KR101859920B1 - 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제올라이트를 포함하는 복합 무기 분체로, 상기 복합 무기 분체는 제올라이트의 표면에 산화아연이 코팅된 형태를 포함하는 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물로, 끈적임 및 번들거림과 같은 피부 도포감 저하를 방지하고, 화학적 반응에 의한 피부 자극 위험을 낮출 수 있고, 화장료 조성물 내에 소량 포함하더라도, 자외선 차단 효과 및 보습 효과가 우수하다.

Description

복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물 및 이의 제조 방법{COSMETIC COMPOSTION COMPRISING INORGANIC COMPOSITION POWDER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅한 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

태양광은 적외선, 가시광선 및 자외선으로 구분할 수 있고, 그 중 피부에 악영향을 끼칠 수 있는 자외선은 일반 적으로 파장의 길이에 따라 다음과 같이 다시 3가지로 구분할 수 있다. 200 내지 290nm의 파장인 자외선 C(이하 UVC 라 한다)는 오존층을 만나면서 반사 또는 산란이 일어나 지표면에 도달하지 못해 소실되지만, 290 내지 320nm의 파장을 가진 자외선 B(이하 UVB라 한다)와 320 내지 400nm의 파장을 지닌 자외선 A(이하 UVA라 한다)는 지표면에 도달하여 인체의 피부에 다양한 영향을 미치게 된다.

UVB는 피부의 표피까지 침투하여 홍반과 주근깨, 부종 등을 일으킬 수 있고, UVA는 피부의 진피까지 침투하여 멜라닌과 주름 형성 및 피부암을 유발하는 등, 피부 노화 및 피부 자극을 유발하는 것으로 알려져 있다. 태양광 노출에 의한 위험이 알려지면서 자외선차단 제품에 대한 대중들의 관심이 증가함에 따라, 다양한 자외선 차단지수(Sun Protection Factor, SPF) 및 자외선 A 차단등급 (Protection grade of UVA, PA)을 가지는 제품이 출시되고 있다.

이런 자외선차단 제품은 일반적으로 유중수형과 수중유형 또는 비수형 제형으로 크게 분류된다. 수중유형 유화 제품의 경우 외상의 수분이 부여하는 우수한 피부도포감을 느낄 수 있는 반면 내수성이 부족하여 땀이나 물에 의한 효과 지속성 문제가 있고, 유중수형 제품의 경우 외상의 유상 성분으로 인하여 다소 무거운 피부 도포감이 있지만 내수성이 좋다는 장점을 가지고 있다. 비수형 자외선 차단 제형의 경우에는 유중수형 제품의 특징인 내수성이 좋다는 장점 외에도 독특한 사용감을 부여할 수 있다는 장점이 있다.

최근 높은 수치의 자외선차단 능력을 보유하지만 끈적임이나 불편함 없는 사용감을 갖는 자외선 차단 제품에 대한 소비자 수요가 증가하고 있기에, 다양한 형태의 자외선 차단제에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

자외선 차단 화장료가 높은 자외선 차단 효과를 얻기 위해서는 유기자외선 차단제 또는 무기자외선 차단 성분이 증량되어야 한다. 그러나, 자외선 차단 화장료가 유기 자외선 차단제를 많이 함유할 경우 끈적임 및 번들거림과 같은 피부 도포감 저하가 발생하게 되며, 화학적 반응에 의한 피부 자극 위험이 있을 수 있다.

반면, 무기자외선 차단제를 증량하게 되면 균일한 분산이 어려워져서 자외선 차단 수치가 무기자외선 차단제 함량과 비례해서 상승하지 못하고 경도만 상승하며, 발림성 저하와 백탁현상은 물론 자외선 차단 수치 또한 원하는 대로 얻기가 쉽지 않으므로, 무기자외선 차단제를 무조건적으로 증량할 수 없다. 높은 함량의 무기자외선 차단제를 함유하는 제형은 스틱 또는 밤(연고) 타입으로 개발될 수 있으나, 특유의 뻑뻑한 사용감 때문에 범용적 제품보다는 국소부위 제품으로 한정되는 경우가 많아 제형 개발에 많은 제약이 따른다.

이러한 유기자외선 차단제의 문제점을 해결할 수 있고, 무기자외선 차단제의 장점을 이용할 수 있는 화장료 조성물의 개발이 필요하다.

