KR20140033640A - 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법 - Google Patents

이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140033640A
KR20140033640A KR1020120099708A KR20120099708A KR20140033640A KR 20140033640 A KR20140033640 A KR 20140033640A KR 1020120099708 A KR1020120099708 A KR 1020120099708A KR 20120099708 A KR20120099708 A KR 20120099708A KR 20140033640 A KR20140033640 A KR 20140033640A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composite powder
sunscreen
titanium dioxide
medium
silica
Prior art date
Application number
KR1020120099708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101914160B1 (ko
Inventor
양영준
박세준
최경호
최영진
김지만
나현정
박수빈
Original Assignee
(주)아모레퍼시픽
성균관대학교산학협력단
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 (주)아모레퍼시픽, 성균관대학교산학협력단 filed Critical (주)아모레퍼시픽
Priority to KR1020120099708A priority Critical patent/KR101914160B1/ko
Priority to CN201380046592.4A priority patent/CN104602666B/zh
Priority to PCT/KR2013/006000 priority patent/WO2014038780A1/ko
Publication of KR20140033640A publication Critical patent/KR20140033640A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101914160B1 publication Critical patent/KR101914160B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/25Silicon; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q17/00Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
    • A61Q17/04Topical preparations for affording protection against sunlight or other radiation; Topical sun tanning preparations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0241Containing particulates characterized by their shape and/or structure
    • A61K8/0275Containing agglomerated particulates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/29Titanium; Compounds thereof

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

본 발명은 중형기공성 실리카 분자체 및 상기 실리카 분자체 상의 이산화티탄(TiO2) 코팅층;을 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체에 따르면 기존의 이산화티탄의 합성 방법에 비하여 전구체 용액이 많이 사용되지 않으므로 경제적이고, 형태와 크기의 조절이 가능한 실리카 입자를 우선 제조하고 이에 이산화티탄 막을 형성시킴으로써 넓은 영역의 자외선 차단능과 우수한 자외선 차단능을 지닌다.

Description

이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법{MESOPOROUS SILICA COMPOSITE POWDER COATED WITH TITANIUM DIOXIDE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 자외선 차단제가 실리카의 중형기공에 담지되고 실리카 상 이산화티탄 코팅층을 가지는 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
1992년에 모빌사의 연구진에 의해 M41S이라는 균일하며 정렬된 중형기공과 높은 표면적을 지니는 메조포러스(중형기공성) 실리카의 합성이 발표되었다. 이후에 이러한 메조포러스 실리카 물질 이외에도 다양한 골격과 특성을 갖는 메조포러스 전이금속 산화물의 관심이 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 특히 이산화티탄(Titanium dioxide)은 넓은 밴드갭을 지니고 있으며 그에 따라 자외선을 흡수할 수 있는 특성을 가지고 있기 때문에 자외선 차단제의 소재로 주목 받아왔다. 그러나 이산화티탄은 표면 특성상 최외곽을 유기/무기 물질로 감쌀 수 없기 때문에 내부에 함침된 유기/무기 자외선 차단 물질이 용출될 가능성이 있다는 단점이 있었다.
또한, 종래 자외선 차단제의 성분에 사용시 발림성을 좋게 해주는 체질 안료나 기공 내에서 유기물을 안정화하는 용도로 실리카를 이용하려고 하였으나 실리카의 경우 자외선 차단능이 높지 않다는 단점이 있었다.
공개특허 제10-2012-0058795호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 제조방법이 간단하고 기공의 조절범위가 넓은 중형 기공을 갖는 구형 실리카를 이용하여 그 안에 자외선 차단제를 담지시키고 그 위에 자외선 차단능이 우수한 이산화티탄을 코팅함으로써, 담지된 자외선 차단제의 용출 현상이 방지되고, 커버력이 우수하며 높은 자외선 차단능력과 안정성을 구비한 중형기공성 실리카 복합분체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 중형기공성 실리카 분자체 및 상기 실리카 분자체 상의 이산화티탄(TiO2) 코팅층;을 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 실리카 분자체 내에 담지된 자외선 차단제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 중형기공성 실리카 분자체는 2 내지 50nm의 직경의 기공을 갖는 것일 수 있다..
