KR100941025B1 - 화장료용 복합분체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리콘계 고분자와 이산화티탄 및 탈크로 이루어진 복합분체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 실리콘계 고분자 분말의 표면에 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 유기용매의 사용 없이 전단력 만을 이용하여 고착시키는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 복합분체는 이산화티탄, 탈크의 단점인 백탁도, 퍼짐성, 밀착성, 번들거림 등을 개선하였을 뿐만 아니라 구상 실리콘계 고분자가 나타내는 고유의 피부와의 밀착성, 사용감 등이 부가되어 새로운 물성을 갖는 장점이 있어 화장료에 그대로 배합하여 사용할 수 있다.

복합분체, 이산화티탄, 탈크, 실리콘계 고분자, 전단력

Description

화장료용 복합분체의 제조방법{Process for preparing composite powder for cosmetic composition}

본 발명은 새로운 고에너지 복합화 기술을 통하여 기존 고유의 물성의 단점으로 인하여 화장료에 배합이 어려운 이산화티탄 및 탈크의 단점을 보완하면서, 동시에 새로운 물성을 부여하여 기존과는 전혀 다른 특성을 갖는 복합분체의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 본 발명은 전단력 만을 이용하여 실리콘계 고분자에 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 고착시키는 복합분체를 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 복합분체를 이용한 화장료 조성물에 관한 것이다.

유화 및 파우더 화장료들 중 흔히 사용되는 원료 가운데 무기 화합물로서 마이카, 이산화티탄, 산화아연, 탈크, 카올린, 세리사이트 등 다양한 종류를 포함되며, 이들 중 이산화티탄 및 탈크는 파우더 화장료의 가장 대표적인 무기 원료이다. 특히 이산화티탄은 높은 고유의 굴절율로 인하여 빛에 대한 반사율이 높기 때문에 자외선 차단율이 높으며, 백탁도가 높기 때문에 얼굴 표면에서 높은 커버력을 필요로 하는 화장제형에 많이 배합되고 있다. 그러나 이러한 장점적인 특성을 갖고 있 는 반면에 고유의 구조적 성질로 인하여 피부에서의 사용감 즉 퍼짐성이 상당히 떨어지기 때문에 장점을 배가시키기 위한 화장료에서의 보다 높은 배합에는 한계가 있다.

탈크는 산화규소마그네슘(Mg₃SiO₁₀(OH)₂)을 주성분으로 하며 미세한 결정의 치밀한 판상이기 때문에 매끄러운 감촉이 뛰어나며 백색을 띄는 장점이 있으나, 광택이 너무 높아 피부에서의 번들거림 현상을 발생시키는 단점이 있다. 따라서 이러한 이산화티탄 및 탈크의 단점을 극복하기 위하여 화장료 제형에 다른 유기 화합물인 나일론 파우더나 폴리메칠메타크릴레이트 등의 고분자를 혼합하여 사용하는 것이 공지되어 있으나, 이러한 유기 고분자 들은 피부에서의 밀착력의 떨어지기 때문에 피부에 도포하였을 경우 가루 날림 현상이 발생되어 피부의 부착성이 저하되는 단점을 나타내고 있다.

상기의 단점을 극복하고자 실리콘 오일을 코팅제제로 이용하여 이산화티탄 및 탈크의 표면을 피복처리하는 기술이 개발되었으나, 상기 코팅제재는 이산화티탄 및 탈크의 미세한 표면을 완전히 피복하기 어려운 기술적 한계가 있어 이산화티탄 및 탈크의 사용감 면에서의 단점을 해결하기에는 만족할 만한 결과를 나타내지 못하였다.

