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광개시제 및 UV 흡수제/차단제: 스펙트럼, 응용 및 승인

자외선(약 200~400 nm)은 현대 소재 및 소비재 화학에서 양날의 검과 같은 도구입니다. 한편으로는 액상 코팅, 인쇄 잉크, 접착제 및 치과용 충전재 시스템을 수 분의 1초 만에 경화시키기 위해 의도적으로 사용되며, 다른 한편으로는 광산화, 황변, 취화 또는 피부 손상을 방지하기 위해 플라스틱, 코팅, 포장재 및 인체 피부로부터 차단되어야 합니다. 첫 번째 역할은 UV를 흡수하여 반응성 라디칼(또는 양이온)을 생성함으로써 중합을 개시하는 광개시제가 수행합니다. 두 번째 역할은 UV 흡수제(자외선을 열로 변환하는 발색단 분자), 무기 UV 차단제(자외선을 반사 및 산란시키고 밴드갭을 통해 흡수하는 이산화티타늄 및 산화아연과 같은 반도체 입자) 및 HALS(힌더드 아민 광안정제, hindered amine light stabilisers)가 수행하며, 이들은 자체적으로 UV를 흡수하지는 않지만 광산화 과정에서 생성된 라디칼을 포착합니다.

이 두 물질군은 가구용 코팅, 자동차용 클리어 코트, 3D 프린팅 수지, 치과용 충전재, 라벨 및 포장 잉크, 자외선 차단제, 플라스틱 필름 및 하우징, 화장품 제형 등 실생활의 거의 모든 분야에 존재합니다.

이 글에서는 산업적으로 가장 많이 사용되는 광개시제(타입 I 및 타입 II)와 UV 흡수제 및 차단제(유기, 무기, HALS)를 λmax 값 및 흡수 범위, 대표적인 용도, 승인 현황(화장품, 식품 접촉, 의료기기) 및 상품명과 함께 정리합니다. 모든 수치는 제조사의 데이터시트, PubChem, ECHA/REACH, CosIng 및 EU Annex VI 데이터베이스, FDA 문서 및 전문 문헌에서 인용하였으며, 해당 출처는 본문에 직접 링크되어 있고 마지막에 다시 정리되어 있습니다.

1부: 광개시제

광개시제는 반응 메커니즘에 따라 두 가지 종류로 구분됩니다:

1형(Norrish type I, α-절단): 분자가 광자를 흡수하여 직접 두 개의 라디칼 조각으로 분해됩니다. 대표적인 예로는 하이드록시아세토페논, 벤질 디메틸 케탈, 벤조인 에테르 및 (비스)아실포스핀 옥사이드가 있습니다.

2형(수소 인발): 여기 상태의 광개시제 분자가 수소 공여체(일반적으로 공동개시제 또는 증감제 역할을 하는 3차 아민)로부터 수소 원자를 인발합니다. 이로 인해 공여체에는 개시 라디칼이 생성되고 비활성 케틸 라디칼이 남습니다. 대표적인 예로는 벤조페논, 티오크산톤류(예: ITX) 및 퀴논류(예: 캄포퀴논)가 있습니다.

타입 I 광개시제 (α-분해)

