KR102395897B1

KR102395897B1 - 자외선 및 블루라이트 차단 기능을 가진 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102395897B1
Application number: KR1020190072300A
Authority: KR
Inventors: 안공훈; 정귀수; 남덕희; 김우현
Original assignee: 주식회사 블루반
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2022-05-10
Also published as: KR20200144353A

Abstract

본 발명은 자외선 영역인 자외선A, 자외선B 및 블루라이트 영역의 가시광 차단 효율이 높은 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 무기 자차 조성이 포함된 화장료 조성물로서, 보다 상세하게는 기존의 화장료보다 자차성분의 전체 함유량이 종래에 비해 적으면서도 자외선 차단 성능이 우수하고, 블루라이트 차단 효과도 높은 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

자외선 및 블루라이트 차단 기능을 가진 화장료 조성물{COSMETIC COMPOSITION FOR UV-SCREENING AND BLUELIGHT SCREENING}

본 발명은 자외선 영역인 자외선A와 자외선B, 그리고 블루라이트 영역의 가시광 차단 효율이 높은 무기 자차 조성이 포함된 화장료 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기존의 화장료보다 자차성분의 함유량이 적으면서도 자외선 차단능력이 동등 이상이면서, 블루라이트 차단 효과가 높은 화장료 조성물에 관한 것이다.

자외선이 피부 노화에 직접적으로 영향을 미친다는 사실이 과학적으로 밝혀지면서 자외선 차단제는 계절이나 날씨에 무관하게 항상 지녀야 하는 필수 화장품으로 자리 잡고 있으며, 최근에는 오존층 파괴, 기후변화 등 환경의 변화와 자외선으로 인한 피부암 등의 질병 대두, 노화와 자외선 사이의 인과 관계 규명 등으로 인해 꾸준히 그 수요가 증가하고 있다.

최근 연구 결과에서는 자외선뿐만 아니라 블루라이트(bluelight)에 의한 피부 손상 문제가 제시되면서, 블루라이트 차단 기능이 추가된 자외선 차단제의 출시 또는 개발이 진행되고 있다.

블루라이트(bluelight or blue light)는 380∼500 nm 파장대의 자색광 및 청색광을 말하는 것으로, 파장이 짧고 높은 에너지를 가지는 가시광선 영역에 해당한다.

최근 급속도로 확산되고 있는 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터 모니터, 및 TV 등과 같이 LED(light emitting diode) 광원을 이용한 여러 가지 전자기기의 액정화면을 통해서 블루라이트가 발산되고 있으며, 특히 어두운 밤에도 전자기기를 사용하는 사람들이 늘어나 블루라이트에 많이 노출되고 있다.

이러한 블루라이트는 각막이나 수정체에 흡수되지 않은 채로 망막까지 도달하게 되어 백내장, 노인성황반변성과 같은 안구질환의 원인이 될 수 있고, 눈의 통증을 유발할 수 있다. 또한, 연구조사에 따르면 블루라이트를 인체 피부에 오랜 기간 조사하였을 때 표피 아래 피부의 상당 부분을 손상시키며, 이러한 손상은 맨눈으로 볼 수 없으나 피부 조기 노화를 유발할 수 있으며, 겉피부에 자잘한 주근깨나 갈색 점들을 남길 수 있다고 보고되어 있다.

태양광에 포함된 가시광선 속 블루라이트 및 실내 거주 시간 증가에 따른 LED 등의 광원에서 나오는 블루라이트에 노출이 많은 현대인들의 경우, 피부에 있어서 생각보다 높은 수위의 블루라이트 피해를 입고 있다. 2020년에는 LED 조명이 전체 조명의 75% 이상 차지할 것으로 예상되며, 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿, 및 TV를 넘어 실내등으로부터도 블루라이트가 뿜어져 나올 것으로 예측되므로 블루라이트 차단 성분이 더해진 자외선 차단제의 개발이 필요할 것으로 판단된다.

