국내 화장품 자재 기술 현황과 개발 방향
국내 화장품 자재 기술 현황과 개발 방향
  • 조성미 shine@jangup.com
  • 승인 2012.07.04 13:37
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글로벌코스메틱연구개발사업단(단장 박장서)은 기획연구 보고서를 통해 화장용품 개발연구를 진행했다. 이 보고서는 특허 분석을 통한 화장용품의 연구 현황을 파악하고 국내 화장용품산업이 글로벌 수준으로 도약하기 위해 나아갈 방향에 대해 제시했다.

최근 국내 화장품시장은 나노화장품, 기능성화장품 등 화장품 내용물에 대한 과학적인 발전이 활발하게 이뤄지고 있다. 이에 따라 화장용품(용기와 포장) 역시 단순히 디자인만 고려하는 것이 아니라 내용물에 적합하도록 기능적인 면이 더욱 많이 요구됨에 따라 관련 개발 및 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.

이렇게 화장품산업의 발전과 함께 동반 성장해가고 있는 화장용품산업은 전체 화장품시장 가운데 약 15%를 차지하고 있는 것으로 추산, 2009년 국내 화장품시장이 5조7200억원 규모의 시장을 형성한 것에 비춰볼 때 화장용품시장은 8580억원 가량의 시장을 형성했다.

특히 세계 화장품시장이 2004년에서 2009년까지 연평균 4.3%의 성장세를 이어왔으며, 향후 세계경제성장률이 다소 높아질 것으로 전망됨에 따라 화장용품시장 역시 꾸준한 성장세를 보일 것으로 예측된다.

더불어 국내 화장품시장의 성장률은 세계 화장품시장 성장률(3.75%)보다 높은 4.55%를 보이고 있어 더울 높은 성장세가 기대된다. 뿐만 아니라 중국, 일본 등 주변국보다 품질과 납기, 기술, 가격면에서 경쟁력을 좀 더 갖춘다면 세계 화장품시장에서 국내 화장용품의 입지는 더욱 확고해지고 점유율 또한 늘어날 것으로 전망된다.

특허를 통해 본 화장용품 기술 동향
현재 화장용품 기술의 동향을 확인하기 위해 1975년부터 2011년 7월20일까지 출원된 한국, 미국, 일본, 유럽의 화장용품 특허를 분석했다.

그 결과 우리나라는 국내뿐만 아니라 미국, 일본, 유럽 모두에서 특허 점유율이 높은 편이지만, 그에 비해 세계적인 시장력 및 화장용품의 질적 수준은 하위권에 머물렀다.

화장품 용기 관련 기술 분야 특허의 연도별 중분류 동향을 살펴보면 화장품 토출 기술 및 화장품 도포 기술은 1990년대 중반 이후부터 최근까지 특허출원이 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 기능성 추가 기술 분야는 2000년도를 전후로 증가했으며, 금형 관련 기술은 2000년대 초중반 약간 상승했으나 최근 들어 감소세를 보이고 있다.

중분류별 점유율은 화장품 토출 기술이 45%로 가장 높은 점유율을 기록했고, 화장품 도포 기술이 36%, 기능성 추가 기술이 14%로 그 뒤를 이었다. 또 금형 기술은 5%로 다른 분야에 비해 비교적 낮은 점유율을 보였는데, 이는 화장용품 관련 금형 기술은 고도의 고유 기술을 요하는 것이 아니라 타 분야에서 개발된 기술을 적용하는 것이 가능하기 때문인 것으로 판단된다. 하지만 이는 화장품에 맞는 특수한 용품 개발이 미흡해 그 특성을 살릴 수 있는 기술 개발이 이뤄지지 않고 있다는 반증으로 화장용품의 특성화와 다양화를 위한 특수 금형 기술이 함께 개발돼야 할 것으로 보인다.

소분류별 점유율을 살펴보면 토출 기술 가운데 펌프 관련 기술이 80%, 가압/피스톤/흡입식 기술이 20%를 차지해 화장품 토출 기술에서는 펌프 기술이 핵심을 이루는 것으로 나타났다.

도포 기술에서는 브러시가 84%, 롤러/도포(브러시 제외)가 16%로 나타나 화장품 도포 기술 역시 브러시에 집중된 양상을 보였다.

