KR101888388B1

KR101888388B1 - 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도

Info

Publication number: KR101888388B1
Application number: KR1020160005781A
Authority: KR
Inventors: 현광수; 정석균; 정현아; 채교성; 오성근; 장인석; 후이준
Original assignee: 주식회사 메가코스
Priority date: 2016-01-18
Filing date: 2016-01-18
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2036-01-18
Also published as: KR20170086720A

Abstract

본 발명은 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도에 관한 것으로, 상세하게는 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 유기-무기 복합체로 제조함으로써, 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하고, 상기 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 함으로써, 니아신아미드의 아민기가 분리되는 것을 방지하여 니아신아미드의 미백 효능을 유지시키고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여함으로써, 모공이 막히는 것을 방지하여 피부 트러블을 억제할 수 있도록 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 이산화티탄 분산액을 제조하고 상기 이산화티탄 분산액에 촉매제로 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하여 교반함으로써, 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로, 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 제공한다.
[ 화학식 1 ]

또한, 본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하는 단계(S10)와, 상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반하는 단계(S20)와, 상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 초음파 처리를 하고 가열 교반을 하는 단계(S30)와, 상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 교반하는 단계(S40) 및 세척, 여과 및 건조를 하는 단계(S50)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.

Description

자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도{TiO2 - Niacinamide complex with uv-blocking and whitening effect, a preparation method thereof and a use of the same}

본 발명은 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도에 관한 것으로, 상세하게는 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 유기-무기 복합체로 제조함으로써, 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 함으로써, 니아신아미드의 아민기가 분리되는 것을 방지하여 니아신아미드의 미백 효능을 유지시키고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여함으로써, 모공이 막히는 것을 방지하여 피부 트러블을 억제할 수 있도록 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도에 관한 것이다.

아울러, 본 발명은 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 이산화티탄 분산액을 제조하고 상기 이산화티탄 분산액에 촉매제로 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하여 교반함으로써, 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법에 관한 것이다.

최근 산업 발달로 인해 환경문제가 중요하게 대두되고 있으며, 이중 대기 오염 등에 의해 오존층의 파괴가 심각해져 인체가 자외선에 과다하게 노출될 위험성이 갈수록 커지고 있다.

태양광에 포함된 자외선은 장파장 자외선(320∼400nm, 이하 UVA라 칭함), 중파장 자외선(280∼320nm, 이하 UVB라 칭함), 단파장 자외선(200∼280nm, 이하 UVC라 칭함)으로 분류된다. 이중 파장이 상대적으로 짧은 UVB는 진피의 상부층까지 도달해 화상이나 홍반을 일으키며, 더 진행되면 멜라닌 색소 형성과 함께 색소 침착을 일으킨다. 손상된 피부 표피의 각질형성세포는 수복되어 각화이상을 일으키고, 각질층 중의 수분감소와 함께 피부가 거칠어지게 되며, 만성적인 UVB 노출은 피부주름 및 피부암을 유발한다. UVB는 UVA에 비해 태양광의 적은 부분을 차지하지만 UVA에 비해 1000배 이상의 일광화상을 일으키고, 유전독성이 강하다.

이러한 자외선에 피부가 과량 노출되는 경우, 활성산소의 생성이 촉진되어 체내 항산화물질이 고갈되고, 멜라닌 생성의 자동산화 반응이 가속화된다. 즉, 과량의 활성산소는 각질형성세포에 작용하여 사이토카인을 분비시키고 신호전달 경로에서 DNA 손상 및 활성화에 관련하여 멜라닌 세포에 직·간접적으로 영향을 미침으로써 멜라닌 세포의 증식과 멜라닌 합성을 증가시켜 피부의 기능저하를 일으키키도 하며, 특히 과도한 멜라닌 색소의 침착은 피부 흑화, 흑피증 등의 피부질환의 원인이 된다.

상기와 같이 자외선에 대한 문제를 해소하기 위해 사람들은 화장품 용도로 사용되는 자외선 차단제를 사용하고 있으며, 상기 자외선 차단제는 유기계 자외선 차단제와 무기계 자외선 차단제로 분류된다.

