KR101965202B1

KR101965202B1 - 무기 자외선 차단제

Info

Publication number: KR101965202B1
Application number: KR1020180164807A
Authority: KR
Inventors: 성수현; 오정훈; 김정일
Original assignee: 주식회사 아리바이오
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-04-03

Abstract

본 발명은 무기 자외선 차단제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 A 및 자외선 B에 대하여 광범위한 자외선 차단 효과를 가지며, 기존의 자외선 차단제보다 우수한 자외선 차단 성능을 가지는 무기 자외선 차단제에 관한 것이다.

Description

무기 자외선 차단제{Inorganic ultraviolet screening}

일반적으로, 태양으로부터 조사되는 자외선은 피부에 홍반, 부종, 주근깨, 또는 피부암 등을 일으키는 주요 원인으로 작용하며, 이에 따라 최근 자외선에 의한 피부질환에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 기상청에서도 자외선 지수를 발표하여 국민 스스로가 자외선으로부터 자신을 보호하도록 권장하고, 피부암, 백내장 등 자외선과 관련된 국민보건문제를 최소화하고자 하는 추세이다

상기의 자외선은 그 파장에 따라, 200-290 nm의 파장은 자외선 C(이하 UV-C라 한다), 290-320 nm의 파장은 자외선 B(이하 UV-B라 한다), 및 320-400 nm의 파장은 자외선 A(이하 UV-A라 한다)로 분류되며, 그 중 UV-C는 오존층을 통과하면서 지표면에 도달하지 못하고 소실되고, UV-B는 피부의 표피까지 침투되어 홍반과 주근깨, 부종 등을 일으킨다. 또한, UV-A는 피부의 진피까지 침투하여 피부암과 주름, 멜라닌 형성을 촉진하는 등, 피부 노화 및 피부 자극을 유발하는 것으로 알려져 있다.

상기와 같은 부작용을 발생시키는 자외선을 차단하기 위한 종래의 자외선 차단 제품은 높은 자외선 B 차단지수(SPF) 값을 갖도록 하기 위해 이산화티탄, 산화아연, 및 산화철 등의 무기 자외선 차단제, 또는 옥틸메톡시신나메이트, 옥틸살리실레이트, 옥토크릴렌, 부틸메톡시디벤조일메탄, 옥시벤존, 옥틸트리아존, 멘틸안트라닐레이트 및 3,4-메틸벤질리덴 캄파 등의 유기 자외선 차단제를 2종에서 6종까지 배합하여 사용한다. 그러나 상기와 같이 사용감을 고려하여 무기 자외선 차단제를 사용할 경우, 백탁 현상의 문제점이 있으며, 유기 자외선 차단제를 사용할 경우, 무겁고 번들거리는 등의 사용감 저하의 문제점이 있을 뿐만 아니라 유기 자외선 차단제는 접촉성 알레르기 피부염을 유발할 수도 있어 나라마다 배합한도를 규제하고 있다. 이에, 차단지수를 높이기 위해 차단효과가 우수하면서도 알레르기 유발성분이 적은 물리적 차단제를 배합하여 사용한다.

무기 자외선 차단제로서 가장 많이 사용하는 성분은 티타늄 디옥사이드(TiO₂)와, 징크 옥사이드(ZnO)인데, 두 성분 모두 피부 자극이 적고 순하며, 자외선 차단 효과도 우수하다. 다만, 이들 무기 자외선 차단제의 첨가량이 많아지면 백화(백탁) 현상이 심해지기 때문에 첨가량을 줄이면서도 자외선 차단 효과를 유지할 수 있는 고성능의 무기 자외선 차단제 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1408631호 대한민국 등록특허 제10-1835214호 대한민국 등록특허 제10-1221190호 대한민국 공개특허 제10-2018-0110960호

