화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관)
권호 30권 1호, p.218
발표분야 기능성 고분자
제목 자외선 차단 Polysilsesquioxane 구의 제조 및 특성규명
초록 Polysilsesquioxane (PSQ)은 (SiRO1.5)n 으로 표시할 수 있는 무기-유기 혼성물질이다. PSQ는 내열성이 높고 다양한 성질을 부여할 수 있는 가능성이 커 그 활용도가 높아지고 있다.
본 연구는 PSQ를 기본 골격으로 하는 자외선 차단효과를 가지는 입자를 제조하는 것이다. 자외선에 의한 피부손상을 막기 위하여 자외선 흡수제 또는 차폐제를 함유한 자외선 차단용 화장품이 널리 사용되고 있다. 그러나, 자외선 흡수제 또는 차폐제를 분자형태로 화장품에 첨가하여 사용할 경우 피부에 흡수되어 부작용을 나타낼 우려가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 자외선 차폐제를 입자로 만들어 화장품에 첨가함으로써 피부 안전성을 높이려는 시도가 있었다. 즉, 실리콘수지입자에 산화티탄이나 산화아연 같은 물리적 자외선 차폐성 물질을 부착 또는 결합시켜 자외선 차단용 화장품 첨가제로 사용하였으나, 이 방법으로 얻어진 화장품은 윤활성이나 신장성이 낮아 화장품의 본래 기능을 저하시킬 뿐 아니라, 높은 함량을 사용해야 하고,그결과로 백화현상을 일으킨다는 문제점을 가지고 있다.
폴리메틸실세스퀴옥산은 치밀한 3차원 망상 구조의 분자 골격을 가지고 있고, 유동성이 우수하며, 광택을 갖는 불용성 수지로, 그 윤활성 및 신장성 때문에 메이크업 화장품 원료로 사용되고 있으며 이들을 개질하여 자외선 차단제로 사용하려는 시도가 있어 왔으나 성공적이지 못하였다.
본 연구에서는 자외선을 흡수하는 p-methoxycinnamic acid (MCA)를 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMOS)과 결합시켜 합성한 전구체를 아민류를 촉매로 사용하고 methyltrimethoxysilane (MTMOS)과 공중합을 일으켜 여러가지 크기의 구를 제조하였다. 그 결과, 모든 조성에서 외관상 우수한 구를 얻을 수 있었으며 구의 크기는 촉매의 양, 물 매질의 양 및 계면활성제를 사용하여 조절 할 수 있었다. 촉매의 양이 증가 할수록 일반적으로 구의 크기가 작아졌으며, 얻어진 구는 100nm~2μm의 크기를 가지고 있었다.
제조된 구는 290~310nm에서 흡광성을 나타내었으며 이러한 자외선 흡수 범위는 기능성 자외선차단 화장품에 사용하기에 적합한 것이다. 입자 지름이 1.5μm정도인 입자의 자외선차단지수 (Sun protection factor, SPF)는 일반 titanium dioxide (titania)와 유사하였으며, 동일한 계열의 유기 자외선 차단제인 ethylhexyl methoxycinnamate의 1/2 수준이었다. 이는 입자의 표면적과 분자의 표면적을 고려할 때 매우 우수한 값으로 볼 수 있다. 또한 본 연구에서 제조된 입자는 titania에 비하여 월등한 상용성을 보여 백화현상이 나타나지 않는 장점을 가지고 있었다.
저자 임미선1, 윤경섭2, 정택규2, 김영백1
소속 1배재대, 2사임당화장품
키워드 자외선차단; Polysilsesquioxane;
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