또한 또 다른 기술로서 유기-무기 하이브리드 복합체를 개발하기 위해서 과거 많은 연구가 진행되어 왔다. 유기-무기 하이브리드 복합체를 개발하는 궁극적인 목적은 유기 화합물과 무기 화합물이 갖는 각각의 특성 중에서 서로의 우수한 특성 을 조합함으로써 물리 화학적 물성이 우수한 제3의 소재를 개발하는 것인데, 과거에는 이러한 유기-무기 복합체를 제조함에 있어서 고온에서의 소결 중 유기 화합물의 분해가 일어나 화학적 구조가 분해되는 문제로 인하여 무기 화합물의 고온에서의 소결 공정이 주요한 제한적 요소로 작용하였다. 그러나 최근에는 저온에서의 무기 화합물을 제조할 수 있는 졸-겔 공정, 즉 졸-겔 프로세스에서는 유기 고분자 매트릭스 상에서 금속 알콕사이드 계열을 가수분해, 축합, 및 고분자화하여 유기-무기 복합체를 형성시키는 공정이 개발되면서 유기-무기 복합화가 가능해졌다. 그러나 이러한 졸-겔 반응은 기존의 가교 결합이 형성된 유기 고분자를 이용하여 무기 화합물과의 복합체를 제조함에 있어서는 한계점이 있다.

본 발명은 앞서 언급한 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 화장료 조성물로 채용시 상기 입자들이 침상 및 판상인 것으로부터 기인된 단점인 백탁 현상, 퍼짐성, 밀착성을 해결하기 위한 것으로서, 이산화티탄 및 탈크는 상기의 단점을 개선하기 위해서는 피부에서 감촉이 부드럽고, 사용감이 우수하며, 피부에 자극이 없는 구상의 물질을 이용한 복합분체화 기술이 요구된다.

본 발명자들은 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 실리콘계 고분자와의 전단력 만을 이용한 복합분체화 방법을 통하여 구상의 실리콘계 고분자의 장점으로 이산화티탄 및 탈크의 단점을 보완하면서 동시에 실리콘계 고분자의 단점을 이산화티탄 및 탈크와의 복합화를 통하여 극복할 수 있었으며, 또한 제조된 복합분체가 시간의 흐름에 따른 입자간 정전기적 힘에 의해서 재 응집이 발생하게 되는 것을 방지하기 위하여 실리콘계 바인더를 소량 첨가함으로서 효과적으로 재응집 현상을 방지할 수 있게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은 상기 언급한 이산화티탄 및 탈크의 표면 성질을 제어하기 위한 복합분체의 제조방법과 화장료 조성물로서 채용 가능한 복합분체의 제조방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다. 또한 두 가지의 분체가 복합화된 후 외부의 물리적 힘에 의해서도 복합화 형태가 유지되도록 하기 위해서 복합분체에 흡착력이 우수한 바인더를 사용하여 복합화된 형태가 안정성을 갖도록 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 이산화티탄 또는 탈크 입자, 또는 이들의 혼합물을 실리콘계 고분자 분말과의 전단력에 의한 고에너지 복합화 기술을 통하여 기존 고유 물성의 단점으로 인하여 화장료에 배합이 어려운 이산화티탄 및 탈크의 단점을 보완하면서, 동시에 새로운 물성을 부여하여 기존과는 전혀 다른 특성을 갖는 복합분체의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 본 발명은 용매없이 전단력 만을 이용하여 실리콘계 고분자 분말에 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 고착시켜 복합분체를 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 복합분체를 이용한 화장료 조성물을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 복합분체는 복합화된 후 입자간 정전기적 힘에 의한 재응집 현상을 방지하기 위하여 복합분체에 흡착력이 우수한 바인더를 사용하여 복합분체화된 형태가 안정성을 갖도록 하기 위하여 본 발명에 따른 복합분체 제조방법은 바인더가 첨가된 실리콘계 고분자 분말에 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물을 용매없이 전단력 만을 이용하여 고착시켜 복합분체를 제조하는 방법을 특징으로 한다.

상기의 바인더는 실리콘계 고분자 분말과의 상용성을 위하여 실리콘계 바인더를 채용하는 것이 바람직하며, 특히 복합분체 구성 물질인 이산화티탄 및 탈크의 표면에 수산화기가 존재하기 때문에 바인더가 상기의 수산화기와의 결합을 위해서는 실라놀계 바인더로 예시되는 수산화기가 존재하는 바인더를 사용하는 것이 더욱 더 바람직하다.

