KR20170001901A - 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자 - Google Patents

항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170001901A
KR20170001901A KR1020150091428A KR20150091428A KR20170001901A KR 20170001901 A KR20170001901 A KR 20170001901A KR 1020150091428 A KR1020150091428 A KR 1020150091428A KR 20150091428 A KR20150091428 A KR 20150091428A KR 20170001901 A KR20170001901 A KR 20170001901A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fine particles
antibacterial
metal oxide
ultraviolet
functional fine
Prior art date
Application number
KR1020150091428A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101761714B1 (ko
Inventor
조석형
김영준
Original Assignee
혜전대학 산학협력단
조석형
주식회사 피코테라
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 혜전대학 산학협력단, 조석형, 주식회사 피코테라 filed Critical 혜전대학 산학협력단
Priority to KR1020150091428A priority Critical patent/KR101761714B1/ko
Publication of KR20170001901A publication Critical patent/KR20170001901A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101761714B1 publication Critical patent/KR101761714B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/27—Zinc; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/29—Titanium; Compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C01G1/02—Oxides
    • C08K3/005—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

금속산화물 나노입자에 실란류를 첨가하여 기능기를 부여하고, 다시 은화합물을 첨가하여 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여한 다음, 다시 유기계 자외선 차단제를 결합시켜 자외선 차단기능을 부여함으로써 인체에 무해하고 항균성이 우수하며 염료에 대한 일광 견뢰도를 높인 복합 기능성 미립자를 제공하는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자에 관한 것이다.