물질CAS 번호λmax / 흡수 범위 (nm)일반적인 경화용 광원응용 분야승인/규제 현황제조사/상표명
1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone (HCPK)947-19-3 (PubChem)243 nm, 331 nm (IGM Resins)Hg 램프; UV LED (365~385 nm)그래픽 아트, 목재, 플라스틱 및 금속 코팅, 전자, 접착제, 잉크젯, 3D 프린팅 (IGM Resins)물질별 EU/FDA 규제는 알려져 있지 않습니다Irgacure 184 (BASF); Omnirad 184 (IGM Resins) (ChemicalBook)
2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (HMPP)7473-98-5 (IGM Resins)244 nm, 330 nm; 범위 약 300~365 nm (IGM Resins; Ataman Chemical)Hg 램프 및 UV LED 365/385/395 nmLED 경화형 잉크 및 코팅, 오버프린트 바니시 (Ataman Chemical)SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다Darocur/Irgacure 1173 (BASF); Omnirad 1173 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 2959106797-53-9 (J-GLOBAL)274 nm, 330 nm (IGM Resins)UV-A 약 365 nm (블랙라이트/LED)낮은 세포독성으로 인해 수계 시스템의 표준 광개시제로 사용되며, 하이드로겔 가교, 세포 캡슐화 및 3D 바이오프린팅에도 사용됩니다 (ScienceDirect)세포 배양 문헌에서 '독성이 최소한'인 것으로 기술되어 있으며, SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다Irgacure 2959 (BASF); Omnirad 2959 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 369119313-12-1 (PubChem)232 nm, 323 nm (IGM Resins)Hg 램프 / UV LED안료가 함유된 UV 경화 시스템 (Ciba TDS)SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다Irgacure 369 (BASF); Omnirad 369 (IGM Resins)
Irgacure/Omnirad 90771868-10-5 (PubChem)230 nm, 303 nm (IGM Resins)UV LED / Hg 램프UV 오프셋 잉크, 솔더 레지스트, 안료 함유 시스템 (IGM Resins)생식독성 1B, H360FD (생식능력 또는 태아에 손상을 일으킬 수 있음); 급성독성 4, H302 (REACH Baden-Württemberg)Irgacure/Omnirad 907; Speedcure 97 (Lambson); Genocure PMP
Benzil dimethyl ketal (BDK)24650-42-8 (PubChem)해당 없음Hg 램프투명 및 안료 함유 시스템용 범용 타입 I 개시제SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다Irgacure/Omnirad 651 (BASF/IGM); Lucirin BDK; Esacure KB1
Benzoin methyl ether3524-62-7 (Sigma-Aldrich)해당 없음 (정성적으로 약 300~350 nm) (OSTI)Hg 램프 (구세대 기술)과거: UV 인쇄 잉크, 목재 및 종이 코팅, 광섬유 코팅히드록시아세토페논 및 아실포스핀 옥사이드로 대부분 대체됨일반 제품으로 제공됨
Benzoin ethyl ether574-09-4 (PubChem)해당 없음Hg 램프 (구세대 기술)과거: UV 인쇄 잉크, 목재 및 종이 코팅 (Chemicalland21)대부분 단계적으로 사용 중단됨일반 제품으로 제공됨
TPO – diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide75980-60-8 (PubChem)275 nm, 379 nm (IGM Resins)UV LED 385/395/405 nm잉크젯, 3D 프린팅, 치과용 복합재, UV 젤 네일 (IGM Resins)2023년 6월 14일부터 SVHC로 지정; 위임규정 (EU) 2024/197에 따라 CMR 1B로 분류; 2025년 9월 1일부터 EU 화장품 규정 부속서 II에 따라 금지 (주로 UV 젤 네일 제품에 영향) (HPRA); 2023년 4월부터 간접 식품 접촉용 EuPIA 적합성 목록에 등재 (Printcolor)Lucirin TPO (BASF); Omnirad TPO (IGM Resins)
TPO-L – ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate84434-11-7 (PubChem)해당 없음UV LED투명 코팅, 저황변 백색 안료 시스템 (ChemicalBook)물질별 SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다 (CAS 번호가 TPO와 다름)Lucirin/Omnirad TPO-L
BAPO – phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide162881-26-7 (ChemicalBook)237 nm, 275 nm, 380 nm (IGM Resins)UV LED 365/385/405 nm백색 안료 시스템, 두꺼운 층의 완전 경화, 치과용 복합재, GRP 경화 (IGM Resins)SVHC 또는 CMR 분류는 알려져 있지 않습니다 (구조적으로 TPO와 관련이 있으나 별도로 분류됨)Irgacure 819 (BASF); Omnirad 819/380 (IGM Resins)

Type II 광개시제 (수소 인출, 공개시제 필요)

