KR20000059934A

KR20000059934A - Method of manufacturing an inorganic complex

Info

Publication number: KR20000059934A
Application number: KR1019990007872A
Authority: KR
Inventors: 이병철
Original assignee: 이병철; 주식회사 선진화학
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-10-16

Abstract

PURPOSE: A method for making inorganic substance complex is provided to achieve a superior flowing characteristic and a superior using feeling by forming a titanium dioxide of a particle type in an inner hole of silica, and thus makes an inorganic hybrid powder. CONSTITUTION: A slurry is made by using a hollow-type spheric silica, alcohol and organic acid. A titanium alkoxide is injected into the slurry. A density of the slurry is set to 50 %, and then the slurry is filtered, a solvent cleaning and a vacuum drying are performed, thereby making a cake state. The cake is thermal-processed at 500-600°C during 1 - 2 hours, and then a hydrolysis is performed. Thereby, a titanium dioxide is made in a hollow of a spherical silica.

Description

Method of manufacturing an inorganic complex

본 발명은 무기물 복합체의 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 중공형 구형 무기 산화물인 실리카(silica) 분말을 기지(matrix)로 하여 상기 실리카 내부의 동공 속에 미립자 형태의 이산화 티탄을 형성시키는 무기물 하이브리드 분말의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing an inorganic composite, and more particularly, to an inorganic hybrid powder for forming a particulate titanium dioxide in a cavity inside the silica using a silica powder, which is a hollow spherical inorganic oxide, as a matrix. It relates to a manufacturing method of.

근래 산업계에서는 각각의 특성을 갖는 물질을 단독으로 사용하기보다는 좀 더 발전된 방법으로서 각각의 물질을 반응시켜 복합체화하여 고유의 특성을 보유하면서 더욱 우수한 특성을 발현하는 물질을 제조하고자 하고 있다. 즉, 단순한 혼합의 차원이 아니라 두 물질을 화학적으로 결합시켜 무기물-무기물, 무기물-고분자, 유기물-고분자 등의 하이브리드 형태를 갖는 물질을 제조하는 것이다.In recent years, rather than using materials having their own characteristics alone, the industry has been trying to manufacture materials that exhibit more excellent properties while retaining their own properties by reacting and complexing them. In other words, it is not a simple dimension of mixing, but by chemically bonding the two materials to produce a material having a hybrid form of inorganic-inorganic, inorganic-polymer, organic-polymer, and the like.

중공형 구형 실리카는 흐름성 및 사용감이 뛰어나며, 높은 비표면적으로 인하여 상당량의 수분 및 피지를 흡수하는 성질을 갖는다. 또한, 이산화 티탄은 백색도가 뛰어나고 피부에 대한 부착력이 좋으며 높은 자외선 차단력을 갖는 무기산화물 중의 하나이다.Hollow spherical silica has excellent flowability and usability, and has a property of absorbing a considerable amount of moisture and sebum due to its high specific surface area. In addition, titanium dioxide is one of inorganic oxides having excellent whiteness, good adhesion to skin, and high UV protection.

상기와 같은 특성으로 인하여 상기 실리카와 이산화 티탄은 화장품 분야에서 원료로서 다량으로 사용이 되고 있다. 그러나 상기와 같은 장점을 보유하고 있는 반면, 이산화 티탄의 경우 분말들끼리 서로 뭉치는 특성이 있어 사용에 여러 가지 문제점이 있다.Due to the above characteristics, the silica and titanium dioxide are used in large amounts as raw materials in the cosmetic field. However, while retaining the advantages as described above, in the case of titanium dioxide powder there is a problem that the various agglomeration with each other, there are various problems in use.

이에 본 발명에서는 기초 산업 분야에서 널리 사용되고 있는 중공형 구형 실리카에 피부의 노화를 유발하는 자외선을 차단능을 갖는 이산화 티탄을 동공 내부에서 형성시켜 우수한 흐름성 및 사용감을 가지며 자외선 차단능을 보유하는 무기물 하이브리드 분말을 제조하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention forms a titanium dioxide having a blocking ability of ultraviolet rays causing skin aging to the hollow spherical silica widely used in the basic industrial field in the pupil, the inorganic material having excellent flowability and usability, and has ultraviolet blocking ability An object is to produce a hybrid powder.

