KR20150113469A - 코어쉘 구조를 갖는 무기물질 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부안전성, 제형안정성 및 사용감을 모두 개선한 코어쉘 구조를 갖는 무기물질에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 자외선 차단용 ZnO/TiO₂ 코어쉘 나노입자 졸겔 합성법을 통한 금속산화물 나노파티클 합성 기술을 이용하여 산화아연과 이산화티탄으로 이루어진 무기 복합 나노재료를 합성하고 이를 자외선 차단제품에 적용하여 우수한 자외선 차단 효과(SPF 50 이상)를 갖는 피부안전성 및 제형안정성과 사용감을 동시에 지닌 코어쉘 구조를 갖는 무기물질을 제조하는 것이다.
본 발명은 나노기술 중 현재 산업화가 가장 활발한 나노분말소재로서, 산화아연과 산화티탄은 반도체 소자로 자외선 차단제 외에도 광촉매, 염료감응 및 유기 태양전지의 핵심소재, 컬러인쇄 토너용 소재 등에 다양하게 접목하여 사용될 수 있는 것이다.

Description

코어쉘 구조를 갖는 무기물질{Coreshell inorganic material having the structure}

본 발명은 피부안전성, 제형안정성 및 사용감을 모두 개선한 코어쉘 구조를 갖는 무기물질에 관한 것이다.

일반적으로 자외선 차단제는 피부암, 선번, 광노화 등을 방지해주는 기능성 소재로 높은 자외선 차단력을 위하여 유기계와 무기계 자외선 차단제를 혼용해서 사용하고 있다.

이러한 자외선 차단제는 현재 시중에 유통되는 자외선 차단제의 경우 UV-A와 UV-B를 동시에 차단하고 백탁현상을 최소화하기 위해 UV-B 영역에서 흡수파장을 가지는 유기 자외선 흡수제와 UV-B 영역에서 흡수파장을 가지는 무기 자외선 차단제(이산화티탄과 산화아연)를 혼합해 사용하고 있으며, 무기 자외선 차단제의 경우 광범위한 파장대의 자외선을 차단할 수 있으나 백탁현상이 심하고 발림성이 좋지 않아 단독으로 사용되는 경우는 적은 것이다.

또한, 유기 자외선 차단제는 에틸헥실메톡시신나메이트, 옥틸메시신나메이트, 에칠헥실살리실에이트, 호모살리에이트, 벤조페논-3, 아보벤존 등 다양한 화학 성분을 이용해 만들어지며 피부에 흡수, 축적되어 화학적 반응을 통해 피부에 자극을 주는 문제점을 가지고 있으며, 이러한 피부 자극 가능성 때문에 국내 식약처에서는 자외선 차단 제품에 유기 자외선 차단제를 처방할 경우 배합한도를 정하여 사용량을 규제하고 있는 실정이다.

또한, 일부 유기 자외선 흡수제는 자외선에 의해 변질되어 자외선 차단 능력이 감소되는 것으로 보고되고 있고, 내셔널 지오그래픽은 바닷물에 용해된 화학적인 자외선 차단제 성분이 환경에 유해한 영향을 미친다고 발표하여 환경공해문제를 제기하고 있다.

한편, 친환경이 큰 트렌드로 잡히면서 국내외 많은 화장품 기업들이 유기 자외선 흡수 성분을 사용하지 않는 방향으로 자외선 차단제를 연구하고 있는 실정이나, 무기 자외선 차단제의 경우 피부에 바른 후 불투명한 흰색을 보여 백탁현상이 심하고 발림성이 좋지 않은 문제점을 갖는다.

특히 시중에 판매되는 이산화티탄의 경우 결정의 모양이 구형이 아니라 길쭉한 막대기 형태 또는 판상의 형태를 가지고 있으나, 이산화티탄의 자외선 차단력은 산화아연보다 우수하지만 구형의 산화아연보다는 발림성이 떨어지고, 또한 무기 자외선 차단제만으로는 SPF 50이상의 자외선 차단효과를 나타낼 경우 제형안정성과 사용감 측면을 개선하기가 어려운 문제점을 갖는다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래에는 피부안전성, 제형안정성 및 사용감을 모두 만족시키지 못하는 문제점이있다.

본 발명은 피부안정성과, 제형상정성 및 이물감 없는 사용감을 모두 만족시키는 코어쉘 구조를 갖는 무기물질을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 자외선 차단용 ZnO/TiO₂ 코어쉘 나노입자 졸겔 합성법을 통한 금속산화물 나노파티클 합성 기술을 이용하여 산화아연과 이산화티탄으로 이루어진 무기 복합 나노재료를 합성하고 이를 자외선 차단제품에 적용하여 우수한 자외선 차단 효과(SPF 50 이상)를 갖는 피부안전성 및 제형안정성과 사용감을 동시에 지닌 코어쉘 구조를 갖는 무기물질을 제조하는 것이다.