물질CAS 번호λmax / 흡수 범위 (nm)일반적인 경화 광원응용 분야승인/규제 현황제조사/제품명
캄포퀴논(CQ)10373-78-1 (Fisher Scientific)λmax ≈ 468 nm; 흡수 범위 약 360~510 nm (Sinocure; PMC)청색 LED 광, 약 450~470 nm치과용 복합레진 및 충전재, 치과용 접착제, 아크릴 렌즈(Sinocure)Class II 의료기기(FDA 21 CFR 872.3690); ISO 10993 시리즈(추출물 및 침출물에 대한 ISO 10993-17 포함)에 따른 생체적합성 시험 완료(ACS Omega; Royal-Dent)일반명(dl-캄포퀴논); Sinocure CQ
벤조페논119-61-9 (PubChem)251~252 nm, 333 nm (IGM Resins; Sartomer)Hg 램프(광대역) + 아민 상승제투명 및 안료 코팅, 인쇄 잉크, 전자제품, 치과 재료(Sartomer)ECHA 물질 평가 진행 중(ECHA); 자체 SCCS 평가를 받는 화장품용 "벤조페논-1/-3" 자외선 차단제와는 구별되어야 함Omnirad BP (IGM Resins); Speedcure BP (Lambson/Arkema)
미클러 케톤90-94-8 (PubChem)해당 없음Hg 램프(증감제로 사용)Type II 시스템에서의 아민 공개시제/상승제SVHC; 발암성 범주 1B(H350), 변이원성 2(H341), 안구 손상 1(H318) (ECHA) – 현대 배합에서는 대부분 사용되지 않음현재 알려진 제품명 없음
이소프로필티오잔톤(ITX)5495-84-1 (PubChem)259 nm, 383 nm (Arkema/Sartomer)UV/UV LED, 완전 경화 0.1~5 wt%인쇄 잉크(플렉소, 오프셋, 스크린), 산업용 코팅, 잉크젯, 포장 인쇄(Arkema)2005년 ITX/Tetra Pak 사건의 중심이 된 물질("규제 배경" 섹션 참조) — 금지된 적은 없지만 "저이행성(low migration)" 재배합의 계기가 됨(BBC News)Speedcure (2-)ITX (Lambson); Omnirad ITX (IGM Resins)
2-클로로티오잔톤(CTX)86-39-5 (PubChem)넓은 범위 350~420 nm, 400~420 nm에서 더 높은 흡광계수(BenchChem; PMC)UV/UV LED자외선(UV) 경화(오늘날 대부분 유사체인 Speedcure CPTX로 대체됨)SVHC 또는 CMR 분류 없음Sinocure CTX; 과거 Kayacure/Nisso/Quantacure CTX
안트라퀴논84-65-1 (PubChem)251, 279, 321, 377 nm (PubChem)UV/근자외선 LED(증감제로 사용)모체 화합물: 염료 및 화학 중간체; 치환된 유도체는 Type II 광개시제로 사용됨(HAL review)모체 화합물의 SVHC 또는 CMR 분류 없음자체 제품명 없음(2-에틸안트라퀴논 참조)
2-에틸안트라퀴논84-51-5 (PubChem)256 nm, 327 nm (Sartomer)UV LED, 0.1~5 wt%안료 시스템, LED 경화, 전자제품(Sartomer)SVHC 또는 CMR 분류 없음Speedcure EAQ (Lambson/Arkema)

광개시제에 대한 규제 현황

Regulation (EU) No 10/2011. 이 규정은 식품과 접촉하게 되는 플라스틱에 사용이 허가된 단량체 및 첨가제에 대한 "유럽연합 목록(Union list)"을 규정합니다(일반 특정이행한도, SML, 60 mg/kg; 전체이행한도 10 mg/dm²) – 그러나 인쇄 잉크는 직접적으로 다루지 않으며, 이는 각국의 규정(예: 스위스 소비재령 817.023.217 부속서 10 Part A)과 NIAS 원칙("비의도적 첨가 물질", non-intentionally added substances)에 맡겨져 있습니다(legislation.gov.uk; Printcolor).

EuPIA 적합성 목록. 유럽 인쇄잉크협회 EuPIA는 간접 식품 접촉에 적합하다고 간주되는 광개시제 및 광증감제 목록을 매년 발표하며, TPO는 2023년 4월에 추가되었습니다(EuPIA 2025).

TPO – 분류 변화의 한 사례. TPO는 2012년에 CMR 2등급으로 분류되었으며, 2021년 ECHA 위해성평가위원회(Committee for Risk Assessment)는 CMR 1B로의 재분류를 권고하였습니다(위임규정(EU) 2024/197로 시행). 2023년 6월 14일에는 SVHC 목록에 등재되었고, 2025년 9월 1일부터 TPO는 EU 화장품 규정 부속서 II의 금지 물질로 등재되었습니다 – 이는 주로 UV 젤 및 하이브리드 네일 제품에 영향을 미치며, 인쇄 잉크나 산업용 코팅에는 해당되지 않습니다(HPRA).

치과용 복합레진과 ISO 10993. 캄포퀴논을 함유한 치과용 충전재는 미국에서 클래스 II 의료기기(21 CFR 872.3690)로 분류되며, 그 생체적합성은 ISO 10993 시리즈 규격에 따라 시험됩니다. 이는 FDA의 의료기기 생체적합성 가이던스에서도 참조되고 있습니다(FDA guidance; ACS Omega).

