阅读说明：本技术 防晒复合颗粒及其制造方法、防晒配方 (Sunscreen composite particle, manufacturing method thereof and sunscreen formula ) 是由 黄佩珍 于 2019-02-13 设计创作，主要内容包括：一种防晒复合颗粒及其制造方法、防晒配方,所述防晒复合颗粒包含纤维素基质以及多个紫外光吸收体；紫外光吸收体随机散布于纤维素基质内部以及纤维素基质的外表面,且紫外光吸收体附着于纤维素基质上。本发明防晒复合颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度,远低于目前市面上防晒产品中使用的氧化锌纳米颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度,使得皮肤因自由基而受到的伤害较低；此外,纤维素基质的主要成分来自于可能对人体产生的风险极低的天然素材,且易于分解而不会累积于环境中。(A sunscreen composite particle, a manufacturing method thereof and a sunscreen formula, wherein the sunscreen composite particle comprises a cellulose matrix and a plurality of ultraviolet light absorbers; the ultraviolet light absorber is randomly scattered inside and on the outer surface of the cellulose substrate, and the ultraviolet light absorber is attached to the cellulose substrate. The concentration of free radicals released by the sunscreen composite particles after being irradiated by ultraviolet light is far lower than that of free radicals released by zinc oxide nano particles used in sunscreen products on the market at present after being irradiated by ultraviolet light, so that the skin is less damaged by the free radicals; in addition, the main component of the cellulose matrix comes from natural materials that may pose very low risk to the human body, and is easily decomposed without accumulating in the environment.)

防晒复合颗粒及其制造方法、防晒配方

技术领域

本发明涉及一种复合颗粒，特别是一种可吸收紫外光的复合颗粒，包含前述复合颗粒的防晒配方，与前述复合颗粒的制造方法。

背景技术

当人们从事户外活动时，若皮肤未受到衣物遮盖而直接暴露在强烈的阳光下，皮肤往往会因黑色素沉淀而转黑甚至红肿受伤。阳光中造成皮肤的黑色素沉淀以及红肿受伤的主要元凶为紫外光。紫外光中，波长为315纳米至380纳米的紫外光A(UVA)及波长为280纳米至315纳米的紫外光B(UVB)在大气环境下对皮肤的影响最为严重。因此，人们为了保护皮肤以及保持肤色白皙，在皮肤上涂抹具有吸收紫外光能力的防晒品以降低紫外光对皮肤的影响。

然而，随着健康意识的增强，人们开始担心利用化学原料所合成与调配出的传统防晒成分是否会对人体产生伤害，以及是否对环境友善。有鉴于此，如何自天然的素材中寻找对人体无害且可用于制造防晒品的成分，以及如何采用绿色化学合成的方式制造防晒品成为了研究人员的重要研究方向。

发明内容

本发明在于提供一种防晒复合颗粒，包含前述防晒复合颗粒的防晒配方，与前述防晒复合颗粒的制造方法。由天然素材所制备的复合颗粒可吸收紫外光A(UVA)与紫外光B(UVB)，且具有良好的保湿性以及较少的自由基产生量。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明所公开的防晒复合颗粒包含一纤维素基质以及多个紫外光吸收体。紫外光吸收体随机散布于纤维素基质内部以及纤维素基质的外表面，且紫外光吸收体附着于纤维素基质上。

本发明所公开的防晒配方包含一载剂以及前述的防晒复合颗粒。

本发明所公开的防晒复合颗粒的制造方法，包含：提供一真菌粉末，其中真菌粉末来自于一全株真菌；混合真菌粉末与一有机金属溶液，以形成一混合液；对混合液进行一复合加工，以形成一复合颗粒混合物，其中于复合加工中，有机金属溶液中的多个金属离子与真菌粉末的部分官能基反应而形成多个紫外光吸收体附着于真菌粉末；以及对复合颗粒混合物进行纯化。

换句话说，本发明提供一种防晒复合颗粒，包含：一纤维素基质；以及多个紫外光吸收体，随机散布于该纤维素基质内部以及该纤维素基质的一外表面，且多个所述紫外光吸收体附着于该纤维素基质上。