본 발명은 중공형 구형 실리카, 알콜 및 유기산으로 슬러리를 만드는 단계, 상기 슬러리에 티타늄 알콕사이드(titanium alkoxide)를 투입하고 슬러리의 농도를 50중량%로 한 후 여과하고 용매 세척한 다음 진공 건조하여 케이크(cake) 상태로 만드는 단계, 및 상기 케이크를 500 내지 600℃의 온도에서 1 내지 2시간 동안 열처리하여 가수분해하는 단계로 이루어진 구형 실리카의 중공 내에 이산화 티탄을 만드는 것을 특징으로 하는 무기물 복합체의 제조방법이다.The present invention is a slurry made of hollow spherical silica, alcohol and organic acid, titanium alkoxide (titanium alkoxide) is added to the slurry, the concentration of the slurry to 50% by weight, filtered and washed with a solvent and then vacuum dried cake ( It is a method for producing an inorganic composite, characterized in that the titanium dioxide in the hollow of the spherical silica consisting of the step of making a cake), and the step of hydrolyzing by heating the cake for 1 to 2 hours at a temperature of 500 to 600 ℃. .

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 중공형 구형 실리카(SiO₂)는 당사에서 특허 출원 중인 특허 출원번호 제 98-25463호에 기재되어 있는 유화법(emulsion method)으로 제조된 것이다. 상기 중공형 구형 실리카의 입경이 너무 작아지면 중공 내에서 이산화 티탄을 형성하는 것이 불가능하므로, 상기 실리카의 입경은 1 내지 20㎛인 것이 바람직하다.Hollow spherical silica (SiO ₂ ) used in the present invention is prepared by the emulsion method described in Patent Application No. 98-25463, which is pending in the company. If the particle size of the hollow spherical silica is too small, it is impossible to form titanium dioxide in the hollow, so the particle diameter of the silica is preferably 1 to 20 µm.

상기와 같이 제조된 실리카, 알콜 및 유기산을 반응기에 투입하여 교반하여 슬러리를 만든다. 상기 알콜은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올 등의 저급 알콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 또한 상기 유기산은 젖산 또는 피로피온산으로부터 선택되는 것이 바람직하다.Silica, alcohol and organic acid prepared as described above is added to the reactor and stirred to form a slurry. The alcohol is preferably selected from the group consisting of lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, and the organic acid is preferably selected from lactic acid or pyrionic acid.

이어서 상기 슬러리에 티타늄 알콕사이드를 첨가하고, 이 슬러리의 농도를 50중량% 농도가 되게 한 후 여과하고, 실리카 표면에 존재하는 티타늄 알콕사이드를 제거하기 위해 여러 번의 용매 세척을 한 다음 진공 건조하여 케이크 상태로 만든다.Titanium alkoxide is then added to the slurry, the slurry is brought to a concentration of 50% by weight, filtered, and washed several times to remove titanium alkoxide present on the silica surface, followed by vacuum drying to a cake state. Make.

상기와 같이 만들어진 케이크를 500 내지 600℃의 온도로 1 내지 2시간 동안 열처리에 의한 가수분해에 의하여 실리카 중공 내에 이산화 티탄을 형성하도록 하여 무기물 복합체를 제조한다. 상기와 같이 구형 실리카의 중공 내에서 만들어진 이산화 티탄은 서브미크론(submicron) 크기의 구형이며 입자의 크기가 균일하고, 좁은 입도 분포를 갖는 졸의 합성이 가능한 알콕사이드 가수분해법을 사용한다. 상기 이산화 티탄의 크기가 커지게 되면 백색도에 대한 효과를 갖지만 자외선을 차단하는 효과가 급격히 감소하게 되므로, 이산화 티탄의 입경은 0.5㎛이하가 바람직하다.The inorganic composite is prepared by forming a titanium dioxide in the silica hollow by hydrolysis by heat treatment at a temperature of 500 to 600 ° C. for 1 to 2 hours. Titanium dioxide made in the hollow of the spherical silica as described above uses an alkoxide hydrolysis method capable of synthesizing a sol having a submicron size spherical shape, uniform particle size, and narrow particle size distribution. When the size of the titanium dioxide increases, the effect of whiteness is reduced but the effect of blocking ultraviolet rays is sharply reduced, so that the particle size of titanium dioxide is preferably 0.5 μm or less.

이하 본 발명의 실시예를 나타낸 것이지만 이에 따라서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of the present invention are shown, but the present invention is not limited accordingly.

