의가소성 거동 (Pseudoplastic Behavior (Cosmetic))

한 줄 정의: 전단속도가 증가할수록 점도가 즉시 감소하는 전단박화(shear-thinning) 유동 거동으로, 화장품 제형에서 흔히 나타나는 비뉴턴 유체 특성입니다.

쉽게 풀면

가만히 두면 걸쭉하지만 손으로 힘을 줘서 문지르면 곧바로 부드럽게 퍼지는 크림을 떠올리면 됩니다. 이런 제형은 힘을 세게 줄수록 즉시 묽어지고, 힘을 빼면 다시 즉시 걸쭉해지는 특징을 가지고 있어 요변성처럼 시간이 걸리지 않는다는 점이 다릅니다. 마치 페인트가 붓으로 바를 때는 잘 퍼지다가 붓을 떼면 바로 흘러내리지 않고 자리를 잡는 것과 비슷한 원리입니다. 화장품에서는 짤 때는 부드럽고 바른 후에는 흘러내리지 않는 사용감을 만드는 데 이 성질이 활용됩니다.

왜 중요한가

의가소성 거동은 용기에서 짜내거나 펴 바르는 순간의 사용감과 직결되기 때문에 로션, 크림, 세럼 등 다양한 화장품 제형의 물성 설계에서 기본적으로 고려되는 항목입니다. 전단속도에 따른 점도 곡선의 기울기(유동지수)를 통해 제형의 발림성을 정량적으로 비교할 수 있어 처방 개발 연구에서 자주 측정됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"전단속도 증가에 따라 점도가 지속적으로 감소하는 전형적인 의가소성 거동이 모든 시료에서 관찰되었다."

측정된 점도-전단속도 곡선이 전형적인 의가소성 패턴을 보였음을 설명하는 문장입니다.

"파워로 모델을 적용하여 산출한 유동지수(n)가 1보다 작게 나타나 의가소성 특성을 정량적으로 확인하였다."

유동지수를 이용해 의가소성 정도를 수치화한 분석을 서술하는 예문입니다.

조금 더 깊게 보면

의가소성 거동은 흔히 오스왈드-드 웨일(Ostwald-de Waele) 파워로 모델을 이용해 점도와 전단속도의 관계를 수식으로 나타내며, 유동지수 n이 1보다 작을수록 전단박화 경향이 강한 것으로 해석됩니다. 이러한 거동은 고분자 증점제나 유화 입자들이 전단력에 의해 배열이 바뀌거나 네트워크 구조가 일시적으로 흐트러지면서 나타나는 경우가 많습니다.

주의할 점

의가소성은 전단력에 대해 즉각적으로 반응하는 성질이므로, 회복에 시간이 걸리는 요변성과는 별개의 개념으로 구분해서 이해해야 합니다.