식품 접촉에 관한 미국 규정. 미국에서는 2008년 식품접촉신고(Food Contact Notification, FCN) 772를 통해 UV 및 EB 경화형 식품 접촉 코팅에 대한 보다 광범위한 FDA 승인이 이루어졌으며, 접착제 및 코팅에 사용되는 개별 광개시제는 추가로 21 CFR Part 175의 적용을 받습니다(RadTech).

강력한 램프가 부적합한 개시제를 여기시키지 못하는 이유

위 표는 각 개시제에 대해 하나 이상의 흡수 최대값을 제시합니다. 이 수치는 부수적인 정보가 아니라 실제 선택 기준입니다 - 왜냐하면 여기(勵起)는 램프의 출력이 아니라 두 곡선의 중첩을 따르기 때문입니다: 광원의 분광 복사조도와 개시제의 흡수입니다.

중합이 시작되는 속도는 도달하는 광자의 수가 아니라 개시제에 흡수되는 광자의 수에 비례합니다. 개시제가 흡수하지 않는 곳에서는 방사선이 조성물을 그대로 통과하거나 열로 소멸되며, 어느 쪽도 경화에 기여하지 않습니다. 이로부터 조달 논의에서 흔히 빠지는 문장이 도출됩니다:

복사조도가 20배 높은 395 nm LED는 HCPK 조성물을 20배 더 빠르게 경화시키지 않습니다 - 전혀 경화시키지 못합니다. HCPK는 243 nm와 331 nm에서 흡수하며, 395 nm에서는 그 흡수대가 이미 사라진 지 오래입니다. 반대로 385 nm에서 제곱센티미터당 수 밀리와트만으로도 최대치가 379 nm인 TPO를 안정적으로 분해할 수 있습니다.

이는 수은 중압 램프에서 UV LED로 전환할 때 실질적으로 중요해집니다. 중압 램프는 광범위하게 방사하여 모든 일반적인 개시제를 어딘가에서 여기시키며, 부적합한 조성물도 용인합니다. UV LED는 10~20 nm 폭의 대역에서 방사하며 아무것도 용인하지 않습니다. 30년간 안정적으로 사용되던 조성물이 전환 후 경화되지 않는 경우가 있습니다 - 새 광원이 약해서가 아니라, 개시제를 벗어나 방사하기 때문입니다.

두 번째 결과는 깊이와 관련됩니다. 단파장 방사선은 강하게 흡수하는 개시제에 의해 표면 몇 마이크로미터 이내에서 소멸되어, 표면은 경화되지만 그 아래는 여전히 연질로 남습니다. 장파장 대역(TPO 379 nm, BAPO 380 nm, ITX 383 nm)은 더 깊이 침투합니다. 아실포스핀 옥사이드는 두꺼운 부재와 백색 안료 시스템에 필수적인 특성을 가지고 있습니다: 반응하면서 광 탈색(포토블리칭)됩니다 - 반응 생성물은 더 이상 흡수하지 않으며, 이미 경화된 층은 아래쪽 분자까지 빛을 투과시킵니다.

백색 안료 시스템에서는 여기에 TiO2가 더해집니다. TiO2는 약 400 nm 이하에서 매우 강하게 산란 및 흡수하여, 몇 마이크로미터 지나면 365 nm 광원의 빛이 전혀 남지 않습니다. 여기서는 장파장 측면에서 작동하는 것만이 여전히 경화를 이루어냅니다.

어떤 광원이 어떤 개시제를 활성화하는가?

개시제 장파장 λmax 수은 중압 UV LED 365 nm UV LED 385 nm UV LED 395/405 nm 청색 LED 450–470 nm
Omnirad 907 303 nm 강함 매우 약함 없음 없음 없음
Omnirad 369 323 nm 강함 약함 없음 없음 없음
Omnirad 2959 330 nm 강함 약함 없음 없음 없음
HMPP (1173) 330 nm, 약 365 nm까지 범위 강함 중간 약함 없음 없음
HCPK (184) 331 nm 강함 약함 없음 없음 없음
Benzophenone + amine synergist 333 nm 강함 약함 없음 없음 없음
TPO 379 nm 강함 중간 강함 약함 없음
BAPO 380 nm 강함 중간 강함 중간 없음
ITX 383 nm 강함 중간 강함 약함 없음
CTX 350~420 nm 넓은 범위 강함 중간 강함 강함 없음
Camphorquinone 468 nm (360~510 nm) 약함 약함 약함 중간 강함

이 평가는 흡수대의 위치를 광원의 스펙트럼선 또는 피크 파장과 비교하는 방식에 따르며, λmax 값은 위 표에서 가져온 것입니다. 이는 데이터시트나 경화 시험을 대체하지 않습니다 – 흡수 밴드 경사면의 몰흡광계수, 농도, 층 두께 및 안료 함량이 모두 결과에 상당한 영향을 미칩니다. 하지만 이는 가장 먼저 제기되는 질문, 즉 광원과 개시제가 애초에 서로 맞는지에 대한 답을 제공합니다.