본 발명은 나노기술 중 현재 산업화가 가장 활발한 나노분말소재로서, 산화아연과 산화티탄은 반도체 소자로 자외선 차단제 외에도 광촉매, 염료감응 및 유기 태양전지의 핵심소재, 컬러인쇄 토너용 소재 등에 다양하게 접목하여 사용될 수 있는 것이다.

도 1은 종래 무기화합물의 분자구조를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 무기물질의 형성과정 모식도

본 발명은 자외선 차단용 ZnO/TiO₂ 코어쉘 나노입자를 졸겔 합성법을 통하여 우수한 자외선 차단 효과(SPF 50 이상)를 갖도록 금속산화물 나노파티클 합성 기술을 이용하여 산화아연과 이산화티탄으로 이루어진 무기 복합 나노재료를 합성한 것이다.

즉, 본 발명은 ZnO/TiO₂ 코어쉘 나노입자를 졸겔 합성법을 통한 금속산화물 나노파티클 합성 기술을 이용하여 산화아연과 이산화티탄으로 이루어진 무기 복합 나노재료를 합성하는 것이다.

상기 졸겔 합성법을 이용하여 구형의 산화아연을 모입자로 이산화티탄 쉘을 씌워줘 코어쉘 구조체를 만들어 최종 물질의 형태는 구형으로 이산화티탄의 우수한 차단효과와 산화아연의 우수한 발림성을 동시에 구현할 수 있는 것이다.

또한, 구형의 실리카겔에 이산화티탄 쉘을 씌워 이 실리카겔을 자외선 차단제로 사용되는 산화아연으로 대체한다면 무기물질을 복합화한다면 더 우수한 자외선 차단효과를 볼 수 있을 것이라 기대된다.

또한, 코어쉘의 독창적 구조와 나노사이즈의 입자크기로 인해 자외선을 산란할 수 있는 표면적이 증가하여 자외선 차단효과를 높일 수 있다. 또한, 코어쉘 구조체에서 무기물질의 굴절률 차이로 인해 계면에서의 빛 산란률을 증가함으로서 광차단 효과 높여 SPF 50이상의 무기물 자외선 차단제 합성을 하는 것이다.

- (제품 처방기술 개선) 일반적인 선크림 제형의 경우 무기 자외선 차단제의 함량이 높을 경우 외상의 점도를 상승시켜 제조가 어려울 뿐만 아니라 제형 안정성 및 사용감을 저해하는 단점이 있음. 본 연구에서는 이러한 단점을 일반적인 선크림 제형과 차별화된 제형 처방기술로 개선하는 것을 목표로 하고 있다. 구체적으로는 일반적인 선크림은 유화타입으로 유기자외선 차단제를 처방하지 않고 SPF50이상의 높은 자외선 차단력을 지닌 제품을 개발하려면 제형 안정성 및 사용감 측면에서 여러 가지 제약이 있다. 본 연구 제형은 오일/왁스/분체 시스템으로 이러한 제약을 획기적으로 개선할 수 있으며 더 나아가서는 선크림과 같은 유화제형에서는 필수요소지만 피부자극을 나타낼 우려가 있는 계면활성제가 전혀 포함되지 않은 저자극 자외선 차단 제품을 개발하는 것이다.

1 : ZnO 2 : ZnO/TiO₂

Claims (3)

1. 자외선 차단용 ZnO/TiO₂ 코어쉘 나노입자를 졸겔 합성법을 통하여 우수한 자외선 차단 효과(SPF 50 이상)를 갖도록 금속산화물 나노파티클 합성 기술을 이용하여 산화아연과 이산화티탄으로 이루어진 무기 복합 나노재료를 합성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코어쉘 구조를 갖는 무기물질.
   
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 졸겔 합성법을 이용하여 구형의 산화아연을 모입자로 이산화티탄 쉘을 씌워줘 코어쉘 구조체를 만들어 최종 물질의 형태는 구형으로 이산화티탄의 우수한 차단효과와 산화아연의 우수한 발림성을 동시에 구현하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코어쉘 구조를 갖는 무기물질.
   
   
3. 제 2 항에 있어서;
   구형의 실리카겔에 이산화티탄 쉘을 씌워 이루어진 것을 특징으로 하는 코어쉘 구조를 갖는 무기물질.
   

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