상기 유기계 자외선 차단제로는 분자 구조 내에 자외선을 흡수할 수 있는 콘쥬게이션 결합을 가지는 자외선 흡수제가 주종을 이루고 있으나, 피부 독성, 알레르기 및 변색 등의 단점이 있어, 최근에는 유기계 자외선 차단제 대신에 무기계 자외선 차단제를 사용하는 추세이다.

일 예로, 무기계 자외선 차단제가 함유된 화장품에 관한 종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1006343호가 개시되어 있는데, 이는 이산화티탄의 유분산액을 함유하는 자외선 차단용 화장료 조성물에 관한 것으로, 분산매로서 네오펜틸글라이콜디에칠헥사노에이트 또는 부틸렌글라이콜디카프릴레이트/디카프레이트의 에스터계오일과 사이클로펜타실록산 또는 사이클로펜타실록산/사이클로헥사실록산의 실리콘계 오일을 각각 10 내지 50 중량부, 분산제로서 폴리글리세릴-10폴리리시놀리에이트 또는 폴리글리세릴-6폴리리시놀리에이트를 0.1 내지 10 중량부 및 티타늄디옥사이드/알루미늄하이드록사이드/스테아릭애씨드를 20 내지 60중량부로 함유하는 것을 특징으로 하는 이산화티탄의 유분산액을 함유하는 자외선 차단용 화장료 조성물에 관한 것이다.

상기 종래 기술은 이산화티탄을 함유함으로써, 빛에 대한 높은 굴절률을 가져 자외선을 산란시켜 자외선 차단 능력이 우수한 효과가 있다.

하지만, 상기 이산화티탄은 고유의 나쁜 피부 촉감과 강한 상호 응집성에 의해 작은 입자들이 서로 응집함으로써 큰 입자가 생성되어, 피부 부착성 및 자외선 차단효과가 급격히 떨어지거나, 화장품 완제품에 배합하였을 때 제품 안정성을 유지하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 이산화티탄의 높은 굴절율로 인하여 푸른 빛을 같이 반사하여 부자연스럽게 표현되는 단점을 가지고 있으며, 도포 후 낮은 흡유 특성으로 인하여 피지에 의해 쉽게 번들거리는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 종래 기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0058218호가 개시되어 있는데, 이는 자외선 차단 및 미백 효과를 갖는 유기-무기 복합체에 관한 것으로, 중공형의 이산화티탄 미립구 및 상기 미립구 내 존재하는 유기계 미백제를 포함하는 유기-무기 복합체에 관한 것이다.

상기 종래 기술은 무기계 자외선 차단제인 중공형의 이산화티탄에 유기계 미백제를 함유함으로써 이산화티탄의 자외선 차단 효과와 유기계 미백제의 미백 효능을 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.

하지만, 상기 유기-무기 복합체의 외부는 이산화티탄이 노출되어 있어서 이산화티탄의 분산성을 향상시키지 못하며, 이산화티탄의 광촉매 작용으로 인한 활성산소 발생으로 피부 노화 방지를 할 수 없는 문제가 있다.

또한, 상기 종래 기술은 유기계 미백제가 중공형의 이산화티탄 안에 함침되어 있어서 함침된 유기계 미백제가 중공형의 이산화티탄으로부터 원활히 용출되지 않아 효과적인 피부 미백효과를 얻을 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 유기-무기 복합체로 제조함으로써, 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 함으로써, 니아신아미드의 아민기가 분리되는 것을 방지하여 니아신아미드의 미백 효능을 유지시키고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여함으로써, 모공이 막히는 것을 방지하여 피부 트러블을 억제할 수 있도록 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도를 제공하는 데 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하고 상기 이산화티탄 분산액에 촉매제로 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하여 교반함으로써, 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로, 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 제공한다.