맨 아래 행은 규칙을 입증하는 예외입니다. 캄포퀴논(Camphorquinone)은 가시광선 영역에서 흡수하며, 이것이 치과용 기기가 UV가 아닌 청색광을 사용하는 이유입니다. UV 램프는 출력이 얼마이든 CQ 시스템에는 맞지 않는 광원입니다.

램프 스펙트럼을 흡수 대역에 겹쳐보기

중첩 여부는 추측하는 대신 직접 확인할 수 있습니다. 분광 데이터베이스 탐색기에는 수은 저압 및 중압 램프, 도핑 램프, UV LED의 측정 스펙트럼이 나와 있습니다. 위 표에서 얻은 λmax 값을 이와 나란히 놓아보면 개시제의 대역이 방출 범위 안에 있는지 그 옆에 있는지 바로 확인됩니다. 기반이 되는 UV 램프 분광 데이터베이스에는 개별 측정값이 정리되어 있습니다.

설계 관점에서 이는 순서를 뒤집어 볼 가치가 있음을 의미합니다: 먼저 배합과 규제 요건이 허용하는 개시제를 정한 다음, 이에 맞는 광원을 선택합니다 – 그 반대가 아닙니다. 광원은 교체 가능하지만 배합은 거의 그렇지 않습니다.

  • 광원. Opsytec은 365, 385, 395, 405, 450 nm의 UV LED 광원을 공급하며, 이는 위 표의 각 열에 대응하는 피크 파장입니다. 여러 개시제가 함께 작용하여 스펙트럼이 넓어야 하는 경우에는 수은 램프가 여전히 더 간단한 해답입니다.
  • 대조 시험. BSL 시리즈의 UV LED 챔버는 알려진 복사조도로 시료 영역을 조사량 제어 방식으로 조사합니다. 이를 통해 "경화됨" 또는 "경화되지 않음"이라는 판단을 mJ/cm² 단위의 조사량으로 바꾸어 배합 간 비교가 가능해집니다.
  • 교차 검증. 광원이 데이터시트에서 약속한 대로 실제로 방사하는지는 시료면에서의 분광 측정을 통해 확인할 수 있습니다 – UVpad E를 사용하거나, 전체 범위가 필요한 경우 SR900을 사용합니다. LED의 피크 파장은 생산 과정에서 산포가 있으며 접합 온도에 따라 이동합니다. 가파른 흡수 경사면에서는 5 나노미터도 사소한 차이가 아닙니다.

2부: 자외선(UV) 흡수제 및 UV 차단제

UV 흡수제와 차단제는 세 가지 서로 다른 메커니즘으로 광손상을 방지합니다:

유기 UV 흡수제(벤조트리아졸, 트리아진, 벤조페논, 계피산 에스터, 살리실산염 등)는 UV 광자를 흡수하고 그 에너지를 비복사적으로 열로 방출하는 발색단 고리 구조를 가지고 있습니다.

무기 UV 차단제(TiO2, ZnO)는 밴드갭을 통해 UV를 흡수하는 반도체 입자로, 추가로 UV를 반사 및 산란시킵니다("물리적" 필터).

HALS(hindered amine light stabiliser, 힌더드 아민 광안정제)는 그 자체로는 UV를 유의미하게 흡수하지 않으며, 대신 니트록시드 라디칼 사이클을 통해 광산화 과정에서 생성된 라디칼을 포집합니다. 이러한 이유로 HALS는 실질적으로 항상 진정한 UV 흡수제와 함께 사용됩니다.