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선 차단제는 트리아진, 트라아존, 신나메이트, 살리실레이트 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 복합분체는 이산화티탄 코팅층의 평균두께가 10 내지 50 nm일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선 차단제는 복합분체 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30중량%로 담지되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 중형기공성 실리카 분자체를 자외선 차단제 용액에 함침하여 실리카 분자체 내에 자외선 차단제를 담지시키는 단계; 및 상기 자외선 차단제가 담지된 실리카를 이산화티탄 전구체 용액에 함침하여 실리카 표면을 이산화티탄으로 코팅하는 단계;를 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제조방법은 자외선 차단제의 담지 이전에, 중형기공성 실리카 분자체를 제조하는 단계; 상기 실리카 분자체를 소성 처리하는 단계; 및 자외선 차단제를 용매와 혼합하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제조방법은 이산화티탄의 코팅 단계 이후에, 상기 이산화티탄으로 코팅된 자외선 차단제 담지 실리카를 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 중형기공성 실리카 분자체는 실리콘 함유 알콕사이드 화합물 및 유기용매를 혼합하여 제조되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 중형기공성 실리카 분자체는 2 내지 50nm의 직경의 기공을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선 차단제는 트리아진, 트라아존, 신나메이트, 살리실레이트 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 중형기공성 실리카 분자체 및 자외선 차단제 용액의 혼합 비율은 중량비 5:1 내지 10:1일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선 차단제 용액의 용매는 증류수, 알코올, 아세톤 및 아세토나트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 자외선 차단제는 복합분체 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30중량%로 담지되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 이산화티탄 전구체는 티타늄(VI) 이소부톡시드 및 티타늄(VI) 이소프로폭시드로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체에 따르면 기존의 이산화티탄의 합성 방법에 비하여 전구체 용액이 많이 사용되지 않으므로 경제적이고, 졸-겔 방법을 이용한 이산화티탄 입자의 합성은 반응 제어가 쉽지 않아 다양한 형태와 크기로 합성하는 데 제약이 따르나 본 발명에서는 형태와 크기의 조절이 가능한 실리카 입자를 우선 제조하고 이에 이산화티탄 막을 형성시킴으로써 넓은 영역의 자외선 차단능과 우수한 자외선 차단능을 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중형기공성 실리카 복합분체의 제조공정의 모식도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중형기공성 실리카 복합분체에 대한 액체 질소 온도에서 구한 질소의 흡착-탈착 등온선을 보여주는 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 중형기공성 실리카 복합분체에 대한 주사전자현미경 및 EDX (Energy Dispersive X-ray, oxford社) 데이터이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 중형기공성 실리카 복합분체에 대한 투과전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중형기공성 실리카 복합분체에 대한 UV 스펙트럼이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 중형기공성 실리카 분자체 및 상기 실리카 분자체 상의 이산화티탄(TiO2) 코팅층;을 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체를 제공한다. 본 발명의 일구현예에서 상기 실리카 실리카 분자체 내에 담지된 자외선 차단제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 중형기공성 실리카 분자체를 자외선 차단제 용액에 함침하여 실리카 분자체 내에 자외선 차단제를 담지시키는 단계; 및 상기 자외선 차단제가 담지된 실리카를 이산화티탄 전구체 용액에 함침하여 실리카 표면을 이산화티탄으로 코팅하는 단계;를 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법을 제공한다.
이하, 본원발명의 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 중형기공성 실리카 분자체를 자외선 차단제 용액에 함침하여 실리카 분자체의 기공 내에 자외선 차단제를 담지시킨다.
상기 중형기공성 실리카 분자체는 실리콘 함유 알콕사이드 화합물 및 유기용매를 혼합하여 제조되는 것일 수 있다.
