KR20230096938A - 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물 - Google Patents
유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물에 관한 것이다. 자외선 차단을 위한 조성물은 산화아연 및 이산화티탄으로부터 선택된 적어도 하나의 무기산화물; 및 무기산화물에 융합된 페놀 기(phenolic group)를 가지는 유기화합물을 포함한다.
Description
본 발명은 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물에 관한 것이고, 구체적으로 유기 화합물이 코팅된 무기 화합물에 의하여 자외선을 효과적으로 차단하는 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물에 관한 것이다.
자연광은 다양한 파장 대역을 포함하고, 가시광선 영역의 파장 대역, 320~400 nm 파장의 UV-A, 290~320 nm 파장의 UV-B 및 100~290 nm의 UV-C와 같은 광을 포함한다. 이와 같은 자외선 중 상대적으로 큰 파장을 가지는 UV-A 및 UV-B는 지표면에 도달하여 사람에게 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 이와 같은 자외선은 피부를 붉게 만들거나, 색소를 침착시키거나 또는 콜라겐을 손상시켜 주름이 생기게 할 수 있다. 또한 많은 양의 자외선에 노출되는 경우 자외선은 화상 또는 피부암을 유발할 수 있다. 그러므로 이와 같은 자외선에 피부가 노출되지 않도록 자외선이 차단될 필요가 있고, 자외선 차단을 위한 화장료 조성물에 대한 발명이 이 분야에 공지되어 있다. 특허공개번호 10-2012-0039205는 고형화제로 소듐 알킬기를 포함하는 수중유형 고형화 제형의 자외선 차단용 화장료 조성물에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2013-0066773은 에칠페률레이트를 유효성분으로 포함하는 자외선 화장료 조성물에 대하여 개시한다. 선행기술 또는 공지 기술은 유기계 화합물로 이루어지고, 이로 인하여 자외선 손상에 따른 피부 조직의 염증 또는 조직 손상 또는 피부 손상을 방지하는 기능을 가지지만 자외선이 피부에 도달하는 것을 차단하는 차단 기능이 약하다는 단점을 가진다. 또한 자외선 차단제의 사용에 따른 부작용이 발생할 가능성이 있다는 단점을 가진다. 그러므로 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 화장료 조성물이 만들어질 필요가 있다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 페놀기를 가지는 유기화합물과 자외선 차단 기능을 가지는 무기 화합물이 융합된 하이브리드 형태에 의하여 안정성이 향상되면서 자외선이 효과적으로 차단되도록 하는 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자외선 차단을 위한 조성물은 산화아연 및 이산화티탄으로부터 선택된 적어도 하나의 무기산화물; 및 무기산화물에 융합된 페놀 기(phenolic group)를 가지는 유기화합물을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 페놀 기는 페놀 산(phenolic acid) 및 아로마틱 아미노 산(aromatic amino acid)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 무기산화물은 유기 화합물에 의하여 코팅이 된 분말 형태가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 로션, 에멀션, 크림, 스틱, 밤, 스프레이 또는 미스트 형태의 화장료가 된다.
본 발명에 따른 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물은 유기 화합물과 무기물이 융합되어 안정성이 향상되면서 자외선 차단 효과가 높아지도록 한다. 본 발명에 따른 복합 조성물은 사용감이 우수하여 다양한 형태의 화장료로 사용될 수 있고, 부작용이 발생하지 않으면서 자외선 차단을 비롯하여 다양한 형태의 인체에 유리한 효과가 발생되도록 한다. 본 발명에 따른 복합 조성물은 로션, 에멀션, 크림, 스틱, 밤, 스프레이, 미스트 또는 이와 유사한 다양한 제형으로 만들어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물의 제조 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 조성물에 의한 자외선 흡수능 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 조성물의 자외선 차단 효과의 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 조성물의 안전성 시험 결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 조성물이 피부에 도포되어 나타나는 백탁 현상의 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 