다시 한 번 공작실을 열고, 앞에서 사용했던 ‘삼합 크림’ 레시피를 다시 한 번 불러보죠…

이리와~

똑같은 레시피에 만약 물의 비율만 증가시킨다면 어떻게 될까요?

보시는 것처럼, 들어가는 물의 양만56.4 g로 늘리고 나머지 오일과 유화제의 양은 똑같이 넣는 것이죠.

역시 만드는 방법은 똑같이…

1.     수상층 (Water phase)과 유상층 (Oil phase)을 담을 비이커 두 개를 준비하시고 표시를 해 두세요.

2.     시간을 줄이기 위해서 먼저 중탕에 사용할 큰 냄비에 물을 담고 물을 끓이기 시작합니다.

3.     생수의 무게를 잰 다음 수상층 비이커에 넣고 노트에 적어두세요.

4.     물이 담겨져 있는 비이커 채로 무게를 재서 따로 적어 둡니다.

5.     오일과 유화제를 계량하고 유상층 비이커에 넣고 잘 적어 둡니다.
이번에는 계량이 아주 쉬우실 거에요.

6.     물이 끓으면 냄비의  불을 줄이고 재료가 든 두 비이커를 넣고 중탕 가열하기 시작합니다.

7.     또다른 작은 비이커에 생수를 20~30 mL 정도 (이건 무게로 잴 필요가 없어요…) 담아 같이 중탕 가열합니다.

8.     유상층 비이커 속의 e-wax가 녹아서 FCO와 균일하게 섞여 투명해 지면 온도계를 꽂고 70°C에 이르는 지 주시합니다.

9.     70°C에 다다르면 그때부터 수상층과 유상층의 온도를20분동안 유지합니다.
간간히 수상층과 유상층의 온도 차이는 없는지 확인해 주는 것도 잊지 마시고…^^

10.  20분이 다 되어간다 싶으면 ‘수상층’ 비이커를 살짝 꺼내서 표면의 물만 닦으시고, 무게를 재 주세요.

11.  위의 4번에서 잰 무게와 의 차이를 함께 중탕하던 작은 비이커 (50 mL)에 담긴 물을 사용해서 증발된 만큼 원래대로 채워 줍니다.

12.  보충을 한 뒤 얼른 다시 냄비에 넣고 온도를 확인합니다.

13.  수상층 비이커에 유상층 비이커에 담긴 액을 저어주면서 ‘천천히’ 부어줍니다.

14.  시간이 지나고 혼합된 용액이 식을 때까지 계속 저어주세요…^^
조그만 핸드믹서를 사용하시는 게 편리합니다. ^^

15.  완전히 식었으면 실온에서 하루 이틀 두고 경과를 지켜봅니다.

자, 하루 정도 지난 후 내용물을 발라보고 후기(review)를 써 보세요.

지난 번에 우리는 기본 ‘삼합’ 레시피도 만들었고, 어떤 식으로 재고, 얼마만큼 만들어야 하는지 알아봤습니다.

이번에는 실제로 한 번 만들어 보는 시간을 가져보기로 하죠…

기대하셨죠?

지난 번에 만든 ‘삼합’ 레시피를 다시 볼까요?

물…62.5%

FCO…30%

e-wax…7.5%

그런데, 재료의 무게를 재기 전에 무슨 성분이 수용성이고, 어떤 성분이 유용성인지 나누어 보기로 하죠.

왜 ‘무게’로 재야 하는 지 모르시면 여기를 클릭! 왜 수용성과 유용성으로 나누는지 모르시면 여기를 클릭! 그리고 FCO와 e-wax가 무슨 말인지 모르면 여기를 클릭! ^^

Water phase

   물…62.5%

Oil phase

   FCO…30%

   e-wax…7.5%

왠지 점점 더 있어보이는 레시피로 바뀌는 것 같지 않나요?

오늘은 ‘만들기 과정’의 가장 처음이니까 테스트 용으로 50 g을 만들어 볼 예정입니다.

한 가지, 오늘 올린 사진들은 저의 일터의 환경상 사진의 색이 정상적으로 나오지 않아서 그냥 흑백 처리해서 올립니다. 내용을 이해하시기에는 전혀 어려움이 없으니까 이해해 주세요~ ^^

물과 FCO, 그리고 e-wax입니다.

