RI 값(Refractive index), 굴절률 이란?

 

토너나 클렌징 등의 화장품에서

우리는 투명한 제형의 화장품을 자주 봅니다

화장품에서 투명한 제형을 만들때 고려하는 것 중 하나인

RI 값에 대해 간략하게 정리해보겠습니다.

 

 

RI 값 이란?

RI는 Refractive index의 약자로 굴절률을 의미합니다.

좀 더 자세히 말하자면

Refractive index는

물질에서 빛의 속도에 대한 진공에서 빛의 속도 비율을 의미합니다.

 

모든 투명한 물질은 *광밀도(Optical Density)가 있습니다.

*광밀도: 물질을 통과하는 빛의 속도의 역으로

광밀도의 크기는 Air < Water 와 같습니다. 

 

따라서 빛이 공기중에서 물을 통과할 때

빛의 속도가 감소하게되고,

이러한 속도의 변화는

→ 빛의 방향의 변화를 일으켜

→ Optical Refraction이 생기게됩니다.

 

다음의 그림을 보겠습니다.

 

 

빛의 반사의 법칙(Law of reflection)에 따르면

입사각과 반사각은 동일하므로

다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

빛의 굴절의 법칙(Law of refraction, Snell's law)은

다음과 같은 식을 성립합니다.

여기에서 n값은

n=c/v

(c: 진공에서의 빛의 속도, v: 물질에서의 빛의 속도)

진공에서의 빛의 속도를

물질에서의 빛의 속도로 나눈 값을 말합니다.

 

RI, Refreactive Index는

물질에서 빛의 속도에 대한 진공에서의 빛의 속도 비율이므로

RI값이 n값임을 확인할 수 있습니다.

 

Snell's law에 의해

RI값을 의미하는 n값이 동일하다고 가정한다면

입사각과 굴절각이 동일하다는 것을 알 수 있습니다.

빛의 입사각과 굴절각이 동일하면,

빛은 굴절하지 않고 그대로 전이되면서

투명하게 보여지게 됩니다.

이러한 원리를 이용하여

화장품도 투명한 제형을 만들 수 있게됩니다.

 

 

즉,

화장품의 유상(Oil phase)과 수상(Water phase)의

굴절률을 비슷하게 맞춰주어

빛의 굴절을 최소화시킴으로써

투명한 제형을 만들 수 있습니다.

 

RI값을 이용한 투명한 제형의 화장품 만들기를 정리하면,

 

수상의 주성분인 물과 유상의 주성분인 오일의

굴절률 차이가 크기 때문에

수상과 유상의 굴절률 차이를 줄이기 위해서는

→ 수상에서는 굴절률이 비교적 큰 글리세린 등을 첨가하거나

→ 유상에서는 굴절률이 비교적 낮은 오일을 선택하는 방법이 있습니다.

 

 

이 외에도,

투명한 제형을 제조하기 위해서는

유화 입자의 크기를 아주 미세하게 하는 방법등과 같이

RI값 외에도 고려해야 할 것이 많이 있다는 점을 참고하시기바랍니다.