KR101633302B1 - 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101633302B1
KR101633302B1 KR1020130132367A KR20130132367A KR101633302B1 KR 101633302 B1 KR101633302 B1 KR 101633302B1 KR 1020130132367 A KR1020130132367 A KR 1020130132367A KR 20130132367 A KR20130132367 A KR 20130132367A KR 101633302 B1 KR101633302 B1 KR 101633302B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fullerene
carbon
boron
component
natural
Prior art date
Application number
KR1020130132367A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150051010A (ko
Inventor
송남강
정성모
송운강
하진갑
Original Assignee
송남강
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송남강 filed Critical 송남강
Priority to KR1020130132367A priority Critical patent/KR101633302B1/ko
Publication of KR20150051010A publication Critical patent/KR20150051010A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101633302B1 publication Critical patent/KR101633302B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/81—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • A61Q19/10—Washing or bathing preparations

Abstract

본 발명은 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 ?기트(shungite) 광물로부터 추출한 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 천연 플러렌을 준비하는 공정과, 상기 천연 플러렌을 화장료 베이스에 혼합하는 공정을 포함하고, 상기 천연 플러렌을 준비하는 공정은 탄소 성분을 함유한 ?기트(shungite) 광물을 분쇄하는 제1단계; 상기 분쇄된 ?기트(shungite) 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리하는 제2단계; 및 상기 분리된 탄소 성분을 붕소 분위기 하에서 850 ~ 3,000℃의 온도로 열처리하는 제3단계를 포함하는 화장료 조성물의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, ?기트(Shungite) 광물로부터 천연 플러렌을 추출하되, 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분은 적고, 중공 구조(공극율)를 최대한 확보하여 강력한 항산화성 및 살균성 등을 가짐은 물론, 활성 산소와 멜라닌 등의 활성도를 저하시키고 피부 노화 방지, 주름 개선, 아토피 치료/예방, 및 상처 치유 등의 효과를 가지며, 또한 높은 생산성 및 경제성 등을 갖는다.

Description

천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법 {COSMETIC COMPOSITION CONTAINING NATURAL FULLERENE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 천연 플러렌(natural fullerene)을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연 광물로부터 추출한 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플러렌(fullerene)은 흑연이나 다이아몬드와 같은 탄소 동소체이다. 그러나 플러렌은 흑연이나 다이아몬드와는 다른 구조적 형태를 가짐으로 인하여, 이는 통상 제3의 탄소 동소체로 불린다.
플러렌은, 탄소(C) 원자가 5각형이나 6각형으로 배열 연결된 탄소 고리를 갖는다. 그리고 이러한 탄소 고리들이 대략 구체(구형) 등의 형상으로 결합되어 중공(中空)을 형성하고 있다. 일반적으로 플러렌은 C60 ~ C80 또는 이보다 큰 탄소 수를 갖는다. 또한, 플러렌은 그 구조적 형태에 있어서, 축구공의 형상을 갖거나, 축구공과 유사한 구체 등의 형상으로서, 중공상의 구조적 특성을 갖는다.
플러렌은 위와 같은 탄소 고리 배열 및 중공상의 특이한 구조 등으로 인해, 뛰어난 물리적 및 화학적 성질을 갖는다. 구체적으로, 플러렌은 강력한 항산화성, 흡착성, 촉매성(흡착된 물질의 분해성), 살균력, 전자기파 흡수성, 전기전도성, 및 경우에 따라서는 다이아몬드보다 높은 강도 등의 여러 가지 유용한 물리적 및 화학적 성질을 가지고 있어 그 응용 가치가 높다.
이에 따라, 플러렌은 전극이나 전자기파 차폐제 등에는 물론, 화장품 조성물 등에도 적용되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2006-0076254호에는 플러렌을 함유한 화장품용 조성물이 제시되어 있다. 플러렌은 화장품 조성물에 함유되어, 예를 들어 항산화성 및 살균성 등을 도모한다. 또한, 플러렌은 화장품의 유효 성분을 담지하는 담체적 기능을 갖는다.
위와 같은 플러렌의 제조와 관련하여, 일반적으로 플러렌은 카본 블랙이나 흑연을 원료로 하여, 아크 방전법이나 연속 연소법을 통해 인공적으로 합성, 제조하고 있다. 그러나 이러한 인공적인 합성 방법은 카본 블랙 등의 원료의 가격이나 복잡한 생산 공정 등의 이유로 플러렌 자체의 가격이 매우 비싸고, 생산성이 낮은 문제점이 있다.
또한, 플러렌을 제조함에 있어서, 천연 광물로부터 추출, 제조하는 방법이 있다. 자연계에 존재하는 대부분의 천연 광물(원석)은 규소질(규산염 등 규소 화합물) 등의 무기물 이외에 탄소 성분을 함유하고 있다. 그리고 어떤 천연 광물은 플러렌 또는 이와 유사한 구조의 유사 플러렌을 함유하고 있다. 이러한 천연 광물로부터 전기화학적 방법과 극성용매추출 방법을 이용하여 플러렌을 추출, 제조하는 방법이 시도되었다. 예를 들어, 일본 공개특허 평7-315987호에는 점토 광물로부터 플러렌을 추출하여 탄소 박막으로 제조하는 방법이 제시되어 있다.
그러나 종래의 전기화학적 방법과 극성용매추출 방법은 플러렌의 중공 구조를 파괴시키는 문제점이 있다. 이에 따라, 플러렌의 중공 구조로부터 유래되는 물리적 및 화학적 특성이 떨어진다.
또한, 종래의 방법은 천연 광물에 함유된 탄소 성분(플러렌)의 추출율이 낮아 생산성 및 경제성 등이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 플러렌의 특성을 극대화시키기 위해서는, 플러렌 자체의 구조적 특성이라 할 수 있는 중공 구조(공극율)를 최대한 확보하고, 이와 함께 회(ash) 성분 등의 불순물이 적어야 하는데, 종래의 방법은 이에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
이에 따라, 종래의 방법으로 제조된 플러렌은 화장품 조성물로의 적용이 다소 어렵다. 즉, 카본 블랙이나 흑연을 원료로 하여 합성된 인공 플러렌은 상기한 바와 같이 그 자체의 단가가 너무 비싸 화장품 조성물로 적용 시 화장품의 가격을 상승시킨다. 그리고 전기화학적 방법과 극성용매추출 방법으로 제조된 천연 플러렌은, 중공 구조(공극율)가 양호하지 않고, 회(ash) 성분 등의 불순물이 많다. 이에 따라, 화장품 조성물로 적용 시, 플러렌의 특이한 구조로부터 유래될 수 있는 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0076254호 일본 공개특허 평7-315987호
이에, 본 발명은 특정의 광물로부터 천연 플러렌을 추출하여 화장품 등의 화장료 조성물에 저렴한 가격으로 용이하게 적용될 수 있게 함에 그 목적이다.
구체적으로, 본 발명은 특정의 광물로부터 천연 플러렌을 추출하되, 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분은 적고, 중공 구조(공극율)를 최대한 확보하여 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등이 우수하며, 높은 생산성 및 경제성 등을 가지는, 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
?기트(shungite) 광물로부터 추출한 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물을 제공한다.
이때, 상기 천연 플러렌은 50% 이상의 공극율을 가질 수 있다. 아울러, 상기 천연 플러렌은 C20 ~ C150의 탄소 수를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은,
천연 플러렌을 준비하는 공정과,
상기 천연 플러렌을 화장료 베이스에 혼합하는 공정을 포함하고,
상기 천연 플러렌을 준비하는 공정은,
탄소 성분을 함유한 ?기트(shungite) 광물을 분쇄하는 제1단계;
상기 분쇄된 ?기트(shungite) 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리하는 제2단계; 및
상기 분리된 탄소 성분을 붕소 분위기 하에서 850 ~ 3,000℃의 온도로 열처리하는 제3단계를 포함하는 화장료 조성물의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 분쇄된 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분을 알칼리 용액을 이용하여 추출하는 추출 공정; 및 상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정을 포함할 수 있다. 그리고 상기 추출 공정은 분쇄된 ?기트 광물, 알칼리 용액 및 붕소 성분을 혼합한 다음, 가열하여 진행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 특정의 천연 광물, 즉 ?기트(Shungite) 광물로부터 천연 플러렌을 추출하여 화장품 등의 화장료 조성물에 저렴한 가격으로 용이하게 적용될 수 있게 하는 효과를 갖는다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, ?기트(Shungite) 광물로부터 천연 플러렌을 추출하되, 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분은 적고, 중공 구조(공극율)를 최대한 확보하여 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등이 우수하며, 높은 생산성 및 경제성 등을 가지는, 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 ?기트 광물의 탄소 구조를 보인 이미지다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 천연 플러렌의 질량 스펙트라 분석 결과를 보인 그래프이다.