유기 자외선 흡수제

물질CAS 번호분류λmax / 흡수 범위 (nm)용도승인/규제 현황제조사/상표명
Tinuvin 32825973-55-1 (PubChem)벤조트리아졸300~400 nm에서 강한 흡수 (BASF 데이터시트)플라스틱 및 폴리머, 코팅, 폼, 접착제 및 실런트의 내후성 보호 (PubChem)EU 화장품 자외선 차단제가 아님 (Annex VI에 포함되지 않음, CosIng); REACH 등록됨; 여러 EU 평가에서 잔류성 및 생물농축성 물질로 분류됨 (REACH Baden-Württemberg)BASF Tinuvin 328; Eversorb 74로도 판매됨
Tinuvin 23470321-86-7 (Wikidata)벤조트리아졸300~400 nm에서 높은 흡수, 가시광선은 거의 흡수하지 않음 (Additivesforpolymer)고온에서 가공되는 폴리머 (폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리올레핀, 필름 및 섬유) (Additivesforpolymer)EU 화장품 자외선 차단제가 아님; REACH에 따른 산업용 폴리머 첨가제BASF Tinuvin 234
Tinuvin 326 (bumetrizole)3896-11-5 (PubChem)벤조트리아졸300~400 nm에서 강한 흡수 (BASF 데이터시트)플라스틱, 코팅, 합성고무 및 섬유; 공급업체 정보에 따르면 식품 접촉 플라스틱에도 적합함 (Longchangchemical)산업용 폴리머 첨가제; 제조사에 따르면 (EU) 10/2011의 범위 내에서 사용 가능; REACH 등록됨BASF Tinuvin 326
Tinuvin 3273864-99-1 (PubChem)벤조트리아졸300~400 nm에서 강한 흡수, 가시광선은 거의 흡수하지 않음 (Linchemical)폴리올레핀 (PE, PP), PVC, ABS, 폴리우레탄 (Linchemical)EU 화장품 자외선 차단제가 아님; REACH 등록됨; PBT 평가에서 UV-328 및 UV-320과 함께 언급됨BASF Tinuvin 327
Drometrizole (Tinuvin P)2440-22-4 (PubChem)벤조트리아졸300~400 nm에서 강한 흡수를 보이며, 270~340 nm가 주 피크로 제시되는 경우도 있음 (Santplas; IPGChem)플라스틱, 코팅, 유기 기재의 광안정화현행 EU Annex VI의 승인된 화장품 자외선 차단제 33종 목록에 포함되지 않음; REACH에 따른 산업용 플라스틱 첨가제BASF Tinuvin P; Benazol P로도 판매됨
Oxybenzone (benzophenone-3)131-57-7 (PubChem)벤조페논UV-B (280~315) 및 UV-A (315~400), 피크는 약 288~350 nm선크림 및 화장품; 플라스틱 및 포장재의 광보호에도 사용됨EU Annex VI 항목 4, 2022년부터 농도 제한 강화됨 (Regulation (EU) 2022/1176); FDA: "데이터 불충분" (GRASE 지위 없음) (FDA fact sheet); 하와이 및 팔라우에서 사용 금지됨 (Safe to Swim Hawaii; Palau)Eusolex 4360, Uvinul M40
Benzophenone-4 (sulisobenzone)4065-45-6 (SCCS opinion)벤조페논UV-A/UV-B; 구체적인 λmax 정보 없음선크림 및 화장품EU Annex VI 항목 22 (산 기준 최대 5%); 내분비계 우려에도 불구하고 SCCS에 의해 안전한 것으로 평가됨일반명 (INCI benzophenone-4)
Bemotrizinol (Tinosorb S)187393-00-6 (PubChem)트리아진광대역 UV-B/UV-A, 약 310 nm 및 약 340 nm에서 피크 (BASF)광범위 스펙트럼 선크림, 광안정성, 유용성 (BASF 데이터시트)EU Annex VI 항목 25, 최대 10%까지 허용됨 (CosIng); 미국 FDA 승인 절차(TEA)에서 오랫동안 계류 중BASF Tinosorb S
Octyl triazone (Uvinul T150)88122-99-0 (PubChem)트리아진UV-B 흡수제, λmax 정보 없음유용성, 광안정성 선크림 필터 (BASF 데이터시트)EU Annex VI 항목 15, 최대 5%; 미국에서 TEA 신청 계류 중, FDA 모노그래프에는 포함되지 않음BASF Uvinul T150
Tinuvin 400 / 405 / 460 / 479 (hydroxyphenyl triazines, HPT)153519-44-9, 137658-79-8, 153053-27-9, 204848-45-3 등트리아진 (HPT)UV-B 및 UV-A 영역에서 매우 높은 흡광계수 (BASF)자동차 OEM 및 재도장 코팅, 항공우주, 코일 코팅, 가구 및 바닥재, 분체 도료, 디지털 인쇄 (BASF)산업용 코팅 첨가제, EU 화장품 승인 없음BASF Tinuvin 400/405/460/479
Avobenzone (Parsol 1789)70356-09-1 (PubChem)디벤조일메탄UV-A 흡수제, λmax ≈357~360 nm, 범위 320~400 nm (Wikipedia)선크림에서 가장 중요한 광범위 UV-A 필터로, 광안정성을 위해 보통 옥토크릴렌과 병용됨 (Wikipedia)EU Annex VI 항목 8, 최대 5%; FDA "데이터 불충분"; 팔라우에서 사용 금지됨DSM Parsol 1789; Eusolex 9020; Escalol 517
Octyl methoxycinnamate / octinoxate5466-77-3 (CosIng)신남산 에스터UV-B 흡수제, 약 280~320 nm선크림 및 화장품, UV-B 필터EU Annex VI 항목 12, 최대 10%; FDA "데이터 불충분"; 하와이(2021년 1월 1일부터) 및 팔라우에서 사용 금지됨Parsol MCX/MOX; Eusolex 2292; Uvinul MC80
Homosalate118-56-9 (PubChem)살리실산염UV-B 흡수제, 살리실산염 발색단 약 295~315 nm선크림 및 화장품, SPF 부스터EU Annex VI 항목 3, 내분비계 우려로 2021년부터 최대 7.34%(얼굴용 제품에 한함)로 축소됨 (SCCS opinion); FDA "데이터 불충분"일반명 (INCI homosalate)
Ethylhexyl salicylate (octisalate)118-60-5 (PubChem)살리실산염UV-B 흡수제, λmax 정보 없음선크림 및 화장품EU Annex VI 항목 20, 최대 5%; 2024년 SCCS에 의해 안전한 것으로 평가됨; FDA "데이터 불충분"Neo Heliopan OS
Ensulizole27503-81-7 (PubChem)벤즈이미다졸 술폰산UV-B 흡수제, 수용성선크림 및 화장품 (cosmeticsinfo.org)EU Annex VI 항목 6, 최대 8%(산 기준); FDA "데이터 불충분"; 팔라우에서 사용 금지됨Eusolex 232 (나트륨염)
Bisoctrizole (Tinosorb M)103597-45-1 (CosIng)벤조트리아졸 (입자형)280~400 nm의 광범위한 흡수가 가시광선 영역까지 확장됨; 약 305 nm 및 약 360 nm에서 피크 (BASF)광범위 스펙트럼 선크림, 백색 입자형 자외선 차단제 (BASF 데이터시트)EU Annex VI 항목 23/23a (나노형태 포함), 최대 10%; 미국에서 FDA TEA 신청 계류 중BASF Tinosorb M
Octocrylene6197-30-4 (PubChem)신남산/아크릴레이트 유도체UV-B 및 단파장 UV-A (UV-A II), 피크 약 303 nm, 유효 스펙트럼 290~360 nm (ScienceDirect)선크림 내 아보벤존의 광안정제 (dermapproved.com)EU Annex VI 항목 10 ("조건 참조"), 2022년부터 강화됨 (분해산물로 벤조페논 생성) (Regulation (EU) 2022/1176); FDA "데이터 불충분"Eusolex OCR; Uvinul N539T