(특허 문헌 1) KR10-2014-0046507 A1

본 발명의 목적은 끈적임 및 번들거림과 같은 피부 도포감 저하를 방지하고, 화학적 반응에 의한 피부 자극 위험을 낮출 수 있는 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅한 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물로, 소량의 복합 무기 분체를 포함하더라도, 자외선 차단 효과 및 보습 효과가 우수한 화장료 조성물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물은 제올라이트를 포함하는 복합 무기 분체이며, 상기 복합 무기 분체는 제올라이트의 표면에 산화아연이 코팅된 형태를 포함할 수 있다.

상기 복합 무기 분체는 UVB 및 UVA 영역의 자외선 차단이 가능하다.

상기 복합 무기 분체는 제올라이트 세공 내부에 산화아연이 형성된 형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 상기 복합 무기 분체의 제조 방법은 1) 반응 용기 내에 증류수 및 제올라이트를 넣고, 가열하여 제올라이트 내부에 잔류하는 이온성 물질을 제거하는 단계; 2) 상기 가열한 제올라이트를 냉각하는 단계; 3) 상기 2) 단계의 냉각한 제올라이트를 수세한 후, 건조하는 단계; 4) 상기 3) 단계의 건조한 제올라이트를 에탄올에 넣고, 아연 전구체 및 수산화나트륨(NaOH)를 넣고 가열하는 단계; 5) 상기 4) 단계의 가열 후, 냉각하는 단계; 6) 상기 5) 단계의 냉각 후, 표면에 산화아연이 코팅된 제올라이트를 원심 분루기를 이용하여 수세 공정 후, 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 4) 단계는 계면활성제를 추가로 혼합할 수 있다.

상기 계면활성제는 PVA(poly vinylalcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), CTAB(hexa decyl trimethyl ammonium bromide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

상기 4) 단계의 제올라이트 및 아연 전구체는 1:1 내지 2:1의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 아연 전구체는 염화아연(Zinc Chloride), 징크 아세테이트 디하이드레이트(Zinc Acetate dihydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

상기 5) 단계는 제올라이트의 표면에 산화아연층이 균일하게 형성되기 위한 냉각 공정으로, 5-1) 반응 용기의 내부 온도를 -10℃/h로 낮춰주며, 2 내지 3 시간 동안 1차 냉각하는 단계; 5-2) 상기 1차 냉각 이후, -5℃/h로 낮춰주며, 2 내지 3 시간 동안 2차 냉각하는 단계; 및 5-3) 상기 2차 냉각 이후, 반응 용기의 외부 온도를 25℃로 유지 후 2 내지 4 시간 동안 자연 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 화장료 조성물은 복합 무기 분체를 포함하며, 상기 복합 무기 분체는 제올라이트를 포함하며, 상기 제올라이트의 표면에 산화아연이 코팅된 형태를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 제올라이트(Core 층)/ZnO(Shell 층)으로 구성된 복합 무기 분체를 포함하여, 자외선 차단 효과뿐 아니라, 보습 효과를 나타낼 수 있는 화장료 조성물에 관한 것이다.

상기 제올라이트란 규소(Si) 및 알루미늄(Al)의 화합물을 의미하는 것으로, 보다 구체적으로 규소 및 알루미늄의 산화물이다. 천연에서는 화삭 폭발로 인해, 해수와 접촉하여 생성되거나, 염도가 높은 호수나 심해에서 화학적 퇴적 작용에 의해 성생되거나, 염기성 화산 암류의 분출 과정에서 최후기에 화산암 내의 공극을 충진하는 양상으로 생성될 수 있다. 즉, 주로 강한 지각 변동에 의해 발생하는 화합물이다.

상기 제올라이트의 화학적 구성은, Mⁿ _{x / n}Si_{1 - x}Al_xO₂·yH₂O이다. 여기서, M은 알칼리 금속 및 +1가 이온을 의미하며, 일반적으로 Li, Na, Ca, Ba, NH4+ 등 이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 제올라이트의 구조는 Zeolite-A, Zeolite X or Y, Zeolite L 구조 등 여러 구조로 구성될 수 있다.

일반적으로 제올라이트의 주된 특성은 흡착, 이온 교환 및 촉매활성의 특성을 나타낸다. 종래 화장료 조성물에서는 이온 교환 특성을 이용하여, 상기 화학적 구성의 M인 알칼리 금속을 항균 특징을 나타내는 은(Ag), 구리(Cu) 및 아연(Zn)을 앙이온 교환을 통해 결합시켜, 항균 효과를 내는 용도로 주로 이용되었다.