상기 바인더는 복합분체 복합화 단계 이전, 즉 이산화티탄 및 탈크 첨가 이전에 실리콘계 고분자 분말에 첨가하는 것이 바람직하며, 특히 전단력이 유지되는 상태에서 상기 실리콘계 바인더를 용매에 희석하여 실리콘계 고분자 분말에 분사하는 것이 더욱 바람직하다. 실리콘계 바인더의 양은 특별히 한정되지는 않으나, 실리콘계 고분자 자 중량 대비 0.1 내지 1 중량% 첨가하는 것이 복합분체의 특성을 유지하는 데 바람직하다. 상기 실리콘계 바인더가 흡착된 실리콘계 고분자 분말의 채용은 복합분체의 안정성 유지에 기여할 뿐만 아니라 복합분체 제조 전 구형 실리콘계 고분자 분말의 저장안정성에도 역할을 한다.

본 발명에 따른 복합분체의 제조방법에 있어서 상기 전단력을 제공하는 수단으로서 고속 회전식 충격 분쇄의 역할기능을 갖고 있거나 다수의 블레이드 및 로터를 갖고 있어 공기의 와류에 의한 충격으로 인한 전단력을 제공할 수 있는 것이면 가능하며, 고속 입자분산기 또는 고속 분쇄기 등으로 예시될 수 있으며, 전단력에 의한 고착 공정은 20 내지 80 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다.

한편 본 발명에서 사용되는 이산화티탄 및 탈크는 강한 응집력을 갖고 있기 때문에 일반적으로는 응집이 많이 되어있는 상태로 존재하게 된다. 따라서 균일한 복합화를 위해서는 이러한 응집된 상태에서 입자가 서로 분리되어 있는 상태, 즉 탈리상태로의 전환이 필요하며, 입자를 탈리하는 상태에서 더 나아가 목적하는 바에 적절하도록 입자의 크기를 분쇄시키는 것이 요구된다.

이러한 이산화티탄 및 탈크 입자 탈리와 분쇄를 위해서는 서로 응집되어 있는 상태를 탈리하기 위한 에너지가 필요로 하며, 본 발명에서는 전단력만을 이용하여 이산화티탄 및 탈크의 입자를 탈리 및 분쇄된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

한편 이산화티탄 및 탈크의 퍼짐력 개선 및 밀착력 조절, 백탁도 조절을 위해서 도입되는 실리콘계 고분자 분말은 실리콘의 3차원 가교 구조를 갖는 알킬폴리실록산으로 예시되는 구상의 분말이 바람직하다. 이러한 구상의 실리콘계 고분자는 1차 입자가 응집되어 방상형의 응집물로 되어있는 상태이다. 이러한 응집으로 인하여 독특한 탄성이 있고 실리콘 특유의 성질로 인하여 감촉이 부드럽고 사용감이 우수하나, 이러한 장점에 반하여 입자 응집이 심하게 이루어져 있기 때문에 분산이 어려우며, 따라서 화장료에 직접적인 배합은 불가능하다. 또한 분산을 하더라도 다시 재응집되는 현상이 있기 때문에 실질적인 사용이 매우 어렵다. 따라서 복합화 기술을 통하여 구상의 실리콘계 고분자의 장점으로 이산화티탄 및 탈크의 단점을 보완하면서 동시에 실리콘계 고분자의 단점을 이산화티탄 및 탈크와의 복합화를 통하여 극복할 수 있는데, 응집된 상기 실리콘계 고분자 역시 복합분체화 단계 이전에 탈리 단계 및 적절한 입자 크기로의 분쇄과정의 채용이 바람직하다. 상기 단계는 이산화티탄 및 탈크 입자의 탈리 및 분쇄단계와 마찬가지로 용매 없이 전단력 만으로 수행하는 것이 바람직하며, 탈리 및 분쇄되어 복합분체에 사용되는 구상 실리콘계 고분자 분말은 0.1 내지 100 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 입경이 0.2-30 ㎛의 것이 더욱 바람직하다.

실리콘계 고분자 분말에 고착되는 이산화티탄 또는 탈크 양은 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으나, 실리콘계 고분자 분말의 0.3 내지 12.0 중량비인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 이산화티탄, 탈크, 또는 이들의 혼합물과 구형 실리콘계 고분자로 이루어진 복합분체의 벌크밀도는 0.23 내지 0.30 g/cm³이고, 태핑밀도는 0.58 내지 0.60 g/cm³인 의 범위로서 본 발명에 따른 복합분체의 경우 태핑 밀도가 단순 혼합물보다 높으며, 이는 복합분체의 경우에 혼합물보다 입자들끼리 보다 조밀하게 충진될 수 있음을 의미한다.