기능성 추가 기술의 경우 18%의 항균 관련 기술과 그 외의 기술로 구분되는데, 기능성의 종류가 매우 다양해 분야별로 특정 짓는 것에 큰 의미를 부여할 수 없다. 항균 기술 역시 용기 자체의 구조로 항균성을 부여하기 보다는 항균 조성물 등을 이용한 방식에 역점을 두고 있는 것으로 판단된다.

화장품 용기 관련 기술 분야 특허의 중분류의 국가별 동향을 살펴보면 우리나라는 화장품 토출 기술과 기능성 추가 기술에 집중적이며, 일본은 화장품 도포 기술 중 롤러/도포(브러시 제외) 분야에 투자가 이뤄지고 있었다.

반면 브러시, 항균, 금형 기술 분야에 집중하는 나라는 없었다. 미국은 모든 분야에서 고른 출원 양상을 보였으며, 유럽은 집중 분야가 없는 것으로 나타났다.

분야별 화장용품 핵심 특허
펌프에 관한 특허 내용은 △펌핑장치(분무기, 디스펜서, 스프레이, 스포이드)의 구조 △에어리스 펌프 타입의 화장품용기의 내용물 토출 구조 △펌프 티스펜서의 토출량/토출량 다단조절 구조 △점도가 낮은 액상용 스프레이 펌프 △진공튜브/딥튜브 △고점도 내용물의 정량 토출 화장품용기 구조 등에 대한 것으로 나타났다.

이를 정리해 보면 내용물의 점도에 적합한 펌프 개발에 주력하고 있으며 미세한 토출량의 조절도 중요한 기술로 간주되고 있다. 내용물의 점도에 따라 스프레이 펌프(미스트류), 일반 펌프(저점도), 에어리스 펌프(크림류)로 나뉘며 스프레이 펌프의 경우 단가 및 품질 측면에서 국내 여건에 맞지 않는 것으로 판단된다.

에어리스 펌프의 경우 내용물 안에 기포가 없어야 하는데 내용물 충진 과정에서 공기가 유입되어 문제를 발생시키므로 다양한 연구가 필요한 것으로 보인다.

가압/피스폰/흡입식에 관한 특허로는 퍼스트 밸브 구조에 헤어스프레이나 향수 등의 내용물을 토출시키기 위해 핑거 스프레이를 적용한 것과 피스톤 펌핑 시 용기의 튜브로 통하는 동공을 선택적으로 개폐시켜주는 밸브가 눈에 띈다.

또한 공기차단관의 상승이 원활하게 이뤄지지 않아 펌핑 작용에 의한 내용물 원활하게 배출되지 않고 용기 내부에 내용물이 잔존하는 문제점을 해결한 ‘개선된 공기차단관을 구비한 화장품 용기’, 내용물이 사용된 만큼 풍선부재가 늘어나 배출된 내용물의 빈자리를 채워줄 수 있는 용기에 대한 ‘풍선부재를 갖는 화장품 용기’에 대한 특허도 있다.

‘고점도 화장품의 정량 토출이 가능한 화장품 용기 구조’ 특허는 내부에 설치된 피스톤이 나사축을 따라서 이동되면서 고점도 화장품을 일정량씩 압출하며 공기와의 접촉으로 인한 변질도 방지할 수 있는 기술이다.

브러시의 연구개발은 부품수의 감소에 따른 제조비용 감축, 분해·조립과정의 간담함이 특징이다. 대표적인 특허로는 뚜껑이 필요 없는 화장품용품 케이스가 있다. 이는 조작부와 일체로 움직이는 하부 외장케이스로 이뤄진 것이 특징으로 수납 시 별도의 뚜껑이 필요 없어 뚜껑의 분실 및 이물질에 의한 오염 우려가 없도록 했다.

또한 정량의 화장액을 공급할 수 있는 버튼식 화장용기도 특허 출원됐으며 피스톤, 노즐, 브러시 등으로 구성돼 사용 시 흔들지 않아도 일정량의 용액이 배출되게 하는 용기도 있다.

롤러/도포 분야의 특허 내용을 보면 립글로스 등의 액상화장품을 수용해 피부에 도포하기 위한 도포구(스프링, 볼, 밸브 등)에 관한 것이 있다. 또한 용기에 롤러를 장착해 화장액을 피부에 쉽게 바를 수 있는 화장품 용기 기술도 특허 출원됐다.