도 3은 종래의 인공적인 합성 방법으로 제조된 인공 플러렌의 질량 스펙트라 분석 결과를 보인 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 화장료 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에서, 화장료 조성물은, 그 종류나 제형 등은 제한되지 않는다. 본 발명에서, 화장료 조성물은 인체의 피부나 모발 등에 적용되는 것이면 여기에 포함한다. 구체적으로 본 발명에 따른 화장료 조성물은, 그 제품 형태의 종류에 있어서, 미적 아름다움이나 피부 보호 등을 위한 화장품; 피부의 미용과 청결을 위한 비누; 피부에 적용되어 아토피 등의 피부 질환을 치료 또는 예방하는 피부 질환 치료제; 모발의 청결을 위한 샴푸나 린스; 모발의 염색을 위한 염색제; 탈모를 방지하는 탈모 방지제; 및 발모를 촉진하는 발모제 등의 제품을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 화장품, 비누, 샴푸, 린스, 염색제, 피부 치료제(아토피 치료제 등), 탈모 방지제 및 발모제 등으로부터 선택된 하나 이상의 제품이 될 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 치약이나 구강 청결제 등의 구강 제품 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 천연 플러렌(natural fullerene)을 함유한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 화장료의 기본적인 기능(특성)을 위한 화장료 베이스를 주성분으로 하되, 본 발명에 따라서 특정의 천연 광물로부터 추출된 천연 플러렌을 더 함유한다. 이때, 상기 천연 플러렌은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 화장료 조성물 전체 중량 기준으로 예를 들어 0.001 ~ 20중량%로 함유될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 천연 플러렌은 0.01 ~ 10중량%로 함유될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 천연 플러렌의 함량은 사용 목적 및 제품의 종류 등에 따라 상기 범위 이외의 함량으로도 함유될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 화장료 베이스는 특별히 한정되지 않는다. 상기 화장료 베이스는 제품의 종류에 따라 다양하게 조성될 수 있다. 상기 화장료 베이스는, 예를 들어 상기한 바와 같은 화장품, 비누, 샴푸, 린스 및 염색제 등의 베이스 성분으로부터 선택될 수 있으며, 이는 통상과 같이 조성될 수 있다.
상기 천연 플러렌은 특정의 천연 광물로부터 추출, 수득된다. 구체적으로, 상기 천연 플러렌은 본 발명에서 특정하는 천연 광물, 즉 천연 ?기트(Shungite) 광물로부터 추출, 수득된다. 이때, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 ?기트(Shungite) 광물로부터 추출된 천연 플러렌을 고형분 형태로 포함하거나, 액상, 페이스트 또는 슬러리 형태 등으로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 화장료 조성물의 제조방법을 설명하면서, 본 발명에 따른 화장료 조성물의 구체적인 실시 형태를 함께 설명한다.
본 발명에 따른 화장료 조성물의 제조방법은 천연 플러렌을 준비하는 공정(제1공정)과, 상기 천연 플러렌을 화장료 베이스에 혼합하는 공정(제2공정)을 포함한다. 본 발명은 상기 제1공정, 즉 천연 플러렌을 준비하는 공정에서 특이성을 갖는다. 그리고 상기 제2공정, 즉 혼합 공정은 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상과 같다. 즉, 본 발명은 화장료 조성물용 천연 플러렌을 특정의 천연 광물, 즉 ?기트 광물로부터 추출하되, 상기 ?기트 광물로부터 효과적으로 추출, 제조할 수 있는 개선된 공정을 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 플러렌은 특이한 구조로 인해 강력한 항산화성, 흡착성, 촉매성(흡착된 물질의 분해성), 살균성, 전자기파 흡수성, 전기전도성, 및 경우에 따라서는 다이아몬드보다 높은 강도 등의 여러 가지 유용한 물리적 및 화학적 성질을 가지고 있어 그 응용 가치가 높다. 또한, 플러렌은 화장료 조성물에 적용되어, 우수한 항산화성 및 살균성 등과 함께 담체적 기능을 도모한다. 상기 담체적 기능은, 플러렌이 화장료의 유효 성분을 담지, 보유하여 안정화시킴과 동시에 그 효능을 증가시키는 기능을 의미할 수 있다.
플러렌이 위와 같은 유용한 특성을 유지할 수 있으려면, 높은 순도 및 중공 구조(공극율) 등을 가지고 있어야 한다. 특히, 화장료용으로 적합하도록, 우수한 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등을 가지려면, 최대한의 중공 구조(공극율)를 확보하여야 하며, 이와 함께 회(ash) 성분 등의 불순물 함량이 적어야한다. 그리고 높은 생산성과 경제성 등을 가져야 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 상기 제1공정은, 즉 상기 천연 플러렌을 준비하는 공정은 천연 광물의 분쇄; 화학적 처리를 통한 추출; 및 붕소(B) 분위기 하에서의 열처리를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1공정은 하기 (1) 내지 (3)단계를 포함한다.
(1) 탄소 성분을 함유한 ?기트 광물을 분쇄하는 제1단계
(2) 상기 분쇄된 ?기트 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리하는 제2단계
(3) 상기 분리된 탄소 성분을 붕소 분위기 하에서 850 ~ 3,000℃의 온도로 열처리하는 제3단계
이때, 탄소 성분은 적어도 플러렌을 포함한다. 또한, 본 발명에서, 상기 붕소 분위기는 적어도 열처리 공정(제3단계)에서 붕소 성분이 존재하는 상태를 의미한다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 상기 붕소 분위기는 적어도 열처리 공정(제3단계)에서는 탄소 성분에 붕소 성분이 함께 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 이때, 상기 붕소 성분은 붕소(B) 및 붕소(B) 함유 화합물로부터 선택된 하나 이상이다.
상기 붕소 분위기는, 예를 들어 상기 제2단계 및 제3단계로부터 선택된 하나 이상의 단계에서 형성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제2단계에서는 탄소 성분의 추출을 위해, 분쇄된 ?기트 광물에 알칼리 용액이 혼합되는데, 이때 상기 혼합된 용액에 붕소 성분이 더 첨가 혼합되어 붕소 분위기가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제3단계에서는 분리된 탄소 성분을 고온 열처리하는데, 이때 열처리하기 전에 탄소 성분에 붕소 성분이 혼합되어 붕소 분위기가 형성될 수 있다. 아울러, 상기 붕소 분위기는 제2단계 및 제3단계 모두에서 형성될 수 있다. 즉, 상기 붕소 성분은 제2단계에서도 혼합되고, 제3단계에서도 혼합될 수 있다.
위와 같이, 본 발명에서 붕소 분위기는, 예를 들어 제2단계 및/또는 제3단계에서 붕소 성분이 혼합되어, 적어도 열처리 과정에서 탄소 성분(플러렌 등)과 함께 붕소 성분이 존재하는 것이면 좋다.
본 발명에 따르면, 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분 등의 불순물이 적은 양질의 화장료용 천연 플러렌을 추출, 제조할 수 있다. 또한, 중공 구조(공극율)가 최대한 확보된 천연 플러렌을 용이하게 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 추출, 제조된 천연 플러렌은 높은 순도와 중공 구조(공극율) 등을 확보하여 화장료 조성물에 적용 시, 우수한 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등을 갖는다. 아울러, 높은 생산성 및 경제성 등을 가져 저렴한 가격으로 보급될 수 있다.
이하, 각 단계별로 예시적인 실시 형태를 설명한다. 이하, 본 발명의 실시 형태를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서는 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형 또는 수정되어 다양하게 실시될 수 있다.
(1) 천연 광물의 분쇄(제1단계)
먼저, 천연 광물을 분쇄한다. 상기 천연 광물은 본 발명에 따라서 ?기트(shungite) 광물이 사용된다. 상기 ?기트 광물은 규산염(silicate) 등의 규소질(규소 화합물)을 주성분으로 하되, 탄소 성분을 다량 함유하고 있다. 이때, 탄소 성분 중의 거의 대부분은 플러렌(fullerene)이다. 즉, ?기트 광물은 규소질을 약 40중량% 이상 함유하고 있고, 약 25중량% 이상의 탄소 성분, 보다 구체적으로는 약 25 ~ 50중량% 정도의 탄소 성분을 함유하고 있다. 그리고 탄소 성분 중의 대부분은 플러렌이다.
이때, 상기 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분(플러렌 등)은 다공성 스펀지 구조의 매트릭스(matrix) 형태를 가지며, 다공성 셀(cell) 내부에 규소질 광물 입자(규산염 등)가 채워져 있고, 상기 규소질 광물 입자의 주성분은 이산화규소(SiO2) 등의 규산염 등이다. 그리고 규소질 광물 입자의 대부분은 약 0.1 ~ 5㎛ 입자 크기의 분산도를 가지며, 이는 또한 탄소 매트릭스 내에서 연속 프레임(continuous frame)을 형성하고 있다. 이러한 ?기트 광물은 러시아(Russia)에서 구입할 수 있다. 예를 들어, 러시아의 카렐리야(Kareliya)라는 지역에서 쉽게 구입할 수 있다.
첨부된 도 1은 상기 ?기트 광물의 탄소 구조를 보인 이미지다. ?기트 광물은 탄소 수가 200이 조금 넘는 탄소 성분이 어둡고 작은 무정형의 구름 띠를 형성하고 있다. 탄소 성분의 전체 크기는 약 20nm이고, 띠의 두께는 약 10nm 정도이다. 이때, 띠의 안쪽에 있는 검은 점이 플러렌(확대 이미지 참조)이다.
일반적으로, 플러렌은 앞서 언급한 바와 같이 카본 블랙이나 흑연을 원료로 하여, 아크 방전법이나 연속 연소법을 통해 인공적으로 합성, 제조하고 있다. 그러나 이러한 인공적인 합성 방법은 원료의 가격이나 복잡한 생산 공정 등의 이유로 플러렌 자체의 가격이 매우 비싸지고, 생산성이 낮다. 이에 따라, 인공적으로 합성된 인공 플러렌은 너무 고가인 이유로, 화장료 조성물에 적용 시, 화장료 제품의 가격을 상승시켜 적용이 어렵다.
그러나 본 발명에 따라서 천연 광물, 즉 ?기트 광물로부터 추출, 수득된 경우, 저가의 공정으로 대량 생산할 수 있다. 본 발명은 위와 같은 ?기트 광물로부터 천연 플러렌을 효과적으로 추출, 수득하여 화장료 조성물의 구성 성분으로 적용한다. 또한, ?기트 광물은, 미량이기는 하지만 다종의 미네랄 성분을 함유하고 있다. ?기트 광물은, 구체적으로 Ca, K, Na, Mg 및 Fe 등의 미네랄 성분을 함유하고 있다.