该纤维素基质是经由粉碎一全株真菌取得。

该全株真菌为银耳、木耳或雪耳。

多个所述紫外光吸收体是由多个金属离子与该纤维素基质的部分官能基反应所形成。

多个所述金属离子为钛离子、锌离子、铜离子、钾离子、钠离子、钙离子或镁离子。

当多个所述紫外光吸收体吸收紫外光时，该纤维素基质与多个所述紫外光吸收体之间的交互作用降低该防晒复合颗粒的自由基生成量。

多个所述紫外光吸收体吸收紫外光A与紫外光B。

本发明还提供一种防晒配方，包含一载剂以及如上所述的防晒复合颗粒。

该载剂包含三乙醇胺、硅氧烷、棕梠酸以及硬脂酸甘油酯。

本发明还提供一种防晒复合颗粒的制造方法，包含：提供一真菌粉末，其中该真菌粉末来自于一全株真菌；混合该真菌粉末与一有机金属溶液，以形成一混合液；对该混合液进行一复合加工，以形成一复合颗粒混合物，其中于该复合加工中，该有机金属溶液中的多个金属离子与该真菌粉末的部分官能基反应而形成多个紫外光吸收体附着于该真菌粉末；以及对该复合颗粒混合物进行纯化。

该复合加工包含维持该混合液的酸碱值为7.0至9.0。

经由粉碎干燥的该全株真菌而得到该真菌粉末。

经由将该全株真菌置入水溶液中并且搅拌而得到该真菌粉末。

该防晒复合颗粒的制造方法在室温下进行。

该有机金属溶液中的一有机金属化合物与该真菌粉末的重量比为1.6：1至2.5：1。

该全株真菌为银耳、木耳或雪耳。

对该复合颗粒混合物进行纯化的步骤包含：以去离子水清洗该复合颗粒混合物以得到未干燥态的多个防晒复合颗粒；以及干燥未干燥态的多个所述防晒复合颗粒。

根据本发明所公开的防晒复合颗粒，包含了纤维素基质以及多个紫外光吸收体，并且紫外光吸收体随机散布于纤维素基质内部以及外表面。紫外光吸收体与纤维素基质间存在化学键结，使得紫外光吸收体吸收紫外光的能量后可透过化学键结将自由基传递至作为缓冲体的纤维素基质中。此外，纤维素的微结构有助于增加自由基的传递路径，而有助于降低自由基接触到皮肤的机会。因此，防晒复合颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度，远低于目前市面上防晒产品中使用的氧化锌纳米颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度，使得皮肤因自由基而受到的伤害较低。

此外，纤维素基质的主要成分来自于可能对人体产生的风险极低的天然素材，且易于分解而不会累积于环境中。故，本发明所公开的防晒复合颗粒可能对人体产生的风险极低，且对环境友善。

再者，纤维素基质包含多醣体，其具有良好的保湿性，而能降低敏感肌肤的用户对防晒产品的排斥。

根据本发明所公开的防晒复合颗粒的制造方法，使用来自于全株真菌的真菌粉末制备防晒复合颗粒，而能提供具有高保湿性的纤维素基质。

以上之关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用来示范与解释本发明的精神与原理，并且为本发明的保护范围提供更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明一实施例防晒复合颗粒的示意图；

图2为本发明一实施例防晒复合颗粒的电子显微镜照片；

图3为本发明一实施例防晒复合颗粒的制造方法流程图；

图4为本发明一实施例复合颗粒混合物的电子显微镜照片；

图5为本发明实施例一、比较例一至比较例三的光吸收图谱；

图6为紫外光A照射实施例一以及比较例一至比较例三的DPPH清除率对时间变化图；

图7为实施例一、比较例二以及比较例三的保湿性图表。

【附图标记说明】

1 防晒复合颗粒

2 醋酸钠晶体

11 纤维素基质

12A、12B 紫外光吸收体

S100～S400 步骤

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并加以实施，且根据本说明书所公开的内容、保护范围及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例为进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的保护范围。