최근 블루라이트 차단 효과를 내세운 자외선차단제가 판매되고 있으며, 이를 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 하나는 블루라이트 차단 기능을 갖는 천연물 등의 특정 성분을 포함한 경우이고, 또 다른 하나는 산화철(적색, 황색, 흑색 등)과 같은 안료물질을 이용한 보색효과를 통해 청색광을 차단하는 경우이다. 블루라이트 차단 기능을 갖는 특정 성분을 포함한 경우 실질적인 블루라이트 차단효과가 매우 적었고, 산화철 계열의 조성물을 포함한 화장료도 보색관계에 의한 차단 성능은 별로 높지 않은 것으로 나타났다. 또한, 산화철 계열의 조성물은 색조 화장료로 많이 사용되는 물질이나 민감성 피부 등에는 트러블을 일으킬 가능성이 있는 물질로 알려지고 있다.

자외선 차단제는 포함되는 자외선 차단 성분의 종류에 따라 크게 무기 자외선 차단제, 유기 자외선 차단제 및 유무기 복합 자외선 차단제로 구분되며, 무기 자외선 차단제는 자외선 차단효과가 우수하지만, 바를 때 뻑뻑한 느낌과 백탁현상 등의 문제점을 가지고 있다. 그러나 최근 유기 자외선 차단 성분의 환경 문제 및 인체 유해성 등의 문제로 인해 최근 무기 자외선 차단제의 선호도는 증가하는 추세이다. 이에 반해 유기 자외선 차단제는 발림성이 우수하고 백탁현상이 없으나, 자외선 차단효과의 지속시간이 무기 자외선 차단제에 비해 상대적으로 짧아 자주 발라줘야 하고, 최근에는 일부 성분(옥시벤존, 옥티노세이트 등)이 산호초 백화 현상을 일으키는 주원인으로 지목되면서 환경오염 문제도 제기되고 있다.

이러한 문제들을 감소시키기 위해 유무기 복합 자외선 차단제가 나왔지만 기존 유기 및 무기 자외선 차단제의 근본적인 문제를 해결하지는 못하였다.

한국 공개 제2019-0017488호(2019년 2월 20일 공개) 한국 공개 제2017-0003391호(2017년 1월 9일 공개)

본 발명의 목적은 피부 독성 및 환경 문제를 일으키는 유기 자외선 차단 성분 및 전체 자외선 차단성분의 함량을 줄여 사용감을 개선하면서도 기존과 동등 이상의 자외선 차단효과를 얻을 수 있으며, 블루라이트 차단 효과가 우수하고, 백탁현상을 개선한 화장료를 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적은 자외선 차단 기능을 가진 화장료 조성물로서, 표면의 적어도 일부가 산화처리된 유색의 산소결핍형 TiO₂를 포함하며, 상기 산소결핍형 TiO₂를 동일 중량%의 질소도핑 전의 백색 TiO₂로 대체하여 포함하는 비교대상 화장료 조성물에 비해, 자외선A차단지수(PFA) 값 및 자외선B차단지수(SPF) 값이 증가되는 화장료 조성물로서 달성된다.

상기 산소결핍형 TiO₂는 1 내지 9 중량% 포함될 수 있다.

상기 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 자외선차단 기능 성분이 15중량% 이내인 것일 수 있다.

상기 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 자외선 차단 기능 성분이 8중량% 내지 15중량%이고, 자외선A차단지수(PFA) 값이 8.0 이상인 것일 수 있다.

상기 산소결핍형 TiO₂는 색좌표(L,a,b) 값이 (80, -2, 35) 내지 (50, 8, 15)인 것일 수 있다.

상기 화장료 조성물은 무기자외선차단제 성분인 ZnO를 1 내지 9중량% 더 포함할 수 있다.

상기 화장료 조성물은 무기자외선차단제 성분인 백색 TiO₂를 1 내지 5중량% 더 포함할 수 있다.

상기 화장료 조성물은 유기자외선 차단제 성분을 5 내지 10중량% 더 포함할 수 있으며, 상기 유기자외선 차단제 성분은, 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 아보벤존(부틸메톡시디벤조일메탄), 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀, 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드, 드로메트리졸트리실록산, 호모살레이트, 에칠헥실살리실레이트 및 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트 중 선택되는 적어도 하나 이상인 것일 수 있다.

상기 화장료 조성물은 상기 비교대상 화장료 조성물에 비하여, 405 nm 파장의 청색광 차단율이 30% 이상 증가되는 것일 수 있다.