본 발명에서, 플러렌은 ?기트 광물로부터 추출된 천연 플러렌으로서, 탄소(C) 원자가 5각형이나 6각형으로 배열 연결된 탄소 고리를 가지되, 이러한 탄소 고리들이 결합되어 중공(中空)을 형성하고 있으면 좋으며, 탄소 수는 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서, 플러렌은 C60 ~ C80의 탄소 수를 가지는 일반적인 플러렌은 물론, 이보다 작거나 큰 탄소 수를 가지는 유사 플러렌(fullerene-like)을 포함한다. 여기서, 유사 플러렌은 일반적으로 특정하고 있는 플러렌(예를 들어, 탄소 수 C60 ~ C80의 플러렌)보다 탄소 수가 작거나 큰 것을 의미하는 것으로서, 상기한 바와 같이 탄소 고리들이 결합되어 중공을 형성하고 있는 것이면 여기에 포함한다.
본 발명에서, 상기 천연 플러렌은 예를 들어 C20 ~ C150의 탄소 수를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에서, 천연 플러렌은 그 구조적 형태에 있어서, 중공 구조를 가지되, 예를 들어 축구공이나 럭비공, 또는 이와 유사한 형상의 구체, 또는 다면체 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 제1단계에 따라서, 상기 ?기트 광물을 적정 크기로 분쇄한다. ?기트 광물은 분쇄에 의해, 표면적이 넓어져 추출 공정에서 탄소 성분과 규소질의 추출율이 개선될 수 있다. ?기트 광물은 예를 들어 500㎛ 이하의 크기로 분쇄될 수 있다. ?기트 광물은, 구체적인 예를 들어 0.5 ~ 300㎛의 평균 입자 크기를 갖도록 분쇄될 수 있다. 이때, ?기트 광물의 입자 크기가 너무 작으면 취급이 어려울 수 있고, 너무 크면 탄소 성분의 추출율이 낮아질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, ?기트 광물은 5 ~ 150㎛의 평균 입자 크기를 갖도록 분쇄되는 것이 좋다. 즉, ?기트 광물이 5 ~ 150㎛의 평균 입자 크기를 가지는 경우, 취급성에서도 유리하고, 플러렌 등의 탄소 성분의 추출율이 효과적으로 개선될 수 있다.
분쇄 방법은 제한되지 않는다. 분쇄 방법은 분체 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 다양한 방법으로부터 선택될 수 있다. 분쇄는, 예를 들어 볼 밀(Ball mill), 아크리션 밀(Attrition mill), 제트 밀(Jet mill), 회전 밀(Rotary mill) 및 진동 밀(Vibration mill) 등과 같은 방법으로 진행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 분쇄된 ?기트 광물은 선별될 수 있다. 즉, 본 제1단계는 ?기트 광물을 분쇄하는 분쇄 공정을 적어도 포함하되, 상기 분쇄된 ?기트 광물을 적정 크기 범위를 가지는 것으로 선별하는 선별 공정을 더 포함할 수 있다. 이때, 분쇄된 ?기트 광물은, 예를 들어 체(sieve) 가름 등의 선별 공정을 통해 적정 입도 분포를 가지는 것으로 선별될 수 있다. ?기트 광물은 분쇄 후에, 예를 들어 상기한 바와 같이 0.5 ~ 300㎛, 바람직하게는 5 ~ 150㎛, 보다 바람직하게는 10 ~ 60㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것으로 선별되어 사용될 수 있다.
(2) 탄소 성분의 추출, 분리(제2단계)
상기 분쇄된 ?기트 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리한다. 본 제2단계는 추출 공정과 분리 공정을 포함한다. 즉, 본 제2단계는 분쇄된 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정을 포함한다.
상기 추출 공정은 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분을 추출할 수 있는 공정이라면 특별히 제한되지 않는다. 추출 공정은, 바람직하게는 알칼리 용액을 이용한 알칼리 용액 추출 공정을 포함한다. 구체적으로, 추출 공정은 분쇄된 ?기트 광물과 알칼리 용액을 혼합, 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 알칼리 용액 추출 공정은 가열 교반기를 이용하여 가열 교반시키면서 진행하거나, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하여 진행할 수 있다. 이러한 가열 추출에 의해, ?기트 광물에 함유된 플러렌 등의 탄소 성분이 효과적으로 추출된다. 즉, ?기트 광물은 알칼리 용액을 이용한 가열 추출에 의해, 적어도 탄소 성분과 무기물로 분리된다. 구체적으로, 상기 ?기트 광물은 알칼리 용액에 의해 탄소 성분(플러렌 등)과, 규산질(규산 알칼리) 등으로 분리된다. 보다 구체적으로, ?기트 광물의 주성분인 규소 화합물(규산질)은 알칼리 용액에 용해되어, 용액 내에는 탄소 성분(플러렌 등), 규산질(규산 알칼리), 그리고 기타 미량의 미네랄이 분산되어 있다.
상기 추출 공정에서 가열 온도는 ?기트 광물로부터 탄소 성분이 추출될 수 있는 온도이면 제한되지 않는다. 추출 시, 가열 온도는 예를 들어 100 ~ 300℃가 될 수 있다. 그리고 가열 시간은 특별히 제한되지 않으나, 이는 예를 들어 액체 성분(알칼리 용액에 포함된 물 등)은 거의 휘발 제거되고, 거의 대부분이 고체 성분으로 이루어질 될 때까지의 시간이 될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 가열 교반기를 이용하는 경우, 100 ~ 130℃의 온도에서 5시간 내지 25시간 동안 가열 교반시켜 진행할 수 있다. 또한, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하는 경우, 200 ~ 250℃의 온도에서 2시간 내지 4시간 동안 가열하여 진행할 수 있다. 이러한 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우, 탄소 성분의 추출율 및 에너지 효율 등에서 유리하다.
또한, 상기 추출 공정에서, ?기트 광물과 알칼리 용액의 배합비는, 예를 들어 1 : 0.2 ~ 30의 중량비가 될 수 있다. 즉, ?기트 광물 분쇄물 : 알칼리 용액 = 1 : 0.2 ~ 30의 중량비가 될 수 있다. 이때, 알칼리 용액의 사용량이 너무 작으면 탄소 성분의 추출율이 낮아질 수 있고, 너무 많은 경우에는 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, ?기트 광물과 알칼리 용액은 1 : 1 ~ 20의 중량비, 더욱 구체적으로는 1 : 8 ~ 20의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 가열 교반기를 이용하여 상기와 같은 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우에는 1 : 1 ~ 5의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있으며, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하여 상기와 같은 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우에는 1 : 1 ~ 10의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있다.
상기 알칼리 용액은 알칼리 물질을 포함하는 용액이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 알칼리 물질을 용액 전체 중량 중에 5 ~ 60중량%로 포함하는 5 ~ 60중량% 농도의 알칼리 수용액으로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 알칼리 용액은 10 ~ 30중량%의 농도를 가질 수 있다. 이때, 상기 알칼리 용액의 농도와 알칼리 물질의 종류 등은 ?기트 광물을 구성하는 무기물이나 불순물의 종류, 및 이들의 양에 따라 정해될 수 있다.
상기 알칼리 용액을 구성하는 알칼리 물질은, 예를 들어 Ma(OH)b의 분자식을 가지되, 상기 M은 금속 원소로부터 선택될 수 있다. 상기 M은, 예를 들어 K, Li, Na 및 Ca 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있으며, 상기 a와 b는 화학 양론에 따른다. 알칼리 물질은, 구체적인 예를 들어 KOH, LiOH, NaOH 및 Ca(OH)2 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있으며, 바람직하게는 KOH 또는 LiOH를 사용하거나, KOH와 LiOH의 혼합을 사용하는 것이 좋다. 상기 KOH와 LiOH는 ?기트 광물의 탄소 성분에 대한 높은 추출율을 가져 본 발명에 유용하다. 즉, KOH와 LiOH는 ?기트 광물의 주성분인 규소 화합물(규산질 등)을 효과적으로 용해시켜 탄소 성분의 추출율을 높일 수 있다.
또한, 상기 알칼리 물질로서, KOH와 LiOH의 혼합을 사용하는 경우, 이들은 1 : 1 ~ 10의 중량비로 혼합 사용할 수 있다. 즉, KOH : LiOH = 1 : 1 ~ 10의 중량비로 혼합 사용할 수 있다. 이 경우, 탄소 성분의 추출율에 매우 효과적이다.
상기 분리 공정은, 위와 같은 추출 공정을 통해 추출된 탄소 성분을 용액으로부터 분리할 수 있는 것이면 다양한 방법이 고려될 수 있다. 즉, 분리 공정은 상기 추출 공정을 통해 수득된 추출물로부터 탄소 성분을 분리할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 분리 공정은, 예를 들어 필터(filter)를 통한 여과 분리나, 원심 분리기 등을 이용한 고속 회전 분리 등의 방법으로 진행될 수 있다. 이러한 분리를 통해, 추출물로부터 탄소 농축물을 수득한다. 즉, 탄소 성분(플러렌 등)이 고농도로 포함된 탄소 농축물을 수득한다. 그리고 이러한 탄소 농축물에는 미량의 회(ash) 성분을 함유할 수 있다. 본 발명에서, 회(ash) 성분은 탄소 성분 이외의 성분을 의미하며, 이는 ?기트 광물에 함유되어 있는 것으로, 예를 들어 Al이나 Fe 등의 염 성분; 및/또는 황(S) 등의 불순물 등이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 추출 공정에서는 붕소 분위기가 유지될 수 있다. 즉, 추출 공정은 전술한 바와 같이 분쇄된 ?기트 광물과 알칼리 용액을 혼합한 혼합 용액을 가열하는 방법으로 진행되는 데, 이때 상기 혼합 용액에는 붕소 성분이 더 첨가 혼합될 수 있다. 이때, 붕소 성분은 예를 들어 알칼리 용액 내에 첨가되거나, 가열 시에 별도로 첨가될 수 있다. 상기 붕소 성분은, 후술한 바와 같이 플러렌의 중공 구조, 즉 플러렌의 공극율을 개선한다.