[ 화학식 1 ]

또한, 본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하는 단계(S10)와, 상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반하는 단계(S20)와, 상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 초음파 처리를 하고 가열 교반을 하는 단계(S30)와, 상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 교반하는 단계(S40) 및 세척, 여과 및 건조를 하는 단계(S50)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명은 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도는 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 유기-무기 복합체로 제조함으로써, 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 및 이의 용도는 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 함으로써, 니아신아미드의 아민기가 분리되는 것을 방지하여 니아신아미드의 미백 효능을 유지시키고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여함으로써, 모공이 막히는 것을 방지하여 피부 트러블을 억제할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하고 상기 이산화티탄 분산액에 촉매제로 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하여 교반함으로써, 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 FTIR 스펙트럼.
도 2는 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 SEM 이미지.
도 3은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 TGA 스펙트럼.
도 4는 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 제조방법의 플로우 차트.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 제조할 수 있는 방법을 개발하였고, 이러한 방법을 이용하여 제조된 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체는 화장료 조성물로 활용하여, 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여하여 모공이 막히는 것을 방지하면서 피부 트러블을 억제할 수 있도록 함으로써 본 발명을 완성하였다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

[ 화학식 1 ]

상기 이산화티탄은 1 기압 하에서 루틸(rutile), 아나타제(anatase), 부루카이트(brookite) 등 3 종류의 결정 형태를 가지고 있으며, 또한, 상기 이산화티탄은 무기계 자외선 차단제의 가장 대표적인 원료이고, 우수한 백색도와 은폐력을 가지고 있어서 화장품 분야에 널리 사용되고 있다.

상기 니아신아미드(niacinamide)는 분자식 C₆H₆N₂O의 구조를 가지면서 비타민B군인 나이아신류의 일종으로, 니코틴아마이드라고도 알려진 수용성 비타민 B₃이다.

상기 니아신아미드는 세라마이드와 함께 라멜라 구조형성에 필요한 콜레스테롤과 지방산의 합성을 동시에 촉진하여 표피의 수분 상실을 감소시키고 지질량을 개선하는 효과가 있으며, 화장품 분야에서 미백 효과를 얻기 위하여 사용하고 있다.

또한, 상기 니아신아미드는 하이드로트로피 (hydrotropy)한 성질을 가지고 있어서, 난용성 물질의 용해를 돕기 위한 공동 가용화제 (cosolubilizingagent)로 사용할 수 있다.

상기 하이드로트로피(hydrotropy)는 제 3 물질을 비교적 많이 첨가함으로써 물에 대하여 불용성 또는 난용성인 물질의 물에 대한 용해도를 증가시키는 현상을 의미한다. 가용화제(solubilizing agent)는 서로 혼합하지 않는 두 종의 액체를 안정한 에멀전(유탁액)으로 만드는 제3의 물질을 의미하며, 유화제라고도 한다.

본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하고 상기 이산화티탄 분산액에 촉매제로 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하여 교반함으로써, 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 제공한다.

상기와 같은 방법으로 제조된 이산화티탄-니아신아미드 복합체는 이산화티탄의 분산성을 향상시키고, 이산화티탄의 석출을 방지하여 피부의 백탁 현상을 방지하며, 이산화티탄의 광촉매 작용을 줄이면서 활성산소 발생을 억제하여 피부 노화 방지를 할 수 있도록 하고, 니아신아미드의 친수성 성질이 피부에 보습을 부여하여 모공이 막히는 것을 방지하면서 피부 트러블을 억제하는 효과를 가진다.

또한, 상기와 같은 방법으로 제조된 이산화티탄-니아신아미드 복합체는 FTIR(퓨리에 변환 적외선 분광 분석), SEM(주사전자현미경), TGA(열분석기)의 분석을 통해 이산화티탄의 표면에 니아신아미드가 결합되어 있는 것을 확인하였다.

도 1은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 FTIR 스펙트럼이고, 도 2는 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 SEM 이미지이며, 도 3은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 TGA 스펙트럼이다.

본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법은 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체 제조방법의 플로우 차트이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시 내용은 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 본 발명의 밀싹 두부의 제조방법은 하기 단계를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명은 이산화티탄 분산액을 제조하는 단계(S10)와, 상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반하는 단계(S20)와, 상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 초음파 처리를 하고 가열 교반을 하는 단계(S30)와, 상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 교반하는 단계(S40) 및 세척, 여과 및 건조를 하는 단계(S50)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법을 각 단계별로 나누어서 설명하면 다음과 같다.