그렇다면, 이제 수상층 (Water phase)과 유상층 (Oil phase)을 담을 비이커 두 개를 준비하세요.

만들 양 전체가 50 g 이니까 100 mL짜리 비이커 두 개면 충분하겠네요…

그리고, 50 mL짜리 하나 더 준비하세요~

비이커는 이렇게 세 개…^^

나중에 무게를 재고…어쩌고…하다보면 헷갈릴 수 있으니까, 미리 자기가 알 수 있는 표시를 해 두세요.

저는 ‘옛날 사람’이니까 그냥 1과 2로…^^

그리고 나선, 가열 과정에 사용할 ‘물 중탕’이 끓는데 오래 걸리니까 시간을 줄이기 위해서 먼저 큰 냄비에 물을 담고 끓이기 시작합니다.

자, 이제는 지난 번에 계산해 둔 레시피를 다시 보면…

뭐 약간의 오차에 대해 말씀 드리긴 했지만, 지금의 ‘삼합’ 크림에서는 큰 문제는 아니니까 무시하고 만들기로 합니다.

생수의 무게를 잰 다음 비이커에 넣고 노트에 적어두세요.

저는 31.3 g을 넣었습니다.

그리고, 물이 담긴 비이커 채로 무게를 재서 따로 적어 둡니다.

저는 93.9 g이네요…

왜 따로 무게를 재느냐고요?

다 의미가 있어요…기다리시라!

이제는 오일과 유화제를 잴 차례!

FCO는 15.0 g을, e-wax는 3.75 g을 재야 하는데…

가지고 계신 저울로 최대한 ‘천천히’ 재고  아까 물이 든 것과 다른 비이커에 담아 두세요.

역시 노트에 꼼꼼히 적어 두셔야 겠죠?

저는 3.8 g 의 e-wax를 넣었습니다.

음…지금쯤이면 냄비에 든 물이 끓고 있을꺼에요.

냄비의 물은 불을 줄이고 라면과 스프를 넣으시고  재료가 든 두 비이커를 넣고 중탕 가열하기 시작합니다.

하나 더…

작은 비이커에 생수를 20~30 mL 정도 (이건 무게로 잴 필요가 없어요…) 담아 같이 중탕 가열합니다.

유상층 비이커 속의 e-wax는 불투명한 흰색이지만, 가열하면 녹아서 FCO와 균일하게 섞여 투명해 집니다. 

이 때부터 온도계를 꽂고 70°C에 이르는 지 주시합니다.

e-wax

70°C에 다다르면 그때부터 온도를20분동안 유지합니다.

간간히 수상층과 유상층의 온도 차이는 없는지 확인해 주는 것도 잊지 마시고…^^

20분이 다 되어간다 싶으면 ‘수상층’ 비이커를 살짝 꺼내서 표면의 물만 닦으시고, 무게를 재 주세요.

왜냐고요?

20 분 이상 뜨겁게 가열하는 동안 어느 정도의 물이 수증기로 날아가 버렸을 거에요.

날아간 만큼 보충을 해 주지 않으면, 우리가 만든 레시피보다 더 뻑뻑한 크림이 만들어 질 테니까요.

저는 재어 보니 93.9 g이었는데 지금은 89.3 g, 다시말해  물이 4.6 g이나 날아가 버린 거네요…

이제는 수상층-유상층과 함께 중탕하던 작은 비이커 (50 mL)에 담긴 물을 사용해서 원래대로 채워 줍니다.

그냥 비이커를 사용하셔되 됩니다만…

‘왈칵!’하고 쏟아지는 걸 방지하려면 저처럼 작은 ‘피펫’을 사용하시는 게 더 안전하겠죠?

자, 증발된 만큼 얼른 보충을 해주고 다시 냄비에 넣고 온도를 확인합니다.

이제 아셨나요?

아까 왜 수상층 비이커의 무게를 쟀고, 작은 비이커에 물을 따로 준비했는지…

글쎄, 다 이유가 있다니깐두루…

아하~

이젠 두 비이커 내용물을 섞을 준비를 먼저 하셔야 합니다.

섞을 유리봉이나 핸드믹서 옆에 준비되어 있나요?

흘린 용액을 닦을 휴지도 옆에 준비되어 있나요?

모든 필요한 것들이 손 닿는 범위 내에 있도록 두시는 습관을 들이시는 게 좋습니다.