반면 본 발명에서는 제올라이트의 다른 물질과의 친화력을 이용하여, 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성한 복합 무기 분체를 포함한다.

보다 구체적으로, 제올라이트의 특성 상 수용액 중에서 제올라이트 세공에 존재하는 양이온들은 금속 및 유기 양이온으로 치환되며, 제올라이트 결정 구조 내에서 극성 물질을 강하게 흡착하는 성질을 가지고 있다. 또한, 제올라이트는 나노 크기의 세공 속에 물 분자들을 가득 채우고 있는데, 고온에서 가열하게 되면, 내부의 수분이 증발하지만, 그 구조는 파괴되지 않고, 다른 물질과 화합하려는 성질이 있다.

이에, 이러한 제올라이트의 다른 물질과의 친화력을 이용하여, 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅한, 복합 무기 분체를 제조하였다.

종래, 제올라이트의 양이온을 아연과 치환한, 징크제올라이트의 경우에는 일반적으로 항균 물질로, 화장료 조성물 내에서 항균성을 내기 위해 포함되었다. 즉, 제올라이트와 은과의 치환 반응을 통해 제조되는 물질보다는 항균성을 다소 떨어지나 비용적인 측면에서 매우 유리하여, 징크제올라이트를 항균 물질로 주로 사용하였으나, 본 발명에서는 치환 반응이 아닌, 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅하여, 자외선 차단 물질로 이용하고자 한다.

일반적으로, 자외선의 UVC 영역은 지표면에 도달하지 못하고 소실되는 반면, UVB 및 UVA 영역은 지표면에 도달하여, 피부에 접촉할 때, 많은 문제를 발생할 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 다양한 자외선 차단제 제품이 개발되고 이용되어 왔으나, 유기 자외선 차단제를 많이 함유할 경우 끈적임 및 번들거림과 같은 피부 도포감 저하가 발생하게 되며, 화학적 반응에 의한 피부 자극 위험이 문제되었다. 또한, 자외선 첨가제에 포함되는 무기 첨가제의 경우에도 기능성과 피부에 미치는 영향으로 인해 그 사용이 제한적인 문제가 있다. 따라서, 소량의 포함되더라도, 효과적인 자외선 차단 효과를 나타낼 필요성이 있다.

본 발명에서는, 자외선 차단제에 소량 포함되더라도, 효율적인 UVB 및 UVA 영역의 자외선 차단이 가능하고, 이에 더해, 피부 보습 효과도 우수한 복합 무기 분체에 관한 것이다.

상기 복합 무기 분체는 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅 형태인 것을 특징으로 하며, 여기에 더해, 제올라이트 세공 내부에 산화아연이 형성된 형태를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 제올라이트의 표면에 산화아연층이 형성되고, 세공 내부에도 산화아연이 형성된 것이다. 보다 구체적으로, 제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅할 때, 에멀젼화제를 추가로 혼합할 경우, 제올라이트 세공에서 이온 교환 반응이 일어나, 세공 내부에 산화아연이 형성될 수 있다.

상기와 같이, 제올라이트의 표면에 산화아연층이 형성된 복합 무기 분체의 경우에, 자외선 차단 효과가 우수하며, 여기에 더해, 제올라이트 세공에서의 이온 교환 반응을 통해, 세공 내부에 산화아연을 형성할 경우, 자외선 차단 효과가 더욱 상승한다.