Description

항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자{MANUFACTURING METHOD OF MULTI-FUNCTIONAL FINE PARTICLES HAVING ULTRAVIOLET-PROOF AND ANTIBIOTIC FUNCTIONS AND THE MULTI-FUNCTIONAL FINE PARTICLES MANUFACTURED THEREFROM}
본 발명은 금속산화물 나노입자에 실란류를 첨가하여 기능기를 부여하고, 다시 은화합물을 첨가하여 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여한 다음, 다시 유기계 자외선 차단제를 결합시켜 자외선 차단기능을 부여함으로써 인체에 무해하고 항균성이 우수하며 염료에 대한 일광 견뢰도를 높인 복합 기능성 미립자를 제공하는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자에 관한 것이다.
자외선에 오랫동안 노출된 피부(광노화된 피부)에서의 심한 교원질 감소가 주름살의 주원인이라면, 자외선이 교원질 합성을 감소시키는데 중요한 역할을 하여야 한다. 최근 연구결과에 따르면 자외선을 사람 피부에 조사할 시 복잡한 신호전달 경로를 거쳐 교원질의 합성이 감소되고, 교원질을 비롯한 세포 외 기질 단백질의 분해 효소인 matrix metalloproteinases(MMPs)의 발현이 증가한다고 알려져 있다.
미국 FDA는 1993년에 OTC의약품 중 자외선차단제에 대한 최종 모노그라프안을 제안하였는데 여기에는 사용이 가능한 자외선 흡수제 및 배합상한선이 게재되어 있다. 그리고 일본에서도 자외선 차단제에 배합할 수 있는 자외선 흡수제는 종별허가기준에 기재되어 있는데 배합량이 10%를 초과하는 경우는 각각 안전성 데이터를 첨부하여 신청하도록 되어 있고 실제로 자외선 흡수제를 개발하기 위해서는 안전성 및 기능성뿐만 아니라 화장품 기제 내의 용해성이나 안정성 등도 중요한 요소로 작용한다.
현재 자외선 차단제로 등록되어 있는 것은 대부분 자외선 흡수제인데 벤조 페논계, 계피산계, 살리실산계, PABA(Para-aminobenzoic acid)계 등과 같은 유기화합물 계통이다.
최근 들어 무기화합물계통의 산화티탄과 산화아연이 자외선 흡수ㆍ산란제로 등재되었는데 이들은 입경이나 형상의 변화에 따라 산란시키는 파장의 영역이 달라지고 화장품 기제 내에서 물이나 기름에도 잘 녹지 않기 매문에 안정되게 분산시키는 기술이 중요하다.
또한 화장품 보존제로 사용되고 있는 파라벤류 살균 보존제 즉, 화장품 방부제로 사용되며 보존제에 의한 부작용으로 배합한도는 단일성분일 경우 0.4%(산으로서), 혼합사용의 경우 0.8%(산으로서)를 초과할 수 없다고 고시되어 있다.(유럽의 경우는 유해성 때문에 파라벤 함량 최고기준은 0.19% 이하이다) 파라벤 방부제는 식품, 제약 및 개인 케어 제품 산업에서 사용되는 대표적인 방부제로 유해성 논란이 많이 일어나고 있는 성분으로 에스트로겐(estrogen)과 내분비계(endocrine)을 교란시킬 수 있는 가능성이 있다고 보고되고 있다. 또한 메칠파라벤의 경우 피부세포의 노화와 분화에 좋지 않은 영향을 미친다는 연구 결과도 나와 있다.
메칠클로로이소치아졸리논(MCI: methylchloroisothiazolinone)은 오늘날 각종 화장품과 샴푸를 비롯한 퍼스널케어 제품들에 살균보존제로 널리 사용되고 있는 화학물질들이다. 한 예로 영, 유아용 물티슈와 1회용 기저귀 등은 MIT와 MCI가 사용되는 퍼스널케어 제품들로 손꼽히고 있다. 그런데 이 MIT와 MCI가 알레르기성 피부질환을 유발할 수 있을 것임을 시사한 연구결과가 발표되어 소비자들의 민감한 반응을 촉발시킬 수 있을 것으로 보인다.
미국 미네소타州 로체스터에 소재한 메이요 클리닉의 마크 R. 페텔코프 박사 연구팀(피부과)은 미국 의사협회(AMA)가 발간하는 학술저널 '피부의학 회보'(Archives of Dermatology) 6월호에 발표한 보고서에서 이 같이 밝혔다. 이 보고서의 제목은 '습식 화장지(Moist Toilet Paper)의 위험성' 이며, 연구내용의 요지는 메이요 클리닉에서 6개월에 걸친 연구를 진행하는 동안 MIT가 들어 있는 베이비 물티슈를 사용했던 피험자들 가운데 4명의 성인환자들에게서 중증의 항문 주위 및 회음부 알레르기성 접촉성 피부염이 발생한 것으로 파악되었다는 것이다. 이와 함께 패치 테스트를 진행한 결과 MCI를 사용한 피험자들 중에서도 알레르기 발생사례들을 관찰할 수 있었다고 연구팀은 덧붙였다.