자, 그렇다면 이제 수상층 비이커에 유상층 비이커에 담긴 액을 저어주면서 ‘천천히’ 부어줍니다.

중요한 점은 ‘기름에 물을 붓는 것’이 아니고 ‘물에 기름을 붓는 것’입니다.

이유는 일전에 언급했던 상전도 (Phase inversion)에 관련된 건데 다 설명 드릴 수는 없고…

게다가 우리가 소량으로 만들어 쓰는 스킨 케어 제품에는 큰 영향을 주지는 않으니까 이 시점에서는 크게 신경 쓰지 않으셔도 되지만, 미리미리 이런 연습을 해 보시는 게 좋습니다.

자, 맑았던 두 용액을 섞으니 어떤가요?

혹시…희뿌연 용액으로 바뀐 것은 아니겠지요?

혹시 이런 느낌으로…?

그렇게 되었나요? 설마~

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흠…흠…진짜 그렇다면…ㅠㅠ

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축하합니다!!!

여러분은 지금 막 에멀젼을 만들어 내신 겁니다. 

오우~ 예아~!!!

이 뿌연 용액이 바로 ‘물-유화제-기름’의 에멀젼 상태라는 증거랍니다.

아직은 뜨거우니 조심해서 잘 저어 줍니다.

시간이 지나고 혼합된 용액이 식을 수록 에멀젼이 점점 걸쭉~해 지죠?

계속 저어주세요…^^

남자인 저도 젓고, 젓고, 또 젓다 보면 손도 아프고 팔도 아픈데…ㅠㅠ

그래서 조그만 핸드믹서가 유용하다는 거 아시겠죠?

가끔 내용물의 온도를 확인하시다가40°C 전후가 되면 찬물 중탕에 넣고 계속 저어주세요.

이 과정은 꼭 하셔야 되는 건 아니지만,  제품의 안정성을 높이는 데 도움을 줍니다.

저는 대체적으로 생략하는 과정이기도 하죠…^^

그런데, 거의 다 식은 거 같은데…아직 너무 묽다고 생각되지는 않으신지?

여기서 하나 더 알아두셔야 하는 용어가 있습니다…

한국말로 하면… ‘숙성’ 정도…일까요?

Curing이라고 해서 유화제에 따라 제품 고유의 농도와 점도를 갖는데 시간이 걸리는 종류가 있습니다.

다 식었으면 실온에서 하루 이틀 두시면 지금보다 더 걸쭉해진 답니다.

자, 이렇게 아주 기초적인 삼합 크림을 만들어 보았습니다.

비록 무슨 무슨 추출물에…거시기한 오일에…대단한 재료가 들어가지는 않았지만, 여러분이 처음으로 ‘손수’ 만든 크림입니다.

지금 이 레시피로 만든 도 에몰리언트 효과가 있는 진짜 ‘무(無) 방부제’ 크림 입니다.

방부제를 아예 안넣으니까요…^^

하나 더…

이 크림에는 아무 향료나 첨가물이 없어요.

냄새를 맡아보시면... 아무 냄새도 없죠…

좋아하시는 에센셜 오일을 3~4 방울 넣어서 고루 섞으시면 은은한 향이 풍기는 크림으로 바뀐답니다.

저는 레몬 에센셜 오일을 넣었습니다. 

단, 에센셜 오일은 크림이 충분히 식은 후에 넣어주셔야 향이 변하지 않고 오래 갑니다. 

자, 은은한 향을 풍기는 무(無) 방부제 크림의 완성입니다.

고로, 목욕하신 후 여기도 발라보고…저기도 발라보고…

후딱~ 사용해 보세요.

손 안에 쏙 들어가는~

오늘은 여기까지!

어떠셨나요? 그리 어렵지는 않았지요? 

수고 많이 하셨어요~

이번에는 정말정말~ 배우기도 싫고, 설명해 드리기도 싫은 계면활성제 (Surfactant)에 관해 이야기 해 보기로 하죠.

계면 활성제(Surfactant)라는 건, 말 그대로 ‘계면(Surface, 표면)을 활성화(Active)시키는 시약(Agent, 재제)’을 줄인 말입니다.

하지만, 깊이 들어가자면 한도 끝도 없이 갈 수 있는 분야일 뿐더러, 저 역시도 따로 설명하기도 어렵고…글을 읽으시는 분들도 지루하실 테고…

그 계면 활성제 중 ‘유화제(Emulsifier, 乳化劑)’에 대해서만 필요한 만큼만 사알~짝 정리해 보고 가겠습니다.