이산화티탄 분산액을 제조하는 단계(S10)를 수행한다.

상기 이산화티탄 분산액은 이산화티탄과 용매를 혼합하여 20 내지 30 ℃에서 10 내지 30 분 동안 교반을 한다. 상기 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 물과 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올 중 어느 하나와 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반하는 단계(S20)를 수행한다.

상기 수산화나트륨 용액은 에탄올에 수산화나트륨을 녹인 것으로 농도가 0.5 내지 2.0 M(몰농도)인 것이 바람직하다.

상기 수산화나트륨 용액은 촉매제로 사용하는 것으로 수산화나트륨 용액의 농도가 0.5 M 미만이면 반응 온도가 높아지지 않고, 반응 시간이 느려지는 문제가 있으며, 2.0 M 초과이면 이산화티탄의 안정성을 떨어뜨리며, 이산화티탄의 응집력이 빠르게 진행되어 분산성이 낮아져 니아신아미드와 결합이 되지 않는 문제가 있다.

상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 20 내지 30 ℃에서 10 내지 30 분 동안 교반을 한다.

상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 초음파 처리를 하고 가열 교반을 하는 단계(S30)를 수행한다.

상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 파장 20 내지 60 KHz 및 100 내지 700 Watt에서 20 내지 40 분 동안 초음파 처리를 진행하고, 60 내지 80 ℃로 가열하면서 20 내지 40 분 동안 교반을 한다.

상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 교반하는 단계(S40)를 수행한다.

상기 니아신아미드는 용액으로 제조하여 투입하되, 니아신아미드 용액은 에탄올에 니아신아미드를 녹인 것으로 농도가 5 내지 15 w/w%인 것이 바람직하다.

상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 농도가 5 내지 15 w/w%인 니아신아미드 용액을 투입하고, 60 내지 80 ℃로 가열하면서 2 내지 5 시간 동안 교반을 한다.

세척, 여과 및 건조를 하는 단계(S50)를 수행한다.

상기 단계(S40)에서 혼합된 용액을 원심분리기로 상층액과 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 분리한 후 상기 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 에탄올로 3회 세척을 한 후 감압 여과 장치로 여과하면서 이산화티탄-니아신아미드 복합체에 남아있는 수산화나트륨 용액를 제거한다. 그리고 나서, 수산화나트륨 용액이 제거된 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 오븐기에 넣고 70 내지 90 ℃에서 1 내지 2 시간 동안 건조를 한다.

본 발명에 따른 이산화티탄-니아신아미드 복합체는 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하는 것으로, 자외선 차단 및 미백 효과가 우수하여 각종 화장료 조성물에 사용이 가능하다.

즉, 상기 이산화티탄-니아신아미드 복합체는 화장료로 적용하기 위해, 유화형, 가용화형, 오일성, 분말 분산형, 또는 고체 분말성으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 화장료 조성물로는 화장수, 스킨, 로션, 크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩 등으로 적용이 가능하며, 보다 구체적으로, 유화형 자외선 차단용 크림, 유화형 파운데이션, 유화형 메이크업 베이스, 오일케익형 파운데이션, 투웨이케익, 파우더 팩트로 적용이 가능하다.

상기 화장료 조성물은 본 발명에 따른 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 0.1 내지 30 중량%로 함유한다. 상기 이산화티탄-니아신아미드 복합체에 니아신아미드는 하이드로트로피 성질을 가지고 있어서, 다른 화장료 조성물 중 난용성 물질을 용이하게 용해하여 자외선 차단 및 미백 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 각 제형의 조성들은 그 제형의 제제화에 필요하고 적절한 각종의 기제와 첨가물을 함유할 수 있으며, 그 효과를 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 비이온 계면활성제, 실리콘 폴리머, 체질안료, 향료, 방부제, 살균제, 산화 안정화제, 유기 용매, 이온성 또는 비이온성 증점제, 유연화제, 산화방지제, 자유 라디칼 파괴제, 불투명화제, 안정화제, 에몰리언트(emollient), 실리콘, α-히드록시산, 소포제, 보습제, 비타민, 곤충 기피제, 향료, 보존제, 계면활성제, 소염제, 물질 P 길항제, 충전제, 중합체, 추진제, 염기성화 또는 산성화제, 또는 착색제를 포함하여 제조된다.