무기 자외선 차단제

물질CAS 번호흡수 메커니즘 / 범위용도승인 / 규제 현황제조사 / 상품명
이산화티타늄(TiO2)13463-67-7 (PubChem)반도체 밴드갭: 아나타제 에지 약 380~400 nm(밴드갭 약 3.2 eV), 루타일 에지 약 400~420 nm(약 3.0 eV) (InstaNano; PMC)선크림에 사용되는 물리적 UV-A/UV-B 차단제; 플라스틱 및 식품 포장 필름에 사용되는 백색 안료 및 자외선 안정제(Plastemart)EU 부속서 VI 항목 27/27a(일반형/나노형), 최대 25%; FDA: GRASE(승인된 단 두 가지 선크림 자외선 차단 성분 중 하나) (FDA); 2020년 흡입 시(분말 형태) 발암성 범주 2로 분류되었으나, 2022년 11월 EU 일반법원에서 이 분류가 무효화됨(Ecomundo); 2022년부터 식품첨가물 E171로서 EU 내 사용이 금지됨(화장품 및 포장재 용도와는 별개); (EU) 10/2011에 따라 식품 접촉 플라스틱용 안료로 허용됨다수의 공급업체(안료 및 화장품 등급)
산화아연(ZnO)1314-13-2 (CosIng)반도체 밴드갭 약 3.3~3.37 eV, 에지 약 380 nm; 광대역 UV-A(320~400 nm) 및 UV-B 흡수 (MDPI; Wikipedia)선크림에 사용되는 가장 넓은 범위를 커버하는 단일 광물 차단제; 플라스틱 및 포장재에 사용되는 자외선 안정화 및 항균 안료EU 부속서 VI 항목 30/30a(일반형 "조건에 따름"/나노형 최대 25%); FDA: GRASE; "산호초 안전" 성분으로 간주되며 하와이와 팔라우에서 대체 성분으로 명시적으로 권장됨 (Safe to Swim Hawaii)다수의 공급업체(화장품 및 선크림 등급)

