원료의 종류와 특성

계면활성제는 한 분자 내에 친수부와 친유부를 가지는 물질로 섞이지 않는 두 물질의 계면에 작용하여 계면장력을 낮추어 두 물질이 섞이도록 돕는다. 계면활성제가 물에 녹았을 때 친수부의 대전 여부에 따라 친수부가 (+)전하를 띄면 양이온 계면활성제, (-)전하를 띄면 음이온 계면활성제, 전하를 띄지 않으면 비이온 계면활성제, pH에 따라 전하가 변하는 양쪽성 계면활성제로 분류한다. 양쪽성 계면활성제는 높은 pH에서는 음이온 계면활성제가 되고 낮은 pH에서는 양이온 계면활성제가 된다. 표면은 기상과 액상의 경계, 기상과 고상의 경계이며, 계면은 액상과 액상의 경계, 고상과 고상의 경계, 액상과 고상의 경계이다. 비이온 계면활성제는 피부 자극이 적고 기초 화장품류에서 가용화제, 유화제로 사용된다. 주로 기초화장품, 색조화장품에 적용된다. 양이온 계면활성제는 살균 및 소독 작용이 있고 대전 방지 효과와 모발에 대한 컨디셔닝 효과가 있다. 주로 헤어 컨디셔너와 린스에 적용된다. 음이온 계면활성제는 세정력이 우수하고 기포 형성 작용이 있어 세정제품에 사용된다. 주로 샴푸, 바디워시, 손 세척제 등 세정제품에 적용된다. 양쪽성 계면활성제는 피부 자극이 적고 세정작용이 있다. 주로 베이비샴푸와 저자극 샴푸에 적용된다. 실리콘계 계면활성제는 파운데이션과 비비크림 등에 적용되며 천연 계면활성제는 기초화장품에 적용된다. 계면활성제는 그 기능에 따라 유화제, 가용화제, 분산제, 습윤제, 세제, 거품 형성제, 대전방지제, 세정제 등으로 불린다. 계면활성제의 자극이 큰 순서는 양이온> 음이온> 양쪽성> 비 이온이며 비이온계면활성제가 자극이 가장 작아서 기초화장품류에 주로 사용된다. 물속에 계면활성제를 투입하면 계면활성제의 소수성에 의해 계면활성제가 친유부를 공기 쪽으로 향하여 기체와 액체 표면에 분포하고 표면이 포화되어 더 이상 계면활성제가 표면에 있을 수 없으면 물 속에서 자체적으로 친유부가 물에 접촉하지 않도록 계면활성제가 회합하는데 이 회합체를 미셸이라 한다. 미셸이 형성될 때의 계면활성제 농도를 임계미셀농도라 하며 그 값은 매우 작다. 알코올은 하이드록시기의 숫자에 따라 1가, 2가, 다가알코올로 분류되며 알킬기의 탄소수가 1~3개인 알코올은 수용성이며 탄소수가 증가할수록 수용성이 감소하고 유용성이 증가하게 된다. 탄소수가 적은 알코올을 저급알코올이라 하고 탄소수가 많은 것을 고급알코올이라 한다. 저급알코올은 발효법, 합성에 의해 생산되며 저급 알코올인 에틸알코올, 이소프로필알코올, 부틸 알코올 등은 용제, 소독제로 사용된다. 고급알코올은 우지, 팜유, 야자유에서 생산하거나 파라핀의 산화에 의해 생산한다. 고급알코올은 유화 제형에서 에멀젼 안정화로 사용되며, 고급알코올은 라우릴알코올, 미리스틸알코올, 세틸알코올, 스테아릴알코올, 세토스테아릴알코올, 베헤닐알코올 등이 있다. 고급지방산은 알킬기의 분자량이 큰것을 고급지방산이라 한다. 고급지방산은 유화제형에서 에멀젼 안정화로 주로 사용되며 폼클렌징에서는 가성소다 혹은 가성가리와 비누화 반응하는데 사용된다. 탄소사이의 결합이 단일결합이면 포화, 이중결합이면 불포화라고 하며 포화 혹은 불포화에 따라 지방산을 포화지방산, 불포화지방산이라 한다. 알킬기의 종류에 따라 여러 종류의 고급지방산으로 분류된다. 유지는 오일과 지방을 합쳐서 부르는 말로 탄소수가 많은 고급지방산의 글리세린 에스테르로 피부를 부드럽게 하는 유연제로 사용되며 수분의 증발도 억제하여 보습효과를 준다. 고급지방산의 종류에 따라 액체인 오일이나 고체인 지방으로 분류되며 탄소수가 증가할수록 지방에 가까워진다. 글리세린에 결합된 고급지방산 중에 포화지방산의 양이 많으면 지방이 되고 불포화지방산의 양이 많으면 오일이 된다. 하지만 포화지방산의 양이 많아서 낮은 온도에서 고상으로 변화하는 코코넛 오일은 지방으로 분류하지는 않는다. 트리글리세라이드 구조를 가지는 식물성 오일은 피부에 촉촉한 사용감을 주지만 지방산의 분자량이 커서 무서운 사용감을 주기도 하여 가벼운 사용감을 주는 분자량이 작은 지방산이 붙은 트리글리세라이드가 합성되어 기초 화장품과 메이크업화장품에서 널리 사용되고 있다. 분자량이 작은 지방산이 붙은 트리글리세라이드의 대표적인 것이 카프릴릭/카프릭트라이글리세라이드이다. 트리글리세라이드는 글리세린 가지에 지방산이 3개 붙은 것이고 지방산이 2개 붙은 것은 디글리세라이드. 지방산이 1개 붙은 것은 모노글리세라이드이다. 왁스는 고급지방산과 고급알코올의 에스테르이며 대부분이 고체이다. 고급지방산과 고급알코올의 종류에 따라 반고체이기도 하며, 탄화수소 중에서 단단한 고체물질을 왁스로 함께 분류하고 있다. 왁스는 출발 물질에 따라 석유화학유래, 광물성, 동물성, 식물성, 합성으로 분류하며 기초화장품에서는 밀납, 라놀린, 경납이 점증제, 피부 컨디셔닝 제로 이용되며, 색조 화장품에서는 W/O제형과 W/Si 제형에서 비수계점증제로 스틱 제형에서는 스틱 강도 유지를 위해 사용된다. 점증제는 에멀젼의 안정성을 높이기 위해 외상의 점도를 증가시키는 데 사용되며 천연과 합성으로 분류하고 천연은 그 출발 물질에 따라 식물성, 광물성 동물성, 미생물 유래로 분류하고 있다. 외상이 오일이나 실리콘인 점증제로 사용되는 비수계점증제와 외상이 물인 수상의 점증제로 사용되는 수계점증제로 분류하기도 한다.