본 발명에 따른 복합분체 제조방법에 의하여 제조된 이산화티탄 및 탈크의 구상 실리콘계 고분자 복합분체는 이산화티탄와 탈크의 단점인 백탁도, 퍼짐성, 밀착성, 번들거림 등을 개선하였을 뿐만 아니라 구상 실리콘계 고분자가 나타내는 고유의 피부와의 밀착성, 사용감 등이 부가된 새로운 물성을 갖는 것으로서 상기 복합분체는 사용감 뿐만 아니라 발수성과 피복 안정성이 우수하여 화장료에 그대로 배합하여 사용할 수 있는 장점이 있으며, 본 발명에 따른 복합분체를 포함하는 화장료 조성물은 제형에 특별히 제한이 없어 가용화, 유화 형태의 제품, 파우더 형태의 제품 등 기초, 메이크업 화장료 등에 이용될 수 있다.

본 발명은 전단력 만을 이용하여 실리콘계 고분자 분말과 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물로 이루어진 복합분체를 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 복합분체를 이용한 화장료 조성물에 관한 것으로서, 발명의 구체적인 내용을 상세히 설명하나, 그러한 기재가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 복합분체의 제조방법은 복합분체를 제조하기 전에 실리콘계 고분자, 이산화티탄 및 탈크의 응집된 분말들은 복합분체의 제조에 적절하도록 하는 전단력을 이용한 고에너지를 발생시킬 수 있는 고속 혼합 혹은 파쇄기를 사용하여 각각의 분말들을 응집된 상태를 탈리 및 분쇄시키는 공정을 거치게 된다.

상기 전단력을 제공하는 수단으로서 고속 입자분산기 또는 고속 분쇄기 등으로 예시되며, 특히 터보 밀, 임펠러 밀은 고속 회전식 충격 분쇄의 역할기능을 갖고 있으며, 또한 다수의 블레이드 및 로터를 갖고 있어 공기의 와류에 의한 충격으로 인한 전단력에 의해서 분체를 분리, 파쇄시킬 수 있어 효율적으로 전단력을 제공하는 것이 가능하며, 또한 핸슬 믹서와 같은 교반 혼합기를 날개에 전단력이 걸리도록 가공, 변경하고, 동시에 주파수 변환 장치 제어 등에 의하여 고속 회전형로 변경한 것으로 전단 기구를 갖는 분리 및 파쇄기 개조한 것도 채용 가능하다. 상기의 장치를 이용하여 고속으로 회전을 하게 되면 전단력이 발생하게 되어 이산화틴탄의 응집물들의 많은 부분은 응집 이전의 상태로 변하게 되고, 또한 탈크는 겹겹히 층간 겹쳐진 상태에서 하나씩 떨어진 상태 및 크기가 축소된 상태로 존재하게 된다.

또한 실리콘계 고분자를 상기와 같이 강한 전단력을 발생시킬 수 있는 수단을 이용하여 응집된 상태를 탈리 및 분쇄시켜 사용하는데 입경이 너무 작게 되면 그 표면에 이산화티탄 및 탈크의 입자 등을 일정하게 피복시킬 수 없고, 또 평균 입자경이 너무 커지게 되면 얻어진 복합분체의 유동성 및 분산성이 떨어지므로 실리콘계 고분자 분말의 입경이 0.1 내지 100 ㎛의 것을 사용하며, 바람직하게는 입경 0.2 내지 30 ㎛의 것을 사용한다.