请一并参照图1与图2。图1为本发明一实施例防晒复合颗粒的电子显微镜照片；图2为图1防晒复合颗粒的电子显微镜照片的局部放大示意图。在本实施例中，防晒复合颗粒1包含一纤维素基质11及多个紫外光吸收体12A、12B，且紫外光吸收体12A、12B附着于纤维素基质11上。本发明的其他实施例也具有相似的结构。

根据本发明的一实施例，紫外光吸收体随机散布于纤维素基质内部以及纤维素基质的一外表面。如图1、2所示，紫外光吸收体附着于纤维素基质11上。其中，一部分紫外光吸收体12A散布于纤维素基质11内部，并且另一部分紫外光吸收体12B散布于纤维素基质11的外表面111。纤维素基质11的外表面111是指裸露于外的最外面部分的表面。另外，前述紫外光吸收体12A散布于纤维素基质11内部，是指紫外光吸收体12A包埋于纤维素基质11中。前述紫外光吸收体12B散布于纤维素基质11的外表面111，是指紫外光吸收体12B附着于外表面111，或是紫外光吸收体12B的一部分嵌入纤维素基质11并且另一部分裸露于外表面111。

根据本发明的一实施例，纤维素基质11是由一全株真菌经过干燥与粉碎后所得到的真菌粉末。全株真菌例如为银耳、木耳或雪耳。具体来说，可以将干燥状态的全株真菌磨碎而得到真菌粉末，或是将全株真菌置入水中并持续搅拌以粉碎全株真菌而得到全株真菌的子实体粉末。藉此，纤维素基质11由真菌粉末组成。纤维素基质11具有紫外光B吸收能力，但纤维素基质11的紫外光A吸收能力较差。

防晒复合颗粒1的平均粒径为1.0微米(μm)至100.0微米，在一部分实施例中，防晒复合颗粒的平均粒径为1.0微米至50.0微米，在另一部分实施例中，防晒复合颗粒的平均粒径为30.0微米至50.0微米。

根据本发明的一实施例，紫外光吸收体12A、12B为金属离子与纤维素基质11的部分官能基反应所形成。详细来说，纤维素基质11的外表面111与孔隙的内壁面上皆具有大量的羟基(OH基)及胺基(NH基)。在偏碱性环境下，金属离子与纤维素基质11的羟基及胺基之间容易发生反应而盐化，进而得到附着于纤维素基质11的金属氧化物，此透过化学反应而形成并以化学键结形式附着于纤维素基质11的金属氧化物即为紫外光吸收体12A、12B。金属离子的种类例如可以包含钛离子、锌离子、铜离子、钾离子、钠离子、钙离子或镁离子，而钛、锌、铜、钾、钠、钙及镁的氧化物具有优异的紫外光A与紫外光B吸收能力。

以下说明本发明的防晒复合颗粒的制造方法，请参照图3，为本发明一实施例防晒复合颗粒的制造方法流程图。防晒复合颗粒的制造方法可在室温下进行。

首先执行步骤S100，为提供来自于全株真菌的真菌粉末作为纤维素基质。在一实施例中，将全株真菌先行冷冻干燥并磨碎成粉末状后，再将真菌粉末置入水溶液中。将包含真菌粉末的水溶液过滤除去体积较大的杂质或碎屑后，进行冷冻干燥后得到由真菌粉末组成的纤维素基质。在另一实施例中，将全株真菌置入水溶液中(例如Milli-Q水、醇类或超临界二氧化碳流体)，并且搅拌水溶液以粉碎全株真菌。将包含粉碎的真菌的水溶液过滤除去体积较大的杂质或碎屑后，进行冷冻干燥后得到由真菌粉末组成的纤维素基质。

接着执行步骤S200，为混合真菌粉末与一有机金属溶液，以形成一混合液。在一实施例中，将由真菌粉末组成的纤维素基质加入有机金属溶液中并进行搅拌以得到均匀混合液，并且在混合液中，有机金属溶液的有机金属化合物与真菌粉末的重量比为1.6：1至2.5：1。有机金属溶液例如为醋酸锌(Zinc acetate)溶液。