이하, 본 발명의 제조예, 실시예, 비교예 및 시험예에 의해 상세히 설명한다.

하기 제조예, 실시예, 비교예 및 시험예는 본 발명을 예시하는 것일뿐, 본 발명이 하기 실시예, 비교예 및 시험예에 한정되는 것이 아니다.

< 제조예 > 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조예

(S10) : 이산화티탄 20 g과 에탄올 500 g을 혼합하여 25 ℃에서 25 분 동안 교반을 하여 이산화티탄 분산액을 제조하였다.

(S20) : 상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 25 ℃에서 25 분 동안 교반을 하되, 상기 수산화나트륨 용액은 에탄올에 수산화나트륨을 녹인 것으로 농도가 1.0 M이다.

(S30) : 상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 파장 50 KHz 및 300 Watt에서 30 분 동안 초음파 처리를 진행하고, 75 ℃로 가열하면서 30 분 동안 교반을 하였다.

(S40) : 상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 75 ℃로 가열하면서 3 시간 동안교반하되, 상기 니아신아미드는 에탄올에 녹인 것으로 농도가 10 w/w%이다. 인 것이 바람직하다.

(S50) : 상기 단계(S40)에서 혼합된 용액을 원심분리기로 상층액과 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 분리한 후 상기 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 에탄올로 3회 세척을 한 후 감압 여과 장치로 여과하면서 이산화티탄-니아신아미드 복합체에 남아있는 수산화나트륨 용액를 제거하였다.

그리고 나서, 수산화나트륨 용액이 제거된 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 오븐기에 넣고 85 ℃에서 1 시간 동안 건조를 하였다.

< 시험예 1 > 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 분석

본 발명의 제조예에서 제조된 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 FTIR(퓨리에 변환 적외선 분광 분석), SEM(주사전자현미경), TGA(열분석기)의 분석을 통해 이산화티탄의 표면에 니아신아미드가 결합되어 있는 것을 확인하였다.

1. FTIR 분석

도 1은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 FTIR 스펙트럼으로, 합성하기 전의 이산화티탄(검은색 라인)과 니아신아미드(파랑색 라인)의 FTIR 스펙트럼 첫 번째 3,100~3,600 cm^-1 구간은 O-H와, N-H의 피크에 해당되며, 이산화티탄보다 피크(peak)가 강하게 나타났음을 알 수 있으며, C-H 를 나타내는 2850~3000 cm^-1 구간과 C=O 를 나타내는 1650~1700 cm^-1 구간의 피크가 이산화티탄보다 강하게 나타남을 보임으로 인해, 이산화티탄과 니아신아미드가 아마이드 결합(amide bond)을 형성하였음을 확인할 수 있었다.

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2, SEM 이미지 분석

도 2는 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 SEM 이미지로, 주사전자현미경을 통해 이산화티탄의 표면에 니아신아미드가 결합되어 있는 것을 확인하였다.

3. TGA 분석

도 3은 본 발명에 따른 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 TGA 스펙트럼으로, 니아신아미드가 180 내지 260 ℃에서 휘발하여 TGA 잔기(residue)가 0이 되는 것을 알 수 있었다.(도 3의 우측 상단 이미지)

상기 TGA 스펙트럼은 180 내지 260 ℃에서 이산화티탄-니아신아미드 복합체(빨간색 라인)의 무게 감소량이 이산화티탄(검은색 라인)보다 증가한 것으로 보아 니아신아미드가 이산화티탄-니아신아미드 복합체에 포함된 것으로 확인하였으며, 또한, 500 ℃까지 무게 감소가 지속적인 것으로 보아 이산화티탄과 니아신아미드가 결합됨으로써, 니아신아미드가 한 번에 휘발하지 않고 천천히 휘발하는 것으로 알 수 있었다.