상기 화장료 조성물은 상기 비교대상 화장료 조성물에 비하여, 자외선A차단지수(PFA) 값은 10% 이상 증가되며, 자외선B차단지수(SPF) 값은 2% 이상 증가되는 것일 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 종래의 화장료 조성물에 비해 자외선 차단 성분의 함량이 감소되어도 자외선A, 자외선B 영역의 자외선의 차단 효과가 동등 이상일 뿐만 아니라, 블루라이트 차단효과가 우수하다. 이로 인해 종래보다 무기 자외선 차단제의 사용량을 줄일 수 있게 되어 발림성을 개선할 수 있으며, 자외선 차단 성분이 황색 및 갈색 계열의 유색 입자이므로, 별도의 안료를 첨가하지 않아도 백탁효과가 개선된다. 또한, 인체유해 성분 및 환경유해 성분의 함량이 감소되어 친환경적이면서도 피부 건강에도 더 안전하다.

본 발명자 등은 상기의 과제를 해결하기 위해서 다양한 연구를 수행하였으며, 특정 색상 및 구조를 가지는 이산화티탄을 포함하는 무기 자외선 차단제, 및 유무기 복합 자외선 차단제의 자외선A, 자외선B 영역의 자외선 차단뿐만 아니라 블루라이트 차단 효과가 우수하며, 백탁효과를 저감할 수 있는 화장료가 얻어지는 예상외의 효과를 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 자외선A의 파장 영역은 320~400nm이고, 자외선B의 파장 영역은 290~320nm이다.

본 발명에서 사용되는 이산화티탄은 백색의 이산화티탄을 이용하여, 질화공정과 표면 산화처리 공정을 순차적으로 거쳐 제조된 유색의 산소결핍형 TiO₂(이하 산소결핍형 TiO₂ 또는 컬러 TiO₂)이다.

본 발명에서의 유색의 산소결핍형 TiO₂는, 평균 입자지름이 10~250nm의 입경을 가지는 백색의 TiO₂ 분말을 질소분위기에서 환원소성을 통해 백색 TiO₂의 입자표면에서 산소의 일부가 질소로 치환된 질소도핑 TiO₂가 되며, 분말 색상은 남색 계열을 나타낸다. 환원소성은 500~900℃에서 진행된다. 질소도핑 TiO₂를 산소분위기의 100~500℃에서 산화처리 공정을 거치게 되면, 표면의 적어도 일부의 질소가 산소로 재치환되어 입자의 색상이 황색 또는 갈색 계열이 된다. 본 발명에서의 사용하는 용어인 ‘백색 TiO₂’는 유색의 산소결핍형 TiO₂와 대비하기 위해 사용하였으며, 기존의 화장료에 많이 사용되는 일반적인 TiO₂를 의미한다.

본 발명에서 사용되는 산소결핍형 TiO₂ 입자의 결정구조는 특별히 한정되지 않지만, 원료물질로 사용하는 이산화티탄 입자는 아나타제상(anatase phase), 루타일상(rutile phase) 및 부르카이트상(brookite phase) 등 모두 가능하다. 바람직하게는 아나타제 상과 루타일 상을 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 광안정성 등의 이유로 루타일 상의 입자를 이용한다. 원료물질 이산화티탄 입자는 10~250㎚의 평균 입경을 갖는 입자를 사용하는 것이 바람직하며, 10~50㎚의 입자가 더욱 바람직하다. 원료물질 이산화티탄 입자의 입경이 10㎚ 미만일 경우에는 가격이 비싸서 비경제적이고, 250㎚를 초과하는 경우에는 본 발명에 따라 티타늄산화물 무기안료 입자를 제조하는데 반응시간이 길어져 비경제적이며, 화장품의 원료로 사용되는 경우에 큰 입자의 크기로 인해 다른 화장품 성분들과의 혼합이 어려울 수 있고 화장품이 피부에 두껍게 발라지기 때문에 높은 커버력으로 인해 백탁효과가 심해진다. 또한, 50nm 이상의 이산화티탄 입자를 사용할 경우 자외선B 영역의 자외선 차단 효과가 낮아져서 가급적 10~50nm의 입자를 사용한다.