상기 실리콘 함유 알콕사이드 화합물은 알콕시기를 갖는 실란계 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 테트라 알킬 올쏘 실리케이트 또는 테트라 테일 올쏘 실리케이트일 수 있다.
상기 유기용매는 당업계에 사용되는 일반 유기용매이면 특별히 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 중형기공성 실리카 분자체는 실리카 전구체인 실리콘 함유 알콕사이드 화합물을 H2O에 넣고 항온조 내에서 교반을 한 후 상온에서 냉각시킨 후에 생성물을 가라앉혀 여과시키고 에탄올로 2~3차례 세척 후, 40℃에서 24시간 동안 건조하는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 중형기공성 실리카 분자체는 2 내지 50nm의 직경의 기공을 갖는 것일 수 있다. 바람직하게는 2 내지 10nm, 더욱 바람직하게는 2 내지 5nm일 수 있다. 기공이 2nm 미만이면 자외선 차단제를 함침이 불가하여 유/무기 복합물질의 제조가 불가능하고, 50nm 초과이면 기공의 흡착능력이 저하되어 함침된 자외선 차단제를 견고하게 고정하는 것이 불가능하기 때문이다.
그 다음, 상기 제조된 중형기공성 실리카 분자체를 소성 처리할 수 있다. 상기 소성처리는 공지의 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 이 소성처리를 통하여 실리카 분자체 내부에 있는 계면활성제를 모두 제거할 수 있다.
그리고 자외선 차단제를 용매와 혼합하여 자외선 차단제 용액을 준비한다.
상기 자외선 차단제는 공지의 자외선 차단능을 가지는 물질이면 특별히 한정되지 않으며 유기 자외선 차단제 및 무기 자외선 차단제를 포함한다. 바람직하게 상기 자외선 차단제는 트리아진, 트리아존, 신나메이트, 살리실레이트 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 더욱 바람직하게는 트리아진일 수 있고, 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진(Tinosorb®)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 자외선 차단제 용액의 용매는 증류수, 알코올, 아세톤 및 아세토나트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 아세톤일 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 중형기공성 실리카 분자체 및 자외선 차단제 용액을 중량비 5:1 내지 10:1의 혼합비율로 함침하여, 중형기공성 실리카 분자체의 기공 내에 자외선 차단제를 담지시킨다.
자외선 차단제 용액의 중량비가 상기 범위보다 크면 기공 내에 함침하지 못하는 용액이 잔여용매로 남아있을 수 있고, 상기 범위보다 작으면 용액이 함침하지 못한 기공들이 존재하여 효율이 떨어지기 때문이다.
상기 함침법(incipient wetness method)은 상온에서 실시하는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 자외선 차단제가 담지된 실리카를 이산화티탄 전구체 용액에 함침하여 실리카 표면을 이산화티탄으로 코팅한다.
상기 이산화티탄 전구체는 티타늄-함유 유기화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게 티타늄(VI) 이소부톡시드 및 티타늄(VI) 이소프로폭시드로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 실리카 표면에 코팅된 이산화티탄 코팅층은 평균두께가 10 내지 50 nm일 수 있다. 평균두께가 10nm 미만이면 이산화티탄의 결정 성장이 잘 이루어지지 않아 자외선을 차단하는 역할을 수행하는 데에 문제점이 발생하며, 50nm를 초과하면 코팅층이 불규칙하여 입자의 크기가 불균일해진다는 문제점이 있다.
실리카 분체는 이산화티탄 분체와는 달리 그 표면을 무기 물질로 코팅하는 것이 가능하므로, 외곽의 코팅층에 의해 내부에 담지된 물질(본원발명에서 자외선 차단제)이 용출되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 이산화티탄의 코팅 단계 이후에, 상기 이산화티탄으로 코팅된 자외선 차단제 담지 실리카를 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 30 내지 50℃에서 12 내지 36시간 동안 건조하는 것일 수 있고, 바람직하게는 40℃에서 24 시간 동안 건조하는 것일 수 있다. 이로써 최종적으로 자외선 차단능을 갖는 중형기공성 실리카 복합분체가 제조된다.