MIT와 MCI는 그동안 안전성 논란이 지난 10여 년 동안 끊임없이 뒤따라 왔음에도 불구, 실제로 부작용이 발생한 사례가 학계에 보고된 경우는 매우 드물었던 것으로 알려져 있다. MCI는 우수한 항균, 항진균 작용을 나타내 MIT와 함께 다양한 퍼스널케어 제품들에 살균보조제로 사용되고 있다. 페텔코프 박사는 "피부염이 발생한 환자들은 물티슈 사용을 중단한 결과 증상이 해소되었다"며 상관성을 유력하게 시사했다. 이에 따라 피부에 안정한 항균제와 UV 차단제의 개발이 요구된다.
또한 섬유 분야에 있어서도 항균섬유소재를 이용한 제품이 많이 만들어 지고 있으나 유기 무기항균제 들은 섬유에 부착되어 내세탁 견뢰도를 나타내야하지만 내세탁견뢰도가 낮아 몇 번의 세탁으로 항균성이 현저하게 떨어지는 경향이 있다.
더욱이 여름철이나 열대지방에서는 자외선에 의한 피부의 노화뿐만 아니라 염료의 일광 견뢰도가 낮아 섬유의 색이 변색되는 경향이 있다. 이에 따라 섬유에 있어서는 항균성 및 일광 견뢰도가 우수한 물질의 개발이 필요하다.
최근 화장품에서는 기능성이 특히 강조되고 있다. 피부과학의 발전과 더불어 미백, 주름 방지, 육모 등의 피부 및 모발에 대한 화장품의 효과 향상에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 자외선 차단제품은 연령층에 관계없이 소비자 전반을 대상으로 하고, 봄, 여름용 수요가 높기는 하지만, 4계절용 제품이 증가되는 추세이다. 또한 Body make-up 기능을 부가한 제품이 증가하고, 화장 효과나 피부를 아름답게 보이는 효과 등 부가 기능형 제품도 증가경향에 있다. 립크림은 시장규모는 작지만, UV 차단에 대한 관심이 높아짐에 따라 수요가 증가하고 있다.
본 발명은 기능성 화장품 수입액의 10%인 500억 원의 수입대체효과와 기능성화장품 수출액의 10%인 100억 원의 수출증대효과가 있을 것으로 전망되며, 이는 유해한 물질로 인한 인체의 손상을 최소화하는 기능을 갖는 소재의 개발로 인해 화장품에 의한 피부 트러블을 피할 수 있기 때문이다. 또한 천연물질 유래의 방부제를 함유하지 않는 항균소재, 피부 부작용을 유발하지 않는 소재 및 자외선 자단재 등의 소재의 개발로 인해 화장 효과나 피부를 아름답게 보이는 효과 등 부가 기능형 제품의 증가도 기대할 수 있다.
화장품 보존제로 사용되고 있는 파라벤류 살균 보존제 즉, 파라벤 방부제는 식품, 제약 및 개인 케어 제품 산업에서 사용되는 대표적인 방부제로 유해성 논란이 자주 일어나고 있고 여름철이나 열대지방에서는 자외선에 의한 피부의 노화뿐만 아니라 염료의 일광 견뢰도가 낮아 섬유의 색이 변색되고 있어 항균성 및 일광 견뢰도가 우수한 물질의 개발이 필요가 있다. 따라서 인체에 무해하고 항균성이 우수하며 염료에 대한 일광 견뢰도를 높일 수 있는 우수한 물질로서 화장품, 섬유, 필름 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자의 개발이 필요하다.
대한민국 공개특허 10-2009-0015127(공개일자 2009.02.11) 대한민국 등록특허 10-0481637(등록일자 2005.03.29) 대한민국 공개특허 10-2006-0005365(공개일자 2006.01.17) 대한민국 등록특허 10-0999170(등록일자 2010.12.01) 대한민국 등록특허 10-0526888(등록일자 2005.11.01) 대한민국 등록특허 10-0727743(등록일자 2007.06.05) 대한민국 등록특허 10-0481637(등록일자 2005.03.29)
화장품 보존제로 사용되고 있는 파라벤류 살균 보존제 즉, 파라벤 방부제는 식품, 제약 및 개인 케어 제품 산업에서 사용되는 대표적인 방부제로 유해성 논란이 자주 일어나고 있으며, 여름철이나 열대지방에서는 자외선에 의한 피부의 노화 뿐만 아니라 염료의 일광 견뢰도가 낮아 섬유가 변색되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 이와 같은 문제를 해결함으로써, 인체에 무해하고 항균성이 우수하며 염료에 대한 일광 견뢰도를 높여 화장품, 섬유 및 필름 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자를 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 산화티탄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO)의 금속산화물 나노입자를 제조하는 단계(S10);
상기 단계(S10)에서 제조된 금속산화물 나노입자 30~70wt%와,