본 발명의 유색의 산소결핍형 TiO₂ 입자는 색차계를 이용한 색상 평가 결과에서 L*가 50 내지 80, a*는 -2에서 8, b*는 15 내지 35의 값을 나타내는 색을 구현할 수 있다. L*은 명도, a*은 채도 좌표의 X축, b*은 채도 좌표의 y축을 의미한다. 색좌표로 좀 더 정확하게 나타내면, 색좌표(L,a,b) 값이 (80, -2, 35) 내지 (50, 8, 15)의 범위로 나타낼 수 있다. 이러한 색차계 범위는 짙은 갈색(80, -2, 35)에서 황색(50, 8, 15)의 색상을 나타낸다. 이러한 색차계의 범위를 벗어난 검정색에 가까운 짙은 갈색의 입자는 화장료에 미량만 포함되어도 전체의 색상이 짙은 색상으로 바뀌어 자외선 차단제에 적당하지 않았으며, 황색은 본 발명에 사용된 산소결핍형 TiO₂를 제조하는 공정에서 나올 수 있는 가장 밝은 계열의 색상이다.

본 발명의 산소결핍형 TiO₂는 종래의 유색 TiO₂를 만들기 위해 첨가하였던 Mn, Cr, Fe 등의 중금속을 포함하지 않으며, 소성 분위기만을 변화시켜 제조시킨 입자로써, 원료물질인 백색 TiO₂와 동등한 인체 및 환경 안정성을 나타낸다.

무기 자외선 차단제 조성 성분은 표면 소수화 처리함으로써 기름 중으로의 분산성이나 내수성이 향상되고, 또한, 광촉매 특성에 의한 유기물의 분해능을 저감할 수 있어 입자 표면이 소수화 처리된 자외선 차단제가 바람직하게 사용된다.

표면처리의 방법으로서는 메틸하이드로젠 폴리실록산, 메틸폴리실록산 등의 실리콘 처리; 알킬실란 처리; 퍼플루오로알킬인산 에스테르, 퍼플루오로알콜 등에 의한 불소 처리; N-아실글루탐산 등에 의한 아미노산 처리; 기타 레시틴 처리; 금속비누 처리; 지방산 처리; 알킬인산 에스테르 처리 등이 가능하다. 본 발명에서의 산소결핍형 TiO₂ 입자는 알킬실란 처리가 가장 바람직하였으며, 사용된 TiO₂ 입자 대비 1 내지 4 중량%를 적용하여 표면처리를 진행하였다.

산소결핍형 TiO ₂ 분말 제조: SAKAI Chem.사의 STR-100N 입자를 사용하였으며, 입자 평균 직경이 15nm인 TiO₂ 분말을 이용하여 환원소성로에서 암모니아 분위기, 650℃에서 12시간 환원소성을 진행하였으며, 냉각 후 산화소성로에서 공기(air) 분위기, 300℃에서 2시간 산화소성을 진행하였다.

산소결핍형 TiO ₂ 분말의 표면처리 공정: 제조된 질소도핑 산소결핍형 TiO₂ 분말 50g에 알킬실란을 이소프로필 알콜과 1:2 비율로 희석시킨 후 1~10중량 %의 물질을 5회로 나누어 분사한 후 믹서기로 1회당 30초씩 고속 회전하여 혼합하여 12시간 이상 건조시키는 과정으로 표면 처리를 진행하였다.

자외선 차단제 화장료 제조: 다이카프릴릴카보네이트와 글리세릴카프릴레이트를 용해시키고, 사이클로펜타실록세인 및 다이스테아다이모늄헥토라이트를 혼합한 후 산화아연, 피이지-10다이메티콘, 다이메티콘, 아크릴레이트크로스폴리며, 메틸메타크릴레이트크로스, 및 산소결핍형 TiO₂ 분말과 호모믹서를 이용하여 분산하여 유상계 조성물을 제조하였다. 정제수, 마그네슘설페이트, 글리세린, 프로판다이올 및 1,2-헥산다이올을 혼합하여 수상계 조성물을 만든 후 유상계 조성물과 호모믹서를 이용하여 혼합하였고, 유화공정과 진공탈포 공정을 거쳐 자외선 차단제 화장료를 만들었다.