상기 자외선 차단제는 복합분체 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30중량%로 담지되는 것일 수 있다. 자외선 차단제가 1.0중량% 미만으로 담지되면 그 효과가 미비하고, 30중량% 초과로 담지되더라도 효과에 큰 차이가 없기 때문이다.
중형기공성 이산화티탄(TiO2)와 중형기공성 실리카(SiO2)에 존재하는 기공의 밀도(density) 및 비표면적은 제조방법에 의해서 결정되는데, 중형기공성 이산화티탄을 제조하는 방법에 비해 중형기공성 실리카를 제조하는 방법이 간단하고, 기공의 조절범위가 넓다. 따라서 본원발명은 자외선 차단제를 함침하였을 때, 최적의 자외선 차단효율을 위해 중형기공성 물질로서 실리카를 선택하는 것이다. 또한, 종래의 중형기공성 이산화티탄에 자외선 차단물질을 함침하는 경우에는 그 표면 특성상 최외곽 표면을 유무기 물질로 감쌀 수 없기 때문에 내부에 함침된 자외선 차단 물질이 용출될 가능성이 있었으나, 본원발명은 중형기공성 실리카에 자외선 차단물질을 함침한 후, 최외곽을 다시 이산화티탄으로 코팅하여 담지된 자외선 차단물질의 용출현상을 방지할 수 있다
이하의 실시를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 자외선 차단제가 담지된 중형기공성 실리카 분자체의 제조
1-1. 중형기공성 실리카 분자체의 제조
구체적으로, 항온조 내의 반응기 안에 용매인 H2O (275g)과 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) (225g)을 넣고 용매 내의 온도를 40℃로 맞췄다. 그 다음에 헥사데실아민(hexadecylamine) (5.1g)을 넣고 1시간을 교반시켰다. 1시간 후에 암모니아를 2.93g 첨가한 후 1시간 후에 테트라에틸 올쏘실리케이트(Tetraethyl orthosilicate)를 27.057g을 집어넣고 15시간 동안 교반을 하였다. 이 과정에서 온도를 40℃로 유지시켜야 하며 계속 교반을 시켰다. 15시간이 지난 후에 침전된 앙금을 에탄올로 세척시킨 후에 세척한 생성물은 40℃에서 건조시켰다. 이와 같이 중형기공성 실리카 입자를 제조하였다.
1-2. 자외선 차단제가 담지된 중형기공성 실리카의 제조
상기 실시예 1-1에서 제조된 중형기공성 실리카에, UV 흡수에 효과적인 자외선 차단제인 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진(Tinosorb®)을 담지하였다. 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진은 중량 비율로 15중량% 함침하였다.
먼저, 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진을 소량의 아세톤에 녹였다. 이때 아세톤에 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진이 다 녹지 않더라도 80℃ 이상의 온도에서 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진이 녹기 때문에 (비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진 녹는점: 80℃) 소량을 넣었다. 투명한 노란색 액체가 되었을 때 상기 실시예 1에서 제조된 단계의 중형기공성 실리카에 0.5~1ml씩 넣고 잘 비벼서 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진을 실리카 기공 안에 담지시켰다. 담지를 시킬 때는 노란 액체를 한꺼번에 넣지 않고 조금씩 넣었다. 한꺼번에 넣으면 겔(gel) 상태로 변하여 실리카 표면에 비스-에칠헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진이 흡착되어 기공 안에 담지할 수 없게 되어 버린다. 담지된 실리카를 상온에서 약 2시간 정도 건조시킨 후 80℃에서 건조시켰다.
