KR20030038039A

KR20030038039A - 자외선 차단제용 바인더 제조방법

Info

Publication number: KR20030038039A
Application number: KR1020010069445A
Authority: KR
Inventors: 최창현
Original assignee: 주식회사 한웅크레비즈
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-16

Abstract

본 발명은 자외선 차단제용 바인더의 제조방법에 관한 것으로, 수산화나트륨(NaOH) 수용액에 알루미나 파우더(Al₂O₃)를 가하여 혼합한 다음, 염산을 가해 중성으로 만드는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 차단제용 바인더 제조방법{preparation method of binder for uv protector}

본 발명은 자외선 차단제용 바인더의 제조방법에 관한 것으로, 각종 산업이 그다지 발달되지 않았을 때에는 입사광(入射光)에 관심도가 없었으나 수년전부터 입사광(入射光)을 장시간 동안 쬐인 많은 사람들로부터 태양광선으로 인한 각종 피부병을 얻는다는 사실과 생명의 위협이 있다는 여러 매스미디어들로부터 우리 인간들은 경각심을 갖도록 하였고 이를 차단시키고 방지를 해주는 상품들이 속속히 개발되어 시판되고 있을 뿐만 아니라 이들의 상품이 날로 증가의 추이를 보이게 되었다.

그러나 이들의 상품은 인체의 유해성 성질을 갖고 있는 것도 있고 무기광물들을 이용해서 사용을 하기도 한다.

그러다보니 기계적 성질을 이용하여 분쇄된 것들을 중량제와 합첨하여 원하는 곳에 사용을 할 시 기술적인 한계에 머무르거나 혹은 효능이 그다지 좋지 않은 결과를 가져왔다. 또한 이들이 제일 큰 단점은 입자 마이크로(㎛)의 한계선을 넘지 못하였으며, 또한 합첨시 본 소재의 성질을 변형시키는 등의 문제점이 있었다. 또한 장기 보존이 어려운 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 소량으로도 넓은 도포면적을 갖는 자외선 차단제용 바인더를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 안정한 콜로이드 형태의 자외선 차단제용 바인더를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 수산화나트륨(NaOH) 수용액에 알루미나 파우더(Al₂O₃)를 가하여 가열하면서 교반시킨 다음, 염산을 가해 중성으로 만드는 것으로 구성되는 자외선 차단제용 바인더의 제조방법에 의해 달성된다.

본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

알루미나 파우더(Al₂O₃)는 입자크기 5㎛ 이내와 순도 99.9% 이상의 것을 엄선한다. 이를 액상(Colloidal)으로 만들기 위해 우선, 수산화나트륨(NaOH) 순도 99.5% 이상의 것을 선정하여 용매로 순수 물(H₂O)를 사용하여 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 제조한다. 수용액의 농도는 투입되는 파우더의 양과 안정제의 농도 등에 따라 조절가능하며, 10-50%가 바람직하다. 이 수용액에 위에서 엄선된 알루미나 파우더(Al₂O₃)를 서서히 투입시킨다. 위의 공정에서 얻어진 것을 다시 50-100℃의 온도를 유지시키면서 300-1000RPM의 교반속도로 6-48시간동안 교반시켜 육안으로 백색의 엷은 슬러리(Slurry)로 된 것을 확인한다. 이를 다시 pH를 중성(6~8)으로 만들어 주기위해 염산(HCl)을 첨가한다. 염산을 첨가하면 색상은 우유빛으로 되고 이때에 알루미나 파우더(Al₂O₃)는 매우 안정된 액상(Colloidal)으로 된다. 첨가되는 염산의 양은 NaOH 수용액의 농도와 양에 따라 결정되며, NaOH와 동일한 당량의 양으로 첨가되는 것이 가장 바람직하다.

이렇게 제조된 바인더는 2Na-EDTA를 안정제로 첨가한 다음, 아연 콜로이드를 자외선 차단제로 부가하여 교반함으로써 안정한 자외선 차단제를 제조하는데 사용된다. 안정제는 2% 미만으로 부가되며, 역시 수용액의 형태로 부가할 수 있다.

