자외선 차단제 종류의 특성
한국에서 자외선 차단 제품에 사용될 수 있는 자외선 차단제는 총 30가지가 있다. 각 자외선 차단제 별 허용 함량을 Table 1에 나타내었다. 자외선 차단제는 크게 무기 자외선 차단제와 유기 자외선 차단제로 구분할 수 있다. 무기 자외선 차단제는 자외선을 흡수, 산란 및 반사 시켜 피부를 자외선으로부터 보호하는 성분으로, 산화 아연 (ZnO)과 이산화 티탄 (TiO2)이 있다. 두 자외선 차단제 모두에 대해 배합 한도는 25%로 되어 있으며, 자외선 차단 능에서 주요한 산란 및 반사의 경우 입자 크기에 많은 영향을 받기 때문에, 적절한 입도를 나타내는 자외선 차단제를 사용하는 것이 중요하다. 일반적으로 60에서 100nm 사이의 입도를 나타내는 무기 자외선 차단제가 자외선 차단 능이 좋은 것으로 알려져 있다. 유기 자외선 차단제의 작용 기전은 자외선 차단제의 전자 상태와 관련이 있다. 유기 자외선 차단제가 자외선을 흡수하면 해당되는 에너지만큼 자외선 차단제 분자 내의 전자가 바닥 상태에서 들뜬 상태로 올라가게 되고, 들뜬 상태의 전자가 다시 여러 단계를 거쳐, 바닥 상태로 내려오는데, 이때 보다 낮은 에너지 상태의 빛, 즉 자외선보다 파장이 긴 빛을 방출하게 된다. 일반적으로, 자외선보다 파장이 긴 빛으로 적외선을 방출하도록 분자가 설계되어 있다. 식약처 에서 허가한 한국에서 사용 가능한 유기 자외선 차단제 중 비교적 널리 사용되는 유기 자외선 차단제의 구조를 Figure 2에 나타내었다. 유기 자외선 차단제는 크게 UVB차단제, UVA차단제 그리고, 광범위 스펙트럼 차단제로 분류할 수 있다. UVB차단제로 에칠헥실메톡시신나메이트 (EHMC), 페닐벤지미다졸설포닉애씨드 (PBSA), 에칠헥실살리실레이트 (EHS), 옥 토크 릴렌 (OCR), 호모살 레이트 (HMS) 및 에칠헥실트리아존 (EHT)가 있는데, EHMC, EHS, OCR 및 HMS의 경우 액상의 유용성 자외선 차단제이다. 이 중 EHS와 OCR, HMS는 광 안정성이 상대적으로 우수한 자외선 차단제이나, 흡광 능이 EHMC에 비해 떨어지는 특징이 있다. EHMC의 경우 광 안정성이 상대적으로 떨어지는데, 이는 E-이성 질체 형태로 사용되는 EHMC가 자외선에 노출되면 일정량이 Z-이성질 체로 전환되기 때문이다. PBSA는 수용성 자외선 차단제로 사용 시에는 중화 시켜 사용할 필요가 있다. 이때 pH는 7.5 이상으로 해야 석출이 일어나지 않으며, 일반적으로 미리 일정량의 정제수에 중화 제와 함께 투명하게 용해 시켜, 최종 제형에 가하는 공정을 따른다. EHT는 고체 파우더 성상의 자외선 차단제로 현재 시중에 나와있는 UVB차단제 중에서는 흡광이 가장 강하다. 친 유성 성질을 가지므로, 오일 류나 다른 액상의 자외선 차단제에 용해 시켜 사용하는데, 이때 충분한 양의 오일 류나 액상 자외선 차단제를 사용하지 않으면 재 결정이 일어날 수 있으므로, 주의가 필요하다.UVA차단제로는 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트 (DHHB) 및 부틸메톡시디벤조일메탄 (BMDBM)을 들 수 있다. 두 원료 모두 고체 파우더 성상의 친 유성 자외선 차단제로, 오일 류나 액상의 자외선 차단제에 용해 시켜 사용한다. DHHB와 BMDBM의 흡광 스펙트럼은 대체로 동일한 것으로 나타난다. DHHB의 경우 광 안정성이 뛰어나 별도의 안정화 제를 사용할 필요가 없는 것이 특징이며, BMDBM의 경우 광 안정성이 상대적으로 떨어지기 때문에 별도의 안정화 제를 사용하는 것이 바람직하다.광범위 스펙트럼 차단제로는 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀 (MBBT) 및 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진 (BEMT)가 사용되고 있다. MBBT의 경우 광 안정성이 뛰어난 자외선 차단제로, 유기 자외선 차단제로서는 특이하게, 50%의 수분 산물 형태로 사용되고 있다. MBBT 자체가 입자로 되어 있기 때문에 무기 자외선 차단제와 유사하게 산란 및 반사 효과를 나타낸다. 여기서, 전체 자외선 차단 효과 중 산란 및 반사 효과는 15% 안팎으로 나타나며, 85%는 흡광에 의한 것으로 보고되어 있다. BEMT는 앞서 EHT, DHHB 및 BMDBM과 같은 친유 성 고체 파우더 성상의 자외선 차단제이다. 오일 류나 액상의 자외선 차단제에 용해 시켜 사용하는 것이 일반적이며, 광 안정성이 뛰어나고, 광 안정성이 상대적으로 떨어지는 EHMC와 같은 자외선 차단제를 안정 화 시키는데 효과적이다.원하는 수치의 자외선 차단 제품을 개발하려면 자외선 차단제들의 스펙트럼, 차단 작용 기전 그리고, 수용성, 유용성, 수분 산성 및 유분 산성과 같은 특성을 고려하여 사용해야 한다. 예를 들어, 산란 및 반사를 하는 무기 자외선 차단제나 MBBT는 흡광을 나타내는 유기 자외선 차단제와 같이 사용하였을 때, 시너지 효과가 나타날 수 있으므로, 높은 수치의 SPF 및 PA 지수를 얻으려면, 이들 자외선 차단제를 적절히 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.