接着执行步骤S300，为对混合液进行复合加工以形成复合颗粒混合物。在一实施例中，由于纤维素基质的表面具有大量的羟基(OH基)及胺基(NH基)，因此透过调整混合液的酸碱值(pH值)或温度，使得混合液中的金属离子与纤维素基质的羟基及胺基之间发生反应而盐化，进而得到附着于纤维素基质的金属氧化物。此化学反应包括脱水反应。此透过化学反应而形成并附着于纤维素基质的金属氧化物即为紫外光吸收体。金属离子的种类例如可以包含钛离子、锌离子、铜离子、钾离子、钠离子、钙离子或镁离子，而钛、锌、铜、钾、钠、钙及镁的氧化物可吸收紫外光A与紫外光B。在一实施例中，当有机金属溶液为醋酸锌溶液时，可得到附着于纤维素基质的氧化锌纳米颗粒，并且复合加工所形成的复合颗粒混合物如图4所示。图4为本发明一实施例复合颗粒混合物的电子显微镜照片。干燥态的复合颗粒混合物包含聚集成团的防晒复合颗粒1以及醋酸钠晶体2，其中防晒复合颗粒1的细部结构可参考图2的电子显微镜照片。

在本发明部分实施例中，防晒复合颗粒的纤维素基质具有高保湿性的特色。更进一步来说，相较于以火龙果与绿藻等植物制备而成的纤维素基质，用全株真菌的子实体制备而成的纤维素基质具有较高的保湿性。因此，当制造防晒复合颗粒时，润湿的纤维素基质膨胀并且吸收有机金属溶液，使得有机金属溶液较容易渗入纤维素基质内部，而能形成位于纤维素基质内部的紫外光吸收体，或是形成部分嵌入纤维素基质并且另一部分裸露于纤维素基质的外表面的紫外光吸收体。

当混合液的酸碱值为碱性时，混合液中的氢氧根离子可协助提升金属离子与纤维素基质的羟基及胺基之间的反应性，藉此加快反应的速度以及提高防晒复合颗粒的生成量。透过调整混合液的酸碱值进行复合加工时，调整后的混合液酸碱值为pH大于7至pH等于9。

在本发明部分实施例中，混合液呈中性或碱性，且混合液温度为室温或低于室温即可产生大量紫外光吸收体附着于纤维素基质。举例来说，混合液的酸碱值(pH值)为7至8.5，混合液的温度为摄氏25度至40度。此外，使用碱性的混合液相较于使用中性的混合液，产生紫外光吸收体于纤维素基质表面的效率较佳。

于本发明部分实施例中，混合纤维素基质与有机金属溶液以形成混合液的步骤，以及对混合液进行复合加工以形成复合颗粒混合物的步骤，两者系合并进行的。详细来说，当使用碱性有机金属溶液与纤维素基质进行混合时，金属离子与纤维素基质的的羟基及胺基之间即开始反应而生成紫外光吸收体并附着于纤维素基质。

接着执行步骤S400，为对复合颗粒混合物进行纯化以得到防晒复合颗粒。在一实施例中，以去离子水清洗复合颗粒混合物以得到未干燥态的防晒复合颗粒，以及对未干燥态的防晒复合颗粒进行干燥以得到干燥态的防晒复合颗粒。以去离子水清洗复合颗粒混合物的方式例如为将复合颗粒混合物置入过滤袋中，并使去离子水流过过滤袋时带走小粒径且未附着于纤维素基质的金属氧化物、其他杂质或残留的有机金属(例如醋酸锌)，留下粒径较大的防晒复合颗粒于过滤袋中。接着，自过滤袋中移出未干燥态的防晒复合颗粒后，以低温烘干、真空干燥、冷冻干燥或其他不会破坏防晒复合颗粒结构的干燥方式移除未干燥态的防晒复合颗粒中的去离子水，藉此取得干燥态的防晒复合颗粒。

