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모든 자외선을 차폐하는 하이브리드 재료 개발
일본 스미토모 오사카 시멘트 주식회사는 독자적인 나노테크놀로지와 하이브리드 기술에 의해 광파장 400nm까지의 모든 자외선을 차폐하는 화장품용 재료를 세계 최초로 개발했다. 이 개발은 국내외 대기업 화장품 메이커의 강력한 요구에 의해 진행된 것이다. 이 재료는 제5회 화장품 산업기술전(5월 25일~27일, 파시피코 요코하마)에 출전할 예정이다.
일반적으로 자외선 차폐 재료는 크게 무기계 자외선 산란제, 유기계 자외선 흡수제로 나누어져 있으며, 차폐할 수 있는 자외선의 파장도 다양하다. 지상에 닿는 자외선은 그 파장에 의해 UVA파(315－400 nm), UVB파(280－315 nm)로 나누어지는데, 대부분의 재료는 맑은날이나 옥외에서 썬탠의 원인이 되는 UVB파의 차폐에 머무르고 있으며, 일부 UVA파를 차폐할 수 있는 재료도 있지만 375nm까지의 범위에 머물고 있다.
UVB파는 피부가 자외선에 노출되면 단시간에 붉게 붓고(선번), 멜라닌 색소가 증가해 피부가 검어지는(선탠) 등의 현상을 일으킨다. 한편 UVA파는 이러한 급격한 작용은 없지만, UVB파와 같이 멜라노사이트를 활성화해 멜라닌 색소를 증가시켜 주로 얼룩의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 이 UVA파는 그 파장의 길이에 의해 UVA1(340nm－400nm)과 UVA2(315nm-340nm)에 다시 나누어 진다. 빛은 그 파장이 긴 만큼 구름이나 유리 등의 장애물이 있어도 피부의 안쪽까지 도달한다.
따라서, 피부의 표피 상부만 도달하는 UVB파에 비해 UVA2파는 표피에서부터 진피 상부까지, UVA1파는 진피 저부까지 도달하게 된다. UVA2파는 멜라노사이트를 자극해 얼룩의 원인이 되는 멜라닌이 축적되는데, UVA1파는 진피에 존재하는 섬유아세포를 자극한다. 섬유아세포는 피부의 활력을 유지하는 콜라겐 섬유(콜라겐I이 약 85%, 콜라겐III가 약 10%로 구성되며, 이 비율이 무너지면 피부가 느슨해져 주름이 발생)나 엘라스틴 등을 생성함과 동시에, 손상된 이러한 물질을 없애기 위해의 분해 효소를 정제 하는 기능을 가지고 있다. UVA1은 이 섬유아세포를 자극함으로써 콜라겐I의 생성을 억제해 버리는 것은 물론, 콜라겐I를 분해하는 MMP-1의 합성을 증가시켜 콜라겐 섬유중 콜라겐I과 콜라겐III의 밸런스를 무너뜨림으로써 피부의 활력을 읽게 해 주름을 만들어 낸다.
또, UVA파는 앞서 언급한 대로 다소의 장애물이 있어도 안쪽까지 닿는 성질이 있기 때문에 UVB파의 걱정이 필요없는 흐린 날에도 피부에 영향을 미치며, 또 유리창도 통과하기 때문에 결과적으로 UVB파보다 20배 이상의 양이 피부에 전달된다. 이러한 자외선 UVA파에 의한 피부의 광노화가 최근 일본을 시작으로 구미 각국에서도 주목받아 안티에이징의 관점에서 보다 장파장(UVA1파)까지의 자외선을 차폐하는 재료가 요구되고 있었지만, UVB파, UVA2파, UVA1파까지 모든 자외선을 차폐하는 안전한 재료는 없었다.
스미토모 오사카 시멘트에서는 1985년, 나노 입자 제조 기술과 그 분산기술을 구사해 산화 아연(ZnO)을 원료로 하는 자외선 차폐재를 개발했다. 이후, 국내외의 화장품 메이커용으로 주로 자외선 차단제 화장품용 재료로서 공급, 자외선 차폐재에 있어서는 톱 메이커로서 사업을 전개해 왔으며, 재료 개발을 진행해 왔다.
이번에 새롭게 개발한 재료는 무기계 재료와 유기계 재료의 하이브리드 구조로 이루어져 있다. 유기 재료와 무기 재료 각각의 장점을 살리는 한편, 그 상승효과에 의해 기존에는 없었던 하나의 재료로 UVB파에서부터 UVA1파까지의 모든 자외선을 차폐하는 것이 가능해졌다. 이 발군의 자외선 차폐 효과에 가세해 높은 가시광선 투과성을 가지고 있어 화장품 재료로서의 투명도도 높고, 뛰어난 사용감을 실현할 수 있었다. 게다가 하이브리드 구조로 무기 재료의 결점인 이온용출을 검출 한계 이하까지 억제하는 것과 동시에 유기 재료가 가지는 결점도 커버하는 것이 가능해졌다.
이 재료에 의해 화장품 등에 표시되고 있는 PA＋＋＋ 이상을 실현하는 보다 고성능인 자외선 차단제 화장품 뿐만 아니라, 안티에이징 효과를 생각한 화장품에 활용이 가능할 것으로 보인다. 또, 이 재료는 화장품에 즉시 사용할 수 있도록 모든 재료를 의약 부외품 원료 규격에 적합한 원료를 사용하고 있다.
스미토모 오사카 시멘트에서는 산화 아연 입자와 함께 미백 화장품 재료인 성형 산화 티탄 나노 입자 및 비나노 입자 산화 아연도 개발, 이미 국내외의 대기업 화장품 메이커로 채용이 진행되고 있다. 앞으로도 독자적인 자외선 차폐 재료 개발 기술을 기반으로 화장품 재료 사업 분야의 확충을 도모해 나갈 예정이다.
출처: http://www.ndsl.kr/
관련링크: http://www.soc.co.jp/news/pdf/110519news.pdf
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