상기 붕소 성분은 붕소(B) 및 붕소(B) 함유 화합물로부터 선택된 하나 이상이다. 즉, 붕소 성분은 분말 상의 붕소(B); 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B)를 가지는 붕소 함유 화합물; 및 이들의 혼합으로부터 선택될 수 있다.
상기 붕소 함유 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B)를 가지는 것이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 보론(Boron)계 화합물로부터 선택될 수 있다. 붕소 함유 화합물은, 구체적인 예를 들어 H3BO3, B2H6, B4H10, B5H9, B6H10, BI3, NaBO2, NaBH4, Na2B4O7 및 이들의 수화물(hydrate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 수화물은, 구체적으로 NaBO2ㆍ4H2O(meta-borate hydrate), NaBH4ㆍ4H2O(boro-hydrate) 및 Na2B4O7ㆍ10H2O(borax, tetra-borate hydrate) 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 붕소 성분은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 분쇄된 ?기트 광물 100중량부에 대하여 0.01 ~ 20중량부로 사용될 수 있다. 이때, 붕소 성분이 0.01중량부 미만인 경우, 중공 구조의 개선 효과가 미미할 수 있다. 그리고 붕소 성분이 20중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고 제조비용 면에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 붕소 성분은 분쇄된 ?기트 광물 100중량부에 대하여 0.04 ~ 10중량부로 사용되는 것이 좋다.
한편, 상기와 같이 분리된 분리물, 즉 플러렌 등의 탄소 성분이 고농도로 포함된 탄소 농축물은 세척, 산(acid) 처리 및/또는 건조될 수 있다. 구체적으로, 본 제2단계는 추출 공정과 분리 공정을 포함하되, 경우에 따라서 세척 공정, 산 처리 공정 및 건조 공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 세척 공정은 물(증류수를 포함한다)을 이용하여 진행할 수 있으며, 바람직하게는 가온된 물, 예를 들어 40℃ 이상의 뜨거운 물, 보다 구체적인 예를 들어 40 ~ 100℃의 물에 상기 분리된 분리물(탄소 성분)을 넣어, 혼합 수세하는 방법으로 진행할 수 있다.
또한, 상기 산 처리 공정은 산 용액을 이용하되, 상기 분리된 분리물(탄소 성분)을 산 용액에 함침시키는 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 산 용액은, 산(acid) 물질을 예를 들어 10 ~ 80중량%로 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 산 용액은, 구체적인 예를 들어 질산, 불산, 황산 및 염산 등으로부터 선택된 하나 이상의 산(acid)을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에 따라서, 산 용액은 10 ~ 60중량%의 질산 용액 및 10 ~ 60중량%의 불산 용액으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
아울러, 상기 산 용액은 분리된 분리물(탄소 농축물)에 대해 8 ~ 20의 중량비로 사용될 수 있다. 즉, 산 처리는 분리된 분리물(탄소 농축물) : 산 용액 = 1 : 8 ~ 20의 중량비로 혼합하여 진행할 수 있다. 그리고 이러한 산 처리 과정에서는 가열이 진행되는 것이 좋다. 즉, 가열 반응기에 상기 분리된 분리물과 산 용액을 넣고, 가열하면서 진행할 수 있다. 이때, 가열 온도는 예를 들어 40℃ 이상, 보다 구체적으로는 40 ~ 100℃가 될 수 있다.
예시적인 형태에 따라서, 상기 세척 공정과 산 처리 공정은 연속적으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 물을 통한 세척 공정을 먼저 진행한 후, 여과시켜 물(세척수)을 제거한 다음, 산 처리 공정을 진행할 수 있다. 이러한 세척 공정과 산 처리 공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정에 의해, 상기 분리된 분리물은 예를 들어 pH 7 ~ 8이 될 수 있다. 또한, 상기 세척 공정 및/또는 산 처리 공정에 의해, 상기 분리된 분리물에 존재하는 불순물이 제거될 수 있다. 이때, 세척 공정과 산 처리 공정을 진행함에 있어서, 상기한 바와 같이 가온된 물(세척 공정)이나, 가열된 산 용액(산 처리 공정)을 통해 진행하는 경우, 불순물 등은 보다 효과적으로 제거될 수 있다.
상기 건조 공정은, 예를 들어 열풍 건조, 자연 건조, 또는 건조로를 통한 가열 건조 방법 등으로 진행될 수 있다. 건조 시의 온도는 제한되지 않는다. 건조 온도는, 예를 들어 60℃ 이상, 구체적인 예를 들어 60 ~ 300℃이 될 수 있다. 시간을 고려하다면, 건조 온도는 예를 들어 건조로를 이용하여 240 ~ 300℃에서 진행할 수 있다. 이러한 건조 공정에 의해, 분말 상의 탄소 성분이 수득될 수 있다. 이때, 건조되어 수득된 탄소 성분에는 분말 상의 플러렌이 고함량으로 포함되어 있다.
또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 산 처리 공정은 추출 공정 이전에도 진행될 수 있다.
구체적으로, 본 제2단계는 예시적인 형태에 따라서, 상기 분쇄된 ?기트 광물을 제1차 산 처리하는 제1차 산 처리 공정; 상기 산 처리된 ?기트 광물을 알칼리 용액을 이용하여 탄소 성분을 추출하는 알칼리 용액 추출 공정; 상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정; 및 상기 분리된 탄소 성분을 제2차 산 처리하는 제2차 산 처리 공정을 포함할 수 있다.
이때, 상기 분리 공정과 제2차 산 처리 공정의 사이에는 적어도 1회 이상의 세척 공정이 진행될 수 있다. 그리고 상기 제2차 산 처리 공정 이후에는 건조 공정이 진행될 수 있다.
또한, 예시적인 형태에 따라서, 상기 제1차 산 처리 공정에서는 예를 들어 불산 용액이 사용될 수 있으며, 상기 제2차 산 처리 공정에서는 예를 들어 질산 용액이 사용될 수 있다. 그리고 상기 제1차 및 제2차 산 처리 공정은 전술한 바와 같은 이유로 가열하면서 진행하는 것이 좋다. 이때, 제1차 산 처리 시에 사용된 불산 용액에 의해, 예를 들어 불용성 성분이 효과적으로 제거될 수 있다.
(3) 붕소 분위기 하의 열처리(제3단계)
상기와 같은 공정을 통해, ?기트 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리한 다음에는 열처리를 진행한다. 열처리는 붕소 분위기 하에서 진행한다. 이때, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서 상기 붕소 분위기는 제2단계 및 제3단계 중에서 선택된 하나 이상의 단계에서 형성될 수 있다.
즉, 상기 붕소 분위기는 본 제3단계에서 형성될 수 있는데, 이때 붕소 분위기는 열처리하기 전에 형성된다. 이를 위해, 본 제3단계는 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 붕소 분위기를 형성하기 위한 공정으로서, 상기 분리된 탄소 성분과 붕소 성분을 혼합하는 혼합 공정; 및 상기 혼합된 혼합물을 열처리하는 열처리 공정을 포함할 수 있다.
상기 붕소 성분은 제2단계에서 설명한 바와 같다. 즉, 붕소 성분은 붕소(B) 및 붕소(B) 함유 화합물로부터 선택된 하나 이상이다. 구체적으로, 붕소 성분은 분말 상의 붕소(B); 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B)를 가지는 붕소 함유 화합물; 및 이들의 혼합으로부터 선택될 수 있다.
상기 붕소 함유 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B)를 가지는 것이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 보론(Boron)계 화합물로부터 선택될 수 있다. 붕소 함유 화합물은, 구체적인 예를 들어 H3BO3, B2H6, B4H10, B5H9, B6H10, BI3, NaBO2, NaBH4, Na2B4O7 및 이들의 수화물(hydrate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 수화물은, 구체적으로 NaBO2ㆍ4H2O(meta-borate hydrate), NaBH4ㆍ4H2O(boro-hydrate) 및 Na2B4O7ㆍ10H2O(borax, tetra-borate hydrate) 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 붕소 성분은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 분리된 탄소 성분 100중량부에 대하여 예를 들어 0.01 ~ 20중량부로 사용될 수 있다. 이때, 붕소 성분이 0.01중량부 미만인 경우, 중공 구조의 개선 효과가 미미할 수 있다. 그리고 붕소 성분이 20중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않고 제조비용 면에서 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 붕소 성분은 분리된 탄소 성분 100중량부에 대하여 0.04 ~ 10중량부로 사용되는 것이 좋다.
위와 같이, 분리된 탄소 성분과 붕소 성분을 혼합한 다음에는 열처리를 진행한다. 이러한 열처리에 의해, 상기 분리된 탄소 성분, 즉 플러렌을 고함량으로 포함하는 탄소 농축물 내에 잔존하는 회(ash) 성분이 제거된다. 또한, 상기 열처리에 의해, 붕소 성분이 소진(消盡) 제거되어 플러렌의 중공 구조가 최대한으로 개선된다. 즉, 플러렌은 고온 열처리를 통한 회(ash) 성분의 제거에 의해 고순도를 가지면서, 붕소 성분의 제거에 의해 중공 구조(공극율)가 극대화되어 우수한 특성을 갖는다. 보다 구체적으로, 회(ash) 등의 불순물이 없는 고순도에 의해, 화장료 제형이나 효능에 악영향을 끼치지 않으면서, 중공 구조(공극성)가 극대화되어, 우수한 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등을 갖는다.