실시예 1Example 1

교반기, 온도계 및 감압 증류 장치가 설치된 30ℓ 반응기에 유화법에 의해 생성된 실리카(입자 크기 : 6 내지 9㎛) 5㎏, 에탄올 5㎏, 젖산 10㎏을 투입하여 슬러리를 만들었다. 이어서 테트라이소프로필 오르토티탄네이트 15㎏을 투입하고, 상기 슬러리의 농도를 50중량%로 한 후 여과하고, 실리카 표면에 존재하는 티타늄 알콕사이드를 제거하기 위해 여러 번 용매 세척한 다음 진공 건조하여 케이크 상태로 만들었다. 이 케이크를 600℃까지 승온 하여 상기 온도에서 1시간 동안의 열처리에 의하여 무기물 복합체를 제조하였다.A slurry was prepared by adding 5 kg of silica (particle size: 6 to 9 µm), 5 kg of ethanol, and 10 kg of lactic acid to a 30 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a vacuum distillation apparatus. Subsequently, 15 kg of tetraisopropyl ortho titanate was added thereto, and the concentration of the slurry was 50% by weight, followed by filtration. The solvent was washed several times to remove titanium alkoxide present on the silica surface, and then vacuum dried to a cake state. made. The cake was heated to 600 ° C. to prepare an inorganic composite by heat treatment at this temperature for 1 hour.

실시예 2Example 2

교반기, 온도계 및 감압 증류 장치가 설치된 30ℓ 반응기에 유화법에 의해 생성된 실리카(입자크기 : 6 내지 9㎛) 10㎏, 에탄올 5㎏, 젖산 5㎏을 투입하여 슬러리를 만들었다. 이어서 테트라이소프로필 오르토티탄네이트 20㎏을 투입하고, 상기 슬러리의 농도를 50중량%로 한 후 여과하고, 실리카 표면에 존재하는 티타늄 알콕사이드를 제거하기 위해 여러번 용매 세척한 다음 진공 건조하여 케이크 상태로 한 후 이 케이크를 500℃까지 승온 하여 상기 온도에서 2시간 동안의 열처리에 의해 무기물 복합체를 제조하였다.A slurry was prepared by adding 10 kg of silica (particle size: 6 to 9 µm), 5 kg of ethanol, and 5 kg of lactic acid to a 30 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a vacuum distillation apparatus. Subsequently, 20 kg of tetraisopropyl ortho titanate was added thereto, and the concentration of the slurry was 50% by weight, followed by filtration. The solvent was washed several times to remove the titanium alkoxide present on the silica surface, and then vacuum dried to obtain a cake state. The cake was then heated to 500 ° C. to prepare an inorganic composite by heat treatment at this temperature for 2 hours.

실시예 3Example 3

테트라이소프로필 오르토티탄네이트 대신에 테트라부틸 오르토티탄네이트 (tetrabutyl orthoititanate)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1 except for using tetrabutyl orthoititanate instead of tetraisopropyl ortho titanate.

본 발명에 따라서 제조된 무기물 복합체는 종래의 중공형 구형 실리카의 흐름성 및 피지 흡수성과 이산화 티탄의 자외선 차단능을 유지하면서 각각의 단점을 보완할 뿐 만 아니라 우수한 사용감 및 피부 촉감을 나타낸다.The inorganic composite prepared according to the present invention not only compensates for the respective disadvantages while maintaining the flowability and sebum absorbency of the conventional hollow spherical silica and the ultraviolet ray blocking ability of titanium dioxide, but also exhibits excellent usability and skin feel.

Claims

Making a slurry from hollow spherical silica, alcohol and organic acid, adding titanium alkoxide to the slurry, bringing the concentration of the slurry to 50% by weight, filtering, washing the solvent, and vacuum drying to make a cake, and the cake Method of producing an inorganic composite, characterized in that for producing titanium dioxide in the hollow of the spherical silica consisting of the step of hydrolysis at a temperature of 500 to 600 ℃ for 1 to 2 hours.

The method of claim 1, wherein the hollow spherical silica has a particle size of 1 to 20 μm, and the resulting titanium dioxide has a particle size of 0.5 μm or less.

The method of claim 1, wherein the alcohol is selected from the group consisting of lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol.

The method of claim 1, wherein the organic acid is selected from the group consisting of lactic acid or propionic acid.