겔화부터 유화까지, 스테아레이트의 물리화학적 특성 분석

화장품 성분표에서 자주 보이는 ~스테아레이트 도대체 정체가 뭘까요?

이 글에서는 스테아레르산(Stearic Acid)에서 유래한 다양한 스테아레이트 계열 성분의 구조와 기능 그리고 제형 속 활용법까지 하나하나 파헤쳐 봅니다.


스테아레이트란?

"스테아레이트"는 기본적으로 스테아르산(Stearic Acid)에서 유도된 염(salt) 형태를 의미합니다.

아래와 같은 다양한 금속 이온과 결합한 형태로 화장품 성분에 사용되죠

글리세릴스테아레이트 구조식

  • 소듐 스테아레이트 (Sodium Stearate)
  • 포타슘 스테아레이트 (Potassium Stearate)
  • 마그네슘 스테아레이트 (Magnesium Stearate)
  • 칼슘 스테아레이트 (Calcium Stearate)
  • 아연 스테아레이트 (Zinc Stearate)

공통적인 기능과 특징

스테아레이트 계열 성분들은 공통적으로 다음과 같은 기능을 가집니다

 

계면활성제 역할

→ 물과 기름을 섞이게 해주는 유화제, 특히 소듐/포타슘 스테아레이트는 고형 비누에서 주력 사용

 

경화제 또는 점도 조절제

→ 제형을 단단하게 유지하고, 스틱 제형의 구조를 잡아줌

 

보송한 마무리감 부여

→ 파우더나 메이크업 제품에 사용 시 피부에 매트하고 보송한 질감 제공


성분별 특징 한눈에 보기

성분 주요 특징 및 용도

Sodium Stearate 수용성, 스틱 제형 구조 형성, 고형 비누에 적합
Potassium Stearate 물에 더 잘 녹음, 리퀴드 클렌저/비누에 사용
Magnesium Stearate 유분성, 파우더 제품의 밀착력 & 미끄러짐 개선
Calcium Stearate 윤활제 및 안정제, 크림의 점도 안정화
Zinc Stearate 약한 살균 효과, 뽀송한 감촉 제공

스테아레이트의 구조적 특징

스테아레이트는 양친매성 구조를 가지고 있어 계면활성제로 활용됩니다.

  • CH₃–(CH₂)₁₆–COO⁻ M⁺
  • (M⁺는 Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ 등 금속 이온)

🔹 구성 작용기 역할

작용기 역할

알킬 사슬 (CH₃–(CH₂)₁₆) 소수성 꼬리 → 기름과 결합
카복실기 (COO⁻) 금속 이온과 결합 → 친수성 머리 역할
금속 이온 (Na⁺ 등) 이온 결합으로 안정성 확보

3D 구조와 물리화학적 특성

stearate 구조
stearate 구조

🔸 3D 구조

  • 알킬 사슬은 지그재그 형태로 접혀 있고, 소수성 영역을 형성
  • 카복실기 + 금속 이온은 극성 머리로 작용
  • 이로 인해 미셀(micelle) 또는 겔 구조를 형성할 수 있음

🔸 CMC (Critical Micelle Concentration)

  • Sodium Stearate 기준 CMC: 약 1~3 mM
  • 온도 증가 시 CMC 감소 → 미셀 형성 유리
  • 알칼리 환경에서 용해 잘됨

🔸 용해도 비교

성분 용해도 특징

Sodium Stearate 중간 온수에 잘 녹고 비누화됨
Potassium Stearate 높음 리퀴드 클렌저에 적합
Magnesium/Calcium Stearate 매우 낮음 파우더 제형에서 분산제로 활용

📌 산성 환경(pH ↓)에서는 다시 스테아르산으로 석출될 수 있으므로 주의!


스틱 제형에서의 스테아레이트

Sodium Stearate + 글리세린, 에탄올 등을 조합하면

  • 자가조립(Self-assembly) 구조 형성
  • 스틱 클렌저, 데오드란트, 밤 타입 제형 등에서 겔 또는 고체 구조로 활용

🔹 겔 형성 메커니즘

stearate 제형 형성과정
stearate 제형 형성과정

  1. 용매에 스테아레이트 용해
  2. 농도 증가 → 원형 미셀 → 판상 구조 → 겔 네트워크로 전이

스테아레이트는 단순한 유화제나 점도 조절제를 넘어,

클렌징, 메이크업, 스킨케어 전반에서 핵심적인 역할을 하는 성분입니다.

제품 개발이나 성분 분석 시 각 스테아레이트의 특성과 상호작용을 이해하면

훨씬 더 안정적이고 기능적인 포뮬레이션이 가능해요.