KR100879215B1

KR100879215B1 - Inorganic UV blocker

Info

Publication number: KR100879215B1
Application number: KR1020070003891A
Authority: KR
Inventors: 이권재
Original assignee: 이권재
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2009-01-16
Also published as: KR20080066433A

Abstract

본 발명은 자외선 차단제에 관한 것이다. 좀더 자세히 상술하면 자외선은 UV-A(320∼400 nm)와 UV-B(280∼320 nm), UV-C(200∼280 nm)로 구분하고, 차단제는 유기물계 차단제와 무기물계 차단제를 나뉘는데 본 발명은 무기물을 이용한 자외선 차단제로서 nano 크기로 제작된 무기물의 입자를 자외선에 의한 피부의 노화(광 노화) 및 손상으로부터 보호하기 위해 효과적으로 UV-A ∼ UV-C 의 전 영역을 동시에 차단할 수 있는 무기물 차단제의 입자 크기 혼합에 대한 것이다.The present invention relates to a sunscreen. In more detail, UV rays are classified into UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm), and UV-C (200-280 nm), and the blocking agent is divided into organic blockers and inorganic blockers. The present invention can effectively block the entire area of UV-A ~ UV-C at the same time effectively to protect the particles of the inorganic particles produced in nano-size as a sunscreen using inorganic materials from aging (photo aging) and damage of the skin by ultraviolet rays. For particle size mixing of inorganic blockers.

본 발명에 따르면 인체가 자외선에 장기간 직접 노출될 때 나타나는 피부화상, 광 노화, 주름의 생성, 색소침착, 피부암 유발, 백내장, 각막이상 등을 가져오게 하는 자외선을 UV-A ∼ UV-C 까지 동시에 차단하여 자외선에 노출 되므로 발생하는 피부노화 및 질병으로부터 안전하게 인체를 보호 할 수 있는 무기계 자외선 차단제를 제공 할 수 있게 된다.According to the present invention at the same time to the UV-A to UV-C ultraviolet rays that lead to skin burns, light aging, wrinkles, pigmentation, skin cancer, cataracts, corneal abnormalities, etc. that appear when the human body is exposed to ultraviolet light for a long time Since it is exposed to ultraviolet rays by blocking it, it is possible to provide an inorganic sunscreen agent that can protect the human body safely from skin aging and disease occurring.

자외선, MMP-1, 피부손상, 무기물 자외선 차단제, 입자크기 조합 UV rays, MMP-1, skin damage, mineral sunscreen, particle size combination

Description

Inorganic UV Blocker

도 1는 본 발명에 대해 1 is about the present invention

[입자의 크기예 ][Example of particle size]

도 2는 본 발명에 대해 2 is about the present invention

[자외선 차단의 예(투과율) ][Example of UV Blocking (Transmittance)]

도 3은 본 발명에 대해3 is about the present invention

[본 발명에서 구현한 혼합된 입자의 형상과 자외선 차단의 예][Example of Shape of Mixed Particles Implemented in the Present Invention and UV Protection]

도 4는 본 발명에 대해 4 is about the present invention

[ MMP-1 활성 억제의 예][Example of MMP-1 Activity Inhibition]

도 5는 본 발명에 대해 5 is about the present invention

[인간 세포주의 활성도의 예][Examples of Activity of Human Cell Lines]

본 발명은 무기물 자외선 차단제에 관한 것이다. 좀더 자세히 상술하면 프레온가스 등의 사용으로 인한 오존층의 파괴는 태양으로부터의 지표면에 도달하는 자외선의 양의 증가로 나타나게 되어 지구상에 존재하는 인간뿐 아니라 동식물의 생 존에도 심각한 위험으로 대두되고 있다.The present invention relates to an inorganic sunscreen. In more detail, the destruction of the ozone layer due to the use of freon gas appears as an increase in the amount of ultraviolet rays reaching the earth's surface from the sun, which poses a serious danger to the survival of animals and plants as well as humans on the earth.