1-3. 자외선 차단제가 담지된 중형기공성 실리카에 이산화티탄 코팅
상기 실시예 1-2에서 제조된 자외선 차단제가 담지된 중형기공성 실리카를 에탄올 (95ml)과 아세토니트릴(Acetonitrile) (5ml)에 넣고 최대한 분산을 시키기 위해 2시간 동안 음파처리(Sonication)를 시켰다. 그 후에 반응기를 40℃로 맞춰진 항온조에 넣고 교반을 시키면서 이산화티탄 전구체로서 티타늄 테트라이소프로폭시드(Titanium tetraisopropoxide) 1.72g를 넣고 10분간 이산화티탄 전구체가 실리카 입자를 둘러쌓을 때까지 기다린 후에 메틸아민 (Methyl amine) 0.208g 과 H2O (0.6g)넣고 24시간 동안 반응을 진행하였다. 반응이 종결된 후 침전된 앙금을 에탄올로 세척하였다. 세척한 생성물은 40℃ 오븐에 건조시켜 자외선 차단제가 담지된 중형기공성 실리카에 이산화티탄을 코팅시킨 생성물을 합성하였다.
[시험예 1]
상기 실시예 1-1, 1-2, 및 1-3 각각에서 제조한 중형기공성 실리카(SiO2), 자외선 차단제를 담지한 실리카(Tinosorb/SiO2), 및 그 위에 이산화티탄을 코팅한 무기 복합분체(Tinosorb/SiO2@TiO2)를 액체 질소 온도에서 질소의 흡착-탈착시켰다. 그 결과인 질소의 흡착-탈착 등온선을 도 2, 도 3 그리고 하기 표 1에 각각 나타내었다.
하기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 분자체 기공 내에 유기물을 담지함으로 인해 전체적인 기공 부피(pore volume) 및 비표면적이 감소한 것을 볼 수 있었으며, 이산화티탄을 코팅하면 비표면적과 기공 부피가 증가하고 기공크기가 불균일한 것으로 보아 코팅이 되면서 불균일한 기공이 생겼음을 알 수 있다.
비표면적 (m2/g) 기공 부피 (cm3/g) 기공 크기 (nm)
실시예 1-1 358 0.34 2.7
실시예 1-2 77 0.1 2.9
실시예 1-3 298 0.2 -
[시험예 2]
상기 실시예 1에서 제조한 중형기공성 실리카에 자외선 차단제를 담지한 무기 복합분체(Tinosorb/SiO2@TiO2)에 대한 SEM과 EDX (Energy Dispersive X-ray, oxford社)를 측정하였다. 그 결과를 도 4 및 하기 표 2에 나타내었다.
도 4 및 하기 표 2에서 볼 수 있듯이, 실시예 1은 주사전자 현미경상으로 표면이 거칠거칠하고 그래프 상에서 티타늄(Ti), 실리콘(Si), 산소(O)가 검출되는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 본 발명에 따른 제조 방법으로 실리카 위에 이산화티탄이 코팅되어 있는 것을 알 수 있었다.
Figure pat00001
[시험예 3]
상기 실시예 1에서 제조한 중형기공성 실리카에 자외선 차단제를 담지한 무기 복합분체(Tinosorb/SiO2@TiO2)에 대한 TEM 사진을 도 5에 나타내었다.
도 5에서 볼 수 있듯이, 실리카 입자 위에 이산화티탄의 코팅막이 있는 것을 알 수 있다.
[시험예 4]
상기 실시예 1-3(Tinosorb/SiO2@TiO2)과, 비교예 1로서 실시예 1-1(SiO2), 비교예 2로서 실시예 1-2(Tinosorb/SiO2), 비교예 3로서 자외선 차단제가 담지되지 않은 실리카에 티타늄디옥사이드가 코팅된 물질(SiO2@TiO2)의 자외선 차단 능력을 비교하였다. 이를 위해 각각의 UV-스펙트럼(Jasco社)을 측정하였다. 이를 도 6에 나타내었다.
즉, 자외선 차단제를 담지한 중형기공성 분자체가 응용되기 위한 특성 중의 하나는 자외선 차단 능력이므로, 순수 실리카 (실시예1-1) 및 자외선 차단제가 담지되지 않은 채 이산화티탄을 코팅한 실리카와 코팅이 되지 않은 실시예 1-2과 본 발명에 따른 자외선 차단제를 담지한 중형기공성 실리카 물질에 대한 자외선 차단 능력을 측정한 것이다.