이온을 발생시켜 피부 흡수를 촉진시킬 수 있는 기술과 액상화장품 펌핑 공급 시 퍼프의 전면에 거품식으로 공급할 수 있도록 하는 용품도 있다.

특이성 및 기능성 용기에 대한 특허는 발광제 부착 화장용기, 아이라인용 화장품과 마스카라용 화장품을 이중으로 보관할 수 있는 이중화장품용기, 마스카라솔과 아이라인솔이 따로 구비된 용기 등이 있다.

혼합용기 특허는 화장품 용기 내에 두 가지 성상의 파우더 및 화장액을 화장품 사용 직전에 혼합시켜 사용할 수 있도록 했으며, 용기의 출구에 진공펌프를 구성함으로써 내용물을 항상 정량씩 계량 추출하도록 고안됐다. 이는 내용물의 낭비를 줄이면서 잔량 없이 전량 토출해 사용할 수 있는 것이 특징이다.

또한 마사지 기기 부착 화장용기 특허와 내부의 진동판을 이용해 색조화장품을 피부에 신속하게 펴 밀착감 있게 바를 수 있도록 한 진동 퍼프 기술도 있다. 히팅 기능을 갖는 펜슬형 화장품 용기는 버튼을 눌러 내용물을 적당히 짜내면 이를 따뜻하게 가열해 주는 것이다.

항균 및 첨단포장 용기 관련 특허 가운데에는 퇴색 방지 효과의 향상을 위해 무색투명한 재료에 자외선 흡수제를 배합 및 형성한 용기와 액체의 공기에 의한 오염, 누출, 회류를 방지하는 용기 구조에 대한 특허가 있다.

또 화장품을 자외선으로부터 효과적으로 보호해 변질을 방지하면서도 잔량을 육안으로 용이하게 확인할 수 있는 용기, 몸체부·덮개부·패킹부가 모두 항균성을 갖는 은나노 분말을 함유하는 용기도 있다.

특히 내용물의 보존을 위해 함유되는 방부제는 신뢰성 문제로 빼지 못하는 상황이어서 항균 용기에 대한 연구가 더 필요한 것으로 보인다.

화장용품용 금형에 관한 유효 특허로는 콤팩트의 수납용기에 화장용 파우더를 주입시키기 위한 장치를 갖고 있는 파우더 주입용 금형과 화장품 용기, 페트형 프리폼(preform), 플라스틱 사출물 등을 성형하는 사출금형의 코어 냉각구조에 관한 것이 있다.

화장품용기를 사출성형으로 분리 성형해 성형된 부품을 간편하게 조립할 수 있는 금형은 제품의 품질 향상은 물론 제조비용의 절감 및 다양한 용기를 제공할 수 있어 품질을 높이는 사출성형 화장품 용기의 조립구조를 제공하는 특허이다.

또한 압출공법으로 단일 공정에 의해 피가공물의 형상과 함께 사선형 무늬를 동시에 성형할 수 있는 금형과 이종 내용물 펌핑용기의 노즐캡 제조용 성형금형 등이 있다.

기타 화장용품 관련 특허는 내용물이 충진된 내용기와 내용기가 리필되는 외용기로 구성, 소비자들이 충진된 내용기만을 구입해 리필 사용할 수 있는 용기에 대한 특허가 있다.

화장품용기 누름 버튼의 토출구를 차단하기 위한 캡 구조, 휘발성이 강한 고형 파운데이션 화장재료가 수납된 용기와 거울이 부착된 뚜껑을 따고 분리해 사용할 수 있어 휘발을 방지하고 화장을 보다 편리하게 할 수 있는 용기 기술도 특허 출원됐다.

스킨, 로션 등 내용물을 사용하기 위해 배출 시킨 후 배출을 중지시키는 시점에서 내용물이 흘러내려 화장품용기의 외주면이 오염되는 것을 방지하는 기술과 환경을 고려해 사용 후 소각 가능한 용기와 잔량을 확인할 수 있는 용기도 있다.