일반적으로 인체가 자외선에 장기간 직접 노출되면 피부화상, 광 노화, 주름의 생성, 색소침착, 피부암 유발, 백내장, 각막이상 등이 나타나는 것으로 알려져 있고 특히 UV에 노출되면 피부내의 조직에서 다양한 MMP isoform 등의 발현이 증가된다. 그 중에서 MMP-1은 MMP-8과 MMP-13보다 피부의 collagen 손상을 입히는데 더욱 관여하고 있다. 이러한 자외선으로부터 인체를 보호하기 위해 사용하는 차단제로 화학적 차단 방법인 유기자외선 흡수제와 물리적 차단 방법인 무기자외선 산란제가 개발 되어 쓰이고 있다. 화학적 차단제로는 Benzophenone-3, Butyl methoxy dibenzoyl methane, Octylsalicylate 등이 함유된 물질이 주로 쓰이고 있으나 사용량이 증가하였을 때 피부 자극, 알러지 유발 등의 원인이 되어 사용에 제한적인 요인이 되고 있다. 이에 비해 물리적 차단제로 사용되는 TiO₂, ZnO는 피부자극이나 알러지 유발 등의 부작용은 없으나 자외선 차단 효과가 유기계에 비해 떨어지고 유기계와 같이 UV-A ∼ UV-C 까지 동시에 차단하지 못하는 단점이 있다. 이를 극복하기위해 다량 사용 하게 되면 피부가 백화 되어 보이는 단점을 가지고 있으며 특히 무기물 자외선 차단제로 활용되고 있는 nano TiO₂는 뇌 신경계에 영향을 미칠 수 있어 그 대체 물질을 찾기 위한 노력이 필요하다.In general, when the human body is exposed to UV light for a long time, it is known that skin burn, photo aging, wrinkle formation, pigmentation, skin cancer, cataract, corneal abnormality, etc., especially when exposed to UV, various MMP isoform Expression is increased. MMP-1 is more involved in skin collagen damage than MMP-8 and MMP-13. As a blocking agent used to protect the human body from ultraviolet rays, an organic ultraviolet absorber, a chemical blocking method, and an inorganic ultraviolet scattering agent, a physical blocking method, have been developed and used. As chemical blocking agents, substances containing Benzophenone-3, Butyl methoxy dibenzoyl methane and Octylsalicylate are mainly used. On the other hand, TiO ₂ and ZnO, which are used as physical blockers, have no side effects such as skin irritation or allergy, but have a disadvantage in that UV-blocking effects are inferior to those of the organic type and cannot simultaneously block UV-A to UV-C as in the organic type. In order to overcome this problem, the skin appears whitened when used in large amounts. Especially, nano TiO _{2, which} is used as an inorganic sunscreen, can affect the brain nervous system. Therefore, it is necessary to find an alternative material.

또한 자외선 흡수제 위주로 개발 되어 있는 현재의 제품들은 오히려 흡수되는 열에 의해 광 노화를 촉진 시킬 수 있는 또 다른 원인으로 작용할 수 있는 단점이 있다.In addition, current products developed mainly for ultraviolet absorbers have a drawback that they may act as another cause of promoting light aging by absorbed heat.

따라서 본 발명에서는 위에서 언급한 기존 자외선 차단제의 단점을 개선하여 다량사용 하였을 때에도 백화현상이 일어나지 않으며 특히 자외선을 흡수하지 않아 열에 의한 광 노화현상을 막을 수 있는 물리적 자외선 차단제의 소재로서 인체에 무해한 나노입자를 제작하여 기존의 제품들이 가지고 있는 단점을 극복할 수 있는 새로운 자외선 차단제로서의 기능성을 구현하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 무기계 nano 입자를 제작하고 그 입자들을 상호 조합하여 UV-A ∼ UV-C 까지 동시에 자외선을 차단할 수 있게 nano 입자들을 구성하므로서 그 목적을 달성할 수 있게 된다..Therefore, in the present invention, the whitening phenomenon does not occur even when a large amount is used by improving the disadvantages of the existing sunscreen mentioned above, and in particular, the nanoparticles that are harmless to the human body as a material of the physical sunscreen that can prevent photo aging due to heat because it does not absorb ultraviolet rays. The purpose is to implement the functionality as a new sunscreen that can overcome the disadvantages of existing products by making the. The present invention can achieve the object by making the nano-particles to produce inorganic nanoparticles and combine the particles with each other to block UV at the same time UV-A ~ UV-C.

