크리밍(유화계) (Creaming (Emulsion))

화장품학
한 줄 정의: 분산상 입자와 연속상 사이의 밀도 차이로 인해 유화 입자가 부력 때문에 위로 뜨거나 아래로 가라앉아 용기 상단이나 하단에 농축되어 층을 이루는 가역적인 불안정화 현상입니다.

쉽게 풀면

우유를 오래 두면 위쪽에 크림층이 뜨는 것을 본 적이 있을 텐데, 이 현상에서 이름을 따온 용어입니다. 오일 입자가 물보다 가벼우면 시간이 지나면서 서서히 위로 떠오르고, 반대로 무거운 경우에는 가라앉기도 합니다. 다만 입자 자체가 합쳐지거나 파괴되는 것은 아니어서, 가볍게 흔들어 주면 대부분 다시 고르게 섞이는 되돌릴 수 있는 현상입니다. 화장품 로션이나 크림을 오래 두었을 때 위아래 질감이 살짝 달라 보이는 경우가 이에 해당할 수 있습니다.

왜 중요한가

크리밍 자체는 되돌릴 수 있는 현상이지만, 진행이 심해지면 합일 같은 비가역적 불안정화로 이어질 위험이 커지기 때문에 제형의 초기 안정성 지표로 자주 관찰됩니다. 점도 조절이나 입자 크기 균일화를 통해 크리밍 속도를 늦추는 것이 화장품 처방 설계에서 중요하게 다뤄집니다. 소비자가 제품을 사용하기 전 가볍게 흔들어 사용하도록 안내 문구를 표기하는 것도 크리밍 현상에 대한 실무적 대응으로 다뤄집니다.

핵심 정리

예시로 보기

Stokes의 식 v = 2r²Δρg / (9η)는 크리밍 속도의 요인을 가늠하는 데 쓸 수 있습니다. 다만 실제 에멀션의 크리밍을 정확히 예측하기에는 부족하고 영향 요인을 식별하는 용도로 쓴다고 알려져 있습니다. 가상의 예: 밀도 900 kg/m³의 기름방울이 밀도 1,000 kg/m³, 점도 1 mPa·s의 물에 있을 때(Δρ = 100 kg/m³, g = 9.81 m/s²) 계산하면 다음과 같습니다.

조건상승 속도
반지름 1 μm2.18×10⁻⁷ m/s ≈ 0.78 mm/시간
반지름 5 μm5.45×10⁻⁶ m/s ≈ 19.6 mm/시간 (25배)
반지름 1 μm, 점도 10배약 0.078 mm/시간 (1/10)

반지름이 5배가 되면 속도는 25배, 점도가 10배가 되면 1/10이 됩니다. 입자를 작게 하고 점도를 높이면 크리밍이 늦어진다는 말의 정량적 의미입니다.

자주 하는 오해

오해바로잡기
크리밍은 에멀션이 깨진 것이다.크리밍에서는 입자가 합쳐지지 않고 분리된 채 이동합니다. 흔들어서 다시 퍼지는 경우가 많습니다.
크리밍은 항상 위쪽에서만 일어난다.분산상이 연속상보다 가벼우면 뜨고 무거우면 가라앉습니다.
Stokes 식으로 크리밍 속도를 정확히 예측할 수 있다.실제 에멀션에는 Stokes 식이 충분하지 않아 영향 요인을 확인하는 정도로 씁니다.
크리밍은 되돌릴 수 있으니 방치해도 된다.크리밍된 에멀션은 입자가 가까워 합일될 가능성이 커집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

"저장 4주 후 시료 상단에서 크리밍 층이 관찰되었으나, 진탕 시 재분산이 가능하여 가역적인 현상으로 확인되었다."

크리밍이 나타났지만 되돌릴 수 있었음을 확인한 안정성 평가 문장입니다.

"연속상의 점도를 증가시킨 결과 크리밍 속도가 유의하게 감소하였다."

점도 조절이 크리밍 억제에 효과가 있었음을 보고하는 예문입니다.

조금 더 깊게 보면

크리밍의 속도는 스톡스 법칙에 따라 입자 크기의 제곱과 밀도 차이에 비례하고 연속상의 점도에 반비례하는 경향이 있어, 입자를 작게 만들거나 연속상 점도를 높이면 크리밍을 늦출 수 있습니다. 실험에서는 원심분리나 장기 방치 후 층 분리 정도를 측정해 크리밍 속도를 정량적으로 평가하는 경우가 많습니다. 크리밍 방지를 위해 실무에서는 연속상에 검류나 고분자 증점제를 첨가해 점도를 높이거나, 균질화 공정을 통해 입자 크기를 균일하게 좁히는 방법이 함께 사용됩니다. 크리밍이 진행되는 속도를 정기적으로 관찰하는 것은 제형의 장기 저장 안정성을 예측하는 초기 지표로도 활용됩니다. 밀도 차이는 오일 함량이 아니라 분산상과 연속상 각각의 밀도로 정해집니다.

주의할 점

크리밍은 입자가 파괴되지 않는 가역적 현상이라는 점에서 합일과 명확히 구분되며, 이를 혼동하면 안정화 대책을 잘못 세울 수 있습니다.

헷갈리기 쉬운 용어

현상무슨 일이 일어나나되돌릴 수 있나
크리밍분리된 입자가 부력으로 위나 아래로 이동비교적 쉽게 가능
응집입자가 서로 끌려 송이를 이룸정도에 따라 다름
합일입자가 부딪혀 합쳐져 커짐되돌리기 어려움
오스트발트 숙성작은 입자가 줄고 큰 입자가 커짐되돌리기 어려움

참고 문헌

  1. McClements, D. J. (2007). Critical review of techniques and methodologies for characterization of emulsion stability. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 47(7), 611–649.
  2. McClements, D. J. (2015). Food emulsions: Principles, practices, and techniques (3rd ed.). Taylor & Francis Group.
  3. Tadros, T. F. (2009). Emulsion science and technology. Wiley-VCH.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.

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