나중에 또 필요하면 그 때 다시 업데이트 하기로 하고요…

유치원에 다니는 아이라도 ‘물과 기름은 서로 섞이지 않는다’ 정도는 알고 있죠.

왜 그럴까요?

물리-화학적으로 설명하자면, 극성(極性, Polarity) 때문입니다.

자, 한번 원자/분자 레벨로 가서 설명해 볼까요?

어떤 원자나 분자의 ‘극성’이라는 건, 그 애들이 가지고 있는 핵(+)과 전자(-)의 비율에 따라 결정된다는 거죠..

일단, 어떤 애들은 핵과 전자의 비율이 들쭉날쭉하고 한 쪽에 치우쳐서 균형을 잃기도 하죠…

질풍노도 시기의 아이들이랄까…불안정하죠…일진 애들…? ㅎㅎ

뒤져서 나오면 10원에 한 대다...알쥐?

이런 애들의 성질을 ‘극성을 갖는다 (Polar)’라고 표현하는데, 얘네들의 특징은 자기들이 균형을 잡기 위해서 자기와 반대의 성질을 가진 애들과 부단히도 급만남을 가져보려 한다는 겁니다.

서로 끌어 당기거나[인력,引力)] 밀어내는 성질[척력,斥力]을 가진 아이들이죠.

자석을 연상하심 됩니다…

대표적으로 수분(물, H2O)이 이런 애들이죠…^^

반면에 범생이들 처럼, 핵과 전자가 고루 잘 균형을 잡고 있는 아이들은 서로 시크하다고나 할까…

다른 아이들한테 무관심한 아이들의 성질을  ‘무극성 (Non-polar)’이라고 표현합니다.

에센셜 오일을 비롯한 천연 혹은 미네랄 오일, 버터 등등 의 기름 성분들이 이런 애들이죠…

문제는 이런 분자레벨에서도 우리가 실제 겪은 것 같은 일들이 일어난 다는 것입니다.

범생이들 끼리 모이고, 노는 아이들끼리 모이듯이…일명, 유유상종(類類相從)!

화학에서는  “끼리끼리 녹는다(like dissolves like)”라고 하는데, 극성인 물질은 극성 물질하고만 섞이고, 무극성의 물질은 무극성 물질에만 섞인다는 뜻입니다.

그러니, 기름에 물을 죽어라 섞어서 젓고, 흔들고 해봐야 말짱 황~이라는 거…

여기서 또 먹는 얘기 하나 하고 갑니다.

달걀의 노른자와 흰자를열나게 섞어서 만든 보들보들한 달걀찜…

겁나 매운 걸 먹을 때 한 숟가락…우웅~ ^^

계란의 노른자에 대한 의견이 겁나게 많지만, ‘노른자에는 콜레스테롤이 있다’는 건 정설이죠…

그렇다면, 콜레스테롤은 ‘기름’인데, 물이 대부분인 흰자와 어떻게 섞이는 걸까요?

정답은  노른자에 들어있는 레시틴 (Lecithin)성분 때문입니다.

이 레시틴 성분은 흰자(물, 극성)와 노른자(기름, 무극성)가 ‘함께’ 섞일 수 있게 해주는 어떤 역할을 해줍니다.

바로, 이런 역할을 해주는 애들을 ‘유화제(Emulsifier, 乳化劑)’라고 부릅니다.

앞에서 설명드린 대로, 물(수용액, Aqueous)이 중심이 되어 있는 제품에는 ‘친수성(親水性)’이라고 하는 물과 비슷한 성질 (polar, hydrophilic, water-loving, 친수성)을 가진 성분들만 섞일 수 있고,  기름에는 소수성(疏水性)이라 불리는 무극성인 성분들만 섞는게 가능합니다.

다시 말해서, 얼마나 오래동안 섞느냐에 관계없이 물과 기름은 나뉘게 된다는 거.

결국, 두 물질을 섞을 수 있는 유일한 방법은 유화제를 첨가하는 것 뿐입니다.

다시 분자 레벨로 돌아가서 그 유화제라는 애의 구조를 보면…

유화제는 친수성(親水性,  hydrophilic , water-loving)인 머리와 소수성(疏水性, lipophilic, oil-loving) 꼬리를 갖고 있습니다.