실시예 1과 동일한 표면처리된 산소결핍형 TiO₂ 분말을 사용하였으며, 실시예 1의 자외선 차단제 화장료에 SAKAI Chem.사의 입자 평균 직경이 15nm인 TiO₂ 분말(백색)을 더 포함하였다.

실시예 1과 동일한 표면처리된 산소결핍형 TiO₂ 분말을 사용하였으며, 실시예 1의 자외선 차단제 화장료에서 산소결핍형 TiO₂의 첨가량을 9중량%로 다르게 하였다.

산소결핍형 TiO ₂ 분말 제조: SAKAI Chem.사의 STR-100N 입자를 사용하였으며, 입자 평균 직경이 15nm인 TiO₂ 분말을 이용하여 환원소성로에서 암모니아 분위기, 600℃에서 5시간 환원소성을 진행하였으며, 냉각 후 산화소성로에서 산소 분위기, 310℃에서 2시간 산화소성을 진행하였다.

분말의 표면처리는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

자외선 차단제 화장료 조성은 실시예 1과 산소결핍형 TiO₂를 제외하고 모두 동일하게 하였다.

산소결핍형 TiO ₂ 분말 제조: SAKAI Chem.사의 입자 평균 직경이 15nm인 TiO₂ 분말을 이용하여 환원소성로에서 암모니아 분위기, 600℃에서 5시간 환원소성을 진행하였으며, 냉각 후 산화소성로에서 산소 분위기, 300℃에서 2시간 산화소성을 진행하였다.

분말의 표면처리 및 자외선 차단제 화장료의 제조 및 조성은 실시예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 1]

TiO₂ 분말은 SAKAI Chem.사의 입자 평균 직경이 15nm인 TiO₂ 분말(백색)을 이용하였으며, 실시예 1과 유사하게 알킬실란을 이용하여 표면처리를 진행하였다.

실시예 1의 산소결핍형 TiO₂만 같은 중량의 백색 TiO₂로 대체하였고, 나머지 조성 및 공정은 동일하게 진행하였다.

[비교예 2]

실시예 1의 산소결핍형 TiO₂만 같은 중량의 산화아연 입자로 대체하였고, 나머지 조성 및 공정은 동일하게 진행하였다.

[비교예 3]

실시예 4의 산소결핍형 TiO₂만 같은 중량의 백색 TiO₂로 대체하였고, 나머지 조성 및 공정은 동일하게 진행하였다.

각 실시예 및 비교예에 화장료 조성을 다음과 같이 표 1에 나타내었다.

각 실시예 및 비교예의 화장료 조성물 및 각 조성비

조성(단위: 중량%)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교예1	비교예2	비교예3
다이카프릴릴카보네이트	4.00	4.00	4.00	4.00	4.00	4.00	4.00	4.00
글리세릴카프릴레이트	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10
사이클로펜타실록세인	20.50	20.50	20.50	20.50	20.50	20.50	20.50	20.50
다이스테아다이모늄헥토라이트	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80
피이지-10다이메티콘	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00	3.00
다이메티콘	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00
산소결핍형 TiO₂(실시예별)	7.10	6.95	9.00	2.00	2.00
백색 TiO₂		7.10				7.10	7.10	2.00
산화아연							6.95
아크릴레이트크로스폴리머	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
메틸메타크릴레이트크로스폴리머	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
정제수	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부
마그네슘설페이트	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80	0.80
글리세린	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
프로판다이올	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00
1,2-헥산다이올	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40	0.40

[실험예 1]

실시예 및 비교예에 따른 자외선A 및 자외선B의 차단 성능 실험은 식품의약품안전청고시 제2012-88호, ‘자외선 차단효과 측정방법 및 기준’에 기재된 실험방법에 따라 진행하였으며, 분석 장비는 Labsphere사의 UV-2000S Ultraviolet Analyzer를 이용하였다.

[실험예 2]

실시예 및 비교예에 따른 블루라이트 차단 성능 실험을 위해 광원은 엘에스코리아사의 광원을 이용하였으며, 광원은 파장이 405nm, 출력 50mV, 전압은 12V DC로 설정하였다. 조도계는 Konica Minolta사의 T-10을 이용하였다. 각 실시예 및 비교예별 화장료 조성물을 PMMA 기판 상에 두께가 1㎛가 되도록 닥터블레이드를 이용하여 도포하였으며, 광원과 기판 간의 거리는 1cm, 기판과 조도계의 거리는 15cm가 되도록 배치하였으며, 기판은 광원과 조도계 사이에 위치하도록 배치하여 측정하였다.