아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리에톡시실란 중 선택되는 아미노실란 또는 메틸트리메톡시실란, 헥실테오스(TEOS), 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리에톡시실란 중 선택되는 알킬실란 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 실란류 30~70wt%를 혼합하여 금속산화물 나노입자에 기능기를 부여하는 단계(S20);
상기 단계(S20)를 거친 금속산화물 나노입자에 은화합물을 첨가하되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4몰 내지 1/32몰의 은화합물을 첨가하여 상온 내지 80℃에서 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여하는 단계(S30);
상기 단계(S30)를 거친 금속산화물 나노입자에, 에틸헥실 메톡시신나메이트, 옥틸메톡시신나메이트, 페닐벤지미다졸 술폰산, 아보벤존, 옥시벤존, 벤조페논, 옥사닐리드, 신나메이트, 살리실레이트, 비닐아미드 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 유기계 자외선 차단제를 결합시키되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 동몰 내지 1/2몰로 결합시켜 자외선 차단기능을 부여하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법을 제공한다.
또한 이와 같은 제조공정을 통해 제조하여 화장품, 섬유 및 플라스틱 필름 등에 이용하는 항균, 자외선 차단의 복합기능성 미립자를 제공한다.
본 발명은 무기미립자를 제조하고 입자의 표면에 항균성 및 자외선 차단성을 부여하는 기술과 이를 화장품, 섬유 및 필름에 적용하여 물리적으로 안정하고, 인체에 안정성을 확보할 수 있을 뿐 아니라 실키한 사용감 및 퍼짐성이 우수함과 동시에 화장 지속성이 향상됨은 물론 파우더의 응집 방지성, 피지에 의한 화장의 붕괴 방지성이 향상된 복합 기능성 입자를 제공하며, 또한 섬유에 처리하였을 때 30회 이상의 내세탁 견뢰도를 갖는 항균입자의 제조 기술을 제공함으로써, 필름, 섬유 및 화장품의 보존제와 자외선 차단제로서 광범위하게 사용될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명은 기존의 자외선 차단제를 대체하는 새로운 제형을 제조함으로써, 안전하면서 섬유의 항균제, 염료에 대한 일광견뢰도의 기능성이 뛰어난 제품을 제공할 수 있어 필름, 섬유 및 화장품시장의 확대에 기여할 수 있으며, 이외에 태양전지용 촉매 또는 염료로서 활용할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 다용도 항균, 자외선 차단의 복합 기능성 미립자의 제조과정을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 복합 기능성 미립자를 적용한 폴리리에틸렌 필름의 황색포도상구균에 대한 항균시험결과를 도시한 도면.(시료 (A)~(F))
도 3은 본 발명에 따른 복합 기능성 미립자를 적용한 폴리리에틸렌 필름의 대장균에 대한 항균시험결과를 도시한 도면.(시료 (A)~(F))
도 4는 본 발명에 따른 복합 기능성 미립자를 처리하지 않은 폴리리에틸렌 필름(대조편)과 복합 기능성 미립자를 처리한 폴리리에틸렌 필름(시료편)의 황색포도상구균에 대한 배양 결과 사진.(시료 (A)~(F))
도 5는 본 발명에 따른 복합 기능성 미립자를 처리하지 않은 폴리리에틸렌 필름(대조편)과 복합 기능성 미립자를 처리한 폴리리에틸렌 필름(시료편)의 대장균에 대한 배양 결과 사진.(시료 (A)~(F))
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 화장품·섬유용 항균·자외선 차단의 복합기능성 미립자 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 산화티탄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO)의 금속산화물 나노입자를 제조하는 단계(S10);
상기 단계(S10)에서 제조된 금속산화물 나노입자 30~70wt%와,
아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리에톡시실란 중 선택되는 아미노실란 또는 메틸트리메톡시실란, 헥실테오스(TEOS), 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리에톡시실란 중 선택되는 알킬실란 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 실란류 30~70wt%를 혼합하여 금속산화물 나노입자에 기능기를 부여하는 단계(S20);