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자외선 A 및 자외선 B에 대하여 광범위한 자외선 차단 효과를 가지며, 기존의 자외선 무기 차단제보다 우수한 자외선 차단 성능을 가지는 무기 자외선 차단제를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 기존의 티타늄 디옥사이드, 징크 옥사이드 대비 상대적으로 적은 양의 자외선 무기 차단제를 사용하더라도 대등한 자외선 차단 효과를 가지기 때문에 자외선 무기 차단제 감소량만큼 백화 현상을 줄일 수 있는 무기 자외선 차단제를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 무기 자외선 차단제는 티타늄 디옥사이드(TiO₂)와; 징크 옥사이드(ZnO)와; 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂)에 티타늄(Ti)과 아연(Zn)을 담지시킨 복합체;로 구성되는 자외선 무기 차단제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 무기 자외선 차단제에 있어서, 자외선 무기 차단제는 티타늄 디옥사이드(TiO₂) 100중량부를 기준으로, 징크 옥사이드(ZnO) 50~150중량부와, 복합체 50~150중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 무기 자외선 차단제에 있어서, 자외선 무기 차단제는 상기 실리카, 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 스테아레이트, 스테아르산, 라우르산, 디메틸폴리실록산, 디메티콘, 메틸릴폴리실록산, 시메티콘 중 적어도 하나의 코팅 성분으로 코팅되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 무기 자외선 차단제에 의하면, 자외선 A 및 자외선 B에 대하여 광범위한 자외선 차단 효과를 가지며, 기존의 자외선 무기 차단제보다 우수한 자외선 차단 성능을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 무기 자외선 차단제에 의하면, 기존의 티타늄 디옥사이드, 징크 옥사이드 대비 상대적으로 적은 양의 자외선 무기 차단제를 사용하더라도 대등한 자외선 차단 효과를 가지기 때문에 자외선 무기 차단제 감소량만큼의 백화 현상을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에 따른 무기 자외선 차단제는 기존에 사용되던 무기 자외선 차단제 성분인 티타늄 디옥사이드(TiO₂) 및 징크 옥사이드(ZnO)와 함께 복합체를 함유하는 것을 특징으로 한다.

그리고 티타늄 디옥사이드(TiO₂), 징크 옥사이드(ZnO) 및 복합체는 상기 실리카, 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 스테아레이트, 스테아르산, 라우르산, 디메틸폴리실록산, 디메티콘, 메틸릴폴리실록산, 시메티콘 중 적어도 하나의 코팅 성분으로 코팅될 수 있다. 상기 코팅 성분으로 코팅한 경우 백화 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 무기 자외선 차단제에는 티타늄 디옥사이드(TiO₂) 100중량부를 기준으로, 징크 옥사이드(ZnO) 50~150중량부와, 복합체 50~150중량부의 중량비로 포함하는 것을 예시할 수 있다.

상기 복합체는 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂)에 티타늄(Ti)과 아연(Zn)을 담지시킨 것을 특징으로 한다.

상기 복합체는 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂)와, 용매가 혼합된 혼합용액을 마련하는 단계와, 상기 혼합용액에 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂) 1몰을 기준으로 티타늄 전구체 0.05~0.2몰 및 아연 전구체 0.05~0.2몰을 첨가하고 교반하는 단계와, 상기 전구체가 첨가된 혼합용액에 환원제를 첨가하고 교반한 다음 용매를 증발시키고 소성하는 단계를 거쳐 제조된다.

여기서, 티타늄 전구체는 사염화티타늄(Titanium tetrachloride), 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide) 및 티타늄설페이트(Titanium sulfate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.

상기 아연 전구체는 아연아세트산(Zinc acetate), 질산아연(Zinc nitrate), 탄화아연(Zinc carbide) 및 아연수산화물(Zinc hydroxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 예시할 수 있다.

보다 구체적으로, 아래 표 1의 실시예 1에서 사용한 복합체는 용매인 테트라하이드로푸란 300mL에 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂) 1몰을 첨가한 다음 1시간 동안 교반한 혼합용액을 마련한다. 상기 혼합용액에 그 다음 티타늄 전구체인 사염화티타늄(Titanium tetrachloride) 0.1몰 및 아연 전구체인 아연아세트산(Zinc acetate) 0.1몰을 첨가하고 환원제로 아스코르브산을 첨가한 다음, 6시간 동안 교반한다. 그 다음 혼합용액을 증발기를 이용하여 용매를 증발시킨 다음, 전기로에서 600℃의 온도로 3시간 동안 소성하여 입자상의 Ti-Zn-ZrO₂ 복합체를 제조한다.

이하에서는 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.