본 발명의 자외선 차단제용 바인더는 매우 적은 미량만으로도 넓은 도포 면적을 가질 수 있도록 한 것으로 자외선 차단 효능을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 20㎚ ~ 30㎚(나노미터)의 크기인 경우에는 1g/400㎡ ~ 450㎡라는 경이적인 영역을 커버할 수 있다. 입자가 작아서 좋은 이유는 즉, 작은 입자들은 낮은 진동수 보다 높은 진동수의 빛을 더 산란시키기 때문이며, 그리고 입사광(入射光)에 대하여 90°방향으로 때로는 강하게 편광이 되기도 한다. 화장품에 사용하고 있는 트윈케이크, 기타 자외선 차단제에 쓰이는 작은 입자들은 높은 진동수의 빛, 즉 자외선을 산란시키게 되어 자외선 차단제의 역할을 우수하게 수행할 수 있도록 한다.

본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1 바인더의 제조

알루미나 파우더(Al₂O₃) 입자크기 5㎛ 이내와 순도 99.9% 이상의 것을 엄선하였다. 이를 액상(Colloidal)으로 만들기 위해 수산화나트륨(NaOH) 순도 99.5% 이상의 것을 선정하여 순수 물(H₂O)과 수산화나트륨(NaOH)을 2:1 무게 중량비(Wt)로 맞추어 용질액의 고형분(NOV)값을 50%로 조절하였다.

엄선된 알루미나 파우더(Al₂O₃) 10g을 수산화나트륨 수용액 48g에 서서히 투입시킨 다음, 80℃의 온도를 유지시키면서 500RPM의 교반속도로 24Hr동안 교반시켜 육안으로 백색의 엷은 슬러리(Slurry)로 된 것을 확인하였다.

염산(HCl) 40㎖을 부가하여 pH를 7.8로 조절하였다. 생성물의 색상은 우유빛으로 되어있고 이때에 알루미나 파우더(Al₂O₃)는 매우 안정된 액상(Colloidal) 상태이다.

실시예 2 자외선 차단제의 제조

실시예 1에서 얻어진 알루미나(Al₂O₃) 액상(Colloidal)을 바인더로 하고 아연 액상(Colloidal)을 자외선 차단 첨가제로서 선정한다. 이때 액상은 고형분(NOV)의 값이 수성타입 및 유성타입 두 타입 중 수성 타입의 10%의 고형분인 것을 엄선한다.

바인더 85g에 이온된 것을 안정한 상태로 분자 고리를 연결시켜 주는 촉매제로서 2Na-EDTA 수용액 2g(2Na-EDTA 0.5% 수용액)을 200RPM의 속도로 서서히 교반하면서 30분동안 첨가시켰다.

생성된 슬러리(Slurry)에 아연 액상(Colloidal) 13g을 스프레이 분사방법으로 2시간동안 첨가하며, 이때 교반기는 2,000RPM의 속도로 교반시켜 엉킴을 방지하여 줌으로써 안정된 무기 화합물을 얻었다.

실시예 3 제품에의 적용

실시예 2에서 얻어진 무기질 고분자 시료를 4가지 형태의 시편에 각각 도포하여 경화시켜 아래의 표1과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

표1

시료No	시편크기	시편재질	도포방법	경화조건	도막두께	내구성	부착성
1	30㎝x30㎝	유리	스프레이	자연경화	100㎛±10	약함	송곳으로 긁혀짐
2	"	유리	스프레이	150℃ 경화	100㎛±10	매우강함	안긁혀짐
3	"	종이	스프레이	자연경화	100㎛±5	"	"
4	"	헝겊조각	디프코팅	자연경화	50㎛	"	"
5	"	멜라민조각	스프레이	150℃경화	100㎛	"	"

위의 표 1의 결과를 보면 매끄럽고 열을 가하지 않은 상태에서는 내구성과 부착성이 안 좋은 결과를 볼 때에 열경화 시키는 것이 바람직하며, 표면이 매끄럽지 않은 곳에서는 침투력이 있어서 부착성이 매우 양호한 것을 알 수 있다.

이렇게 코팅된 모든 물질에는 자외선 차단력이 98% 이상의 효과를 갖고 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 바인더는 분말형태가 아닌 액상 콜로이드 형태로서 자외선 차단제 및 안정제와 혼합하는 경우 우수한 자외선 차단효과를 나타낸다.

Claims

수산화나트륨(NaOH) 수용액에 알루미나 파우더(Al₂O₃)를 가하여 혼합한 다음, 염산을 가해 중화시키는 것으로 구성되는 자외선 차단제용 바인더의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합은 50-100℃의 온도에서 300-1000rpm의 교반속도로 6-48시간 행해지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항의 방법에 의해 제조된 바인더(Binder)와 2Na-EDTA 및 자외선 차단제를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단용 조성물.