상기 에멀젼화제는 보다 구체적으로, 글리세릴스테아레이트, 레시틴, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄세스퀴올리레이트, 소르비탄올리에이트, 소르비탄팔미테이트, C_{14- 22}알코올/C_{12- 20}알킬글루코사이드, 세테아릴알코올/세테아릴글루코사이드, 폴리소르베이트60, PEG-100스테아레이트/글리세릴스테아레이트, PEG-4올리에이트, 소르비탄올리베이트, 폴리글리세릴-3메틸글루코오스디스테아레이트, PEG-8 디메치콘, PEG-10 디메치콘, PEG-9 메틸에테르디메치콘, PEG-3 디메치콘 및 PEG-11 메틸에테르디메치콘, PEG/PPG-20/20 부틸에테르디메치콘 및 PEG/PPG-20/20 디메치콘을 포함하는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 상기 복합 무기 분체의 제조 방법은 1) 반응 용기 내에 증류수 및 제올라이트를 넣고, 가열하여 제올라이트 내부에 잔류하는 이온성 물질을 제거하는 단계; 2) 상기 가열한 제올라이트를 냉각하는 단계; 3) 상기 2) 단계의 냉각한 제올라이트를 수세한 후, 건조하는 단계; 4) 상기 3) 단계의 건조한 제올라이트를 에탄올에 넣고, 아연 전구체 및 수산화나트륨(NaOH)를 넣고 가열하는 단계; 5) 상기 4) 단계의 가열 후, 냉각하는 단계; 및 6) 상기 5) 단계의 냉각 후, 표면에 산화아연이 코팅된 제올라이트를 원심 분루기를 이용하여 수세 공정 후, 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 1) 단계는 반응 용기 내에 증류수 및 제올라이트를 넣고, 가열하여, 제올라이트의 내부에 잔류하는 물질을 제거하는 단계이다. 보다 구체적으로, 제올라이트를 고온에서 가열하게 되면, 내부의 수분이 증발하지만, 그 구조는 파괴되지 않는 성질을 이용하여, 제올라이트의 에부에 잔류하는 물질을 제거하는 것이다. 상기 1) 단계는 150 내지 200℃에서 1 내지 3시간 동안 교반하여 진행한다.

상기 1) 단계 이후, 2) 단계에서 가열한 제올라이트를 냉각시키고, 이후, 3) 단계에서 수세 후, 오븐에서 건조하는 공정을 진행한다. 냉각한 제올라이트는 2 내지 3회 정도 수세한 이후, 60 내지 80℃의 오븐에서 건조시킨다.

이후, 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성하기 위한 공정을 진행한다. 보다 구체적으로, 건조한 제올라이트를 에탄올에 넣고, 아연 전구체 및 수산화나트륨(NaOH)를 넣고 가열한다. 반응 용기 내에 에탄올을 넣고, 건조한 제올라이트, 아연 전구체 및 수산화나트륨을 넣고 혼합 후, 가열하여, 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성한다.

상기 아연 전구체는 염화아연(Zinc Chloride), 징크 아세테이트 디하이드레이트(Zinc Acetate dihydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

상기 4) 단계의 제올라이트 및 아연 전구체는 1:1 내지 2:1의 중량 비율로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로 1:1 내지 1.5:1의 중량 비율로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에 중량 비율로 혼합함에 따라, 제올라이트의 표면에 균일한 두께로 산화아연 코팅층이 형성 될 수 있다. 즉, 아연 전구체를 너무 적게 포함할 경우에는 산화아연 코팅층이 형성되지 않은 제올라이트가 생성될 수 있어, 수율이 떨어지는 문제가 발생하며, 아연 전구체를 과다하게 포함할 경우에는 제올라이트 표면에 균일한 산화아연 코팅층이 형성되지 않는 문제가 발생한다.

상기 4) 단계는 170 내지 200℃에서 1 내지 4시간 동안 용매열 반응을 진행하는 것이다.

상기 4) 단계는 바람직하게는 4-1) 반응용기 내에, 에탄올, 건조한 제올라이트, 아연 전구체 및 수산화나트륨을 혼합하고, 170℃ 내지 200℃에서 0.5 내지 1 시간 동안 용매열 반응을 진행하는 공정; 및

4-2) 상기 4-1) 단계 이후, 아연 전구체를 추가로 포함하여, 170℃ 내지 200℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 용매열 반응을 진행하는 공정을 포함한다.

상기 4-1) 단계는 제올라이트 및 아연 전구체를 1:0.1 내지 1:0.2 중량비로 포함할 수 있다. 이후, 4-2) 단계는 나머지 아연 전구체를 추가로 넣고 반응을 진행한다.

상기 4-1) 단계는 제올라이트의 표면에 균일한 아연 전구체를 형성하기 위해, 산화아연 시드를 형성시키기 위한 것으로, 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성하기 위해, 제올라이트 및 아연 전구체를 1:1 내지 1:2의 중량비율로 넣고 반응을 시킬 수 있으나, 이러한 경우에는 일부 불균일한 산화아연 코팅층이 형성된 제올라이트가 제조되어, 생산 수율이 떨어지는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 방지하기 위하여, 제올라이트 및 아연 전구체의 반응 시에, 아연 전구체의 혼합 공정을 2 단계로 분리하여, 아연 전구체를 혼합함에 따라, 첫 번째 단계에서는 제올라이트의 표면에 일부 산화아연이 형성되고, 이후 단계에서 다량의 아연 전구체를 혼합시킴에 따라, 제올라이트의 표면에 형성되어 있던 산화아연 층에 의해 균일한 산화아연 코팅층이 형성될 수 있다.