[실험예 1]

본 발명의 복합체를 함유한 무기 자외선 차단제와, 일반적으로 사용되는 무기 자외선 차단제의 자외선 차단 효과를 비교하는 실험을 하였다. 실험에서 사용된 본 발명의 실시예 1과, 비교예 1의 조성물은 아래 표 1에 나타내었다.

성분	함량(중량%)
성분	실시예 1	비교예 1
트라이에틸헥사노인	30.50	30.00
디메치콘/비닐디메치콘크로스폴리머	19.50	20.00
티타늄 디옥사이드(TiO₂)	10.30	19.30
징크 옥사이드(ZnO)	10.00	10.00
Ti-Zn-ZrO₂복합체	9.00	-
디프로필렌글라이콜	5.00	5.00
세타아릴알코올	5.00	5.00
스테아릭에씨드	3.00	3.00
글리세릴스테아레이트 SE	3.00	3.00
헥산디올	2.00	2.00
에틸렌/프로필렌코폴리머	1.00	1.00
디메치콘	0.50	0.50
포타슘하이드록사이드	0.12	0.12
트리소듐이디티에이	0.05	0.05
정제수(Purified water)	잔량	잔량

본 시험은 일본화장품공업협회에서 제시한 Japan Cosmetic Industry Association UVA Measurement Standards (ISO 24442, 2011)에 의거하여 시험 제품에 대한 자외선 A 차단지수(UVAPF)를 평가하였다. 1) 병력조사 및 피부상태 진단을 통해 시험 목적에 적합한 피험자를 선정하여 무도포 부위에 Multiport UV Solar Simulator (601-300W)로 자외선을 조사하고 16~24시간 후 무도포 부위의 MPPDD를 결정하였다. 2) 피험자의 등 부위에 표준시료와 시험제품을 2mg/㎠의 양으로 균일하게 도포하고 15분간 안정화한 후, 무도포의 MPPDD를 근거로 자외선을 조사하여 표준시료와 시험제품의 MPPDD와 UVAPF를 결정하였다. 본 시험은 21~55세(평균 28.1±10.0세)인 총 10명의 피험자가 시험에 참여하였으며 시험 종료시까지 전 과정을 성실히 수행하였으며, 상기 표 1의 실시예 1 및 비교예 1의 조성물을 사용하였을 경우의 자외선 차단지수 측정 결과는 아래 표 2에 나타내었다.

	실시예 1	비교예 1
자외선 A 차단지수(UVAPF)	13.8±2.2	9.5±2.4
자외선 B 차단지수(SPF)	59.3±3.5	48.5±3.8

위 표 1 및 표 2를 살펴보면, 실시예 1 및 비교예 1에서 동일한 양의 자외선 무기 차단제가 첨가되었음에도 불구하고, 복합체를 함유하는 실시예 1이 비교예 1에 비해 자외선 A, B에 대한 자외선 차단 효과가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

티타늄 디옥사이드(TiO₂) 100중량부를 기준으로, 징크 옥사이드(ZnO) 50~150중량부와, 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂)에 티타늄(Ti)과 아연(Zn)을 담지시킨 복합체 50~150중량부를 포함하되,
상기 복합체는,
지르코늄 디옥사이드(ZrO₂)와 용매가 혼합된 혼합용액을 마련하는 단계와;
상기 혼합용액에 지르코늄 디옥사이드(ZrO₂) 1몰을 기준으로 티타늄 전구체 0.05~0.2몰 및 아연 전구체 0.05~0.2몰을 첨가하고 교반하는 단계와;
상기 전구체가 첨가된 혼합용액에 환원제를 첨가하고 교반한 다음 용매를 증발시키고 소성하는 단계를 거쳐 제조되는 입자상의 Ti-Zn-ZrO₂복합체인 것을 특징으로 하는 무기 자외선 차단제.
삭제
제1항에 있어서,
상기 티타늄 디옥사이드, 징크 옥사이드 및 복합체 중 적어도 하나는 실리카, 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 스테아레이트, 스테아르산, 라우르산, 디메틸폴리실록산, 디메티콘, 메틸릴폴리실록산, 시메티콘 중 적어도 하나의 코팅 성분으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 무기 자외선 차단제.