于本发明部分实施例中，纯化复合颗粒混合物的步骤包含以去离子水清洗复合颗粒混合物以得到未干燥态的防晒复合颗粒，以及干燥未干燥态的防晒复合颗粒以得到干燥态的防晒复合颗粒。藉此，制得的防晒复合颗粒不易变质而具有较长的保存时间，以及移除溶剂后防晒复合颗粒重量下降而易于搬运。于本发明另一部分实施例中，纯化复合颗粒混合物的步骤不包含干燥未干燥态的防晒复合颗粒以得到干燥态的防晒复合颗粒的步骤。

此外，于本发明部分实施例，可额外加入色素于有机金属溶液中以得到彩色混合液。如此一来，后续所制得的防晒复合颗粒为彩色防晒复合颗粒。使用的色素例如为人工色素、自矿石取得的矿物色素或自植物萃取物取得的植物色素。

以下借助本发明多个实施例说明本发明所公开的防晒复合颗粒以及其制造方法，并且进行实验测试以说明本发明所公开的防晒复合颗粒的性质与比较例的差异。

实施例一

将冷冻干燥的全株银耳磨碎并置入Milli-Q水中。接着，混合银耳粉末水溶液与体积摩尔浓度为1M的醋酸锌溶液以形成混合液。在混合液中，醋酸锌与银耳粉末的重量比为1.6：1。接着，对混合液进行复合加工以形成复合颗粒混合物。进行复合加工时，混合液的酸碱值为9，温度为摄氏25度。最后，对复合颗粒混合物进行纯化以得到防晒复合颗粒。防晒复合颗粒包含作为纤维素基质的银耳粉末以及作为紫外光吸收体的氧化锌纳米颗粒。防晒复合颗粒的平均粒径为30.0微米，并且氧化锌纳米颗粒的平均粒径为40.0纳米。

比较例一

平均粒径为40.0纳米的氧化锌纳米颗粒。

比较例二

巴斯夫(BASF)公司提供的HP 1防晒产品。

比较例三

安塔利亚(Antaria)公司提供的XP防晒产品。

防晒复合颗粒的吸光性质

接下来说明本发明实施例一防晒复合颗粒的吸光性质，请参照图5，为本发明实施例一、比较例一至比较例三的光吸收图谱。本发明实施例一的防晒复合颗粒对紫外光A(波长范围为315纳米至380纳米)与紫外光B(波长范围为280纳米至315纳米)的光吸收度接近于比较例一的氧化锌纳米颗粒以及比较例二和三的市售防晒产品的光吸收度。因此，本发明所公开的防晒复合颗粒对紫外光的吸收度满足防晒产品的光吸收度需求。

此外，防晒复合颗粒在波长380纳米至750纳米的可见光范围具有骤降至极低的光吸收度。由此可知，实施例一的防晒复合颗粒具有良好的对可见光透明度。防晒复合颗粒对可见光的低吸收度使得防晒复合颗粒在太阳光或日光灯的照射下几乎呈透明状，使得防晒复合颗粒除了应用在防晒产品之外，也可添加在彩妆品中而不影响彩妆品的色彩表现。

接下来说明本发明实施例防晒复合颗粒中，纤维素基质与紫外光吸收体间的结合关系。在本发明的实施例中，紫外光吸收体为金属离子透过化学反应而形成并附着于纤维素基质的金属氧化物，因此紫外光吸收体与纤维素基质之间依靠化学键结而结合。

市面上防晒产品中使用的氧化锌纳米颗粒以及氧化钛颗粒在受到紫外光照射后，会产生大量的自由基，而大量的自由基与皮肤直接接触将加快皮肤细胞老化的速度。然而，由于本发明的实施例的防晒复合颗粒中，紫外光吸收体与纤维素基质间存在化学键结，使得紫外光吸收体吸收紫外光的能量后可透过化学键结将能量或电荷传递至作为缓冲体的纤维素基质中。此外，纤维素的微结构有助于增加自由基的传递路径，进而能降低自由基接触到皮肤的机会。因此，本发明的实施例的防晒复合颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度，远低于目前市面上防晒产品中使用的氧化锌纳米颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度。

本发明实施例一的防晒复合颗粒、比较例一的氧化锌纳米颗粒以及比较例二与比较例三的防晒产品受到紫外光照射后所释放的自由基浓度差异可见于图6。图6为紫外光A照射实施例一以及比较例一至比较例三的DPPH清除率对时间变化图。

DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)为具有稳定自由基的紫色物质。在DPPH溶液中，DPPH可以与自由基反应产生一无色的反应物。因此，在实验上可以透过将待测物加入DPPH溶液中，并观察添加待测物的DPPH溶液吸光值的变化来判断待测物在溶液中是否有产生自由基。待测物在DPPH溶液中产生的自由基越多，自由基与DPPH反应产生的无色反应物越多，则待测物的DPPH清除率越高。

于图6中，以纯DPPH溶液作为作为对照组。随着紫外光A照射时间逐渐增加，实施例一的DPPH清除率无明显变化，然而比较例一至比较例三品的DPPH清除率却急速增加。因此，由图6的结果可知，当受到紫外光A照射时，实施例一的防晒复合颗粒仅放出微量的自由基。比较例一的氧化锌纳米颗粒没有与纤维素基质结合，因此放出大量的自由基。比较例二与比较例三的防晒产品中，由于基质缺乏纤维素，因此也会放出大量的自由基。据此可知，本发明的防晒复合颗粒在吸收紫外光时，具有低于市售防晒产品的自由基生成量。

此外，在本发明部分实施例中，使用富含多醣体的真菌粉末以及醋酸锌制备防晒复合颗粒，其中真菌粉末具有提升肌肤保湿能力的功效。图7为实施例一、比较例二以及比较例三的保湿性图表。本发明实施例一的防晒复合颗粒中的纤维素基质由全株真菌制备而成，因此呈现出来的保湿性明显高于比较例二以及比较例三的防晒产品。

醋酸锌为天然营养盐，可做为补充体内矿物质的矿物质来源。由于真菌粉末与醋酸锌皆为天然成分而非以化学合成方式设计的化合物，加上其防晒复合颗粒中的纳米级氧化锌附着于纤维素基质上，而可避免纳米级氧化锌粉末造成的纳米危害风险。因此，本发明的防晒复合颗粒除了应用于防晒用品，更可应用于美妆用品与保养用品中。

接下来说明本发明的防晒配方。根据本发明一实施例，防晒配方包含一载剂以及多个前述的防晒复合颗粒，并且防晒复合颗粒分散于载剂中。载剂包含亲水性有机化合物以及疏水性有机化合物，也即是包含水相与油相的有机化合物。于本发明部分实施例中，载剂包含亲水性的三乙醇胺(Triethanolamine)与亲油性的硅氧烷(Cyclomethicone)、棕梠酸(Palmitic acid)及硬脂酸甘油酯(Glyceryl monostearate)。

本发明的防晒配方也可由前述的防晒复合颗粒分散于其他形式的载剂中所形成。其他形式的载剂例如为凝胶、喷雾或水溶液。

综上所述，本发明所公开的防晒复合颗粒包含纤维素基质以及多个紫外光吸收体，并且紫外光吸收体随机散布于纤维素基质内部以及外表面。紫外光吸收体与纤维素基质间存在化学键结，使得紫外光吸收体吸收紫外光的能量后可透过化学键结将自由基传递至作为缓冲体的纤维素基质中。此外，纤维素的微结构有助于增加自由基的传递路径，而有助于降低自由基接触到皮肤的机会。因此，防晒复合颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度，远低于目前市面上防晒产品中使用的氧化锌纳米颗粒在受到紫外光照射后所释放的自由基浓度，使得皮肤因自由基而受到的伤害较低。

此外，本发明所公开的防晒复合颗粒中，纤维素基质的主要成分来自于可能对人体产生的风险极低的天然素材，且易于分解而不会累积于环境中。故，本发明所公开的防晒复合颗粒可能对人体产生的风险极低，且对环境友善。

再者，本发明所公开的防晒复合颗粒中，纤维素基质包含多醣体，其具有良好的保湿性，而能降低敏感肌肤的用户对防晒产品的排斥。

另外，本发明所公开的防晒复合颗粒的制造方法中，使用来自于全株真菌的真菌粉末制备防晒复合颗粒，而能提供纤维素基质。