[실험예 3]

각 실시예 및 비교예에 따른 백탁효과의 문제가 발생하는지 여부를 평가하기 위해 평가자 10명에게 각 샘플을 시용하게 한 후 백탁효과의 정도를 매우심함(1점), 심함(2점), 보통(3점), 양호(4점) 및 매우양호(5점) 등 5단계로 구분하여 응답을 받았고, 각 단계별 점수로 환산하여 평균을 내는 방식으로 평가를 진행하였다.

산소결핍형 TiO₂는 1 내지 9중량% 포함되는 것이 바람직하다. 산소결핍형 TiO₂를 1%보다 적은 함량으로 포함하는 화장료의 경우 종래의 자외선 차단제와의 차이가 크게 나타나지 않으며, 9중량% 만 포함되어도 현재의 자외선차단지수의 최고수치인 SPF 50+, 및 PA++++을 만족시킬 수 있어, 9중량% 이상의 사용은 생산단가의 측면에서 바람직하지 못하다.

실시예 1~3 및 비교예 1~2 화장료 조성물의 자외선A차단지수(PFA) 및 자외선B차단지수(SPF) 측정값 비교

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
SPF	55.61	86.00	81.20	54.48	78.78
PFA	14.24	17.06	16.45	12.68	16.30

표 2에 각 실시예에 따른 화장료 조성물의 자외선A차단지수(PFA) 및 자외선B차단지수(SPF) 측정값을 나타낸 것이다.

실시예1과 비교예1은 자외선차단 조성을 각각 산소결핍형 TiO₂와 백색 TiO₂를 각각 7.1중량% 첨가한 경우로서, 기존의 백색 TiO₂를 포함하는 화장료 조성물에서 동일한 양의 산소결핍형 TiO₂로 대체하여 포함할 경우의 자외선 차단지수 변화를 알아보기 위함이었다. 기존의 백색 TiO₂를 산소결핍형 TiO₂로 동일양을 대체하였을 때 자외선B 차단지수(SPF)와 자외선A 차단지수(PFA)가 모두 증가하는 것을 확인하였다.

실시예2와 비교예2는 백색 TiO₂를 7.1 중량%로 동일하게 포함한 상태에서, 비교예2는 ZnO를 6.95 중량%, 실시예2는 비교예2의 ZnO를 같은 함량의 산소결핍형 TiO₂로 대체한 경우를 비교한 것이다. 기존의 일반적인 자외선 차단 기능성 화장료 조성물들은 TiO₂를 자외선B 차단을 위한 목적으로 첨가하며, ZnO를 자외선A의 차단 목적으로 첨가하게 된다. 그러나 본 발명에서는 기존의 ZnO를 본 발명의 산소결핍형 TiO₂로 대체 가능성을 확인하였으며, 표 2에서와 같이 동일한 양의 ZnO를 산소결핍형 TiO₂로 대체하였을 경우에도 자외선B차단지수(SPF)와 자외선A차단지수(PFA)가 모두 증가하는 것을 확인하였다.

실시예3에서와 같이 자외선차단 성분으로서 산소결핍형 TiO₂만 9 중량%를 첨가하였을 때에도 SPF 81.2를 나타내어 충분한 값을 나타냈고, PFA값은 6.47로 PA++ 의 차단효과를 갖는 것으로 확인되었다.

본 발명에서는 무기 자외선 차단제 성분인 ZnO(산화아연)를 1 내지 9중량% 더 포함할 수 있는데, 이는 자외선A차단지수(PFA)를 증가시키기 위해서이다. 최근의 자외선 차단제는 자외선 차단 성능이 높은 제품의 선호 현상이 커지고 있으며, 자외선A의 차단지수인 PA+++ 또는 PA++++를 달성을 위해서는 ZnO가 포함되는 것이 바람직하다. 좀 더 바람직하게는 ZnO를 4 내지 9% 첨가함으로서, PA+++ 또는 PA++++를 달성할 수 있음을 확인하였으며, 이는 기존의 무기 자외선 차단제 화장료 조성물에서 같은 등급의 자외선A차단지수(PFA)를 얻기위해 ZnO를 12% 이상 첨가하던 것에 비해 크게 감소된 수치이다.

