# 화장품에서 레올로지(유변학)의 잠재력을 최대한 활용하기: 폴리머의 특성 파악부터 제형화까지

논문의 주요 목적은 레올로지(유변학) 기술에 대한 인사이트를 제공해 폴리머 화학에 대한 올바른 이해를 제공한다. 이를 통해 처방 개발자가 특히 레올로지 개질제(modifiers)와 관련해 제품 개발에 보다 효과적이고 과학에 기반한 접근 방식을 채택하는 데 도움이 될 수 있도록 하는 것이다.

이 논문에서는 사용하기 쉬운 레올로지 기법을 통해 조사된 복잡한 폴리머 특성과 실제 파라미터 간의 연관성에 초점을 맞춘다. 여기에 제시된 간소화된 접근 방식은 일반적으로 복잡하고 시간이 많이 걸리는 공정을 간소화하고 제품의 점증과 구조화의 핵심 메커니즘에 대한 이해를 높인다.

처방 개발자가 표준 기술 문서에서 제공하는 보다 기본적인 점도 데이터에 의존하지 않고 특정 제품의 요구에 맞는 더 낮고 효과적인 농도로 레올로지 개질제를 사용할 수 있도록 지원한다.

그림1 아크릴레이트/베헤네스-25메타크릴레이트코폴리머를 주요 성분으로 사용해 재미있는 질감을 만드는 시중 제품들

이 연구에서는 아크릴레이트/베헤네스-25메타크릴레이트코폴리머(Acrylates/Beheneth-25 Meth- acrylate Copolymer)라는 시판 폴리머 4종을 대상으로 임계 중첩 농도(C, Critical Overlapping Concentration), 엉킴 농도(Ce, Entanglement Concentration), 2차 중첩 농도(C, Second Overlapping Concentration), 임계 겔화 농도(CG, Critical Gelation Concentration) 등의 파라미터를 측정하기 위해 다양한 레올로지적 기법을 적용했다.

저장 탄성률(G’, Storage Modulus)과 C 사이의 강력한 상관관계도 표시되므로 빠른 진동 상태 유변물성 분석을 통해 이 까다로운 파라미터를 쉽게 추정할 수 있다. 예를 들어 C는 처방 개발자가 점도와 텍스처를 관리할 수 있도록 도와주며 CG를 알면 원치 않는 점도가 증가하는 것을 최소화하면서 성능을 달성하는 데 도움이 된다.

이러한 매개변수는 형상 기억 크림, 젤-투-미스트 (gel-to-mist) 토너, 오일 인 세럼 액상 현탁액, 고 SPF 스프레이 등 특이한 텍스처의 제품을 만들 때 특히 유용하다. 이 접근 방식은 유화제와 같은 구조 성분을 제외한 천연 검을 포함해 화학 성분에 관계없이 모든 폴리머에 적용할 수 있으므로 처방 개발자는 단순히 INCI 이름에서 나아가 해당 성분의 전체적인 정체성을 파악할 수 있다.

소비자들이 점점 더 천연 소재에 집중하는 시대에 아크릴 폴리머를 중심으로 한 논문은 시대의 흐름에 역행하는 것처럼 보인다. 하지만 데이터를 보면 폴리머의 전반적인 사용량이 꾸준히 증가하고 있는 것은 분명하다.

필자
A. Mitarotonda, S. De Mattia