상기 단계(S20)를 거친 금속산화물 나노입자에 은화합물을 첨가하되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4몰 내지 1/32몰의 은화합물을 첨가하여 상온 내지 80℃에서 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여하는 단계(S30);
상기 단계(S30)를 거친 금속산화물 나노입자에, 에틸헥실 메톡시신나메이트, 옥틸메톡시신나메이트, 페닐벤지미다졸 술폰산, 아보벤존, 옥시벤존, 벤조페논, 옥사닐리드, 신나메이트, 살리실레이트, 비닐아미드 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 유기계 자외선 차단제를 결합시키되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 동몰 내지 1/2몰로 결합시켜 자외선 차단기능을 부여하는 단계(S40);를 포함하여 이루어진다.
이하, 상기의 기술 구성에 대해 각 단계별 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
[ 금속산화물 나노입자 제조단계( S10 ) ]
상기 산화티탄(TiO2) 미립자는 황산티타니아를 가수분해하여 수산화티탄을 제조하고 이를 염산 중에서 가열 숙성함으로써 나노입자의 루타일형 결정구조를 갖는 산화티탄(TiO2) 입자를 제조할 수 있다. 이때 산화티탄(TiO2)은 졸(sol)화 된 것으로서, 입자 크기는 15~40㎚이다.
상기 산화아연(ZnO) 미립자는 징크프로폭사이드(Zinc-isopropoxide)를 물/알콜(2/8) 혼합용액에 넣고 염산을 1%로 첨가한 다음 24시간 숙성함으로써 산화아연 졸을 제조한 것으로 입자 크기는 15~30㎚이다.
[ 금속산화물 나노입자에 기능기를 부여하는 단계( S20 ) ]
상기 금속산화물 나노입자에 기능기를 부여하는 단계로서, 졸화 되어 있는 산화티탄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO)을 상온에서 교반하면서 산화티탄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO)의 금속산화물 나노입자 30~70wt%에 대해,
아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리에톡시실란 중 선택되는 아미노실란 또는 메틸트리메톡시실란, 헥실테오스(TEOS), 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리에톡시실란 중 선택되는 알킬실란 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 실란류 30~70wt%를 첨가하여 반응시킨다.
상기 금속산화물 나노입자의 사용량이 30wt% 미만인 경우에는 자외선을 무기물 차단제의 반사효과에 의한 차단효과가 떨어지는 문제가 있고, 70wt%를 초과하는 경우에는 유기 자외선 차단제의 흡수능을 기대할 수 없기 때문에, 상기 금속산화물 나노입자의 사용량은 30~70wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
[ 항균기능 부여 단계( S30 ) ]
상기 단계(S20)를 거친 금속산화물 나노입자에 은화합물을 첨가하되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4몰 내지 1/32몰의 은화합물을 첨가하여 상온 내지 80℃에서 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여하는 단계로서, 금속산화물 나노입자를 물에 분산시킨 후 교반하면서 상온 내지 80℃에서 질산은 또는 산화은의 은화합물을 첨가하고 착물화하여 항균성을 갖는 금속산화물 나노입자를 제조한다.
상기 킬레이트화 단계에서 은화합물의 첨가양이 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4 미만인 경우에는 키레이트를 형성하고 금속이 남을 수 있고, 은화합물 사용량 증가에 따른 비용증가의 문제가 있고, 1/32을 초과하게 되는 경우에는 항균력이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 은화합물의 첨가량은 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4몰 내지 1/32몰의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 반응온도를 상온 미만으로 유지하는 경우에는 킬레이트가 형성되지 못하는 문제가 있고, 80℃를 초과하게 되는 경우에는 변색이 되는 문제가 있으므로 상기 반응온도는 상온 내지 80℃의 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.
