본 연구는 멀티플 에멀젼(W/O/W) 시스템을 이용하여 개발한 자외선차단 제품의 자외선차단성능의 지속성과 보습효과에 관한 연구이다. 자외선차단용 화장품은 장시간의 외출, 등산, 레포츠 활동을 할 때 필수적으로 사용하는 제품으로 높은 자외선차단효과와 지속성이 요구되고 있다. 또한, 소비자들은 감성공학적인 측면에서 끈적이지 않으며, 내수성이 우수한 제품을 선호하고 있다. 친수성 (O/W타입) 자외선차단제품의 경우, 사용감은 우수하나, 땀이나, 물에 쉽게 지워지기 때문에 완벽한 자외선차단효과를 기대할 수 없으며, 내수성이 우수한 친유형 (W/O타입) 제품의 경우, 내수성은 우수하나, 끈적임이 심하고, 보습효과가 낮다. 따라서 본 연구에서는 멀티플에멀젼(W/O/W)시스템의 퍼뮬레이션을 개발하여 친수성크림의 부드럽고 촉촉한 사용감을 부여하고 흡수 후에는 내수성이 우수한 W/O 제형으로 변화하여, 우수한 내수성과 자외선차단효과의 지속성을 가지는 고기능성 다중에멀젼의 자외선차단크림을 개발하는 것이 목적이다. 자외선차단크림에 사용된 성분으로 UV-B를 차단하는 원료 에칠헥실메톡시 신나메이트, 이소아밀-p-메톡시신나메이트, 에틸헥실살리실레이트, 옥토크릴렌을 사용하였으며, UV-A차단제로 부틸메톡시디벤조일메탄과 비스에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐트리아진을 사용하였다. O/W형 크림의 자외선차단효과를 나타내는 SPF 수치가 34.1, W/O/W형 크림에서는 SPF 수치가 40.6으로, O/W형 크림보다는 19%정도 자외선 차단효과가 상승하는 것으로 나타났다. 4시간 경과 후의 내수성시험에서는 O/W형 크림의 경우 자외선차단효과가 3.6정도로 30.5이상 하락하였으나, 다중에멀젼 시스템에서는 자외선차단효과가 32.7로, 7.9정도 하락하여 81%의 내수성이 있는 것으로 나타났다. 사용 30분 후의 보습효과는 친수성크림이 우수하였으나, 3시간 이후의 보습력은 멀티플에멀젼에서 더욱 높은 보습효과를 보였다.

화장료의 UV 차단과 은폐효과를 갖는 이산화티탄을 사용하여 자기조직체 형성공법을 적용한 하이브리드 이산화티탄을 제조하고 형태, 성질, 공정의 최적조건과 자외선차단 개선을 확인하였다. 하이브리드 이산화티탄은 마이크로 이산화티탄(250~300nm)의 표면에 나노 이산화티탄(20~30nm)을 자기조직체 형성공법을 이용해 결합시킨, 이산화티탄 대 이산화티탄의 결합체를 말한다. 하이브리드 이산화티탄 제조의 최적조건을 알아내기 위해 (-)을 띄는 마이크로 이산화티탄의 표면에 양이온의 링크로써 AlCl3 를 농도별로 조정하고, 그에 따른 마이크로와 나노 이산화티탄의 투입비율을 달리하여 각각의 조건에서 만들어진 시료를 광학분석, 입도분석, 전위차분석 등을 이용해 확인하고 최적의 제조 조건을 알 수 있었다. 최적의 제조 조건에서 만들어진 하이브리드 이산화티탄의 자외선차단 상승효과를 확인하기 위하여 하이브리드 이산화티탄이 첨가된 화장료와 사용된 하이브리드 이산화티탄과 같은 비율의 마이크로와 나노 이산화티탄을 첨가한 화장료의 SPF in-vitro 를 측정하였고, 15%내지 30%의 자외선차단 상승 효과를 확인하였다.