또한, 본 발명에서의 화장료 조성물은 무기자외선차단제 성분인 백색 TiO₂를 1 내지 5 중량% 더 포함할 수 있다. 본 발명에서는 SPF 차단을 위해 C-TiO₂를 4% 이상 투입하는 것을 원칙으로 하지만, 제품 특성(색감, 사용감) 및 목적에 따라 일반적인 백색 TiO₂와 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 5% 투입량에서 SPF 최대 수치(50+)를 만족하므로 그 이상의 투입은 사용감 저하만 일으키므로 5 중량%로 충분하다.

본 발명에서의 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 자외선차단 기능 성분이 15 중량% 이내인 것일 수 있다. 이는 산소결핍형 TiO₂를 포함한 유기, 무기 자외선 차단제 조성물의 총 중량비가 15 중량% 이내임을 의미한다. 특히 무기자외선 차단제 화장료 조성물에 비해 유기자외선 차단제 화장료 조성물이 동일한 자외선A 및 자외선B 차단효과를 얻기 위해서는 더 많은 중량비로 첨가하여야 하는 것이 일반적이다. 그러나 본 발명에서의 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 유무기 복합 자외선 차단제 화장료 조성물의 경우에서도 종래에 비해 유기 자외선 차단제 성분의 함량을 크게 낮출 수 있는 것으로 확인되었다. 앞서서 기술한 바와 같이 유기 자외선 차단제 조성도 자외선A차단지수(PFA)를 더욱 증가시킬 수 있는 자외선A 차단 성능을 가지는 유기 자외선 차단제 조성물을 첨가하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 유기자외선 차단제 성분을 5 내지 10중량% 더 포함할 수 있으며, 포함 가능한 유기자외선 차단제 성분은, 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 아보벤존(부틸메톡시디벤조일메탄), 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀, 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드, 드로메트리졸트리실록산, 호모살레이트, 에칠헥실살리실레이트 및 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트 중 선택되는 적어도 하나 이상일 수 있다.

비스에틸헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진은 트리아진계 자외선 흡수제의 일종이며, 자외선A 내지 자외선B에 걸친 넓은 파장영역에서 자외선을 흡수하는 특성을 갖고, 높은 광안정성을 갖는 것이 알려져 있다. 아보벤존(부틸메톡시디벤조일메탄)은 우수한 자외선A 차단 능력을 가지고 있으며, 비교적 낮은 위험도를 가지고 있다. 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀, 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드, 드로메트리졸트리실록산 및 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트는 모두 자외선A 및 자외선B의 차단이 모두 가능한 성분이다.

실시예4~5, 비교예3의 블루라이트 차단율(%)

	투사 조도(lx)	측정 조도(lx)	차단율(%)
실시예4	9.24	1.28	86.16
실시예5	9.24	2.39	74.16
비교예3	9.24	3.99	56.86

표 3은 각 실시예 및 비교예에서의 블루라이트 차단효과를 확인하기 위한 실험예 2의 결과를 나타낸 것이다. 차단율(%)은 실험예 2에서 광원가 조도계 사이에 화장료 조성물이 도포되지 않은 PMMA 플레이트만 놓고 측정하였을 때의 조도인 9.24 lx에 대해 감소된 조도의 값을 비율로 나타낸 것이다.

실시예 4와 실시예 5에 사용된 산소결핍형 TiO₂는 산화온도가 각각 310℃와 300℃의 차이가 나며, 이로 인해 실시예 4에 사용된 산소결핍형 TiO₂는 옅은 갈색의 입자였고, 실시예 5에 사용된 산소결핍형 TiO₂는 짙은 황토색의 입자였다. 실시예 4와 5 모두 산소결핍형 TiO₂ 대신 백색 TiO₂를 사용한 화장료 조성물에 비해 블루라이트 차단율이 크게 증가한 것으로 나타났다. 이를 통해 기존의 백색 TiO₂의 사용에 비해 블루라이트 차단 효과가 있음을 확인하였으며, 이러한 차단율은 기존의 산화철 계열의 염료입자나, 다른 자외선 차단제 조성물을 첨가한 경우에 비해 크게 개선된 값이다.