[ 자외선 차단기능을 부여하는 단계( S40 ) ]
상기 단계를 거쳐 항균성이 부여된 금속산화물 나노 입자에 자외선 차단기능을 부여하는 단계로서,
금속산화물 나노입자에, 에틸헥실 메톡시신나메이트, 옥틸메톡시신나메이트, 페닐벤지미다졸 술폰산, 아보벤존, 옥시벤존, 벤조페논, 옥사닐리드, 신나메이트, 살리실레이트, 비닐아미드 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 유기계 자외선 차단제를 결합시키되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 동몰 내지 1/2몰로 결합시킨다.
이때, 상기 유기계 자외선 차단제를 실란과 동일 몰수로 사용하지 않을 경우, 아민노실란의 프리아민이 남아 피부에 자극을 줄 수 있으므로 아미노실란과 동몰을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법에 따른 구체적인 실시예 1 내지 3은 다음과 같다.
[ 실시예 1]
산화티탄(TiO2) 미립자는 황산티타니아 100g를 물 900g에 가하여 상온에서 24시간 가수분해하여 수산화티탄을 제조하고 이를 염산 1%중에서 70℃로 가열 5시간 숙성함으로써 나노입자의 루타일형 결정구조를 갖는 산화티탄(TiO2) 입자를 제조하며 이때 산화티탄(TiO2)은 졸(sol)화 된 것으로서, 입자 크기는 15~40㎚이다.
이렇게 제조한 산화티탄 100g을 에탄올/물(8/2) 800g에 분산시킨 후 아미노프로필트리메톡시실란(Z-6011) 70g과 MTMS(Methyltrimethoxysilane) 30g을 넣고 암모니아수 5g을 넣은 다음 상온에서 24시간 반응시켜 아미노기가 도입된 산화티탄입자를 제조한다. 그리고 여기에 질산은 6.7g을 넣고 상온에서 2시간 반응시킨다. 그 다음 반응 혼합용액에 자외선 흡수제인 2-phenyl-benzimidazole-5 sulphonic acid soduim salt(HS) 86g을 500g의 물에 용해시켜 투입하므로써 자외선 및 항균성 산화티탄 복합미립자를 제조한다.(표 1)
[실시예 2 ~ 3]
상기 실시예 1과 동일 과정을 거쳐 제조하되, 다만 첨가량에 있어 아래의 표 1에 제시된 첨가량으로 복합미립자를 제조한다.(표 1)
자외선 차단 및 항균성 산화티탄 복합미립자 합성
샘플명 TiO2(g) Z-6011/
MTMS(g)
 AgNO3(g) HS(g)
 MCA(g)* BMBM
(Parsol 1789)
(g)**		 Particle size
(㎛)
실시예 1 100
70/30
 6.7 86 0 0 3.2
실시예 2 100 6.7 0 35 0 6.0
실시예 3 100 6.7 0 0 44 4.2
* MCA: Methoxycinnamic acid
**BMBM(Parsol 1789): Butyl Methoxydibensol methane
이하, 이와 같은 단계를 거쳐 제조된 복합 기능성 미립자의 특성에 대해 살펴보도록 한다.
[ 시험예]
[ 항균성 측정 ]
접종할 균으로 Escherichia coli 배양액(O.D600 0.804, 3.7×108 cells/㎖), Salmonella typhimurium 배양액(O.D600 1.140, 6.9×108 cells/㎖), Shigella sonnei 배양액(O.D600 0.608, 1.36×108 cells/㎖)을 준비한다. 배지(9.3 ㎖)에 각각 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자가 0.05%가 되게 하고, 이에 준비된 균액을 0.2 ㎖씩 접종하여 균액의 농도가 2% 되게 한 후(배지속에 E. coli의 균수는 7.4×106 cells/㎖, S. typhimurium의 균수는 1.38×107 cells/㎖, S. sonnei의 균수는 2.72×106 cells/㎖였다) 37℃에서 1～2일간 진탕 배양한다. 배양액에서 배양된 균액을 멸균 생리식염수로 10배수 희석하여 LB agar plate에 0.1 ㎖씩 도말하여 37 ℃ 배양기에서 1일간 배양 후 집락형성능(CFU)을 계수한다. 대조군에는 항균미립자를 첨가하지 않고 동일 과정을 따른다.
[ 자외선 차단성 조사( SPF 지수 및 PA 지수측정) ]
항균/자외선차단 복합 기능성 미립자를 일정량 함유한 크림을 조성비율별로 제조한 크림형의 화장품을 제조하고, 제조한 화장품 sample을 셀에 도포시키고 Optometrics SPF-290S Analyzer로 SPF 및 PA를 측정하였으며, 그 결과는 다음의 표 2와 같다.
자외선 및 항균성 산화티탄 복합미립자를 함유한 크림형의 화장품
시험예 유·무기 하이브리드 자외선 차단제 솔비탄모노스테아레이트
(wt%)		 글리세린디올레이트
(wt%)		 콜라겐
(wt%)