상기 4) 단계 공정 이후, 냉각하는 공정으로, 보다 구체적으로 상기 5) 단계는 제올라이트의 표면에 산화아연층이 균일하게 형성되기 위한 냉각 공정으로, 5-1) 반응 용기의 내부 온도를 -10℃/h로 낮춰주며, 2 내지 3 시간 동안 1차 냉각하는 단계; 5-2) 상기 1차 냉각 이후, -5℃/h로 낮춰주며, 2 내지 3 시간 동안 2차 냉각하는 단계; 및 5-3) 상기 2차 냉각 이후, 반응 용기의 외부 온도를 25℃로 유지 후 2 내지 4 시간 동안 자연 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.

제올라이트의 표면에 균일한 산화아연 코팅층을 형성하기 위해, 상기 4) 단계를 2번에 나눠서 아연 전구체를 혼합시켜, 산화아연 코팅층을 형성하고, 이후 냉각 단계에서도, 냉각 온도를 미세하게 조절하여, 냉각 공정을 통해, 안정적인 핵배열을 도모할 수 있다.

이러한 냉각 공정을 통해, 제올라이트의 표면에 균일한 산화아연 코팅층이 형성됨은 물론, 산화아연의 부착강도를 향상시킬 수 있다.

상기 5) 단계의 냉각 공정 이후, 원심 분리기를 이용하여 수세 공정 후, 건조 공정을 진행하여, 복합 무기 분체를 제조할 수 있다.

상기 4) 단계는 계면활성제, 에멀젼화제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다.

상기 계면활성제는 PVA(poly vinylalcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), CTAB(hexa decyl trimethyl ammonium bromide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다. 보다 구체적으로 상기 계면활성제는 아연 전구체로 징크 아세테이트 디하이드레이트를 이용할 때, 포함될 수 있다.

아연 전구체로 징크 아세테이트 디하이드레이트를 이용할 경우, 산화아연이 긴 막대 형태인 로드 상태로 성장하는 문제가 발생할 수 있어, 이때, 계면활성제를 함께 넣어줌으로써, 이를 제어할 수 있다.

상기 에멀젼화제는 글리세릴스테아레이트, 레시틴, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄세스퀴올리레이트, 소르비탄올리에이트, 소르비탄팔미테이트, C_{14- 22}알코올/C_12-20알킬글루코사이드, 세테아릴알코올/세테아릴글루코사이드, 폴리소르베이트60, PEG-100스테아레이트/글리세릴스테아레이트, PEG-4올리에이트, 소르비탄올리베이트, 폴리글리세릴-3메틸글루코오스디스테아레이트, PEG-8 디메치콘, PEG-10 디메치콘, PEG-9 메틸에테르디메치콘, PEG-3 디메치콘 및 PEG-11 메틸에테르디메치콘, PEG/PPG-20/20 부틸에테르디메치콘 및 PEG/PPG-20/20 디메치콘을 포함하는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

본 발명의 조성물은 피부 외용제 조성물, 특히 화장료 조성물로서 제형화될 수 있으며, 화장품학 또는 피부과학적으로 허용 가능한 매질 또는 기제를 함유하여 제형화될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 국소 적용에 적합한 모든 제형으로 제공될 수 있으며, 예를 들어 용액, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 유상에 수상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 고체, 겔, 분말, 페이스트, 포말(foam) 또는 에어로졸 조성물의 제형으로 제공될 수 있다. 이러한 제형의 조성물은 당해 분야의 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 조성물은 상기한 물질 이외에 주 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 주 효과에 상승 효과를 줄 수 있는 다른 성분들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 보습제, 에몰리언트제, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, pH 조정제, 유기 및 무기 안료, 향료, 냉감제 또는 제한제를 더 포함할 수 있다. 상기 성분의 배합량은 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 당업자가 용이하게 선정 가능하며, 그 배합량은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5중량%, 구체적으로 0.01 내지 3중량%일 수 있다.

본 발명은 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물로, 끈적임 및 번들거림과 같은 피부 도포감 저하를 방지하고, 화학적 반응에 의한 피부 자극 위험을 낮출 수 있다.