조성물에 의한 자외선 흡수능 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 조성물의 자외선 차단 효과의 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 조성물의 안전성 시험 결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 조성물이 피부에 도포되어 나타나는 백탁 현상의 결과를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 발명에 따른 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물은 무기산화물; 및 무기 화합물에 융합된 페놀 기(phenolic acid)을 가지는 유기화합물을 포함한다. 무기산화물은 예를 들어 산화아연(zinc oxide) 또는 이산화티타늄(titanium oxide)을 포함할 수 있다. 또한 페놀 기를 갖는 유기화합물은 예를 들어 방향족 링(aromatic ring) 또는 유기 산(organic acid)과 같은 기능기를 갖는 방향족 산(aromatic acid)을 포함하고, 구체적으로 페놀 산(phenolic acid)과 방향족 아미노 산(aromatic amino acid)을 포함한다. 또한 페놀 산(phenolic acid)은 하이드록시신남 산(hydroxycinnamic acid), 카페익 산(caffeic acid), 치코르 산(cichoric acid), 신남 산(cinnamic acid), 클로로겐 산(chlorogenic acid), 다이페룰릭 산(diferulic acid), 쿠마르 산(coumaric acid), 페룰 산(ferulic acid), 시나핀 산(sinapinic acid), 카프타릭 산(caftraric acid), 코우타릭 산(coutaric acid) 및 페르타릭 산(fertaric acid)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분 또는 이들의 유도체를 포함한다. 또한 이들의 유도체는 예를 들어 신남 산의 하이드록시 유도체를 포함한다. 융합은 무기화합물과 유기화합물이 결합된 형태를 포함하고, 예를 들어 유기 화합물이 분말 형태의 무기산화물의 표면에 코팅이 되거나, 혼화(blending)이 되거나, 유기화합물의 기가 무기화합물에 결합된 형태가 되거나, 유기화합물이 용매에 용해가 되면서 무기화합물을 둘러싸는 형태가 될 수 있다. 이와 같은 융합에 의하여 분말 형태의 무기화합물이 서로 물리적 또는 화학적으로 서로 분리될 수 있고 이에 의하여 조성물 전체에 걸쳐 무기화합물이 균일하게 분포될 수 있다, 아래에서 이와 같은 조성물이 제조되는 과정에 대하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물의 제조 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 복합 조성물의 제조 과정은 무기 화합물을 준비하는 단계(P11); 무기화합물을 분쇄 또는 밀링을 하여 입도를 조절하여 나노 입자로 만드는 단계(P12); 나노 무기화합물의 표면을 처리하는 단계(P14); 유기화합물을 준비하고(P14), 나노 무기화합물과 융합시키는 단계(P15); 및 융합 조정물의 pH를 조절하는 단계(P16)을 포함한다.
무기화합물은 예를 들어 산화아연, 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물이 될 수 있고, 분말 형태로 준비될 수 있다(P11). 산화아연 또는 이산화티타늄은 가시광선 파장 대역의 광을 투과시키면 320 내지 400 ㎚ 파장을 가지는 UV-A 자외선 광 또는 280 내지 320 ㎚의 파장을 가지는 UV-B 자외선 광을 분산시켜 이와 같은 자외선이 피부에 도달하는 것을 차단하는 특성을 가질 필요가 있다. 이와 같은 가시광선의 투과 및 자외선의 차단 특성은 무기화합물의 입자 크기에 따라 크게 영향을 받으므로 무기화합물의 입도가 조절될 필요가 있다. 무기화합물은 예를 들어 자외선 최대 파장의 1/4에 해당하는 100 ㎚의 직경을 가지는 나노 입자로 만들어질 수 있고, 나노 무기화합물의 평균 직경은 100 ㎚ 이하가 되면서 30 내지 50 ㎚의 직경을 가지는 나노 무기화합물이 80 % 이상이 되도록 입도가 조절될 수 있다(P12). 다양한 밀링 장치 또는 균질기에 의하여 무기화합물이 나노 무기화합물로 만들어질 수 있고, 이와 같이 만들어진 나노 무기화합물에 대하여 선택적으로 표면 처리가 될 수 있다(P13). 표면 처리는 나노 무기화합물의 분산성을 향상시키면서 페놀 기와 결합이 용이하도록 하는 기능을 가진다. 표면 처리는 예를 들어 실란 커플링제에 의하여 표면 개질이 되는 방식으로 진행될 수 있다. 예를 들어 표면 처리를 위한 나노 무기화합물이 메틸에틸케톤 용매에 투입되어 15 내지 25 ℃의 온도에서 1 내지 10 시간 동안 교반이 될 수 있고, 교반 과정에서 5 내지 60분 동안 초음파 처리가 될 수 있다. 이와 같은 방식으로 표면 처리가 된 나노 무기화합물이 건조가 되어 나노 무기화합물 분말로 만들어질 수 있다.