실험예 3을 통해 백탁도 개선에 대한 사용자 평가를 실시하였으며, 이에 백탁효과의 정도가 없다고 느껴질 때를 매우 양호로 5점, 백탁효과가 매우 심하다고 느껴질 때를 매우 심함으로 1점으로 하여 각 실시예 및 비교예에 대한 백탁효과 정도에 대한 10명의 사용자 평가 평균값을 표 4에 나타내었다. 이를 통해 산소결핍형 TiO₂ 입자를 포함하는 실시예 1~3에서 비교예 1~2에 배해 백탁효과가 개선되었음을 확인하였다.

실시예 1~3 및 비교예 1~2 화장료 조성물의 백탁효과 평가

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
백탁효과 평가값(평균)	4.0	3.5	4.0	2.5	2

이와 같이 본 발명의 화장료 조성물이 산소결핍형 TiO₂를 포함함으로써, 기존의 자외선 차단제 화장료 조성물에 비해 같은 중량비의 자외선 차단 성분을 포함하더라도 더욱 개선된 자외선A, 자외선B의 차단 성능을 나타냄을 확인하였으며, 블루라이트 차단 성능도 개선되었고, 백탁효과도 저감되었음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에서와 같이 산소결핍형 TiO₂를 포함함으로써, 기존보다 환경친화적이면서도, 인체에도 더욱 안전한 자외선 차단제 화장료 조성물을 제조할 수 있음을 확인하였다.

본 발명의 자외선 차단 화장료는 수중유형 유화 화장료, 유중수형 유화 화장료, 또는 유성 화장료의 형태로 제공하는 것이 가능하다. 구체적인 제형으로서는 자외선 차단 유액, 자외선 차단 크림이라고 하는 제형이며, 각 제형에 적합한 상법을 이용하여 제조할 수 있다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

자외선 차단 기능을 가진 화장료 조성물로서,
표면의 적어도 일부가 산화처리된 유색의 산소결핍형 TiO₂를 포함하며,
상기 산소결핍형 TiO₂를 동일 중량%의 질소도핑 전의 백색 TiO₂로 대체하여 포함하는 비교대상 화장료 조성물에 비해, 자외선A차단지수(PFA) 값 및 자외선B차단지수(SPF) 값이 증가되며,
상기 화장료 조성물은,
무기자외선차단제 성분인 백색 TiO₂를 1 내지 5중량% 더 포함하고,
상기 비교대상 화장료 조성물에 비하여, 405nm 파장의 청색광 차단율이 30% 이상 증가되며,
상기 산소결핍형 TiO₂는, TiO₂ 를 순차적으로 환원처리 및 산화 처리한 후 1 내지 4중량%의 알킬실란으로 표면 처리하여 얻은 화장료 조성물.
제1항에서,
상기 산소결핍형 TiO₂는 1 내지 9 중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제1항에서,
상기 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 자외선차단 기능 성분이 8중량% 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제1항에서,
상기 산소결핍형 TiO₂를 포함하는 자외선 차단 기능 성분이 8중량% 내지 15중량%이고, 자외선A차단지수(PFA) 값이 8.0 이상인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제1항에서,
상기 산소결핍형 TiO₂는 색좌표(L,a,b) 값이 (80, -2, 35) 내지 (50, 8, 15)인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제1항에서,
상기 화장료 조성물은 무기자외선차단제 성분인 ZnO를 1 내지 9중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
삭제
제1항에서,
상기 화장료 조성물은 유기자외선 차단제 성분을 5 내지 10중량% 더 포함하며,
상기 유기자외선 차단제 성분은, 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 아보벤존(부틸메톡시디벤조일메탄), 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀, 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드, 드로메트리졸트리실록산, 호모살레이트, 에칠헥실살리실레이트 및 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트 중 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 화장료 조성물은 상기 비교대상 화장료 조성물에 비하여,
자외선A차단지수(PFA) 값은 10% 이상 증가되며, 자외선B차단지수(SPF) 값은 2% 이상 증가되는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 기능을 갖는 화장료 조성물.