한편 상기 공정에서 실리콘계 고분자에 강한 전단력을 발생시키는 경우에 90℃ 이상의 고열이 발생될 수 있으며, 이 열에 의해서 구상의 실리콘계 고분자의 입자 변형 및 재응집 현상이 가속화 될 수 있으므로 열의 발생을 방지하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 전단력을 가하는 기기의 벽을 이중으로 제조하여 냉각 장치를 도입할 수 있으며, 또한 전단력 전달 시간을 조절하는 것도 가능하며, 상기의 보조 장치 및 방법을 통하여 온도를 80℃ 이하로 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 실리콘계 고분자 분체의 구체적인 예로는, Dow Corning㈜의 Trefil E-602, Trefil E-603, Trefil E-601 등의 알킬폴리실록산 고분자를 들 수 있으나, 본 발명에 응용되는 구상의 실리콘계 고분자는 상기의 예에 국한되지는 않는다.

본 발명에 따른 복합분체의 복합분체화는 상기의 탈리 및 분쇄 공정을 거쳐 수득된 이산화티탄 또는 탈크 분말과 구상의 실리콘계 고분자 고분자를 강한 전단력을 발생시킬 수 있는 기기 내에서 이산화티탄 또는 탈크의 판상 탈리입자들이 실리콘계 고분자 분말 표면에 고착됨으로써 일어나게 된다.

복합분체 제조 시 실리콘계 고분자 분말에 고착되는 이산화티탄 또는 탈크 양은 실리콘계 고분자 분말의 0.3 내지 12.0 중량비인 것이 바람직하다.

복합분체 제조 단계에서 전단력을 제공하는 수단으로서 실리콘계 고분자, 이산화 티탄 및 탈크의 응집된 분말들의 탈리 및 분쇄공정에서 사용된 기기가 이용될 수 있으며, 상기 전단력 제공 수단으로는 핀밀, 고속의 헨셀 혼합기, 하아브리다이저, 에어제트밀 등이 예시되며, 에어제트밀이 고속의 에어가 분사되면서 입자의 모든 방향으로 균일하게 에너지가 전달되기 때문에 공정 시간 대비 그 효과가 우수하기 때문에 가장 효과적인 전단력 제공기기이다.

복합분체 제조 단계에서는 높은 전단력이 필요하므로 에어 제트밀 등을 사용하는 것이 바람직하며, 또한 혼합 속도 및 전단력 장치가 개선된 헨슬 혼합기를 사용할 수도 있다. 이때 시간별로 복합화 정도를 측정하여 최적을 조건을 설정할 필요가 있으며, 이때 온도는 20 내지 80℃를 유지함이 바람직하며, 80℃를 유지하기 위하여 냉각수를 사용할 수 있다.

한편 실리콘계 고분자 분말은 복합분체 제조 전에 상기 실리콘계 고분자 분말에 실리콘계 바인더를 첨가하여 실리콘계 고분자의 표면에 실리콘계 바인더를 흡착시킨 것을 채용하는 것이 바람직하며, 상기 실리콘계 바인더의 흡착은 실리콘계 고분자 분말의 재응집을 방지, 제조된 복합분체의 안정성을 유지 및 이산화티탄 또는 탈크 분말과 실리콘계 고분자 분말 간의 결합력이 증진의 효과를 갖도록 한다.

상기 실리콘계 바인더는 응집된 실리콘계 고분자의 탈리 및 분쇄 공정 후에 흡착시키는 것이 바람직하며, 실리콘계 바인더를 실리콘계 고분자 분말 대비 0.1 내지 1중량% 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 바인더는 말단기의 수산화기를 가지고 있어 복합화 과정 중에 이산화티탄 및 탈크의 표면에 존재하는 수산화기와 열에 의해 축합 반응이 일어나서 결합하는 말단기에 수산화기를 갖는 바인더의 선택이 바람직하며, 특히 실리콘계 고분자 분말에 쉽게 흡착할 수 있는 실란놀계 바인더가 가장 바람직하다.

상기 바인더가 실리콘계 고분자 분말의 표면에서 균일한 흡착이 되도록 하기 위해서는 실리콘계 바인더를 적절한 휘발성 용매에 희석시켜서 일정한 속도로 분무시키면서 실리콘계 고분자 분말은 일정한 속도로 교반이 이루어지도록 하는 방법이 바람직하며, 이때 사용된 용매는 교반 열로 인하여 서서히 증발되며, 이를 위해서는 반응기의 상층부에 용매 증발용 출구를 부착시킴이 바람직하다. 상기 휘발성 용매는 특별히 한정되지 않으며, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올 등의 저급 알코올이 예시될 수 있다.