이 과정을 상세히 설명하면 도1의 1과 2는 각각 크기가 다른 nano 입자로서 그 크기에 따라 자외선을 반사하여 차단하는 파장이 각각 다르게 나타난다. 이때 크기는 Scherrer식을 이용하여 구한 크기이다. 이와 같이 입자 크기가 다름으로서 나타나는 자외선 파장대의 차이를 극복하기 위해 입자의 크기가 다른 nano 입자를 제작하고 그 입자들을 서로 섞어 주므로서 입자의 크기가 서로 다른 것을 공존하게 하여 자외선 차단 영역을 넓혀 UV-A ∼ UV-C 까지 동시에 자외선을 차단할 수 있게 되는 것이다.1 and 2 of FIG. 1 are nanoparticles having different sizes, and the wavelengths of the ultraviolet rays reflecting and blocking are different according to their sizes. At this time, the size is obtained by using the Scherrer equation. In order to overcome the differences in the wavelength range of UV rays due to the different particle sizes, nanoparticles with different particle sizes are manufactured and mixed with each other to coexist with different particle sizes, thereby widening the UV-blocking area. UV rays can be blocked simultaneously from A to UV-C.

상기한 기술적과제를 해결하기위한 기술적 과제의 일예는 도 1과 같이 입자의 크기가 다르게 시료를 제조하여 UV spectrometer(Shimadzu, UV-1601)를 이용하여 자외선 투과계수를 측정하면 도 2의 1과 같이 입자의 크기가 8.7 nm 정도의 시 료에서는 475 nm 근처에서 투과율이 현저히 감소하기 시작하여 400 nm의 자외선 영역에서는 투과율이 14.3 ％ 감소했으며 290 nm에서는 투과율이 0％로 자외선을 모두 차단하는 특성을 나타낸다. 또한 도 2의 2와 같이 입자의 크기가 9.1nm 정도의 시료는 504 nm 근처에서 투과율이 현저히 감소하기 시작하여 400 nm의 자외선 영역에서는 투과율이 12.2％로 감소하였고 290 nm에서는 투과율이 0％로 자외선을 모두 차단하는 특성을 보인다. 그러나 도 3의 1과 같이 입자의 크기가 5nm와 30nm인 크기가 다른 것을 섞어 놓은 것에서는 도 3의 2와 같이 609 nm 근처에서 투과율이 현저히 감소하기 시작하여 400 nm의 자외선 영역에서는 투과율이 2.5％로 감소하였고 350 nm 근처에서 투과율이 0％로 자외선을 모두 차단시켜 뛰어난 자외선 차단 효과를 보였다. 이러한 결과는 nano 크기로 제작된 무기물은 모두 우수한 자외선 차단 효과를 가져 자외선 차단제로서의 활용이 가능하다는 것을 의미 하고 특히 UV-A ∼ UV-C 까지 동시에 자외선을 차단할 수 있어 본 발명의 목적을 달성 할 수 있게 된다.An example of the technical problem to solve the above technical problem is to prepare a sample of different particle size as shown in Figure 1 and measure the UV transmission coefficient using a UV spectrometer (Shimadzu, UV-1601) as shown in Figure 1 In samples with a particle size of about 8.7 nm, the transmittance decreased significantly around 475 nm, and the transmittance was decreased by 14.3% in the 400 nm UV region, and the transmittance was 0% at 290 nm, blocking all ultraviolet rays. . Also, as shown in 2 of FIG. 2, the sample having a particle size of about 9.1 nm began to significantly reduce the transmittance near 504 nm, and the transmittance decreased to 12.2% in the 400 nm ultraviolet region, and the transmittance was 0% at 290 nm. It will block all of them. However, in the case of mixing particles having different sizes of 5 nm and 30 nm as shown in FIG. 3, the transmittance began to decrease significantly near 609 nm as shown in 2 of FIG. 3, and the transmittance was 2.5% in the 400 nm ultraviolet region. It was reduced to, and the transmittance was 0% near 350 nm, blocking all ultraviolet rays and showing excellent UV blocking effect. These results indicate that all inorganic materials produced in nano size have excellent UV blocking effect and can be used as a sunscreen. Especially, UV-A to UV-C can block UV at the same time, thereby achieving the object of the present invention. Will be.