 TW-20
(wt%)		 물(water)
(wt%)		 SPF PA
1 실시예 1
(10wt%)		 2

2

1

3

82

 38.8 19.22
(+++)
2 실시예 2
(10wt%)		 2 42.84 21.86
(+++)
3 실시예 3
(10wt%)		 2 43.57 23.06
(+++)
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따라 제조된 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자를 폴리에틸렌 필름에 황색포도상구균과 대장균을 적용한 항균 시험결과와 배양결과 사진이다. 시험결과표와 배양결과 사진을 보면 대조편과 비교하여 볼 때 황색포도상구균과 대장균의 99.99% 감소를 확인할 수 있었다.
본 발명은 인체에 무해하고 항균성이 우수하며 염료에 대한 일광 견뢰도를 높일 수 있는 복합 기능성 미립자를 제공함으로써, 화장품, 섬유, 플라스틱 필름 등 다양한 분야에 적용가능하여 산업상 이용가능성이 크다.

Claims (3)

  1. 산화티탄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO)의 금속산화물 나노입자를 제조하는 단계(S10);
    상기 단계(S10)에서 제조된 금속산화물 나노입자 30~70wt%와,
    아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필 트리에톡시실란 중 선택되는 아미노실란 또는 메틸트리메톡시실란, 헥실테오스(TEOS), 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리에톡시실란 중 선택되는 알킬실란 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 실란류 30~70wt%를 혼합하여 금속산화물 나노입자에 기능기를 부여하는 단계(S20);
    상기 단계(S20)를 거친 금속산화물 나노입자에 은화합물을 첨가하되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 1/4몰 내지 1/32몰의 은화합물을 첨가하여 상온 내지 80℃에서 킬레이트화 반응시켜 항균기능을 부여하는 단계(S30);
    상기 단계(S30)를 거친 금속산화물 나노입자에, 에틸헥실 메톡시신나메이트, 옥틸메톡시신나메이트, 페닐벤지미다졸 술폰산, 아보벤존, 옥시벤존, 벤조페논, 옥사닐리드, 신나메이트, 살리실레이트, 비닐아미드 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 유기계 자외선 차단제를 결합시키되, 아미노실란 또는 알킬실란의 몰수의 동몰 내지 1/2몰로 결합시켜 자외선 차단기능을 부여하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    산화티탄(TiO2) 나노입자는 황산티타니아를 가수분해하여 수산화티탄을 제조하고 이를 염산 중에서 가열 숙성함으로써 나노입자의 루타일형 결정구조를 갖는 15~40㎚ 입자크기의 산화티탄(TiO2) 졸로 제조되는 것임을 특징으로 하는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법.
  3. 청구항 1의 제조방법을 통해 제조하여 화장품, 섬유 및 플라스틱 필름에 사용하는 것임을 특징으로 하는 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자.



KR1020150091428A 2015-06-26 2015-06-26 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자 KR101761714B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150091428A KR101761714B1 (ko) 2015-06-26 2015-06-26 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150091428A KR101761714B1 (ko) 2015-06-26 2015-06-26 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170001901A true KR20170001901A (ko) 2017-01-05
KR101761714B1 KR101761714B1 (ko) 2017-07-27