물과 기름이 팽팽히 맞서고 있는 용기에 유화제를 넣으면, 친수성인 머리는 물과 결합하고 소수성인 꼬리는 기름과 결합하게 되어서 결과적으로 물과 기름이 서로 섞일 수 있게 만들어 줍니다.

그야말로 평화유지군인 셈…

하지만 이쪽도 되고 저쪽도 되는 박쥐라고나 할까, 깍두기라고나 할까…

이런 깍두기 아닙니다…^^

어느 쪽의 질량이 많고 적으냐에 따라 모양과 성질이 바뀌긴 하지만…

아래의 그림처럼, 유화제의 분자가 기름 분자 하나를 둘러쌓아 버리면…아몬드 쪼꼬렛 같이 말이죠…^^

겉의 표면(붉은 색 동그랑땡들…)은 친수성인 분자의 성질을 나타내게 되는 거죠…

이 상태를 마이셀 (혹은 미셀, Micelle) 라고 부르는데…  

뱃 속에 겉과 다른 걸 숨겨가지고 있는 게…트로이의 목마라고 할까, 양의 가죽을 쓴 늑대라고나 할까…

트로이의 목마 아니면…

양의 가죽을 쓴 늑대…ㅋㅋ

스킨 케어 뿐 아니라, 샴푸, 린스, 비누 등 화장품 업계에서 유화제의 역할은 중요해도 너무 중요하죠…

유화제가 만드는 물-기름이 섞인 용액을 에멀젼(Emulsion)이라고 부르는데요…

이 아이도 두 가지 종류로 나눌 수 있어요.

위에서 어느 쪽의 질량이 많고 적으냐에 따라 모양과 성질이 바뀐다고 사알~짝 말씀 드렸듯이…

첫째는,  ‘Oil in Water (O/W)’라고 부르는데, 대부분의 화장품이 이 형태를 가지고 있어요.

기름 성분이 수용액 속에 분산 되어있는 형태를 가지고 있습니다.

수용액 속에 미세하게 퍼져있는 마이셀(micelle)의 중간에 기름 분자가 존재하는 모양이죠…

마이셀(micelle)

이런 화장품을 바르면, 피부에는 수분이 먼저 닿게 됩니다. 

따라서 번들거림이나 끈적임이 적고, 수분 공급을 목적으로 하는 대부분의 크림이나 로션 제품이 이런 형태입니다.

다음으로는 ‘Water in Oil (W/O)’이라 부르는데…

이름에서 보시다시피 기름층 안에 퍼져있는 마이셀(micelle)의 중간에 물 분자가 존재하는 모양입니다.

말 그대로 기름층이 메인 성분이기 때문에, 바를 때 기름 성분이 피부를 먼저 만나게 된다는 거…

특징은 Oil-in Water 제품 보다는 상대적으로 약간은 더 번들거리거나 끈적이겠지만, 어느 정도 시간이 지나면 피부에 전부 흡수된다는 점입니다.

무슨 비타민 E (토코페롤) 세럼 같은 거 바를 때는 좀 번들거려도 금방 피부에 흡수되는 것이 좋은 예입니다.

이런 형태의 제품은잔주름 개선이라던지, 무슨무슨 리페어 세럼 처럼 피부에 유분 보충하는 제품에 주로 사용됩니다.

만들기가 상대적으로 조금 까다로운 데다가 안정화시키기도 힘든게 단점이죠…

자~ 여기까지!!!

만약, 여기까지 읽고도 ‘난 무슨 얘긴지 당췌~에~’하시는 분들은…

뭐, 그래도 좋습니다.

계면활성제…유화제…걔네가 어쩌구…마이셀이 저쩌구…모르셔도 됩니다.

하지만, 아리까리 하신 분들은 다시 한 번 읽고 기본적인 개념을 잡아놓으시는 게 좋을 껄요…^^

대략 유화제의 큰 그림은 그려드린 듯 하네요.

좀 지루하고 들을 수록 머리가 굳어지는 듯한 이야기를 드려 미안한 듯도 하지만…

기본적으로 화장품은 물과 기름, 그리고 유화제…이 세 가지만 있으면 만들 수 있습니다.

그렇기에 정말 쓰기 싫었지만, ‘유화제’는 적어도 한 번 짚고 넘어가지 않을 수 없었단 사실…ㅠㅠ