상기 열처리 온도는, 회(ash) 성분과 붕소 성분을 제거할 수 있는 온도이면 제한되지 않는다. 열처리 온도는 ?기트 광물과 붕소 성분의 종류에 따라 다를 수 있지만, 이는 850℃ 이상이 좋다. 보다 구체적으로, 열처리 온도는 850 ~ 3,000℃가 좋다. 이때, 열처리 온도가 850℃ 미만인 경우, 회(ash) 성분과 붕소 성분의 효과적인 제거가 어려울 수 있고, 화장료에 악영향을 끼치는 불순물을 함유할 수 있다. 그리고 열처리 온도가 3,000℃를 초과하는 경우, 플러렌 구조가 파괴될 수 있고, 흑연화의 우려가 있을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 열처리는 1,200℃ 이상, 구체적으로는 1,200 ~ 3,000℃의 온도가 좋으며, 더욱 구체적으로는 2,800 ~ 3,000℃의 온도에서 진행하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 열처리는, 예를 들어 질소(N2), 아르곤(Ar), 및 헬륨(He) 가스 등의 비활성 분위기에서 진행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고 열처리 시간은, 열처리 온도에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 10분 ~ 72시간이 될 수 있다.
본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 위와 같은 열처리를 진행한 다음에는 분쇄 공정이 더 진행될 수 있다. 즉, 본 제3단계는 열처리 공정을 적어도 포함하되, 선택적으로 분쇄 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 분쇄 공정은, 상기 열처리를 통해 수득된 플러렌을 미분쇄시킬 수 있으면 제한되지 않는다. 이러한 분쇄 공정은 화장료의 종류 및 제형 등에 따라 실시하여, 다양한 크기의 플러렌 입자를 갖도록 할 수 있다. 분쇄 공정은, 예를 들어 50㎛ 이하의 미립자를 갖도록 할 수 있으면 좋다. 구체적인 예를 들어, 플러렌 입자는 분쇄 공정을 통해 20㎛ 이하, 더욱 구체적인 예를 들어 0.1㎛ ~ 10㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 분쇄 방법은 제한되지 않는다. 분쇄는, 미립자화가 가능한 공정이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 진동 밀이나 초고속 분쇄기 등을 이용하여 진행할 수 있다. 상기 분쇄 공정은 선택적인 공정으로서, 이는 열처리를 통해 수득된 플러렌이 다소 덩어리져 있거나 입자가 큰 경우에 진행된다. 그리고 상기와 같은 공정으로 추출된 플러렌 자체는 나노미터(nm) 크기를 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명의 제1공정에 따르면, ?기트 광물로부터 천연 플러렌을 용이하게 추출, 제조할 수 있다. 그리고 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분 등의 불순물이 적어 고순도를 가지며, 나노 크기의 다공질 천연 플러렌을 수득할 수 있다. 또한, 중공 구조를 최대한 확보하여, 우수한 항산화성, 살균성 및 담체적 기능 등을 갖는다.
보다 구체적으로, 상기의 공정에 따라 추출, 제조된 천연 플러렌은, 회(ash) 성분이 예를 들어 1중량% 이하로서 고순도를 갖는다. 구체적으로, 회(ash) 성분이0(zero) ~ 0.5중량%, 보다 구체적으로는 0(zero) ~ 0.1중량%로서 회(ash) 성분을 거의 함유하지 않는 고순도를 갖는다. 또한, 공극율은 50% 이상, 보다 구체적으로는 50% 내지 85%의 공극율을 갖는다. 바람직하게는, 70% 이상의 높은 공극율을 갖는다. 본 발명에서, 공극율은 플러렌의 전체 체적 중 공극 체적이 차지하는 비율(%)를 의미하며, 이는 구체적으로 플러렌의 전체 체적 V, 공극의 전체 체적을 Vp라 할 때, 아래의 수학식에 따른다.
공극율(%) = (Vp/V) x 100
아울러, 상기 공정에 의해, 탄소 추출율, 즉 플러렌의 추출율은 예를 들어 90% 이상으로서 높은 추출율을 갖는다. 본 발명에서, 탄소 추출율은 초기 ?기트 광물 중에 함유된 탄소 성분 대비, 추출 후의 탄소 성분의 양으로서, 하기 수학식에 따른다.
탄소 추출율(%) : (최종 얻어진 탄소 성분의 중량 / 초기 천연 광물에 함유된 탄소 성분의 중량) x 100
부가적으로, 본 발명에 따르면, 높은 생산성 및 경제성 등을 가져 플러렌을 저렴한 가격으로 보급시킬 수 있다. 즉, 종래의 인공적인 합성 방법과 비교하여, 원료로서 저가의 천연 광물, 즉 ?기트 광물이 사용되고, 이러한 ?기트 광물을 다량으로 사용할 수 있으며, 이와 함께 비용 및 공정 면에서 간단한 화학적 처리와 열처리를 통해 추출 제조함으로 인해, 높은 생산성과 함께 높은 경제성 등을 갖는다.
아울러, 본 발명에 따라 제조된 천연 플러렌은 전술한 바와 같이 C60, ~ C80의 탄소 수를 가지는 일반적인 플러렌은 물론, 이보다 작거나 큰 탄소 수를 가지는 유사 플러렌을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 제조된 화장료용 천연 플러렌은 예를 들어 C20 ~ C150의 탄소 수를 가지는 다종의 플러렌을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 제조된 화장료용 천연 플러렌은 다양한 탄소 수의 플러렌을 포함하는 플러렌 혼합물로서, 더욱 구체적으로는 C50 ~ C120의 탄소 수를 가지는 다종의 플러렌을 포함할 수 있다. 천연 플러렌은, 일례를 들어 탄소 수 C55, C60, C70, C74, C93, C112 등을 가지는 다수의 플러렌이 혼합되어 있는 플러렌 혼합물이 될 수 있다.
위와 같이, 제1공정을 통해 고순도와 다공질을 가지는 천연 플러렌을 추출, 제조한 다음에는, 상기 천연 플러렌을 화장료 베이스와 혼합(제2공정)한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서 제2공정은 특별히 제한되지 않는다. 이때, 천연 플러렌을 혼합함에 있어서, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 화장료 조성물 전체 중량 기준으로 예를 들어 0.001 ~ 20중량%로 함유되도록 혼합할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 천연 플러렌을 0.01 ~ 10중량%로 함유시킬 수 있다. 천연 플러렌의 함량은 화장료 베이스의 종류 및 제형 등에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
본 발명에서, 상기 화장료 베이스는 전술한 바와 같이 특별히 제한되지 않으며, 이는 화장료의 기본 성분을 포함하는 것이면 좋다. 아울러, 본 발명에서, 상기 화장료 베이스는 수상, 유상 또는 수상과 유상의 혼합 제형을 포함한다. 상기 화장료 베이스는, 예를 들어 피부용 및/또는 모발용 베이스로서, 이는 보다 구체적인 예를 들어 화장품 베이스, 비누 베이스, 피부 질환 치료/예방 베이스(아토피 치료/예방 등), 샴푸 베이스, 린스 베이스, 염색제 베이스, 탈모 방지 베이스 및 발모 베이스 등으로부터 선택된 하나 이상의 조성물이 될 수 있다. 또한, 상기 화장료 베이스는 경우에 따라서 치약 베이스 및/또는 구강 청결제 베이스 등으로부터 선택된 조성물이 될 수 있다.
상기 각 화장료 베이스는 제품에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 계면활성제(음이온성, 양이온성, 비이온성, 양쪽 이온성 등), 유화제, 유화 안정제, 글리콜류, 알코올류, 보습제, 컨디셔닝제, 점도 조절제, 킬레이트제, 자외선 차단제 및 pH 조절제 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 각 화장료 베이스 성분은 통상과 같이 조성될 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
또한, 상기 화장료 베이스가 예를 들어 화장품 조성물인 경우, 상기 화장품 조성물은 액상, 크림상, 페이스트상, 거품상, 젤상 및 고상 등을 포함한다. 구체적으로, 본 발명에서, 화장품 조성물은 03류를 포함할 수 있으며, 예를 들어 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 아이크림, 아이에센스, 에센스, 클렌징크림, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 파우더, 보디로션, 보디크림, 보디에센스, 보디세정제, 연고, 젤, 패취, 분무제, 피부 접착타입 및 푸드 크림(food cream) 등의 제형을 가질 수 있다. 또한, 화장료 베이스가 비누 조성물인 경우, 이 또는 액상 또는 고상 등의 비누를 포함한다.
상기한 바와 같이, 플러렌의 독특한 구조는 플러렌의 특유한 물리적 및 화학적 특성을 만들어낸다. 예를 들어, 플러렌 분자 결정은 유사한 크기의 유기 물질들의 분자 결정보다 훨씬 더 큰 매우 높은 에너지의 분자간 인력을 갖는다. 또한, 플러렌은 산화-환원(Redox)반응에 즉시 적용할 수 있는 이중 결합이 많다. 이에 의해, 플러렌은 화장료 조성물 내에서 강한 역촉매작용을 유도하여 연쇄 라디칼 산화 반응을 차단하는 강한 항산화 특성을 갖는다.
또한, 피부 세포 내의 대사 반응 중에 발생한 자유 라디칼이 피부 노화의 주된 요소의 하나라고 알려져 왔다. 자유 라디칼에 의해 개시되는 산화 손상을 방어하기 위한 세포의 능력은 시간에 따라 감소된다. 추가적인 자유 라디칼 공급원이 나타나는 경우 노화는 가속화되고, 두발은 생기가 없어진다. 플러렌은 세포에 대한 자유 라디칼의 손상을 예방하고, 이에 따라 피부의 가속화된 노화를 감소시키고, 두발을 소생시킬 수 있다. 아울러, 플러렌은 그 독특한 특성으로 인해 활성 산소와 멜라닌 등의 활성을 저하시킨다. 부가적으로, 플러렌은 살균과 소염 작용 등을 가지며, 이에 의해 상처 치유를 촉진하거나, 연약 조직의 재생 및/또는 복구를 촉진할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 플러렌의 함유에 의해, 피부와 모발(두발) 등에 적용되어 위와 같은 효과를 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따른 화장료 조성물은, 강력한 항산화성 및 살균성 등을 가짐은 물론, 활성 산소와 멜라닌 등의 활성도를 저하시키고 피부 노화 방지, 주름 개선, 아토피 치료/예방, 및 상처 치유 등의 효과를 갖는다.