< 실시예 > 본 발명의 제조예에 의해 제조된 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유한 화장료 조성물의 실시예

본 발명의 실시예 1 내지 6은 하기 표 1의 조성에 따라 1 내지 6의 원료를 교반하면서 70 ℃로 가열 용해하였다. 여기에 에탄올을 첨가하여 온도를 50 ℃로 유지하면서, 제조예에 의해 제조된 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함량을 다르게 하여 첨가한 후 증류수를 넣어 총 중량 100%를 만들었다. 전체 용액의 온도를 50 ℃로 유지하면서 고압 유화기에서 1000 bar로 3회 통과시켜 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유한 화장료 조성물을 제조하였다.

단위 : 중량%

원료	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6
1.쇼듐 스테아로일 굴루타메이트	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0
2. 고급 지방 알코올	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
3. 디메티콘	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
4. 고급 지방산	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
5. 디프로필렌글리콜	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
6. 스쿠알란	8.0	8.0	8.0	8.0	8.0	8.0
7. 에탄올	10.0	10.0	10.0	10.0	10.0	10.0
8. 증류수	to 100	to 100	to 100	to 100	to 100	to 100
9. 이산화티탄-니아신아미드 복합체	0.05	0.1	10	20	30	40

< 시험예 2 > 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 함량에 따른 자외선 차단 효과 평가

본 발명은 실시예 1 내지 6의 화장료 조성물을 이용하여 자외선 차단 효과를 시험하였다. 측정 방법은 시료 2 mg/cm²를 트랜스포어 테이프(transpore tape, 3M)에 도포한 후 20 분간 건조시키고, SPF-290S 분석기를 이용하여 자외선 차단 효과를 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6
SPF	3	18	28	30	35	40
백탁현상	X	X	X	X	△	○

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 6의 화장료 조성물이 가장 높은 SPF 값을 가져, 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 함량이 40 중량%일 때 자외선 차단 효과가 가장 우수함을 확인하였다.

그러나, 실시예 6의 화장료 조성물을 피부에 도포하였을 때, 백탁 현상이 심하게 일어나는 문제가 발생하였고, 실시예 5의 화장료 조성물의 경우에는 피부 상태에 따라 백탁 현상이 일어나기도 했다.

따라서, 백탁 현상이 일어나지 않는 화장료 조성물은 실시예 중 실시예 3과 4가 가장 우수한 효능을 나타냄을 확인하였다.

< 시험예 3 > 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 함량에 따른 피부 개선 효과 평가

본 발명은 실시예 1 내지 6의 화장료 조성물을 이용하여 피부 개선 효과를 검정하기 위하여, 엘라스틴 분해 활성 저해 시험을 실시하였다.

엘라스틴은 피부 진피 내 매트릭스 층을 구성하는 성분으로 피부가 노화됨에 따라 엘라스틴이 분해되고 진피 내 매트릭스 층이 무너지며 주름이 생기게 된다.

이러한 원리를 이용하여 엘라스틴을 분해하는 효소인 엘라스테이즈의 활성을 측정하는 방법으로 엘라스테이즈 기질인 N-석시닐-(Ala)3 p-니트로아닐린(N-succinyl-(Ala)3 p-nitroaniline, Sigma)을 이용하여 p-니트로아닐린이 분해되면서

생기는 색의 변화를 405㎚의 파장에서 흡광도를 측정함으로써 엘라스테이즈 활성을 측정하는 방법을 이용하였다.

엘라스테이즈 활성도를 측정하기 위한 대조군은 시료 대신 3차 증류수를 넣어 같은 방법으로 측정하였으며, 효소액 대신 3차 증류수를 넣어 각각에 대한 색 보정값을 얻은 경우를 설정하였으며, 시료는 실시예 1 내지 6의 화장료 조성물과 엘라스테이즈 활성저해효과를 판단하기 위해 엘라스테이즈의 특이 저해제인 phenylmethylsulfonylfluoride (PMSF, Sigma)를 비교군으로 설정하였고, 하기 [수학식 1]을 이용하여 엘라스테이즈 저해율을 수치로 계산하였다.