상기한 바와 같이 제조한 이산화티탄 및 탈크와 구상 실리콘계 고분자 복합분체는 사용감 뿐만 아니라 발수성과 피복 안정성이 우수하여 화장료에 그대로 배합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 복합분체를 함유하는 화장료 조성물은 상기 복합분체를 0.5 내지 60 중량%로 함유할 수 있으며, 화장료의 제형은 특별히 한정되지 않지만 가용화, 유화 형태의 제품, 파우더 형태의 제품 등 기초, 메이크업 화장료 등의 제형이 가능하다.

이하에서 본 발명에 따른 복합분체의 제조방법을 실시예를 들어 구체적으로 설명한다.

[실시예 1] 이산화티탄 분말의 제조

입경이 평균 50㎛ 크기의 이산화티탄 1kg을 고속의 에어 제트 밀에 투입한 후 1시간 정도 전단력을 가한다. 고속 전단을 가하면서, 미세 망을 통과한 입자들은 사이클론에서 회수되게 된다. 수득된 분말의 평균 입도는 0.5~1㎛이다.

[실시예 2] 탈크 분말의 제조

이산화티탄 대신에 평균 입경이 50㎛ 크기의 탈크 분체를 사용하는 것을 제외하고는 실시예1의 방법과 동일하게 탈크의 입자 탈리 및 분쇄하였으며, 평균 입도는 0.4~0.8㎛ 정도이다.

[실시예 3] 실리콘계 고분자 분말의 제조

구상 실리콘계 고분자로 평균 입경이 100㎛의 폴리실록산 계열의 Trefil E-602(Dow corning) 1kg을 냉각 장치가 부착되어 있는 에어 제트 밀에 투입한 후 30분 동안 입자를 분리시킨다. 이 과정에서 냉각 장치를 이용하여 온도를 80℃ 이하로 유지한다. 탈리된 입자의 평균 입도는 1~2㎛이다.

[실시예 4] 이산화티탄 복합분체의 제조

실시예 1 에서 수득된 이산화티탄 분말과 실시예 3에서 수득된 실리콘계 고 분자 분말을 각각 질량 비율로 1kg:1kg 혼합한 후 에어 제트 밀에 투입하여 강한 전단력을 가한다. 1시간 동안 전단력을 가한 후 사이클론에 포집된 복합분체를 회수한다. 복합화 과정에서 냉각 장치를 이용하여 온도를 80℃ 이하로 유지한다. 상기한 과정을 거치게 되면 복합분체의 형태는 입자가 분리된 실리콘계 고분자 분말의 표면에 작은 크기로 축소된 이산화티탄 탈리입자가 균일하게 흡착하게 된다. 복합화의 시간 및 전단력의 크기에 따라서 복합화의 정도를 조절할 수 있다. 전단력의 크기는 유출되는 공기의 압력으로 조절할 수 있으며, 상기의 혼합 양과 비율의 조건에서는 게이지 압력 0.5~0.6bar에서 복합 분체화가 이루어진다.

[실시예 5] 탈크 복합분체의 제조

실시예 2에서 수득된 탈크 입자와 실시예 3에서 수득된 실리콘계 고분자 분말을 각각 질량 비율로 1kg:1kg 혼합한 후 에어 제트 밀에 투입하여 강한 전단력을 1시간 동안 전단력을 가한 후 사이클론에 포집된 복합분체를 회수한다. 복합화 과정에서 냉각 장치를 이용하여 온도를 80℃ 이하로 유지한다. 상기한 과정을 거치게 되면 복합분체의 형태는 입자가 분리된 실리콘계 고분자 분말의 표면에 작은 크기로 축소된 탈크 탈리입자가 균일하게 흡착하게 된다. 복합화의 시간 및 전단력의 크기에 따라서 복합화의 정도를 조절할 수 있다. 전단력의 크기는 유출되는 공기의 압력으로 조절할 수 있으며, 상기의 혼합 양과 비율의 조건에서는 게이지 압력 0.5~0.6bar에서 복합 분체화가 이루어진다.