상기 예시한 바와 같이, 본 발명의 화장료 조성물이 모발용으로 적용되는 경우, 이는 샴푸나 린스 등으로 제형화될 수 있으며, 또한 로션이나 젤, 그리고 샴푸 전후, 염색 또는 탈색 전후의 웨이브 파마넨트 또는 스트레이트 트리트먼트 등의 조성물 형태로 사용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 화장료 조성물이 아이래쉬, 아이블로우 또는 피부용 메이크업 제품으로 사용되는 경우, 이들은 파운데이션, 립스틱, 아이셰도우, 아이라이너, 마스카라 또는 표피 처리용 크림의 형태로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물이 항균 조성물, 주름 및 표정선 제거용 조성물, 보습제 등의 약학적 조성물로 사용되는 경우, 이들은 유제 또는 크림 등의 에멀션, 젤, 로션, 연고, 또는 소포 분산 등의 형태로 제공될 수 있다.
아울러, 본 발명의 화장료 조성물에는 천연 또는 인공의 왁스, 그리고 식물성 또는 동물 오일이 함유될 수 있다. 왁스는, 예를 들어 라놀린, 밀랍, 아세틸화 라놀린, 라놀린 지방산, 카나우바(carnauba), 칸델릴라(candelilla), 카폭(kapok), 파라핀, 몬탄, 리그나이트, 페트로라툼, 페트로라툼 왁스, 세레신, 및 오조케라이트 등의 천연 왁스; 그리고 폴리에틸렌 왁스, 포화 C10-C40 카르복실산 및 포화 C10-C40 알콜의 반응 산물인 미리스틸 미리스테이트와 같은 선형 에스테르 등의 인공 왁스를 예로 들 수 있다. 오일은, 예를 들어 스위트 아몬드 오일, 아보카도 오일, 캐스터 오일올리브 오일, 조조바 오일, 해바라기 오일, 밀눈 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 두유, 홍화 오일, 코코넛 오일, 메이즈 오일, 헤즐넛 오일, 카라이트 버터, 팜 오일, 살구씨 오일, 칼로필럼 오일, 액체 파라핀, 액체 페트로라툼, 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 2-에틸헥실 팔미테이트, 페니실린 오일(스테아릴 옥토네이트), 그리고 올레, 팔미트, 스테아르, 베헨, 리놀레, 라놀레산과 같은 불포화 지방산 또는 C8-C16의 이소파라핀과 같은 휘발성 또는 비휘발성 이소파라핀 등일 수 있다. 오일은, 또한 올레일 알콜, 세틸 알콜 및 스테아릴 알콜과 같은 C12-C18의 지방 알콜 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물이 에멀젼형일 경우, 오일상 및 수성상을 포함할 수 있다. 수성 상에는 수성 젤 및 화장품 에멀션에 일반적으로 사용되는 보조제를 포함할 수 있다. 수성 상은, 약 0.5 내지 약 20 중량%로 구성될 수 있으며, 저급 C2-C6 모노알콜 및/또는 글리세롤, 부티렌 글리콜, 이소프렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜과 같은 폴리올 등이 포함될 수 있다. 또한, 유화제가 사용될 수 있다. 유화제는 염 및 계면활성제로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 스테아르산, 소르비탄 세스퀴놀레이트, 폴리에틸렌 글리콜(PEG-30), 디폴리하이드록시스테아레이트, 레시틴, 마그네슘 스테아레이트, 및 이들의 유도체 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한, 유화제는 조성물 총 중량에 대하여 약 0.5 내지 30 중량%의 범위로 포함될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 증점제를 포함할 수 있다. 증점제는, 화장품에 적용되는 모든 증점제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 가교 결합된 폴리아크릴산, 구아검, 및 셀룰로오스 등을 들 수 있다. 그리고 본 발명의 화장료 조성물은 분산제, 착색제, 보습제, 윤활제 및/또는 pH 조절제 등을 포함할 수 있으며, 이들은 당분야에서 공지된 것을 사용할 수 있다.
이하, 제조예 및 실시예들을 예시한다. 하기의 제조예 및 실시예들은 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 제조예들에서 사용된 ?기트 광물은 러시아 카렐리야 지역의 광산 제품이다.
< 천연 플러렌의 추출, 제조 >
[제조예 1]
러시아산 ?기트 광물을 구입하여 성분을 분석하였다. 하기 [표 1]은 상기 ?기트 광물의 성분 분석 결과이다. 하기 [표 1]에 보인 각 성분의 함량은 건조 중량을 기준으로 한 평균 조성이다. 하기 [표 1]에 보인 바와 같이, 본 실시예에 사용된 ?기트 광물은 규산질(SiO2)을 주성분으로 하되, 탄소(C)를 약 28중량%로 함유한 것으로 분석되었다.
< ?기트 광물의 성분 분석 결과, 중량% >
SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O S C 결정상
57 0.2 4.3 2.8 1.2 0.3 0.2 1.5 1.5 28 3
- 결정상(H2O 결정) : 클로라이드와 운모의 일부
상기 ?기트 광물을 10 ~ 20㎛의 입도 분포를 갖도록 볼밀을 이용하여 분쇄하였다. 다음으로, 가열 교반기에서, 상기 분쇄된 ?기트 광물 200g, KOH 용액(10wt% KOH 수용액) 250g, NaBO2ㆍ4H2O 20g을 300g의 증류수와 혼합하여 혼합액을 만든 다음, 5시간 동안 100℃에서 가열 교반하였다. 이후, 가열 교반물을 필터링하여 잔존물(고형물)을 얻은 다음, 이를 세척수(증류수)로 수회 세척하여 세척수가 pH 7이 될 때까지 세척하였다. 그리고 여과하여 세척수를 제거한 후, 오븐에 넣어 건조시켜 39g의 플러렌 함유 탄소 분말을 얻었다. 다음으로, 상기 탄소 분말을 전기로에 투입하여 1,800℃에서 1시간 동안 열처리하여 중공 구조(공극성)가 잘 발달된 천연 플러렌을 제조하였다.
위와 같이 제조된 천연 플러렌에 대하여 스펙트라 분석기를 이용하여 탄소 수 분포율을 측정하였다. 이를 첨부된 도 2에 나타내었다. 도 2는 말디-토프 질량 스펙트라(Maldi-tof mass spectra) 결과를 보여 준다. 또한, 첨부된 도 3은 종래 인공적인 합성 방법으로 제조된 플러렌(C60)에 대한 분석 결과를 보인 것이다.
도 2에 보인 바와 같이, ?기트 광물로부터 다양한 탄소 수를 가지는 플러렌이 제조됨을 알 수 있었다. 즉, 추출, 제조된 천연 플러렌은 C55, C74, C93 , C112 등의 다양한 탄소 수 분포도를 가졌다.
[제조예 2]
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 분쇄된 ?기트 광물 200g, KOH 용액 250g, NaBH4 20g을 250g의 증류수와 혼합하여 125℃로 7시간 가열한 다음, pH가 7이 될 때까지 세척, 여과한 후, 건조시켜 60g의 탄소 분말을 얻었다. 이후, 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리하였다.
[제조예 3]
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 분쇄된 ?기트 광물 200g, KOH 용액 250g, Na2B4O7ㆍ10H2O 10g을 250g의 증류수와 혼합하여 128℃로 10시간 가열한 다음, pH가 7이 될 때까지 세척, 여과한 후, 건조시켜 82g의 탄소 분말을 얻었다. 이후, 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리하였다.
[제조예 4]
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 분쇄된 ?기트 광물 200g, KOH 용액 250g, NaBO2ㆍ4H2O 25g을 250g의 증류수와 혼합하여 135℃로 20시간 가열한 다음, pH가 7이 될 때까지 세척, 여과한 후, 건조시켜 93g의 탄소 분말을 얻었다. 이후, 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리하였다.
[제조예 5]
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 분쇄된 ?기트 광물 200g, KOH 용액247.5g, LiOH 용액(10wt%의 LiOH 수용액) 2.5g, NaBH4 20g을 250g의 증류수와 혼합하여 120℃로 20시간 가열한 다음, pH가 7이 될 때까지 세척, 여과한 후, 건조시켜 95g의 탄소 분말을 얻었다. 이후, 제조예 1과 동일한 방법으로 열처리하였다.
상기 제조예 2 내지 제조예 5에 따른 플러렌에 대해서도 질량 스펙트라 분석기를 이용하여 분석한 결과, 다양한 탄소 수를 가지면서 중공 구조가 잘 발달된 천연 플러렌이 제조됨을 알 수 있었다.
[제조예 6]
탄소 함량이 25중량%(건조 기준)인 러시아산 ?기트 광물을 사용하였다. 그리고 상기 ?기트 광물을 10 ~ 20㎛의 입도 분포를 갖도록 분쇄한 후, 상기 분쇄된 ?기트 광물과 KOH 용액(10wt%의 KOH 수용액)을 가열 교반기에 1 : 8의 중량비로 넣고, 120℃의 온도로 물이 없어질 때까지 가열하였다.