또한, 화장료 조성물에 소량의 복합 무기 분체를 포함하더라도, 자외선 차단 효과 및 보습 효과가 우수하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 무기 분체에 대한 XRD 패턴에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 무기 분체에 대한 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 무기 분체에 대한 UV 흡수 스펙트럼에 관한 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

[ 제조예 1: 복합 무기 분체의 제조]

실시예 1

반응용기 1L에 증류수 600g을 넣고 제올라이트 70g를 넣은 후 내부온도 150℃에서, 2시간 교반하여 제올라이트 내부에 잔류하고 있는 이온성 물질을 용해시켜 제거 하였다. 이후, 제올라이트를 냉각시키고, 2 내지 3회 정도 수세하고, 70℃의 진공 오븐에서 건조하였다.

반응용기 1L에 에탄올 600g을 넣고, 건조한 제올라이트 50g에 zinc chloride 25g 및 NaOH 80g을 투입하여 180℃에서 2시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이때, 내부의 압력은 18bar까지 상승하였다.

이후, 제올라이트의 표면에 균일한 ZnO의 형성과 성장을 위해 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각하였다. 냉각 공정 이후, 심분리기를 이용하여 5회에 거쳐 수세공정을 거친 후 건조시켜, 복합 무기 분체를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 건조한 제올라이트 및 zinc chloride를 각 25g 넣어준 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

실시예 3

반응용기 1L에 증류수 400g을 넣고 제올라이트 30g를 넣은 후 내부온도 200℃에서 2시간 교반하여 제올라이트 내부에 잔류하고 있는 이온성 물질을 용해시켜 제거하였다. 이후, 제올라이트를 냉각시키고, 2 내지 3회 정도 수세하고, 70℃의 진공 오븐에서 건조하였다.

반응용기 1L에 에탄올 600g을 넣고, 상기 건조한 제올라이트 25g에 zinc Acetate dihydrate 44g, NaOH 80g, Poly vinylalcohol 1g 투입하여 180℃에서 2시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이때, 내부의 압력은 18bar까지 상승하였다.

이후, 제올라이트의 표면에 균일한 ZnO의 형성과 성장을 위해 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각하였다. 냉각 공정 이후, 심분리기를 이용하여 5회에 거쳐 수세공정을 거친 후 건조시켜, 복합 무기 분체를 제조하였다.

[ 실험예 1: 복합 무기 분체의 XRD 패턴 분석 결과]

XRD 패턴 분석을 통해, 실시예 1 내지 3의 복합 무기 분체를 분석하였다. 복합 무기 분체의 제조 방법이 일부 상이하였으나, 최종 복합 무기 분체는 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층이 형성시키기 위함이다.

실시예 1 내지 3에서 산화아연 코팅층을 형성시키기 위해, 아연 전구체의 투입 함량을 달리하여 제조하였으며, 이때 XRD 패턴은 도 1과 같다.

도 1에 따르면, 실시예 2 및 3에서 산화아연 및 제올라이트의 특성 peak가 나타남을 확인하였다. 실시예 1의 경우에 산화아연 코팅층이 균일하게 형성되지 못하여, 산화아연 및 제올라이트의 특성 peak가 확인되지 않았다.

[ 실험예 2: 복합 무기 분체의 SEM 측정 결과]

제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성시키기 위해, 실시예 1 내지 3에서 아연 전구체의 함량을 달리하여 제조하였다. 상기 실험예 1에서는 아연 전구체의 함량과 무관하게, 동일한 peak가 나타냄에 비추어, 모두 동일한 제올라이트/산화아연 복합 입자임을 확인하였다.

이에, 균일한 코팅층이 형성되었는지를 확인하기 위하여, 산화아연 코팅층이 형성되지 않은 제올라이트의 SEM 사진과 실시예 1 내지 3의 복합 무기 분체의 SEM 사진을 측정하여, 그 결과를 검토하였다.

도 2에 따르면, 제올라이트는 (a)와 같다. (b)는 실시예 2의 복합 무기 분체고이고, (c)는 실시예 1의 복합 무기 분체고이고, (d)는 실시예 3의 복합 무기 분체다이다.

실시예 2의 경우, 제올라이트의 표면에 균일하게 산화아연 코팅층이 형성됨을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1의 경우에는 산화아연 코팅층이 균일하게 형성됨을 확인할 수 있다. 반면, 실시예 3의 경우에는 산화아연 돌출부(hron)이 형성됨을 확인할 수 있어, 불균일한 코팅층이 형성됨을 확인할 수 있다.