페놀 기를 가지는 유기화합물이 준비될 수 있고(P14), 페놀 기를 갖는 유기화합물은 예를 들어 방향족 링(aromatic ring) 또는 유기 산(organic acid)과 같은 기능기를 갖는 방향족 산(aromatic acid)을 포함하고, 구체적으로 페놀 산(phenolic acid)과 방향족 아미노 산(aromatic amino acid)을 포함한다. 또한 페놀 산(phenolic acid)은 하이드록시남 산(hydroxycinnamic acid), 카페익 산(caffeic acid), 치코르 산(cichoric acid), 신남 산(cinnamic acid), 클로로겐 산(chlorogenic acid), 다이페룰릭 산(diferulic acid), 쿠마르 산(coumaric acid), 페룰 산(ferulic acid), 시나핀 산(sinapinic acid), 카프타릭 산(caftraric acid), 코우타릭 산(coutaric acid) 및 페르타릭 산(fertaric acid)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분 또는 이들의 유도체를 포함할 수 있다. 또한 이들의 유도체는 예를 들어 신남 산의 하이드록시 유도체를 포함할 수 있다. 그리고 이와 같은 유기화합물에 나노 무기화합물이 첨가되어 융합될 수 있다(P15). 융합되는 유기화합물과 무기화합물은 예를 들어 유기화합물 100 wt%에 대하여 무기화합물 1 내지 2,000 wt%가 투입될 수 있다. 유기화합물은 용액 형태로 준비될 수 있고, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 알코올 용매 또는 이와 유사한 용매에 정해진 양의 페놀 산이 함유하는 화합물이 투입되는 방법으로 용매가 만들어질 수 있다. 이와 같은 용액에 분산성을 향상시키기 위하여 예를 들어 메타크릴산메틸(MMA), 오가노몰리고 실록산, 오가노폴리실록산 또는 실리콘계 계면활성제가 첨가될 수 있다. 이후 이와 같은 형성된 분산 용매에 나노 무기화합물 분말이 정해진 양으로 첨가되어 용액 형태의 조성물이 만들어질 수 있다(P15). 이와 같이 만들어진 조성물은 예를 들어 로션, 에멀션, 크림, 스틱, 밤, 스프레이 또는 미스트 형태로 만들어지는 화장품의 소재로 사용될 수 있다. 산화아연 또는 이산화티탄의 자외선 차단 효과는 pH에 따라 다르고, 예를 들어 조성물에 적절한 pH 조절제가 첨가되어 pH가 4.0 내지 7.5가 되도록 조절될 수 있다(P16). pH 조절은 다양한 단계에서 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
아래에서 이와 같은 제조 과정에 따라 본 발명에 따른 조성물이 제조되는 실시 예에 대하여 설명된다.
실시 예
실시 예1
산화아연(ZnO)을 균질기에서 밀링을 하여 35 내지 40 ㎚의 평균 직경을 가지는 나노 입자 분말로 만들어 과일로부터 추출된 하이드록시신남 산과 함께 에틸렌글리콜에 첨가되어 융합이 되었다. 300 ㎖의 에틸렌글리콜에 3 wt%의 산화아연 및 1 wt%의 하이드록시신남 산이 투입되었고, 0.1 wt%의 오가노폴리실록산이 투입되어 20 ℃의 온도에서 150 rmp의 속도로 5 시간 동안 교반을 하고, pH가 6.5가 되도록 조절하면서 투명한 형태의 조성물을 제조하였다.
실시 예2
동일한 양의 이산화티탄이 사용된 것을 제외하고 실시 예1과 동일한 방법으로 조성물이 제조되었다.
실시 예3
동일한 양의 산화아연과 이산화티탄이 사용된 것을 제회하고 실시 예1과 동일한 방법으로 조성물이 제조되었다.
실시 예4
실란 커플링제에 의하여 표면 개질이 된 산화아연이 사용된 것을 제외하고 실시 예1과 동일한 방법으로 조성물이 제조되었다.
효능 시험
실시 예1 내지 4에 따라 제조된 조성물에 대한 효능 시험이 이루어졌다. 효능 시험은 가시광선 투과율, 자외선 흡광도 측정, 자외선 차단 효과, 제형 안정성 평가 및 백탁 현상 개선 효과에 대하여 이루어졌다.
실시 예1 내지 4에 따른 조성물의 550 ㎚ 파장 대역의 가시광선 투과율을 각각 아래와 같았다.
| 실시 예 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 투과율(550 ㎚) | 76.2 | 78.5 | 77.8 | 89.5 |
실시 예4에 따른 조성물이 가장 높은 가시광선 투과율을 나타냈고, 이는 실시 예4에 따른 조성물의 분산성이 우수한 것에 따른 것으로 보인다. 실시 예1 내지 3의 경우 가시광선의, 투과율이 모두 75 % 이상이 되는 것으로 나타났다.실시 예 1에 따른 조성물의 UV-A 및 UV-B 파장 대역의 자외선 흡수능이 UV-VIS 포토스펙트로포토미터(photospectrophometer)를 이용하여 측정되었고, 측정 결과가 도 2로 제시되었다. 도 2의 좌측은 공지의 유기 자외선 차단제의 자외선 흡광도를 측정한 결과를 도시한 것이고, 도 2의 우측의 실시 예1에 따른 조성물의 자외선 흡광도를 측정한 결과를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 UV-A 및 UV-B 전체 파장 영역에 대하여 흡광도가 우수하다는 것을 알 수 있다.