다음으로, 뜨거운 물(약 60℃)로 세척 후, 여과한 다음, 여과된 산출물과 10wt%의 질산 용액을 1 : 5의 중량비로 가열 반응기에 넣고, 약 100℃의 온도에서 50분 동안 가열시켰다. 이후, 상온의 물로 세척 후, 여과시키고, 약 250℃의 온도에서 건조시켰다. 이때, 건조된 산출물은 다공성 스펀지 형태의 분말 입자로서, 회(ash)의 함량은 약 3.5중량%로 평가되었다.
이후, 상기 건조된 산출물을 NaBO2ㆍ4H2O와 혼합한 다음, 전기로에 투입하여 약 2,850℃에서 약 30분 동안 열처리하였다. 이때, NaBO2ㆍ4H2O는 혼합물 전체 중량 기준으로 약 2.5중량%가 사용되었다. 다음으로, 상기 열처리된 수득물을 진동 밀을 이용하여, 약 2㎛의 평균 입도 분포로 미분쇄하여, 중공 구조가 잘 발달된 플러렌 미립자를 제조하였다. 제조된 미립자는 약 70%의 공극율을 가졌으며, 회(ash)의 함량은 약 0.05중량%로 평가되었다. 그리고 탄소 추출율은 약 94%의 추출율을 보였다. 여기서, 탄소 추출율은 아래의 수학식에 따라 계산되었다.
탄소 추출율(%) : (열처리 후, 탄소 성분의 중량 / 초기 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분의 중량) x 100
[제조예 7]
탄소 함량이 40중량%(건조 기준)인 러시아산 ?기트 광물을 사용하였다. 그리고 상기 ?기트 광물을 80 ~ 100㎛의 입도 분포를 갖도록 분쇄한 후, 상기 분쇄된 ?기트 광물과 KOH 용액(30wt%의 KOH 수용액)을 가열 교반기에 1 : 20의 중량비로 넣고, 120℃의 온도로 물이 없어질 때까지 가열하였다.
다음으로, 뜨거운 물(약 60℃)로 세척 후, 여과한 다음, 여과된 산출물과 20wt%의 질산 용액을 1 : 10의 중량비로 가열 반응기에 넣고, 약 100℃의 온도에서 60분 동안 가열시켰다. 이후, 상온의 물로 세척 후, 여과시키고, 약 250℃의 온도에서 건조시켰다. 이때, 건조된 산출물은 다공성 스펀지 형태의 분말 입자로서, 회(ash)의 함량은 약 2.5중량%로 평가되었다.
이후, 상기 제조예 6과 동일한 방법으로 붕소 분위기 하에서 열처리 및 미분쇄를 진행하여, 중공 구조가 잘 발달된 플러렌 미립자를 제조하였다. 제조된 미립자는 약 57%의 공극율을 가졌으며, 회(ash)의 함량은 약 0.01중량%로 평가되었다. 그리고 탄소 추출율은 약 96%의 추출율을 보였다.
[제조예 8]
탄소 함량이 28중량%(건조 기준)인 러시아산 ?기트 광물을 사용하였다. 그리고 상기 ?기트 광물을 20 ~ 40㎛의 입도 분포를 갖도록 분쇄한 후, 상기 분쇄된 ?기트 광물과 30wt%의 불산(HF) 용액을 1 : 0.3의 중량비로 섞은 다음, 약 30분 동안 가열하여 용액을 증발시켰다.
이후, 상기 불산 처리된 분쇄물과 KOH 용액(20wt%의 KOH 수용액)을 가열 교반기에 1 : 15의 중량비로 넣고, 120℃의 온도로 물이 없어질 때까지 가열하였다. 다음으로, 뜨거운 물(약 60℃)로 세척 후, 여과한 다음, 여과된 산출물과 20wt%의 질산 용액을 1 : 8의 중량비로 가열 반응기에 넣고, 약 100℃의 온도에서 60분 동안 가열시켰다. 이후, 상온의 물로 세척 후, 여과시키고, 약 250℃의 온도에서 건조시켰다. 이때, 건조된 산출물은 다공성 스펀지 형태의 분말 입자로서, 회(ash)의 함량은 약 3.5중량%로 평가되었다.
이후, 상기 제조예 6과 동일한 방법으로 붕소 분위기 하에서 열처리 및 미분쇄를 진행하여, 중공 구조가 잘 발달된 플러렌 미립자를 제조하였다. 제조된 미립자는 약 70%의 공극율을 가졌으며, 회(ash) 성분은 0.01중량% 미만으로서 매우 극소량으로 평가되었다. 그리고 탄소 추출율은 약 99.4%로서, 99% 이상의 추출율을 보였다.
이상의 제조예들로부터 확인되는 바와 같이, ?기트 광물로부터 천연 플러렌을 추출, 제조할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 90% 이상의 높은 탄소 추출율을 가지면서, 회(ash) 성분은 1% 이하로서 매우 적고, 이와 함께 공극율 50% 이상, 좋게는 70% 이상의 중공 구조(공극성)가 확보된 다공성의 천연 플러렌을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
< 화장품 조성물 제조 >
상기 제조예들 중에서 공극율, 회(ash) 성분의 함량 및 탄소 추출율(플러렌 추출율) 등에서 가장 양호한 결과를 보인 상기 제조예 8에 따른 다공성 천연 플러렌 미립자를 이용하여, 다음과 같이 화장품 조성물을 제조하였다.
[실시예 1] - 영양 세럼
하기 [표 2]에 보인 성분 및 함량으로 영양 세럼(Serum)을 제조하였다. 최종적으로는 상기 제조예 8에 따른 다공성 천연 플러렌을 첨가 교반하고 냉각한 뒤, 상온(약 20℃)에서 3일간 숙성시켜 영양 세럼의 제조를 완료하였다.
[비교예 1] - 영양 세럼
상기 실시예 1과 비교하여, 천연 플러렌을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 영양 세럼을 제조하였다. 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 2]와 같다.
< 영양 세럼의 성분 및 함량 >
성분 CAS NO. 실시예 1
(중량%)		 비교예 1
(중량%)
부틸렌 글리콜(Butylene Glycol) 107-88-0 8.00 8.00
글리세린(Glycerin) 56-81-5 5.00 5.00
알코올(Alcohol) 64-17-5 2.00 2.00
글리세릴 스테아레이트(Glyceryl Stearate) 123-94-4 2.50 2.50
스테아릴 알코올(Stearyl Alcohol) 112-92-5 2.25 2.25
베헤닐 알코올(Behenyl Alcohol) 661-19-8 1.75 1.75
세테아릴 알코올(Cetearyl Alcohol) 8005-44-5 1.50 1.50
스테아릭산(Stearic Acid) 57-11-4 0.50 0.50
PEG-100 스테아레이트(Stearate) 9004-99-3 1.25 1.25
프로필파라벤(Propylparaben) 94-13-3 0.80 0.80
메틸파라벤(Methylparaben) 99-76-3 0.50 0.50
트리에탄올아민(Triethanolamine) 102-71-6 0.50 0.50
카보머(Carbomer) 9003-01-04 0.30 0.30
하이드로라이즈드 콜라겐(Hydrolyzed Collagen) 73049-73-7 0.30 0.30
알란토인(Allantoin) 97-59-6 0.20 0.20
디소듐 EDTA(Disodium EDTA) 139-33-3 0.20 0.20
천연 플러렌 - 1.00 -
정제수 - to 100 to 100
[실시예 2] - 핸드 크림
하기 [표 3]에 보인 성분 및 함량으로 핸드 크림(Hand Cream)을 제조하였다. 최종적으로는 상기 제조예 8에 따른 다공성 천연 플러렌을 첨가 교반하고, 냉각한 다음, 상온(약 20℃)에서 3일간 숙성시켜 핸드 크림의 제조를 완료하였다.
[비교예 2] - 핸드 크림
상기 실시예 2와 비교하여, 천연 플러렌을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하여 핸드 크림을 제조하였다. 구체적인 성분 및 함량은 하기 [표 3]과 같다.
< 핸드 크림의 성분 및 함량 >
성분 CAS NO. 실시예 2
(중량%)		 비교예 2
(중량%)
글리세린(Glycerin) 56-81-5 15.00 15.00
디메티콘(Dimethicone) 9006-65-9 5.00 5.00
글리세릴 스테아레이트(Glyceryl Stearate) 123-94-4 5.00 5.00
세테아릴 알코올(Cetearyl Alcohol) 8005-44-5 5.00 5.00
프로필렌 글리콜(Propylene Glycol) 57-55-6 2.00 2.00
폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide) 9003-05-08 2.00 2.00
PEG-100 스테아레이트(Stearate) 9004-99-3 2.00 2.00
C13-14 이소파라핀(C13-14 Isoparaffin) - 1.50 1.50
클로페네신 (Chlorphenesin) 104-29-0 0.95 0.95
라우레-7(Laureth-7) 3055-97-8 0.40 0.40
페노옥시에탄올(Phenoxyethanol) 122-99-6 0.30 0.30
아데노신(Adenosin) 58-61-7 0.15 0.15
디소듐 EDTA(Disodium EDTA) 139-33-3 0.10 0.10
천연 플러렌 - 1.00 -
정제수 - to 100 to 100
< 제형 안정성 평가 >
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 각 화장료 조성물(영양 세럼)을 불투명 세라믹 용기에 담음 다음, 실내(약 20℃의 실온), 냉장고(약 4℃) 및 고온의 항온조(약 60℃)에서 30일 동안 보관한 후, 변색 정도, 변취 정도 및 상 분리 형상을 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다. 평가 기준은 다음과 같다.