본 연구에서는 자외선 차단제품에서 오일의 극성도, 에멀젼의 종류, 제품의 점도, 증점제의 종류 그리고 광안정제 등이 자외선 차단 효율에 미치는 영향을 조사해 보았다. 그 결과 오일의 극성도 가 높으면 자외선 차단 효과는 높게 측정되었으며(Butyloctyl salicylate: SPF 44.10, PA 7.93), 반대로 오일의 극성도가 낮으면 자외선 차단 효과는 낮게 측정되었다(Dimethicone: SPF 16.40, PA 5.57). 에멀 젼의 종류는 O/W 에멀젼보다 유기 자외선 차단제가 외상에 존재하는 W/O 에멀젼에서 자외선 차단 효율이 더 높게 측정되었다. 제품의 점도는 높아질수록 자외선 차단 효율이 비례적으로 상승하는 경향을 나타내었으며, 증점제의 종류 및 유화입자 크기는 자외선 차단 효과에 미치는 영향이 크지 않았다. 또한 광안정제의 함유 여부도 자외선 차단 효율에 영향을 미치는 중요한 인자 중의 하나로 나타났다. 이러한 결과들은 자외선 차단제의 추가적인 증량이 없어도 자외선 차단 효율을 더 높일 수 있음을 의미하는 것 으로, 앞으로 자외선 차단제품 개발 시 경제적 효율성을 높이는데 큰 도움이 될 것으로 사료된다.

본 연구에서는 유기 자외선 흡수제와 오일들 간의 용해도에 따른 자외선 차단제의 안정성과 유기 자외선 흡수제의 조합에 따른 이들의 자외선 차단 효율 변화를 조사하여 보다 안정하고 효율이 높은 자외선 차단제품 개발에 도움이 되고자 하였다. 그 결과 오일의 종류, 농도 그리고 보관 조건에 따라서 유기 자외선 흡수제의 용해도 및 안정성이 다양하게 관찰되었으며, 이러한 현상은 에멀젼상에서도 자외선 차단지수에 영향을 나타냄을 확인하였다. 또한 유기 자외선 흡수제의 조합에 따라 다양한 자외선 흡광도가 측정되었으며, 조합 시 각각의 자체 흡광도보다 높은 시너지 효과를 나타내는 성분이 있었고, 특정 성분과의 조합 시에만 시너지 효과가 나타나는 경우도 있었다. 보관 조건에 따라서도 자외선 흡광도는 상이하게 측정되어, 자외선 차단 효율에 영향을 나타내는 다양한 변수가 있음을 확인할 수 있었다.

자외선 노출 증가로 인한 자외선의 유해성을 방지하기 위해 자외선차단제의 사용이 보편화되었다. 이러한 추세에 맞게 화장품 업계에서는 서로 다른 성분을 혼합하거나 천연물에서 유효성분을 추출하는 연구를 활발하게 진행하고 있다. 본 연구에서는 황금에서 추출한 천연성분인 황금추출물을 함유하는 자외선차단제품의 자외선 차단효과를 확인해보고자 하였다. 총 10명의 지원자를 대상으로 각 제품의 최소홍반량을 측정하였고 자외선 차단지수를 구하였다. 그 결과 황금추출물을 함유하는 자외선차단제품과 함유하지 않는 자외선차단제품의 자외선차단지수는 각각 34.52 ± 2.13, 32.67 ± 1.44였다. 두 제품 간의 자외선차단지수 차이는 통계적으로 유의하지는 않았지만, 인체를 대상으로 천연물 자외선차단제의 임상적 효과를 평가하였고 제품도포로 인한 이상반응이 없었다는 점에서 의미 있는 시도였다고 생각된다.

자외선 차단제는 해변 및 실외수영장에서 물놀이 시 사용되는 경우가 많으나, 기존의 자외선 차단효과 측정방법 및 기준은 내수성 시험방법을 포함하고 있지 않아, 그 확립이 요구되고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법에 관하여 한국인의 특성에 맞는 시험방법을 확립하고자 하였다. 내수성 자외선 차단제의 자외선 차단지수 평가방법을 표준화하기 위하여, 외국과 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 비교하였고, 우리나라의 자외선 차단지수 측정방법을 내수성 자외선 차단지수 측정방법에 적용할 수 있음을 알 수 있었다. 내수성 자외선 차단제 선별 시험을 통해 제품의 적합성을 검증하였고 내수성 자외선 차단지수 측정방법의 변수를 설정, 확인 시험을 하였다. 물 온도 23 ∼ 32 ℃에서 내수성 자외선 차단지수 비교 시험을 한 결과, 이 범위 안에서 온도는 내수성 자외선 차단지수에 통계학적으로 의의 있는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었으며, 물의 흐름 변화에 따른 내수성 자외선 차단지수는 43.61 ± 1.96, 43.92 ± 1.62 그리고 42.65 ± 2.41로 결과의 유의적 차이는 없었다. 그러므로 피험자의 적절한 활동을 대신하기 위한 대안으로 지속적인 20 min 물 순환이 적절하다고 사료된다.