국내 화장용품 개발의 문제점
화장용품에 있어서 세계시장과 국내의 가장 큰 차이는 바로 시장규모에 따른 생산수량으로 이로 인해 품질과 가격경쟁에서 뒤처지고 신기술이 적용된 신기능용기 채택의 우선순위에서도 밀리고 있다.

반면 세계적으로 유명한 화장품회사들에게 용기를 납품하고 있는 화장용품 제조사들은 이미 수십 년간에 걸쳐 품질과 원가경쟁력의 노하우와 생산기술을 갖추고 있다. 금형제작과 사출, 후가공, 품질관리가 모두 한 공장 내에서 직접 이뤄지고 있는 세계적인 종합화장용품 제조회사들은 규모를 비롯해 품질과 원가경쟁에서도 한국 회사와 큰 차이가 있는 것이다.

국내의 화장용품 제조산업은 수십 년 동안 금형과 사출, 후가공이 별개의 회사에서 이뤄져 종합적 품질관리가 어렵과 각 공정별 이동으로 물류비와 불량요인 발생이 높아 결국은 품질과 원가경쟁력이 낮게 형성됐다.

또한 종합화장용품 제조사가 아니다 보니 규모도 영세해 새로운 기술개발이나 최신 설비 도입도 어려워 악순환이 반복되고 있어 이에 대한 해결책이 절실하다.

국내 화장용품산업이 가진 포괄적인 문제점은 우선 미생물 오염에 대한 대비가 취약하다는 것이다. 손으로 덜어 사용한 화장품은 그 고유의 기능을 유지하기 어려워 내용물의 오염과 변질을 예방하고 사용량 조절이 가능한 펌프, 진공튜브, 브러시를 사용하거나 첨단 포장용기를 개발함으로써 오염방지 및 내용물 보존성을 높일 수 있다.

하지만 화장품 성분의 신소재와 신제형 개발에 비해 디자인의 독자적인 접근이 미비하고 소비자의 요구가 확대되는 것에 비해 기능성을 갖춘 화장품 용기 구조나 형태 개발이 부족한 실정이다. 또한 화장품 사용방법 및 보관상 문제 등 안전성 고려를 위한 법 규정이 미흡한 것도 문제점이다.

특히 현재의 펌프와 진공튜브 제품은 복잡한 것은 물론이고 높은 원가구조와 기능위주로 생산되고 있어, 이를 개선해 원가경쟁력을 갖추기 위한 노력이 절실히 요구되고 있다. 이와 더불어 화장품 용기(화장용품, 도구)의 소비자 사용의 편리성이 요구되면서 펌프와 도구(브러시, 튜브, 프로킹 팁, 퍼프, 스테인레스 볼, 플라스틱 볼 등)가 결합된 다기능 화장품용기 개발 필요성이 높아지고 있다. 또한 기능 외에도 소비자들을 사로잡을 수 있고 글로벌 시장에 걸맞은 감성적 디자인의 개발도 요구된다.

더불어 첨단 포장용기의 개발이 필요하다. 화학적 방부제 사용으로 인한 피부 트러블을 차단하기 위해 천연 방부제 사용 혹은 방부제 미사용이 요구되고 있으며 방부제를 사용하지 않을 경우 미생물에 의해 내용물이 오염 및 변질될 수 있어 이를 막기 위한 방염 및 항균 기능이 있는 화장품 용기가 필요하다. 특히 국내에는 현재까지 이러한 화장용품이 개발되고 있다 않고 있어 관련 연구가 더 필요한 상황이다.

이외에도 첨단 포장용기가 적용 가능한 분야로는 피부 흡수성 및 사용감을 높이기 위해 히팅 기능과 쿨링 펌프를 응용한 포장용기가 있다. 향후 첨단 포장용기는 고점도의 내용물(미백, 주름개선의 기능성화장품과 잡티 커버 제품)을 보관하고 내용물의 효과를 극대화하거나 토출구의 내용물이 산화되거나 고화되는 기존 문제점을 방지하고 친환경 소재를 사용하는 방향으로 개선돼야 한다.

글로벌 수준의 화장용품을 개발함에 있어서 단순 구조의 펌프 및 용기 기술, 첨단 응용 기술, 밀폐 노즐 펌프와 용기 기술 등 원천 기술이 부족하고, 해당 기술과 관련된 특허가 상당 부분 해외 글로벌 업체가 보유하고 있는 것 또한 장애 요인으로 작용하고 있다.