- 평가 기준
○ : 변화 없음 △ : 미세한 변화 X : 극심한 변화
< 영양 세럼의 제형 안정성 평가 결과 >
온도 조건 실시예 1 비교예 1
실내(20℃) ○ ○
냉장(4℃) ○ ○
고온(60℃) ○ △
상기 [표 4]에 보인 바와 같이, ?기트 광물로부터 추출, 제조된 천연 플러렌은 화장품 조성물에 적용이 가능하며, 제형 안정성을 가짐을 알 수 있었다. 특히, 고온(60℃)의 경우에는 일반 기존 제품보다 제형 안정성이 높음을 알 수 있었다. 이는 천연 플러렌이 강력한 항산화성 및 살균성 등을 도모하기 때문인 것으로 판단된다.
< 관능 평가 >
한편, 상기 실시예 2 및 비교예 2에 따른 화장료 조성물(핸드 크림)에 대해서는 아래와 같이 소비자(여성) 패널 테스트를 통해 관능 평가를 실시하였다.
20 ~ 30대 여성 20명을 대상으로 하여, 상기 각 실시예 2 및 비교예 2에 따른 화장료 조성물을 30일 동안 매일 3회씩 사용하게 한 다음, 밀착감, 촉촉함 및 효능 지속성 등의 관능을 평가하게 하였다. 이때, 각 평가 항목에 대하여 아래의 [표 5]에 따른 기준에 따라 평가하게 하고, 그 결과를 하기 [표 6]에 평균값으로 나타내었다.
< 평가 기준 >
5 매우 우수
4 우수
6 보통
2 나쁨
1 매우 나쁨
< 평가 결과 >
평가 항목 실시예 2 비교예 2
밀착감 5 4
촉촉함 4 4
지속성 4 3
상기 [표 6]에 나타난 바와 같이, ?기트 광물로부터 추출, 제조된 천연 플러렌을 함유한 경우(실시예 2), 일반 기존 제품(비교예 2)보다 밀착감 및 지속성 등에서 높게 평가됨을 알 수 있었다.
이상의 제조예들 및 실시예들로부터 확인되는 바와 같이, 천연 광물의 일종인 ?기트 광물로부터 천연 플러렌을 용이하게 추출, 제조할 수 있음을 알 수 있으며, 또한 상기 천연 플러렌은 화장료 조성물에 유용하게 적용될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 천연 플러렌을 준비하는 공정과,
    상기 천연 플러렌을 화장료 베이스에 혼합하는 공정을 포함하고,
    상기 천연 플러렌을 준비하는 공정은,
    탄소 성분을 함유한 ?기트(shungite) 광물을 분쇄하는 제1단계;
    상기 분쇄된 ?기트(shungite) 광물로부터 탄소 성분을 추출, 분리하는 제2단계; 및
    상기 분리된 탄소 성분을 붕소 성분이 혼합되어 있는 붕소 분위기 하에서 850 ~ 3,000℃의 온도로 열처리하는 제3단계를 포함하고,
    상기 붕소 분위기는, 상기 제2단계 및 제3단계 중에서 선택된 하나 이상의 단계에서 붕소 성분을 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 분쇄된 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분을 알칼리 용액을 이용하여 추출하는 추출 공정; 및
    상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추출 공정은, 가열 교반기에서 100 ~ 130℃의 온도로 5시간 내지 25시간 동안 가열 교반시켜 진행하거나, 고온 가압기에서 200 ~ 250℃의 온도로 2시간 내지 4시간 동안 가열하여 진행하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 추출 공정은 분쇄된 ?기트 광물, 알칼리 용액 및 붕소 성분을 혼합한 다음, 가열하여 진행하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 분리된 탄소 성분을 세척하는 세척 공정; 및
    상기 세척된 탄소 성분을 산 처리하는 산 처리 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    상기 분쇄된 ?기트(shungite) 광물을 제1차 산 처리하는 제1차 산 처리 공정;
    상기 산 처리된 ?기트(shungite) 광물을 알칼리 용액을 이용하여 탄소 성분을 추출하는 추출 공정;
    상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정; 및
    상기 분리된 탄소 성분을 제2차 산 처리하는 제2차 산 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 분리된 탄소 성분과 붕소 성분을 혼합하는 혼합 공정; 및
    상기 혼합된 혼합물을 열처리하는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  8. 제1항, 제4항 또는 제7항에 있어서,
    상기 붕소 성분은 붕소(B), H3BO3, B2H6, B4H10, B5H9, B6H10, BI3, NaBO2, NaBH4, Na2B4O7 및 이들의 수화물(hydrate)로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020130132367A 2013-11-01 2013-11-01 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법 KR101633302B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130132367A KR101633302B1 (ko) 2013-11-01 2013-11-01 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130132367A KR101633302B1 (ko) 2013-11-01 2013-11-01 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150090181A Division KR101635845B1 (ko) 2015-06-25 2015-06-25 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150051010A KR20150051010A (ko) 2015-05-11
KR101633302B1 true KR101633302B1 (ko) 2016-06-24

Family

ID=53388624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130132367A KR101633302B1 (ko) 2013-11-01 2013-11-01 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101633302B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818172B1 (ko) * 2016-10-27 2018-01-12 송남강 šœ기트 및 내추럴 플러렌을 포함하는 일회용 흡수제품
KR101820858B1 (ko) 2017-04-14 2018-01-22 송남강 일회용 체액 흡수제품
KR101927794B1 (ko) 2017-11-20 2018-12-11 송남강 다기능성의 일회용 체액 흡수제품
KR102174199B1 (ko) * 2020-01-29 2020-11-04 양숙현 산양삼 성분이 포함된 어성초 발효 오일의 제조방법 및 이에 의해 제조된 어성초 발효 오일
KR20220146198A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 한국세라믹기술원 풀러린-청대 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102037721B1 (ko) * 2019-02-11 2019-10-29 주식회사 네프랩 풀러린 수를 포함하는 화장료 조성물 및 그 제조방법
KR102349033B1 (ko) * 2019-10-08 2022-01-11 한국세라믹기술원 천연 풀러렌의 수분산성 개선 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 천연 풀러렌의 용도
KR102316264B1 (ko) * 2019-10-22 2021-11-02 한국세라믹기술원 양친매성 고분자를 이용한 천연 풀러렌의 수분산성 개선 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 천연 풀러렌의 용도
IT201900022878A1 (it) * 2019-12-03 2021-06-03 Flavio Forner Dispositivo perfezionato con finalità terapeutiche e/o per migliorare la prestazione fisica ed il benessere individuale
IT201900022869A1 (it) * 2019-12-03 2021-06-03 Flavio Forner Dispositivo perfezionato con finalità terapeutiche e/o per migliorare la prestazione fisica ed il benessere individuale

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07315987A (ja) 1994-05-25 1995-12-05 Fukuoka Pref Gov 炭素薄膜の製造方法
TW200512007A (en) 2003-05-30 2005-04-01 Fullerene Internat Corp Cosmetic compositions containing fullerene clusters

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Perspectives of Fullerene Nanotechnology. KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS(2012.)*
논문1*
논문2:J.Geological Soc. Of India*

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818172B1 (ko) * 2016-10-27 2018-01-12 송남강 šœ기트 및 내추럴 플러렌을 포함하는 일회용 흡수제품
KR101820858B1 (ko) 2017-04-14 2018-01-22 송남강 일회용 체액 흡수제품
KR101927794B1 (ko) 2017-11-20 2018-12-11 송남강 다기능성의 일회용 체액 흡수제품
KR102174199B1 (ko) * 2020-01-29 2020-11-04 양숙현 산양삼 성분이 포함된 어성초 발효 오일의 제조방법 및 이에 의해 제조된 어성초 발효 오일
KR20220146198A (ko) 2021-04-23 2022-11-01 한국세라믹기술원 풀러린-청대 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150051010A (ko) 2015-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101633302B1 (ko) 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법
KR101635845B1 (ko) 천연 플러렌을 함유한 화장료 조성물 및 그 제조방법
JP6076092B2 (ja) 皮膚外用組成物
KR100504993B1 (ko) 외부피부처리조성물
KR101769629B1 (ko) 분말 고형 화장료와 이의 제조 방법
US20070184121A1 (en) Healthcare and cosmetic compositions containing nanodiamond
US20050136079A1 (en) Cosmetic compositions containing fullerene clusters
KR101565778B1 (ko) 나노 산화아연이 함유된 항균 비누의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균비누
KR20210141261A (ko) 항산화용 화장료 조성물 및 이를 포함하는 기능성 화장품
KR102037721B1 (ko) 풀러린 수를 포함하는 화장료 조성물 및 그 제조방법
CN112877153A (zh) 一种具有保湿杀菌功能的香皂及其制备方法
MXPA01005276A (es) Cuerpos grasos como vehiculos de suministro topico para agentes activos.
JPS62298507A (ja) 化粧品
CN108210432A (zh) 含红糖和洋甘菊超微粉的磨砂膏及其制备方法
JP2004089158A (ja) 海藻油溶性成分の抽出方法および抽出液の用途
JP2004155684A (ja) 化粧料
KR100539111B1 (ko) 상자성 금 나노입자를 함유한 화장품 조성물
KR102349033B1 (ko) 천연 풀러렌의 수분산성 개선 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 천연 풀러렌의 용도
TWI306764B (en) Insoluble powder, reviving powder for skin barrier function, powder for preventing and ameliorating coarse skin, troubles, and preparation containing the same for external use
US4714615A (en) Skin treatment compositions comprising unoxidized nerve tissue
JP2001294896A (ja) ミネラル含有石鹸および化粧品
JP2858257B2 (ja) 化粧料
KR101755317B1 (ko) 갑오징어뼈 유래 베타 키틴이 코팅된 탄산칼슘 입자를 포함하는 화장료 조성물 및 베타 키틴이 코팅된 탄산칼슘 입자의 제조방법
JP2003183130A (ja) 化粧品組成物
KR20230052828A (ko) 줄기세포 유래 세포외소포체 및 코엔자임큐텐 리포좀이 융합된 하이브리드 리포좀 및 이의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190619

Year of fee payment: 4