이렇게 자외선을 차단하게 되면 도 4와 같이 MMP-1의 발현을 억제하게 되어 자외선에 의한 피부의 손상을 방지하는 목적을 달성하게 된다.When the ultraviolet rays are blocked, the expression of MMP-1 is suppressed as shown in FIG. 4, thereby achieving the purpose of preventing damage to the skin by ultraviolet rays.

또한 이때 사용하는 nano 입자의 소재의 예로서 γ-Fe₂O₃를 사용하면 그 원료의 색이 Brown 이므로 기존의 무기물계자외선 차단제의 큰 단점이었던 백화 현상을 해소할 수 있는 장점을 가질 수 있고 γ-Fe₂O₃를 사용할 경우 도 5와 같이 진피 섬유아 세포주인 HS68의 실험에서 세포주가 활성도를 유지하게 되어 인체에 부작용 을 주지 않는 안전한 자외선 차단제의 재료로의 목적을 달성 할 수 있게 된다.In addition, when γ-Fe ₂ O ₃ is used as an example of the material of nanoparticles used at this time, the color of the raw material is brown, which may have the advantage of eliminating the whitening phenomenon, which was a major disadvantage of the conventional inorganic UV blocking agent. When -Fe ₂ O ₃ is used, the cell line maintains activity in the experiment of HS68, a dermal fibroblast cell line, as shown in FIG. 5, thereby achieving the purpose of a safe sunscreen material that does not adversely affect the human body.

상술 한 바와 같이 무기계 분말의 크기가 5∼ 30 nm 되게 제작한 무기물 입자들을 혼합하면 그 입자의 크기에 따라 빛을 반사시키는 파장의 범위를 조절 할 수 있어 자외선을 UV-A 부터 UV-C 까지의 동시에 차단 할 수 있는 무기계 자외선 차단제를 구현 할 수 있게 되는 것이다. 이 때 상용되는 무기계의 차단제로 γ-Fe₂O₃를 사용하면 기존의 무기계 자외선 차단제의 문제점인 백화현상해소 할 수 있는 장점을 가지고 유기계 자외선 차단제가 가진 피부자극이나 알러지 유발 등의 부작용문제를 해결 하는 효과를 가지게 된다.As described above, by mixing the inorganic particles produced so that the size of the inorganic powder is 5 to 30 nm, it is possible to adjust the range of the wavelength reflecting the light according to the size of the inorganic powder, so that the ultraviolet rays from UV-A to UV-C At the same time it will be able to implement an inorganic sunscreen that can block. In this case, using γ-Fe ₂ O ₃ as a commercially available inorganic blocker has the advantage of eliminating the whitening phenomenon, which is a problem of the conventional inorganic sunscreen, and solves the side effects such as skin irritation and allergy caused by organic sunscreens. Will have the effect.

Claims

Inorganic sunscreen that blocks UV rays simultaneously from UV-A to UV-C. Inorganic sunscreens that block UV rays by coexisting 5nm and 30nm particles in particle size

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