도 6에서 볼 수 있듯이, 순수 중형기공성 실리카 및 비교예에 비하여 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 유무기 복합분체 (실시예 1, 도 6의 Tinosorb/SiO2@TiO2)의 경우 흡수 스펙트럼이 UV-A 방향으로 이동되며, 흡수율도 약간 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명에 의한 자외선 차단제를 담지하고 있고 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카는 자외선 차단 및 산란 효과가 있어 자외선 차단 용도로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (17)

  1. 중형기공성 실리카 분자체 및 상기 실리카 분자체 상의 이산화티탄(TiO2) 코팅층을 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복합분체는 상기 실리카 분자체 내에 담지된 자외선 차단제를 더 포함하는 것인 중형기공성 실리카 복합분체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중형기공성 실리카 분자체는 2 내지 50nm의 직경의 기공을 갖는 것인 중형기공성 실리카 복합분체.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 자외선 차단제는 트리아진, 트라아존, 신나메이트, 살리실레이트 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 중형기공성 실리카 복합분체.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 자외선 차단제는 복합분체 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30중량%로 담지되는 것인 중형기공성 실리카 복합분체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복합분체는 이산화티탄 코팅층의 평균두께가 10 내지 50nm인 중형기공성 실리카 복합분체.
  7. 중형기공성 실리카 분자체를 자외선 차단제 용액에 함침하여 실리카 분자체 내에 자외선 차단제를 담지시키는 단계; 및
    상기 자외선 차단제가 담지된 실리카를 이산화티탄 전구체 용액에 함침하여 실리카 표면을 이산화티탄으로 코팅하는 단계;를 포함하는 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제조방법은 자외선 차단제의 담지 이전에,
    중형기공성 실리카 분자체를 제조하는 단계; 및
    상기 중형기공성 실리카 분자체를 소성 처리하는 단계;를 더 포함하는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제조방법은 이산화티탄의 코팅 단계 이후에,
    상기 이산화티탄으로 코팅된 자외선 차단제 담지 실리카를 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 중형기공성 실리카 분자체는 실리콘 함유 알콕사이드 화합물 및 유기용매를 혼합하여 제조되는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 중형기공성 실리카 분자체는 2 내지 50nm의 직경의 기공을 갖는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 자외선 차단제는 트리아진, 트라아존, 신나메이트, 살리실레이트 및 벤조페논으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 중형기공성 실리카 분자체 및 자외선 차단제 용액의 혼합 비율은 중량비 5:1 내지 10:1인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 자외선 차단제 용액의 용매는 증류수, 알코올, 아세톤 및 아세토나트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  15. 제 7항에 있어서,
    상기 자외선 차단제는 복합분체 전체 중량에 대하여 1.0 내지 30중량%로 담지되는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  16. 제 7항에 있어서,
    상기 이산화티탄 전구체는 티타늄(VI) 이소부톡시드 및 티타늄(VI) 이소프로폭시드로부터 선택된 하나 이상인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
  17. 제 7항에 있어서,
    상기 이산화티탄의 코팅은 코팅층의 평균두께가 10 내지 50 nm가 되게 하는 것인 중형기공성 실리카 복합분체의 제조방법.