[ 실험예 3: 복합 무기 분체의 UV 차단 효과]

자외선 흡수 스펙트럼 측정장치를 이용하여, 실시예 1 내지 3의 복합 무기 분체의 자외선 흡수 정도를 측정하였다.

도 3의 (a)는 제올라이트이고, (b)는 실시예 1의 복합 무기 분체고이고, (c)는 실시예 2의 복합 무기 분체고이고, (d)는 실시예 3의 복합 무기 분체다이다.

도 3에 따르면, (a) 및 (b)의 경우에는 UVB 영역의 자외선 차단 효과가 미비한 문제가 있고, (c) 및 (d)의 경우에는 UVB 영역의 자외선 차단 효과가 있음을 확인하였다.

[ 제조예 2: 제조 공정의 차이에 따른 복합 무기 분체의 제조]

실시예 4

반응용기 1L에 증류수 600g을 넣고 제올라이트 70g를 넣은 후 내부온도 150℃에서, 2시간 교반하여 제올라이트 내부에 잔류하고 있는 이온성 물질을 용해시켜 제거 하였다. 이후, 제올라이트를 냉각시키고, 2 내지 3회 정도 수세하고, 70℃의 진공 오븐에서 건조하였다.

반응용기 1L에 에탄올 600g을 넣고, 건조한 제올라이트 50g에 zinc chloride 5g 및 NaOH 80g을 투입하여 180℃에서 1시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이후, zinc chloride 20g을 투입하여 180℃에서 1시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이때, 내부의 압력은 18bar까지 상승하였다.

이후, 제올라이트의 표면에 균일한 ZnO의 형성과 성장을 위해 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각하였다. 냉각 공정 이후, 심분리기를 이용하여 5회에 거쳐 수세공정을 거친 후 건조시켜, 복합 무기 분체를 제조하였다.

실시예 5

반응용기 1L에 증류수 600g을 넣고 제올라이트 70g를 넣은 후 내부온도 150℃에서, 2시간 교반하여 제올라이트 내부에 잔류하고 있는 이온성 물질을 용해시켜 제거 하였다. 이후, 제올라이트를 냉각시키고, 2 내지 3회 정도 수세하고, 70℃의 진공 오븐에서 건조하였다.

반응용기 1L에 에탄올 600g을 넣고, 상기 건조한 제올라이트 25g에 zinc Acetate dihydrate 5g, NaOH 80g, Poly vinylalcohol 1g 투입하여 180℃에서 1시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이후, zinc Acetate dihydrate 20g 투입하여 180℃에서 1시간 동안 용매열 반응을 진행하였다. 이때, 내부의 압력은 18bar까지 상승하였다.

이후, 제올라이트의 표면에 균일한 ZnO의 형성과 성장을 위해 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각하였다. 냉각 공정 이후, 심분리기를 이용하여 5회에 거쳐 수세공정을 거친 후 건조시켜, 복합 무기 분체를 제조하였다.

실시예 6

냉각 공정을 2시간 동안 -10℃/h로 낮춰주며, 1차 냉각하고, 상기 1차 냉각 이후, 2시간 동안 -5℃/h로 낮춰주며, 2차 냉각하고, 상기 2차 냉각 이후, 반응 용기의 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일하게 제조하였다.

실시예 7

냉각 공정을 4시간 동안 -10℃/h로 낮춰주며, 냉각하고 이후, 반응 용기의 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일하게 제조하였다.

실시예 8

냉각 공정을 4시간 동안 -5℃/h로 낮춰주며, 냉각하고 이후, 반응 용기의 외부 온도를 25℃로 유지 후 4 시간 동안 자연 냉각한 것을 제외하고, 실시예 4와 동일하게 제조하였다.

[ 실험예 4: 복합 무기 분체의 관능 시험]

실시예 1 내지 8의 복합 무기 분체를 이용하여 영양화장수를 제조한 이후, 관능 시험을 진행하였다. 영양화장수는 하기와 같은 방식으로 제조하였다.

복합 무기 분체 5 중량%, 시토스테롤 1.7 중량%, 폴리글리세릴 2-올레이트 1.5 중량%, 세라마이드 0.7 중량%, 세테아레스-4 1.2 중량%, 콜레스테롤 1.5 중량%, 디세틸포스페이트 0.4 중량%, 농글리세린 5.0 중량%, 선플라워오일 10 중량%, 카르복시비닐폴리머 0.2 중량%, 산탄검 0.3 중량% 및 나머지 정제수를 포함한다. 관능 시험의 비교를 위해, 상기 영양화장수에서 복합 무기 분체를 넣지 않은 영양 화장수를 이용하였다.