[실시예 6] 이산화티탄 복합분체의 제조

냉각 장치가 부착되어 있는 에어 제트 밀에 실시예 3에서 수득된 실리콘계 고분자 분말을 미리 투입하여 60~70℃에서 교반을 진행하면서 분무 장치를 통하여 실리콘계 고분자 분말 질량 대비 0.2중량%의 디메치코놀(dimethiconol)을 이소프로필알콜 용매에 1중량% 희석하여 서서히 분무한다. 분무 과정이 끝난 후 지속적으로 교반을 하여 용매가 휘발되도록 한다. 이후에 피복 처리된 실리콘계 고분자 분말을 70 내지 80℃에서 5시간 동안 건조시켜 용매를 완전히 제거시킨다. 이후 이산화티탄 탈리입자와 복합화 하는 과정은 실시예 4와 동일하다.

[실시예 7] 탈크 복합분체의 제조

냉각 장치가 부착되어 있는 에어 제트 밀에 실시예 3에서 수득된 실리콘계 고분자 분말을 미리 투입하여 60~70℃에서 교반을 진행하면서 분무 장치를 통하여 실리콘계 고분자 분말 질량 대비 0.2중량%의 디메치코놀(dimethiconol)을 이소프로필알콜 용매에 1중량% 희석하여 서서히 분무한다. 분무 과정이 끝난 후 지속적으로 교반을 하여 용매가 휘발되도록 한다. 이후에 피복 처리된 실리콘계 고분자 분말을 70 내지 80℃에서 5시간 동안 건조시켜 용매를 완전히 제거시킨다. 이후 탈크 탈리입자와 복합화 하는 과정은 실시예 5와 동일하다.

상기 디메치코놀을 실란놀 바인더로 사용함으로써 이산화티탄 또는 탈크 탈리입자와 실리콘계 고분자 분말과의 복합 결합력을 보다 향상시킬 수 있으며, 전단 력을 가한 후에도 복합 분체의 형태를 잘 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.

[시험예1]

상기 실시예 7로부터 제조된 탈크 복합분체를 하기의 표 1과 같은 조성으로 화장료 제형을 제조하여 복합분체의 벌크 밀도 및 태핑 밀도(tapping density)는 분체 물성 측정기 MT-1000(세이신社)을 이용하여 측정하여 표 2에 나타내었으며, 또한 복합분체를 포함한 화장료에서의 성형 경도를 측정함으로써 복합화를 하지 않은 혼합체(탈크;A, 구상의 실리콘계 고분자:B)와 비교하여 표 3에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

표 2에서 보는 바와 같이 탈크 복합분체의 경우 태핑 밀도가 단순 혼합물보다 높음을 알 수 있으며, 이는 복합분체의 경우에 혼합물보다 입자들끼리 보다 조밀하게 충진될 수 있음을 알 수 있다. 상기의 결과는 이산화티탄의 경우에도 같은 결과를 나타내었다.

[표 3]

표 3에서 알 수 있는 바와 같이 구상의 실리콘계 고분자는 높은 탄성 및 응집 현상으로 인하여 화장료에의 배합이 극히 제한적이었으나 탈크 복합분체는 제형예 1에서와 같이 성형이 필요한 화장료에 3중량% 배합 시에 17~18kgf/cm²의 성형 경도를 나타내어 응용이 용이함을 알 수 있었다. 또한 약 7중량%까지는 성형이 가능 함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 이산화티탄 복합분체의 경우에도 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

[시험예 2]

복합분체의 표면마찰계수는 마찰계수 측정기(KES-SE-STP, KATO Co. LTD)를 이용하여 측정하여 표 4에 나타내었다. 측정하고자 하는 샘플 즉 이산화티탄 및 탈크, 이의 혼합물, 그리고 구상의 실리콘계 고분자와 탈크가 복합화한 분체를 각각 일정량 0.1g씩 취하여 피부와 유사한 상태를 지닌 일정한 크기의 인공피혁(出光석유화학) 표면에 일정한 두께로 펴 바른다. 이때 표면에 일정한 두께로 도포 시키기 위해서 샘플이 잘 묻어나지 않도록 주의를 해야 한다. 센서의 끝 부분은 부드러운 실리콘 고무가 부착되어 있어 일정한 힘으로 평형이동을 하며 마찰계수를 측정한다. 마찰계수는 다음의 식(1)에 의하여 계산될 수 있다. 측정기의 감도는 0.2V/cm이다.