더불어 국내 기업체들 및 국가 관련 기관의 제한적이며 소극적인 R&D 투자 지원, 전문 인력 양성 부족, 관련 기술 정보 부족, 해외 기술 동향 파악이 부족한 것 역시 기술 개발을 어렵게 하고 있다.

화장용품 기술 개발 방향
글로벌코스메틱연구개발사업단은 화장품 기술의 전반적 수준을 선진국 대비 90% 이상으로 향상시키고 내수중심에서 수출 주도형으로 전환해 2018년까지 세계 7위권의 화장품산업으로 성장시키고자 한다.

이에 따라 화장용품 부문에서는 △화장용 펌프, 브러시 및 진공튜브 개발 △첨단 포장·용기 개발 △용기 및 용품 디자인 개발을 진행한다.

펌프와 진공튜브 제품은 복잡한 것은 물론이고 높은 원가 구조와 기능 위주로 생산되고 있어 이를 개선하기 위해 단가경쟁력을 낮추기 위한 노력이 절실히 요구되고 있다. 또한 토출 기술에 관한 특허 분석 경과 한국 국적을 가진 출원인이 높은 점유율을 차지하고 있으나 대부분 실용신안 출원이어서 관련 기술력이 저조한 것으로 평가된다.

최근에는 구조의 단순화를 통한 환경적·경제적 개선, 용기 생산 공정 단축을 위한 구조개선 및 토출량을 조절할 수 있는 용기 구조 등의 경제성을 고려한 용기구조가 두각을 나타내고 있다.

향후 펌프의 개발 방향은 △소비자의 니즈 및 수요를 충족시키기 위한 감성적 품질의 펌프 △친환경 소재의 펌프 △수입 대체용 펌프 또는 펌프 부품 △사용이 편리한 기능성 펌프 △다기능성 복합 펌프 △진공튜브를 활용한 펌프 △원천성 기술 및 경제적 파급효과가 클 것으로 예상되는 창의성이 높은 제품 등이 요구된다.

브러시 관련 특허를 살펴본 결과 선행 특허들은 모두 밀봉을 통한 오염방지, 정량적 토출을 위한 구조개선, 용기 생산 공정 단축을 위한 구조개선 등에 초점을 둔 기술 개발이 이뤄졌다.

최근에는 사용자의 편의성 또는 기능성을 위한 용기의 개발이 이뤄지고 있는 것으로 분석됐다. 또한 한국 국적의 출원인에 의한 특허출원은 양적으로는 해외 특허에 비해 우수하나, 이중 실용신안이 44%인 점을 감안하면 뚜렷한 기술을 보유했다고 볼 수 있는 없다.

또한 앞으로 △파우더와 브러시 결합 상품 △액상용제와 브러시 결합 상품 △브러시 관련 신유형이 상품에 대한 연구가 필요할 것으로 전망된다.

첨단 포장용기 시장에서는 고기능성, 항균, 고점도, 밀폐용기, 친환경 소재의 용기 등과 같이 글로벌 기술 수준에 부합하는 첨단용기가 필요하다.

특히 기능성 추가 화장품 용기 기술은 밀봉 구조는 물론 용기구조 내에 항균필터막 등을 추가함으로써 항균성능을 높이는 기술과 타 기능과의 하이브리드기술이 두각을 나타내고 있다. 따라서 전자기술과 단순화된 제품구조 등 신기술이 접목된 첨단 포장용기와 같이 다른 기능의 하이브리드화를 통해 화장품 용기 기술 분야의 새로운 시도가 필요하다.

세부과제로는 △초음파 기능을 갖춘 펌프·화장용품 개발 △미백 기능이 있는 펌프·화장용품 개발 △히팅(열선, LED) 기능을 갖춘 펌프·화장용품 개발 △항균 기능을 갖춘 용기 개발 △라이트 기능을 갖춘 화장도구 개발 △라이트 기능을 갖춘 화장도구 개발 △전동식 복합 펌프 개발 △환경친화적 신소재를 이용한 화장용품 개발 △원가 절감형 단순구조의 펌프·용품 개발 △원천성 기술 및 경제적 파급효과가 클 것으로 예상되는 창의성이 높은 용기에 대한연구가 필요하다.


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