IC₅₀은 엘라스테이즈 활성을 50% 저해하기 위해 소요되는 시료의 농도이며, 값이 작을수록 저해율이 높음을 나타낸다.

완충액은 pH 8.0, 0.267M Trizma-HCl(Sigma), 기질액은 8.8mM N-Succinyl-(Ala)3 p-nitroaniline, 효소액은 돼지췌장 엘라스테이즈를 10㎍/㎖(Sigma)의 농도로 사용하였다. 완충액 60㎕, 기질액 20㎕와 상기 실시예 1 내지 6의 화장료 조성물 각각을 농도별로 3차 증류수에 희석한 시료액 100㎕를 섞은 후, 효소액 20㎕를 넣어 25℃ 항온수조에서 15분간 반응시켜 p-니트로아닐린의 생성량을 microplate reader(UVT-06685, Thermo max, 미국)를 사용하여 파장 405㎚에서 측정하였다.

< 수학식 1 >

엘라스테이즈 활성저해율(%)= 100-((시료의흡광도)/대조군의 흡광도)x100)

	레티놀(Retinol)	PMSF	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6
엘라스테이즈 활성저해율 IC₅₀(ppm)	1.20	0.07	2.98	2.13	1.18	1.10	1.33	2.13

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 실시예 3과 4에서 제조된 화장료 조성물의 엘라스테이즈 활성저해율은 1.18과 1.20으로 엘라스테이즈 특이 저해제인 PMSF 0.07보다는 낮았지만, 현재 피부 개선 기능성 원료로 효과가 뛰어난 레티놀(Retinol)보다 피부 개선효과가 우수하였다.

따라서, 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 함량이 10 내지 20 중량%일 때 피부 개선효과가 우수함을 확인하였다.

본 발명에서 설명한 것은 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 의해 제조된 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 화합물로, 구형의 이산화티탄과 니아신아미드가 공유결합을 하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체.
[ 화학식 1 ]
이산화티탄 분산액을 제조하는 단계(S10);
상기 이산화티탄 분산액에 수산화나트륨 용액을 투입하여 교반하는 단계(S20);
상기 단계(S20)에서 교반을 한 후 초음파 처리를 하고 가열 교반을 하는 단계(S30);
상기 단계(S30)에서 가열 교반을 한 후 니아신아미드를 투입하고 교반하는 단계(S40) 및
세척, 여과 및 건조를 하는 단계(S50)로 이루어지고,
상기 이산화티탄 분산액은 이산화티탄과 에탄올을 혼합하고 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 하기 화학식 1로 표시되고 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법.
[ 화학식 1 ]
제 2 항에 있어서,
상기 이산화티탄 분산액은 이산화티탄과 에탄올을 혼합하여 20 내지 30 ℃에서 10 내지 30 분 동안 교반을 하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법.
삭제
제 2 항에 있어서,
상기 수산화나트륨 용액은 에탄올에 수산화나트륨을 녹인 것으로 농도가 0.5 내지 2.0 M(몰농도)인 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 초음파 처리는 파장 20 내지 60 KHz 및 100 내지 700 Watt에서 20 내지 40 분 동안 하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법.
제 2 항에 있어서,
상기 니아신아미드는 용액으로 제조하여 투입하되, 에탄올에 니아신아미드를 녹여 농도가 5 내지 15 w/w%인 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체의 제조방법.
청구항 제 1 항의 복합체를 포함하여 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유하는 화장료 조성물.
제 8 항에 있어서,
상기 조성물은 청구항 제 1 항의 복합체를 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유하는 화장료 조성물.
제 8 항에 있어서,
상기 화장료 조성물은 화장수, 스킨, 로션, 크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩, 유화형 자외선 차단용 크림, 유화형 파운데이션, 유화형 메이크업 베이스, 오일케익형 파운데이션, 투웨이케익, 또는 파우더 팩트의 제형으로 제형화하는 것을 특징으로 하는 자외선 차단 및 미백 효과를 가지는 이산화티탄-니아신아미드 복합체를 함유하는 화장료 조성물.