피시험자로 20 내지 35세 여성 20명을 선정하고, 상기 실시예 1 내지 8의 복합 무기 분체를 포함하는 영양화장수 및 복합 무기 분체를 포함하지 않는 영양화장수를 각각 양쪽 볼에 5일간 사용하도록 하였다. 피부 자극성 및 보습성에 대한 상대적인 평가를 요청하였으며, 1점 매우 나쁘다, 2점 나쁘다, 3점 보통이다, 4점 좋다, 5점 매우 좋다로 평가하였으며, 평가 결과는 평균 점수로 나타내었다. 보다 구체적인 결과는 하기 표 1과 같다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
피부 자극성	2.2	3	1.2	4	3.75	4.2	2.5	1.5
피부 보습성	1.75	3	2.2	4	4.2	4.5	2	2.5

상기 표 1에 따르면, 실시예 1 및 실시예 2는 피부 자극이 심하지는 않았으나, 민감성 피부를 가진 여성의 경우에서 피부 자극이 있다는 평가를 받았다. 불균일한 코팅층이 형성되었던, 실시예 3의 경우에는 민감성 피부를 가진 여성 이외에도 피부 자극을 호소하였다.

반면, 실시예 4 내지 6의 경우에는 피부 자극성 및 피부 보습성이 대체로 우수한 평가를 받은 것을 확인하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

1. 제올라이트를 포함하는 복합 무기 분체이며,
   상기 복합 무기 분체는 제올라이트의 표면에 산화아연이 코팅된 형태이고,
   상기 복합 무기 분체는 UVB 및 UVA 영역의 자외선 차단이 가능하며,
   상기 복합 무기 분체는 제올라이트 세공 내부에 산화아연이 형성된 형태이고,
   제올라이트의 표면에 산화아연을 코팅할 때, 에멀젼화제를 추가로 혼합하여, 제올라이트 세공에서 이온 교환 반응이 일어나, 세공 내부에 산화아연이 형성된 것이며,
   상기 에멀젼화제는 글리세릴스테아레이트, 레시틴, 소르비탄스테아레이트, 소르비탄세스퀴올리레이트, 소르비탄올리에이트, 소르비탄팔미테이트, C_14-22알코올/C_12-20알킬글루코사이드, 세테아릴알코올/세테아릴글루코사이드, 폴리소르베이트60, PEG-100스테아레이트/글리세릴스테아레이트, PEG-4올리에이트, 소르비탄올리베이트, 폴리글리세릴-3메틸글루코오스디스테아레이트, PEG-8 디메치콘, PEG-10 디메치콘, PEG-9 메틸에테르디메치콘, PEG-3 디메치콘 및 PEG-11 메틸에테르디메치콘, PEG/PPG-20/20 부틸에테르디메치콘 및 PEG/PPG-20/20 디메치콘을 포함하는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이고,
   제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성하기 위한 공정은, 건조한 제올라이트를 에탄올에 넣고, 아연 전구체 및 수산화나트륨(NaOH)를 넣고 가열하여, 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성하며,
   건조한 제올라이트를 에탄올에 넣고, 아연 전구체 및 수산화나트륨(NaOH)를 넣고 가열시는, 반응용기 내에, 에탄올, 건조한 제올라이트, 아연 전구체 및 수산화나트륨을 혼합하고, 170℃ 내지 200℃에서 0.5 내지 1 시간 동안 용매열 반응을 진행한 후, 아연 전구체를 추가로 포함하여, 170℃ 내지 200℃에서 0.5 내지 3 시간 동안 용매열 반응을 진행하며,
   상기 아연 전구체는 염화아연(Zinc Chloride), 징크 아세테이트 디하이드레이트(Zinc Acetate dihydrate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
   제올라이트 및 아연 전구체는 1:1 내지 2:1의 중량 비율로 포함되며,
   상기 제올라이트의 표면에 산화아연 코팅층을 형성하기 위한 공정에서 계면활성제, 에멀젼화제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 추가로 포함하고,
   상기 계면활성제는 PVA(poly vinylalcohol), PVP(polyvinyl pyrrolidone), CTAB(hexa decyl trimethyl ammonium bromide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 복합 무기 분체를 포함하는 화장료 조성물.
   
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