자외선차단용 화장품은 기능성화장품으로 분류되어 있으며 매년 다양한 종류의 유기 또는 무기 자외선 차단제를 함유하는 제품이 출시되고 있다. 높은 SPF 수치를 요구하는 제품과 유아 및 민감성 피부를 위한 자외선차단제품에 무기자외선 차단제가 많이 사용되고 있으며 대표적인 것으로 티타늄옥사이드가 있다. 티타늄옥사이드는 피부를 하얗게 표현하는 특성 때문에 착색제로 오랜 기간 사용되어 왔으나 이러한 특성이 자외선 차단제로서의 응용을 제한하여 왔다. 그러나 최근 마이크로 화 기술의 발달로 하얗게 보이는 현상 없이 티타늄옥사이드를 높은 농도로 함유할 수 있게 됨에 따라 티타늄옥사이드의 자외선차단제로서의 응용 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 자외선차단 화장품 중 티타늄옥사이드의 함량분석에 대한 연구는 거의 전무한 상황이다. 본 연구에서는 산화환원적정법을 이용한 자외선차단 화장품 중 티타늄옥사이드 함량분석법을 개발하였으며, 대표적인 자외선차단제품인 크림, 메이크업베이스, 파운데이션 및 파우더에 일정량의 티타늄옥사이드를 포함시킨 다음 분석하여 시험법의 회수율이 $96{sim}105%$임을 확인하였다. 또한, 본 연구의 방법으로 분석한 시판되는 자외선차단제품 7 종의 티타늄옥사이드 함량 분석결과를 ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)를 이용한 기기분석결과와 비교하는 방법으로 시험법을 재검증하였다. 비록 최신 분석기기인 ICP-AES로 정확한 티타늄분석이 가능하지만 고도의 기술이 필요하고 모든 화장품사가 품질관리를 위하여 구비하기에는 분석장비가 고가인 만큼 현실적인 방법이라고는 할 수 없을 것이다. 본 연구의 티타늄옥사이드 정량법은 일반적인 초자기구 만으로 수행할 수 있으므로 현장에서 자외선차단 기능성화장품의 품질관리에 널리 활용될 수 있을 것이다.
Nowadays there are many sun protection cosmetics including organic or inorganic UV filter as an active ingredient. Chemically stable inorganic sunsEreen agents, usually metal oxides, we widely employed in high SPF products. Titanium dioxide is one of the most frequently used inorganic UV filters. It has been used as pigments for a long period of cosmetic history. With the development of micronization techniques, it becomes possible to incorporate titanium dioxide in sunscreen formulations without whitening effect and it becomes an important research topic. However, there are very few works related to quantitations of titanium dioxide in sunscreen products. In this research, we analyzed amounts of titanium dioxide in sunscreen cosmetics by adapting redof titration, reduction of Ti(IV) to Ti(III) and reoxidation to Ti(IV). After calcification of other organic ingredients of cosmetics, titanium dioxide is dissolved by hot sulfuric acid. The dissolved Ti(IV) is reduced to the Ti(III) by adding aluminum metals. The reduced Ti(III) is titrated against a standard oxidizing agent, Fe(III) (ammonium iron(III) sulfate), with potassium thiocyanate as an indicator In order to test accuracy and applicability of the proposed method, we analyzed the amounts of titanium dioxide in four types of sunscreen cosmetics, such as cream, make-up base, foundation and powder, after adding known amounts of titanium dioxide $(1{sim}25w/w%)$. The percent recoveries of the titanium dioxide in four types of formulations were in the range between 96 and 105%. We also analyzed 7 commercial cosmetic products labeled titanium dioxide as an ingredient and compared the results with those of obtained from ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry), one of the most powerful atomic analysis techniques. The results showed that the titrated amounts were well coincided with the analyzed amounts of titanium dioxide by ICP-AES. Although instrumental analytical methods, ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) and ICP-AES, are the best for the analysis of titanium, it is hard to adopt because of their high prices for small cosmetic companies. It was found that the volumetric method presented here gat e quantitative and reliable results with routine lab-wares and chemicals.