KR1020120099708A 2012-09-10 2012-09-10 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법 KR101914160B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099708A KR101914160B1 (ko) 2012-09-10 2012-09-10 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법
CN201380046592.4A CN104602666B (zh) 2012-09-10 2013-07-05 涂敷有二氧化钛的介孔二氧化硅复合粉体及其制造方法
PCT/KR2013/006000 WO2014038780A1 (ko) 2012-09-10 2013-07-05 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120099708A KR101914160B1 (ko) 2012-09-10 2012-09-10 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140033640A true KR20140033640A (ko) 2014-03-19
KR101914160B1 KR101914160B1 (ko) 2018-11-02

Family

ID=50237358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120099708A KR101914160B1 (ko) 2012-09-10 2012-09-10 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101914160B1 (ko)
CN (1) CN104602666B (ko)
WO (1) WO2014038780A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220084702A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 선진뷰티사이언스(주) 자외선 차단분체 및 이의 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3188906B2 (ja) * 1997-12-01 2001-07-16 株式会社資生堂 複合粉末及びこれを含む着色用組成物、並びにこの複合粉末乃至着色用組成物の使用方法
DE10259860A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-08 Degussa Ag Pulvergemisch bestehend aus Titandioxid, Zinkoxid und Zink-Titan-Mischoxid
WO2005110592A1 (en) 2004-05-17 2005-11-24 Yki, Ytkemiska Institutet Ab Mesoporous particles loaded with active substance
GB0817936D0 (en) * 2008-09-30 2008-11-05 Intrinsiq Materials Global Ltd Porous materials
GB0817938D0 (en) 2008-09-30 2008-11-05 Intrinsiq Materials Global Ltd Cosmetic formulations

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220084702A (ko) * 2020-12-14 2022-06-21 선진뷰티사이언스(주) 자외선 차단분체 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014038780A1 (ko) 2014-03-13
CN104602666A (zh) 2015-05-06
KR101914160B1 (ko) 2018-11-02
CN104602666B (zh) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cassiers et al. Surfactant-directed synthesis of mesoporous titania with nanocrystalline anatase walls and remarkable thermal stability
EP3305726B1 (en) Method for preparing metal oxide-silica composite aerogel
US20170190965A1 (en) Particles with quantum dots and method of making the same
US5817160A (en) UV absorbing glass
Nandanwar et al. Preparation of TiO2/SiO2 nanocomposite with non-ionic surfactants via sol-gel process and their photocatalytic study
Pei et al. Preparation of TiO2 nanocapsules for loading and release of antimicrobial triclosan molecules
Wang et al. Synthesis of hierarchically mesoporous silica with encapsulated avobenzone as a UV protection filter
CN108927201B (zh) 一种AgBr/g-C3N4复合粉体的制备方法及应用
Jardim et al. SBA-15: TiO2 nanocomposites. I. Synthesis with ionic liquids and properties
KR20140033640A (ko) 이산화티탄이 코팅된 중형기공성 실리카 복합분체 및 이의 제조방법
Bai et al. Preparation and characterization of supported photocatalysts: HPAs/TiO2/SiO2 composite
Avendaño et al. Synthesis and characterization of mesoporous materials: Silica–zirconia and silica–titania
JP2001098220A (ja) 防藻用光触媒コーティング及びこのコーティングを有する物品
Gundiah et al. Macroporous carbons prepared by templating silica spheres
Li et al. Polystyrene@ TiO2 core–shell microsphere colloidal crystals and nonspherical macro-porous materials
Islam et al. Sol–gel based optically active phenolphthalein encapsulated nanomatrices for sensing application
US6803023B1 (en) Composite structure for deodorization or wastewater treatment
Nagy et al. Complex Langmuir− Blodgett Films of SiO2 and ZnO Nanoparticles with Advantageous Optical and Photocatalytical Properties
Kartini et al. A Two-Step Sol–Gel Method for Synthesis of Nanoporous TiO2
KR101792070B1 (ko) 티타늄디옥사이드 중형기공성 무기 복합분체
KR20180021289A (ko) 중공구조의 세라믹 나노입자 및 그 제조방법
JP6808271B2 (ja) 酸化チタン被覆メソポーラスシリカの製造方法
Zhang et al. Radial-arrayed porous SiO2 shell/void/TiO2 core photocatalytic nanoparticles with enhancing mass and light transfer for environmental protection
Guo et al. Preparation and photocatalytic activity of fluoroalkyl end-capped vinyltrimethoxysilane oligomer/anatase titanium oxide nanocomposite-encapsulated low molecular weight aromatic compounds
KR20030017201A (ko) 메조다공성 전이금속 산화물 박막 및 분말, 및 이의제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right