[표 4]

탈크 복합분체의 마찰계수는 복합화 전보다 상당히 낮아짐으로써 화장료의 응용에 있어서 중요한 성질인 퍼짐성이 향상되었음을 알 수 있었다. 상기의 결과는 이산화티탄 복합분체의 결과에서도 같은 경향을 나타내었다.

[시험예 3]

시험 시료인 탈크와 구상의 실리콘계 고분자의 혼합물 그리고 복합화된 시료(실시예 7의 탈크 복합분체)와 분말 케라틴(keratin powder AL-SD, Brooks Ind.)를 200g씩 분말 혼합기에 정치하고 4000rpm으로 2분간 혼합하여 시험시료-케란틴 혼합물을 제조하였다. 이후 100ml 용량의 셀에 파우더-케라틴 혼합물을 시료-공급기를 이용하여 저밀도로 충진한다. 이후에 MT-1000 분체 물성 측정 장치를 이용하여 태핑 밀도를 측정한다. 태핑의 횟수는 500회까지 실시하였다. 결과를 표 5에 나타내었다. 또한 입자의 분류성 및 유동성을 측정하기 위해서 단순 혼합물과 복합분체의 안식각 및 붕괴각을 측정하였다. 측정기기는 MT-1000 분체 물성 측정 장치를 이용하였다.

[표 5]

파우더와 피부가 직접 닿게 되는 피부의 최 외각층인 각질층은 케라틴 단백질로 이루어져 있다. 그러므로 케라틴에 대한 부착력이 우수한 파우더가 피부 밀착력이 우수한 파우더로 예측할 수 있다. 시험 결과, 상기 표 5에서 보는 바와 같이 탈크 복합분체와 피부와의 상호간 친화력을 살펴보기 위한 케라틴 파우더와의 Tapping 밀도는 0.504g/cm³였으며, 단순 혼합체의 경우에는 0.36g/cm³를 나타냄으로써 탈크 복합분체와 피부와의 밀착력이 향상되었음을 간접적으로 알 수 있다.

또한 탈크 복합분체와 탈크-실리콘계 고분자 혼합물의 안식각, 붕괴각을 측정한 결과, 일반적으로 안식각과 붕괴각의 차이 값인 차각이 클수록 입자의 분류성이 저하되는데, 탈크 복합분체의 경우에는 차각인 12°인 반면 혼합체는 25°였다. 이는 탈크 복합분체가 단순한 혼합체보다 분류성이 향상되었음을 나타낸다. 또한 입자의 유동성도 증가되었음을 알 수 있었다. 상기의 결과는 이산화티탄 복합분체의 경우에도 같은 결과를 나타내었다.

Claims (13)

1. 전단력에 의해 실리콘계 바인더가 첨가된 입경이 0.1 내지 100㎛의 구형인 실리콘계 고분자의 분말 표면에 이산화티탄, 탈크 또는 이들의 혼합물이 용매의 사용 없이 고착되고, 상기 실리콘계 고분자 분말, 이산화티탄 및 탈크 각각은 전단력 만을 이용하여 분쇄되는 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘계 바인더는 실란놀계 바인더인 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘계 바인더는 용매에 희석되어 분쇄된 실리콘계 고분자 분말에 분사하여 첨가된 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘계 바인더는 실리콘계 고분자 분말 중량 대비 0.1 내지 1 중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 전단력은 고속 입자혼합기 또는 고속 파쇄기를 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 실리콘계 고분자 분말은 입경이 0.2~30㎛인 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 실리콘계 고분자 분말은 알킬폴리실록산인 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    전단력에 의한 고착은 20 내지 80℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    실리콘계 고분자 분말에 고착되는 이산화티탄 또는 탈크 양은 실리콘계 고분자 분말의 0.3 내지 12.0 중량비인 것을 특징으로 하는 복합분체의 제조방법.
13. 제 1 항의 제조방법에 의해 제조된 복합분체를 0.5 내지 60 중량%로 함유함을 특징으로 하는 메이크업 또는 기초용 화장료 조성물.