Family

ID=57835704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150091428A KR101761714B1 (ko) 2015-06-26 2015-06-26 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101761714B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111391448A (zh) * 2019-11-22 2020-07-10 余婷 一种高阻隔食品膜及其制备工艺
KR102403343B1 (ko) * 2021-03-12 2022-05-30 경북대학교 산학협력단 실란계 사이징제를 포함하는 복합 재료 및 이의 제조 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481637B1 (ko) 2002-12-30 2005-04-11 주식회사풀무원 무방부제 화장품 조성물
KR100526888B1 (ko) 2004-02-20 2005-11-08 학교법인조선대학교 때죽나무 줄기로부터 분리한 리그난 글루코사이드 화합물및 이를 함유하는 화장료 조성물
KR20060005365A (ko) 2003-04-23 2006-01-17 시바 스폐셜티 케미칼스 홀딩 인코포레이티드 천연산물 복합체
KR100727743B1 (ko) 2005-08-20 2007-06-13 (주)아모레퍼시픽 캄페롤을 유효성분으로 함유하는 피부 보습용, 피부 장벽기능 강화용, 및 피부 각질형성세포 분화 유도용 피부 외용 화장료 조성물
KR20090015127A (ko) 2006-05-17 2009-02-11 바이엘 컨수머 케어 악티엔게젤샤프트 진세노사이드 및 이들을 함유하는 추출물의 용도
KR100999170B1 (ko) 2010-06-03 2010-12-07 (주) 더몰론코리아 수성 항균 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100708812B1 (ko) 2006-07-13 2007-04-18 조인환 아나타제형 이산화티탄 광촉매 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481637B1 (ko) 2002-12-30 2005-04-11 주식회사풀무원 무방부제 화장품 조성물
KR20060005365A (ko) 2003-04-23 2006-01-17 시바 스폐셜티 케미칼스 홀딩 인코포레이티드 천연산물 복합체
KR100526888B1 (ko) 2004-02-20 2005-11-08 학교법인조선대학교 때죽나무 줄기로부터 분리한 리그난 글루코사이드 화합물및 이를 함유하는 화장료 조성물
KR100727743B1 (ko) 2005-08-20 2007-06-13 (주)아모레퍼시픽 캄페롤을 유효성분으로 함유하는 피부 보습용, 피부 장벽기능 강화용, 및 피부 각질형성세포 분화 유도용 피부 외용 화장료 조성물
KR20090015127A (ko) 2006-05-17 2009-02-11 바이엘 컨수머 케어 악티엔게젤샤프트 진세노사이드 및 이들을 함유하는 추출물의 용도
KR100999170B1 (ko) 2010-06-03 2010-12-07 (주) 더몰론코리아 수성 항균 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111391448A (zh) * 2019-11-22 2020-07-10 余婷 一种高阻隔食品膜及其制备工艺
KR102403343B1 (ko) * 2021-03-12 2022-05-30 경북대학교 산학협력단 실란계 사이징제를 포함하는 복합 재료 및 이의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101761714B1 (ko) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Manaia et al. Inorganic UV filters
Wang et al. Polyphenolic sunscreens for photoprotection
ES2611128T3 (es) Agentes protectores en forma de nanopartículas contra UV con recubrimiento de dióxido de silicio
BRPI0616570A2 (pt) partìcula fina de dióxido de titánio rutila processo de produção e composições compreendendo as mesmas
AU2010224076B2 (en) Thickening additive compositions
DE102010038952A1 (de) Konservierungsmittel-Zusammensetzungen und Kosmetika enthaltend diese
EP1127567A2 (de) Wässrige Dispersion wasserunlöslicher organischer UV-Filtersubstanzen
JP2007525397A (ja) 新規の粒子および組成物
Torbati et al. Fabrication of TiO2/Zn2TiO4/Ag nanocomposite for synergic effects of UV radiation protection and antibacterial activity in sunscreen
KR20180109820A (ko) 무기 분체에 자외선 무기 차단제와 자외선 유기 흡수제omc가 이중코팅된 자외선 차단기능성 복합분체 및 이를 이용한 자외선 차단용 화장료 조성물
ES2582172T3 (es) Sulfato de bario en escamas monocristalino en composiciones cosméticas
JP4360925B2 (ja) 外用組成物
CN115040424B (zh) 氧化锌量子点包覆物、包覆策略、制品及应用
KR101761714B1 (ko) 항균/자외선차단 복합 기능성 미립자 제조방법 및 이로부터 제조된 복합기능성 미립자
Mascarenhas-Melo et al. Inorganic nanoparticles in dermopharmaceutical and cosmetic products: Properties, formulation development, toxicity, and regulatory issues
JP2004250690A5 (ko)
KR20080043781A (ko) 황산바륨을 함유하는 제조물
KR20070057421A (ko) 고농도, 고분산의 자외선 차단 조성물
KR102151740B1 (ko) 금나노로드 및 이산화티타늄을 함유하는 근적외선 및 열 차단용 화장료 조성물
JP2023539190A (ja) 皮内使用のための紫外線吸収ナノ粒子及びマイクロ粒子
EP1631628B1 (de) Anorganische lichtabsorbierende mikropigmente und deren verwendung
KR20120062150A (ko) 이산화티타늄으로 코팅된 견운모를 갖는 화장료 조성물 및 그의 제조방법
Cheong et al. Preparation and characterization of zinc glycerolate: UV protection, biological activity and permeation study
KR102545948B1 (ko) 폴리머 카본 나이트라이드를 포함하는 자외선 차단용 화장료 조성물
WO2020224554A1 (zh) 叶酸-金属离子组合物及其制备方法和在防晒中的用途

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant