KR960003933B1 - 포토크로믹성 안료의 제조방법 및 이를 함유하는 화장료 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

토포크로믹성 안료의 제조방법 및 이를 함유하는 화장료

제 1 도는 본 발명에 사용되는 소성로의 개략도.

제 2 도는 포토크로믹 효과를 나타내는 그래프.

제 3 도는 색상회복을 나타내는 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내화용기 2 : 댐퍼

3 : 연도 4 : 발열체

5 : 단열재 6 : 지지체

본 발명은 포토크로믹성(Photochromic) 안료의 제조방법 및 이것을 배합한 화장료에 과한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화티탄 표면을 공침법을 이용하여 처리하고 다시 열처리하여 소성함으로써 우수한 포토크로믹성을 갖는 안료를 제조하는 방법과 이것을 배합한 화장료에 관한 것이다.

외부의 자극에 감응하여 그 물질의 색상이 변화하는 현상을 크로미즘(Chromism)이라 말하며, 특히 빛이 어떤 물질에 조사될 때 그 물질의 색상이 변화하는 것을 포토크로미즘(Photochromism)이라고 말한다. 이러한 포토크로믹성을 이용하는 분야는 감광재료와 관련된 것이 많이 발달되어 있으며, 무기재료 즉, 무기안료를 사용하는 분야에 있어서도 포토크로믹성의 용융은 새롭게 주목되고 있다.

이러한 무기안료의 포토크로믹성 현상은 이미 오래전부터 알려져 있었고, 그 메카니즘(Mechanism)을 규명하고자 하는 노력이 지속되어 왔다.(O.Ivan Lee. "A New Property of Matter : Reversible Photosensitivity in Hackmanite from Bancroft, Ontario", Am. Mineral., 7, 764-776, 1936 W.A.Weyl, T.Forland, I ＆ E.C, 42, 257, 1950 ; W.Clark, P. Broadh ead, J.PHYS.C : SOLID ST.PHYS., 1970, VOL. : Richard Exebly, Roger Grinter, "PHOTOTROPY", Chem.Rev.65, 240-260, 1965) 그중에서도 이산화티탄의 포토크로믹성은 이산화티탄의 제조시 원광에 포함된 불술물, 주로 백색도를 저하시키는 금속 및 금속화합물에 의한 것으로 이들의 제거 문제가 관심의 대상이었다. 따라서 이와 같은 이산화티탄의 포토크로믹성은 이종(異種)의 금속이 첨가 또는 혼입된 상태에서 빛이 조사될 때 백색도가 떨어지는 현상을 말하며, 이러한 현상은 이산화티탄의 품질에 있어서는 심각한 영향을 끼치는 것으로, 예를들면, 일본공고특허 소31-9563호와 일본공고특허 소46-12625호 등에 공지되어 있다.

한편, 특히 화장품 분야에 있어서는 빛에 의해 색상이 변화될 수 있다는 것은 흥미로운 일이며, 이런 현상을 응융한 예, 주로 스피로피란(SPYROPIRAN)계의 염료를 용융한 것이 많으며, 일본공개특허 소56-49312호, 일본공개특허 소56-10079호, 일본공개특허 소61-275209호 및 국제출원특허 WO89-05464 등에 공지되어 있다.

그러나 유기계 포토크로믹성 안료 또는 그 조성물은 대체로 견뢰도가 나쁠 뿐만 아니라, 사용상의 제한과 안전성 및 안정성의 문제로 인하여 그 실효성에 있어서 많은 결점이 있다. 이러한 유기계 안료와는 대조적으로 무기계 포토크로믹성 안료의 응용과 실용성에 대해 날로 관심이 고조되고 있다.

무기계 포토크로믹성 안료에 대해서도 예를들면, 이산화티탄을 함유하는 포토크로믹성의 조성물에 관한 일본공개특허 소48-80490호, 일본공개특허 소63-132619호, 국제출원특허 WO89-12084호 및 일본공개특허 평3-173810호 등이 공지되어 있다.

상기 특허 출원을 포괄하고 있는 WO89-12084호에 제시된 내용을 살펴보면 포토크로믹성을 갖는 무기화합물로서, 금속산화물과 그 수화물 또는 그 복합체, 황화아연, Hg₃S₂I₂가 있고, 구체적으로 산화티탄(Titanium Dioxide, TIO₂), 산화니오브(Niobium Pentoxide, Nb₂O₅), 이산화규소(Silicon Dioxide, SiO₂), 산화알루미늄(Aluminium Oxide, Al₂O₃), 산화아연(Zinc Oxide, ZnO), 산화하프늄(Hafnium Dioxide, HfO₂), 산화토륨(Thorium Dioxde, ThO₂), 산화주석(Stannic Oxide, SnO₂), 산화탈리움(Thallium Oxide, Tl₂O, Tl₂0₃), 산화지르코늄(Zirconium Oxide, ZrO₂), 산화베릴륨(Beryllium Oxide, BeO), 산화코발트(Cobaltous Oxide, CoO), 산화칼슘(Calcium Oxide, CaO), 산화마그네슘(Magnesium Oxide, MgO), 산화몰리브덴(Molybdenium Oxide, Mo₂O₃, MoO₃)과 그 수화물로서는 함수산화티탄, 함수산화니오브, 함수이산화규소, 함수산화알루미늄, 함수산화아연, 함수산화하프늄, 함수산화토륨, 함수산화주석, 함수산화탈리움, 함수산화지르코늄, 함수산화베릴륨, 함수산화코발트, 함수산화칼슘, 함수산화마그네슘, 함수산화몰리브덴 등이 예시되어 있다. 그러나 이들중에서 실질적으로 포토크로믹성을 이용할 수 있는 산화물 또는 수화물은 단지 몇 개로 제한되어지며, 이 때문에 안전성과 안정성 및 색상변화 속도, 색상회복속도 등을 고려할 때 산화티탄 및 그 복합체가 적당하다고 기재되어 있다.

그리고 이 이산화티탄에 포토크로믹성을 부여하기 위해서 사용되는 금속으로서는 철, 크롬, 구리, 니켈, 망간, 코발트, 몰리브덴 등의 금속 자체와 금속염, 염화물, 산화물, 수화물 등이 있으며, 제조방법으로서 이러한 것들을 혼합하여 600-1100℃에서 소성처리하여 포토크로믹성 연색 조정 조성물을 얻을 수 있다고 기재되어 있다.

또한 일본공개특허 평3-173810호에는 산화티탄 90중량부 이상과 황색산화철(FeOOH)을 첨가하고 750-850℃에서 소성하여 포토크로믹성 피부색 안료를 제조하는 방법을 기재하고 있다.

이와 같이 종래 산화물과 그 수화물을 주성분으로 하는 포토크로믹성 안료 또는 그 조성물중 포토크로믹 효과와 화장료용 안료로서 사용 적합성에 있어서는 산화티탄을 주체로 한 것이 가장 적절함을 알 수 있다. 산화티탄은 그 자신이 포토크로믹성 뿐만 아니라 서모크로믹성(Thermochromic)도 가지고 있다. 즉, 산화티탄은 빛, 주로 자외선에 의해서 백색 내지 푸른 느낌의 백색을 띠게 되고, 여기에 전이금속화합물이 혼입되어 있을 경우 옅은 적갈색을 띄게 되는 이른바 가역적 포토크로믹성(Reversible Photochromism)과 산화티탄을 고온으로 가열할 때 고온에서는 황색을 띄게 되고 상온에서는 다시 백색으로 돌아오는 가역적 서모크로믹성(Reversible Thermochromi-sm)을 나타낸다(산화티탄 ; 물성과 응용기술, 청야 학, 1991, 기보당출판(일본))

이러한 종래의 포토크로믹성 안료 및 그 조성물의 제조방법에 대하여 살펴보면, 산화티탄을 주성분으로한 포토크로믹성 안료 및 그 조성물을 제조하기 위하여 포토크로믹 효과를 줄 수 있는 금속을 혼입하되 그 방법으로서 산화티탄과 금속원(金屬原)을 단순히 혼합(Mixing), 첨가(Doping)하고, 이를 건조시킨 후 고온에서 소성처리하고, 밀(Mill)처리하는 것이다.

이러한 종래의 제조방법에 있어서 가장 큰 문제점으로는 응집력이 강한 산화티탄에 대해 효과적으로 금속원을 결정격자내에 혼입할 수 없다는 것이며, 특히 금속염을 첨가(Doping)할 때의 건조속도의 차에 의해 생기는 금속염 농도의 불균일성이 발생하며, 이 불균일성은 금속염을 녹인 수용액을 첨가 혼합하고 건조할 때 산화티탄 응집체 표면에서의 건조 속도와 내부에서의 건조 속도의 차이가 발생하게 되고, 이와 함께 이산화티탄 입자들 입자 사이가 모세관으로 작용하여 금속염이 응집체 표면으로 이동하게 되어 금속염 농도분포가 불균일하게 된다. 또한 첨가하는 금속염 수용액의 양에 있어서도 전체 처리 산화티탄에 대해 5.0중량부(WO89-12084, 제조예 2)정도에 불과하므로 균일한 첨가는 기대하기 어렵다.

또한 산화티탄과 산화철에 대한 제조예(WO89-12084, 제조예 1)의 경우, 입자경 0.3μ의 이산화티탄 99중량부와 입자경 0.01μ의 수산화철(FeOOH) 1중량부를 볼밀(Ball Mill)로 혼합한 후 850℃에서 180분간 소성을 행하여 제조하고 있다.

이 방법도 마찬가지로 건식으로써 혼합을 행하기 때문에 균일하게 수산화철을 이산화티탄 표면에 흡착시키기 어려워 건식 처리의 한계를 가지고 있다.

이예 본 발명자들은 예의 연구한 결과, 공침법(共沈法)을 이용하여 이산화티탄의 표면에 금속수화물 졸(Sol)이 생성되게 하여 흡착처리하고, 부생성물을 배소(焙燒)하여 쉽게 제거시킬 뿐만 아니라 포토크로믹 효과가 우수한 새로운 안료를 제조할 수 있는 제조방법을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 포토크로믹성 안료의 신규한 제조방법과 포토크로믹성 안료가 함유된 화장료를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서는 포토크로믹성을 갖는 이산화티탄의 입자 표면에 포토크로믹성을 부여할 수 있는 금속원의 금속이온을 알카리로 부가 적정하는 공침법을 이용하여 금속수화물로 균일하게 표면 흡착 처리하고, 별도의 여과, 세척 공정을 거치지 않고 건조를 행한 후 이것을 소성가마(Kiln)에 장입하여 소성하는 열처리를 행한다. 이때 연도(煙道)(3)에 설치된 댐퍼(Damper)(2)의 개폐를 조절하여 부생성물, 주로 염화암모늄(NH₄Cl)이나 황산암모늄((NH₄)₂SO₄), 수증기(H₂O)등을 배소(焙燒)하여 외부로 제거한다. 여기서 배소라 함은 어떤 물질을 융해점 이하에서 열처리하여 기체로서 날려 보내는 조작을 말한다. 즉 염화암모늄의 경우 승화성이 있는 고체이므로 쉽게 제거가 가능하고, 황산암모늄의 경우도 280℃ 이상에서 분해성을 갖고 있기 때문에 본 발명의 완성을 더욱 용이하게 할 수 있게 되었다. 부성물을 배소로 제거하고 난 후 댐퍼(2)를 닫고 계속 승온하여 목적온도에서 소성처리하여 본 발명의 포토크로믹성 안료를 제조하게 된다.

상기와 같이 제조된 안료는 포토크로믹성이 우수하고, 화장료로 사용하기 위해 제품에 배합할 경우 광의 강도에 따른 뛰어난 연색성을 연출하며, 광의 조사가 차단되고 난 후의 색상회복 속도도 빠른 이점을 갖고 있다.

본 발명을 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

수용성 철염을 수상에 용해하여 수용액을 만든 후, 여기에 입자경이 0.1μm 내지 0.5㎛인 아나타제(Anatase) 또는 루틸(Rutile), 부루카이트(Brookite), 무정형(Amorphous)의 이산화티탄을 분산시킨다. 이산화티탄이 분산된 용기를 서서히 교반하면서 알카리 수용액을 부가 적정한다. pH의 변화가 급격히 일어나 pH 8정도일 때 부가를 멈추고, 열풍건조를 행한다. 건조를 통하여 생성된 이산화티탄 응집체를 스크린 밀(Screen Mill)로 폐쇄한다. 폐쇄된 처리 이산화티탄 벌크(Bulk)를 제 1 도의 셔틀가마(Shuttle kiln)와 같은 소성로에서 내화용기(Ceramic Crucible)(1)에 장입하고 난 후, 분당 15℃ 정도의 속도로 가열하여 350℃-450℃의 영역에서 멈추고 반응에서 생성된 염화암모늄(NH₄Cl)을 승화시켜 배소하거나 황산암모늄((NH₄)₂SO₄)을 분해시켜 제거한다. 즉 제거는 가열에 의해 소성로 내부와 외부의 밀도차에 의한 흡인력을 댐퍼(2)로서 조절하여 하부에서의 공기 유입량을 증가시켜 승화되어 생성된 염화암모늄과 분해된 가스를 제거한다. 이때 제 1 도의 연도(3)과 연결하여 다공성 흡착질과 응축관을 설치할 경우 염화암모늄과 분해 가스의 대기 방출을 방지하여 환경오염을 줄일 수 있음은 물론이다. 염화암모늄을 완전히 배소하고 난 후 댐퍼(2)를 닫고, 공기 유입을 차단시킨 후 서서히 가열하여 750℃ 내지 900℃의 범위에서 1 내지 2시간 소성처리 후 이를 볼밀로 분쇄 처리하여 포토크로믹성 안료를 제조한다.

상기와 같은 포토크로믹성 안료의 제조시 사용되는 이산화티탄의 입경은 특별히 제한되는 것은 아니나 철염 수용액에 분산시킬 때 표면적에 따른 흡수량과 관련하여 대체로 0.1㎛에서 0.5㎛의 범위가 바람직하다.

또한 공침반응에 보다 많은 흡착면적을 제공하고 건조공정에서 흔히 발생되는 이산화티탄의 응집 방지, 소성공정에서의 금속이온의 확산면적의 증가 및 소성후 밀처리의 용이성 등을 위하여 일반적인 무기분체와의 혼합도 바람직한데, 예를들면, 탈크, 마이카, 세리사이트, 카올린, 운모티탄, 질화붕소, 구상 실리카 등이 있다. 이산화티탄과 이들 분체와의 혼합은 중량비로 6 : 4 내지 9 : 1이 바람직하다.

한편 포토크로믹성을 부여하는 금속원으로서는 여러가지가 있으나, 본 발명에 있어서는 철염이 가장 바람직하다. 대표적으로는 염화제이철(Ferric Chloride, FeCl₃), 염화제일철(Ferrous Chloride, Fecl₂), 황산제이철(Ferrous Sulfate, Fe₂(SO₄)₃), 황산제일철(Ferric Sulfate, FeSO₄)등이다.

이들 철염을 수용액에 용해하고 이산화티탄을 분산시킨 후 수산화철을 이산화티탄 표면에 흡착하기 위해 적정하는 알칼리로서는 암모니아수(NH₄OH), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 등이 있으나, KOH, NaOH 등은 잔류하여 Na₂O, K₂O 등의 알칼리금속산화물을 만들 수 있고, 이들 알칼리금속산화물이 포토크로믹성을 저해하므로 NH₄OH를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

철염의 사용량은 금속 또는 철 이온으로 환산하여(Fe : wt=55:847) 이산화티탄에 대해 0.1중량부 내지 3.0중량부가 적당하다. 0.1중량부 이하로 처리할 경우 포토크로믹성이 충분하지 못하면 3.0중량부 이상의 경우에도 포토크로믹성의 저하는 물론 산화철에 의한 착색의 심화로 바람직하지 못하다.

한편 철염을 용해시키기 위한 물의 양도 본 발명에 있어서 건조공정이나 수산화철로 적정하여 공침시키는 균일한 처리의 관점에 있어서 중요하다. 물의 양이 너무 적개되면 공침법으로 처리가 불가능하고, 너무 많을 경우에는 건조공정에 과도한 에너지가 필요할 뿐 아니라 탈수공정이 추가되어야 하기 때문에 사용하는 철염에 따라 다르긴 하나 이산화티탄에 대해 중량비로 1 : 0.5 내지 1 : 1.5가 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 포토크로믹성 안료의 제조예와 이것을 배합한 화장료의 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

[제조예 1]

1000g의 정제수에 염화제이철(FeCl₃,6H₂O, Fe로서 0.35중량부)을 용해시킨 수용액에 아나타제형 이산화티탄 996.5g을 잘 분산시켰다. 10% 암모니아수를 pH 8이 될 때까지 적하하면서 잘 교반하여 공침반응을 시켰다. 이를 충분히 교반시킨 다음 열풍 건조를 행하였다. 건조가 끝난 반응물은 스크린 밀(Screen Mill)을 사용하여 응집체를 폐쇄하고, 이것을 제 1 도와 같은 소성로의 내화용기(1)에 장입하여 열처리했다. 소성로를 서서히 가열하여 400℃의 소성로의 댐퍼(2)가 열린 상태에서 60분 정도 배소하여 공침방응에서 생성된 염화암모늄을 완전히 제거했다. 염화암모늄을 완전히 제거하고 난 후 댐퍼(2)를 닫아 공기 유입을 차단하고 다시 온도를 올려 800℃에서 60분(Keep Time)간 소성처리했다. 이것을 볼밀(Ball Mill)로 분쇄하여 포토크로믹성 이산화티탄 1001.5g을 얻었다.

[제조예 2]

90g의 염화제일철(FeCl₂,2H₂O, Fe로서 2.0중량부)을 1500g의 정해수에 용해시킨 수용액에 아나타제형 이산화티탄 980g을 사용한 것과 400℃에서 180분간 배소하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 하여 포토크로믹성 이산화티탄을 얻었다.

[제조예 3]

루틸형 이산화티탄 990g과 49.8g의 황산제일철(FeSO₄ㆍ7H₂O, Fe로서 1.0중량부)를 사용하고 공침반응으로 생성된 철산암모늄(NH₄)₂SO₄이 완전히 분해되어 폐소되도록 350℃에서 120분 정도 유지시키고 900℃에서 60분간 소성처리하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 제조하여 포토크로믹성 이산화티탄을 얻었다.

[제조예 4]

부루카이트형 이산화티탄과 황산제이철(Fe₂(SO₄)₃ㆍxH₂O)을 사용하는 것을 제외하고는 제조에 3과 동일하게 제조하여 포토크로믹성 이산화티탄을 얻었다.

[제조예 5]

상기 제조예 1에서와 동일하게 제조하되 이산화티탄과 마이카를 중량비 8 : 2로 혼합한 것을 사용하여 포토크로믹성 안료를 얻었다.

상기와 같이 공침법을 이용한 반응과 열처리에서 생성되는 최종 산화물은 제조예 1의 경우 다음과 같다.

FeCl₃+3NH₄OH → Fe(OH)₃↓+3NH₄Cl (Ⅰ)

Fe(OH)₃→ FeOOH+H₂O (Ⅱ)

2Fe(OH)₃→ Fe₂O₃+3H₂O (Ⅲ)

2FeOOH → Fe₂O₃+H₂O (Ⅳ)

(Ⅰ)의 단계는 알카리로 적정하여 수산화철을 공침시켜 이산화티탄 표면에 흡착되도록 하는 단계이며, (Ⅱ), (Ⅲ), (Ⅳ)의 단계는 소성처리 단계에서 일어날 수 있는 수산화철(Fe(OH)₃)의 탈수반응으로서 열처리조건과 소성 분위기에 따라 수산화철(FeOOH)과 산화철(Fe₂O₃)이 생성된다. 상기와 같이 열처리 온도가 750℃ 내지 900℃의 범위에서는 주로 FeOOH가 생성되고 Fe₂O₃의 생성비율이 적다.

상기 제조예를 통하여 제조된 포토크로믹성 이산화티탄에 대한 연색성(演色性) 즉, 조사되는 광에 따른 색상 변화에 대하여 다음과 같이 측정하여 비교하였다.

측정 기기로서는 미놀타(Minolta)의 CR-200으로 측정하고 색상의 표시는 헌터(Hunter) 또는 문셀(Munsell)의 표색을 따랐다. 비교대상은 동일한 철(Fe) 함량으로 제조된 WO89-12084호의 제조예 2예에 따른 것과 본 발명의 제조예 1에 따른 것이다. 측정시료는 랙커 베이스(Lacquer Base)에 제조된 원료 15중량부를 호모믹서로 분산시킨 것을 어플리케이터(Applicator)를 이용하여 동일한 두께로 은폐지에 도포하였다. 시료는 측정전 암실에서 미리 하룻 동안 빛을 차단하여 방치한 후에 측정하였다.

측정 결과는 제 2 도와 같은데 본 발명에 따른 안료가 우수함을 나타내 주고 있다.

또한 일정 조건하에서 빛을 조사하고 난 후 다시 원래의 색상으로 복귀하는 시간에 대해서 측정한 결과는 제 3 도에 나타내었다.

본 발명의 포토크로믹성 안료는 제 2 도에서 나타난 결과를 전체적인 색상변화의 폭은 명도에 좌우된다.

즉 △E값중 대부분을 △L값이 차지한다. 예를들면, 본 발명의 제조예 1의 안료의 색상차가 일광하에 30분 조사되었을 때의 색상차는 △L이 13.4, △a가 2.4, △b가 2.6일 때 △E값은 다음과 같이 계산된다. △E=(13.4²+2.4²=2.6²)^1/2=13.9이다. 전체 색상변화의 폭에 대한 명도 변화의 폭은 13.4/13.9로서 명도변화가 96%를 차지한다.

상기 제조예에 따라 제조된 포토크로믹성 안료 1-40중량부를 투웨이 케익, 파우더 화운데이션, 유화형 화운데이션, 콤팩트, 네일락카, 썬스크린 크림 등의 제품에 배합하는 것을 실시예와 비교예를 들어 설명한다. 모든 배합량은 중량부로 나타내었다.

[실시예 1, 비교예 1∼3]

투웨이 케익

다음의 표 1의 조성비에 따라 1 내지 9의 안료를 혼합 분쇄하고 15의 향을 분무 투입하고, 10 내지 14의 오일을 가열 용해시켜 분무 투입한 후, 혼합 분쇄했다. 또한 1,2,3,4의 원료에 내수성을 부여하기 위해 처리안료에 대해 메틸하이드로겐폴리실록산(Dow Corning사) 3중량부를 표면처리하여 사용하였다.

[표 1]

실시예 1과 비교예 1-3에 따라 제조된 제품을 알루미늄 접시에 성형하여 암실에 방치할때와 일광하에서 1시간 조사한 후의 색상변화를 미놀타(Minolta) CR-200로 조사하였다. 그 결과는 다음표 2와 같다.

[표 2] 일광에 의한 색상 변화

표 2에서와 같이 본 발명에 의한 실시예 1의 투웨이 케익이 가장 큰폭의 명도변화(△V)를 가지고 있고, 색상변화(△H)와 채도변화(△C)는 적었다. 특히 무처리 이산화티탄을 사용한 비교예 3의 제품은 명도가 상승됨을 나타내고 있다. 따라서 본 발명에 의한 투웨이 케익이 포토크로믹성이 우수할 뿐만 아니라, 색상 변화의 방향이 명도에 의한 것이기 때문에 화장시 색상 변화를 수반하지 않고 광의 세기에 따라 명도를 조절할 수가 있다.

[실시예 2]

파우더 화운데이션

다음의 표 3의 조성비에 따라 1에서 6의 원료를 혼합 분쇄하고, 12의 향을 분무한 후, 7에서 11의 원료를 가열 혼합하여 분무한 후 분쇄한다.

[표 3]

[실시예 3]

아이섀도우

다음의 표 4의 조성비에 따라 1에서 5의 원료를 혼합 분쇄하고, 7에서 11의 원료를 용해 분무하고 분쇄한 후, 6을 투입하여 혼합한다.

[표 4]

[실시예 4]

다음의 표 5의 조성비에 따라 1에서 6의 원료를 혼합 분쇄하고, 13의 향을 분무한 후 7에서 12의 원료를 80℃에서 유화하여 분무 혼합하고 분쇄한다.

[표 5]

[실시예 5]

네일락카

다음의 표 6의 조성비에 따라 전원료를 혼합하여 호로믹서로 균일하게 분산한다.

[표 6]

[실시예 6]

썬스크린 크림

다음의 표 7의 조성비에 따라 7에서 14의 원료를 80℃로 혼합 가열하고, 15의 향을 투입한 후 1에서 6의 원료를 80℃로 가열한 것을 투입하여 유화한다.

[표 7]

[실시예 7]

유화화운데이션

다음의 표 8의 조성비에 따라 1에서 5까지의 수상부를 60℃로 용해하고, 6에서 8까지의 안료부를 수상에 분산한 후 80℃로 가열한다. 9에서 18까지의 유상부를 80℃로 용해한 후 수상에 혼합한다.

[표 8]

상기 실시예 2 내지 7에 걸쳐 본 발명의 포토크로믹성 안료를 배합하여 제조한 화장료는 광의 세기에 따라 명도 변화를 동반하는 우수한 연색성을 나타냈다. 이러한 포토크로믹성 안료의 주요 구성성분은 이산화티탄으로서 광의 흡수파장 영역은 자외선 영역이다. 광화학에서 무기물의 광흡수 이론인 띠 이론(Band Theory)에 의하면, 이산화티탄의 밴드 갭 에너지(Band Gap Energy)는 3.2eV(약 388nm)로서 자외선 영역에 속하며, 이 때문에 자외선 차단, 흡수 능력이 높고 이 자외선에 의해 포토크로믹성 효과가 유래되는 것으로 알려져 있다.

따라서 본 발명의 포토크로믹성 안료는 빛의 세기와 파장에 따른 연색성을 갖는 우수한 포토크로믹성 안료로써 여러 가지 분야에 사용 가능하다. 특히 이것을 배합한 화장료는 광에 따라 명도가 조절될 수가 있다. 화운데이션류와 콤팩트의 경우, 실외에서 강한 직사광선에 의해 무기분체와 이산화티탄이 과도하게 빛을 반사하여, 부자연스런 광택과 희게 떠 보이는 현상이 생기는데, 이 현상은 사용 원료의 명도를 감소시킴으로서 자연스런 명암을 갖게 조절해 줄 수가 있고, 아이섀도우의 경우 안부에 깊이있는 명암을 줄 수가 있어서 화장효과를 높일 수 있으며, 네일락카의 경우 손톱에서의 연색성을 기대할 수가 있다. 또한 썬스크린 크림의 경우 이산화티탄이 희게 보이는 현상을 제거할 뿐만 아니라 자외선 차단효과도 거들 수 있다.

Claims (14)

1. 이산화티탄을 철염 수용액에 분산시키고 알카리로 부가 적정하여 수산화철의 형태로 이산화티탄 표면에 공침시킨 다음, 별도의 여과 및 세척 공정 없이 건조시킨 후, 소성로에서 공침 반응에서 생성된 부생물을 소성온도보다 낮은 온도에서 배소시켜 제거한 후 소성시킴을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 철염은 염화제이철, 염화제일철, 황산제이철 또는 황산제일철중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서 철염은 철염속에 존재하는 철로 환산하여 처리되는 이산화티탄에 대해 0.1 내지 3.0중량부로 사용됨을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 알카리는 암모니아수(NH₄OH)임을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 암모니아수는 수상의 pH가 8이 될 때까지 적하됨을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 부생물인 염화암모늄과 황산암모늄은 350 내지 450℃의 온도에서 충분히 배소시켜 제거됨을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 승화성 염화암모늄과 분해성 황산암모늄은 소성로 외부에서 응축 및 흡착에 의해 제거됨을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서, 소성온도는 750 내지 900℃임을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서, 철염 수용액의 양은 이산화티탄에 대해 중량비 1 : 0.5 내지 1 : 1.5인 것을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서, 공침반응에 이산화티탄 외에 무기분체를 혼합시킴을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 무기분체는 탈크, 마이카, 세리사이트, 카올린, 질화붕소, 구상실리카, 운모티탄중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 이산화티탄과 무기분체의 혼합비는 중량비로 6 : 4 내지 9 : 1인 것을 특징으로 하는 포토크로믹성 안료의 제조방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 포토크로믹성 안료가 1 내지 40 중량부로 함유된 것을 특징으로 하는 화장료.
14. 제 13 항에 있어서, 화장료는 투웨이 케익과 파우더 화운데이션, 유화형 화운데이션, 아이섀도우, 콤팩트, 네일락카 및 썬스크린 크림중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 화장료.