자외선 차단 효과의 시험을 위한 UV-B 감수성 효모 시험(UV-B sensitive yeast bio assay)이 진행되었고, 결과가 도 3으로 제시되었다. 시험은 in vitro bio-assay 방식으로 시행되었고, 시험을 위하여 배지에 효모 균액을 도말한 후 페트리디시의 뚜껑에 구역을 나누어 기본 선크림 베이스에 유무기 단순혼합물 0.2 wt% 첨가한 시료와 실시 예2에 따른 유무기 융합복합분체 0.2 wt%를 일정량 도포하였다. 기본 선크림 base는 자외선 차단제를 포함하지 않고, 공지된 자외선 차단제 독립적으로 동일 양으로 도포되었고 각각의 영역에 UV-B 자외선을 120 내지 300초 동안 간 조사시키고 35 ℃ 인큐베이터에서 이틀 동안 배양하여 균이 성장 수준이 확인되었다. 도 3에 도시된 것처럼 공지의 자외선 차단제 및 실시 예2에 따른 조성물의 도포 영역에서 균의 성장이 확인되었고 선크림 베이스의 도포 영역에서 균이 성장하지 못하는 것이 확인되었다. 또한 실시 예에 따른 도포 영역의 균의 성장 밀도가 높다는 것이 확인되었다.
자외선 차단을 위한 시험을 위한 SPF(Sun protection Factor)가 측정되었고, 측정을 위하여 샘플 홀더(Sample Holder)에 Transpore Tape 55.5 ㎠를 부착시킨 후 실시 예에 따른 조성물 2 mg/㎠를 취하여 Transpore Tape 위의 비접착면에 골고루 바르고. 도포가 된지 15분이 경과된 후 SPF-290 Analyzer를 이용하여 SPF 수치를 측정하였고 측정 결과가 표 2로 제시되었고, 비교 예는 공지의 자외선 차단제의 시험 결과를 나타낸 것이다.
| 실시 예 | 1 | 2 | 3 | 4 | 비교 예 |
| SPF | 45 | 43 | 46 | 48 | 21 |
조성물의 안정성이 시험되었고, 안정성 시험을 위하여 침전 여부 및 갈변 현상이 시험되었고, 시험 결과가 도 4로 제시되었다. 실시 예1에 따른 조성물 1 wt% 및 공지의 자외선 차단제 1 wt%가 알코올 용매에 첨가되어 25 ℃의 온도에서 48 시간 동안 방치되었고, 도 4의 좌측 및 우측은 각각 실시 1에 따른 조성물 및 공지의 자외선 차단제의 시험 결과를 나타낸 것이다. 도 4로부터 알 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 조성물의 경우 바닥 침전이 발생되지 않고, 갈변 현상이 나타나지 않는 것으로 확인되었다. 자외선 차단제는 피부의 안전을 목적으로 사용하는 기능성 화장료에 해당하지만 미용적인 측면도 고려될 필요가 있다. 공지의 무기계 자외선 차단제의 경우 피부에 바르는 경우 무기계 자외선 차단 소재 성분으로 인하여 도포 부위가 하얗게 되는 백탁 현상 및 끈적거림이 발생할 수 있다. 실시 예1에 따른 조성물 및 공지의 무기계 자외선 차단제가 피부에 도포되었고, 25℃의 온도의 야외 자외선에 노출된 시험 결과가 도 5로 제시되었다. 좌측 부위는 본 발명에 따른 조성물이 도포된 부위에 해당하고 우측 부위는 공지의 무기계 자외선 차단제가 도포된 부위에 해당한다. 도 5로부터 알 수 있는 것처럼 본 발명에 따른 조성물의 경우 백탁 현상 및 끈적거림이 현저하게 감소한다는 것을 알 수 있다.위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
P11: 무기화합물 준비
P12: 분쇄/입도 조절
P13: 표면 처리 P14: 유기화합물
P15: 융합 P16: pH 조절
P13: 표면 처리 P14: 유기화합물
P15: 융합 P16: pH 조절
Claims (2)
- 자외선 차단을 위한 조성물에 있어서,
산화아연 및 이산화티탄으로부터 선택된 적어도 하나의 무기산화물; 및
무기산화물에 융합된 페놀 기(phenolic group)를 가지는 유기화합물을 포함하고,
페놀 기는 페놀 산(phenolic acid) 및 아로마틱 아미노 산(aromatic amino acid)을 포함하고,
무기산화물은 실란 커플링제에 의하여 표면 개질이 된 후 유기 화합물에 의하여 코팅이 된 분말 형태가 되는 것을 특징으로 하는 유해 광 차단용 유무기 융합 형태의 하이브리드 복합 조성물. - 청구항 1의 조성물을 포함하는 로션, 에멀션, 크림, 스틱, 밤, 스프레이 또는 미스트 형태의 화장료.
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