HALS – 자외선 흡수가 없는 라디칼 포집제

HALS 화합물(입체장애 아민광안정제)은 자외선(UV) 흡수가 거의 없으며, 촉매적 니트록시드 라디칼 사이클을 통해 광산화 과정에서 생성되는 라디칼을 포집함으로써 고분자를 보호합니다. 따라서 이들은 실제로 거의 항상 진정한 자외선(UV) 흡수제(벤조트리아졸 또는 트리아진)와 함께 배합됩니다.

물질CAS 번호용도승인/규제 현황제조사/상품명
Tinuvin 77052829-07-9 (PubChem)PP, PE, PA, TPO의 내후성 보호; 코팅제, 접착제 및 실런트 (kunststoff-profi.de)식품 접촉 등급 "DF" 품질, FDA 식품 접촉 물질 데이터베이스(21 CFR)에 등재됨 (FDA FCS); EU 화장품 자외선 차단제 아님BASF Tinuvin 770 (770 DF 포함)
Tinuvin 29241556-26-7 (ChemicalBook)코팅, 인쇄 및 포장 용도, 접착제 및 실런트를 위한 범용 액상 HALS (BASF data sheet)산업용 고분자 및 코팅 첨가제, REACH 등록됨BASF Tinuvin 292
Tinuvin 62265447-77-0 (ChemicalBook)폴리올레핀, 박막 및 섬유의 장기 내후성 보호(올리고머형, 낮은 이행성) (BASF data sheet)수생환경 유해성, 만성 4등급으로 분류됨; EU 화장품 자외선 차단제 아님BASF Tinuvin 622

규제 현황: 자외선 흡수제 및 자외선 차단제

EU 화장품 규정(EC) No 1223/2009, 부속서 VI. 부속서 VI는 폐쇄형 포지티브 리스트로서, 여기에 명시된 33종의 물질(및 별도의 나노형 항목)만이 EU 내 화장품용 자외선(UV) 필터로 사용될 수 있으며, 각 물질마다 최대 허용 농도가 정해져 있습니다(CosIng; ECHA). 옥시벤존과 옥토크릴렌은 소비자안전과학위원회(SCCS)가 내분비계 관련 우려를 제기한 이후 규정(EU) 2022/1176을 통해 더 엄격한 농도 제한을 받게 되었습니다(규정(EU) 2022/1176). Tinuvin 328, 234, 326, 327, P와 같은 산업용 벤조트리아졸계 첨가제는 화장품용 자외선(UV) 필터가 아니라 순수한 고분자 및 코팅용 첨가제로 사용되기 때문에 이 목록에 포함되지 않습니다.

FDA 자외선차단제 모노그래프(GRASE 지위). 미국 모노그래프에서 다루는 16종의 자외선차단제 활성 성분 중, 현재의 FDA 제안에 따르면 산화아연(ZnO)과 이산화티타늄(TiO2)만이 GRASE("일반적으로 안전하고 효과적인 것으로 인정됨") 지위를 인정받고 있습니다(FDA 팩트시트). PABA와 트롤아민 살리실레이트는 GRASE가 아닌 것으로 간주되며, 나머지 12종의 활성 성분(아보벤존, 옥시벤존, 옥토크릴렌, 호모살레이트, 옥티녹세이트, 옥티살레이트, 엔설리졸 포함)은 "데이터 불충분" 상태로 남아 있습니다. 베모트리지놀(Tinosorb S)과 옥틸트리아존(Uvinul T150)과 같은 최신 필터는 수년째 진행 중인 별도의 TEA 승인 절차를 거치고 있어, 아직 최종 FDA 모노그래프에 포함되지 않았습니다.

EU 식품접촉물질 규정(EU) No 10/2011. 이 규정은 특정 이행 한계치를 가진 플라스틱 포장용 첨가제를 규율합니다. 여러 벤조트리아졸계 자외선(UV) 안정제 및 HALS(예: Tinuvin 326, Tinuvin 770 DF)는 제조사에 의해 식품접촉에 적합한 제품으로 판매되고 있으며, 이산화티타늄은 플라스틱용 안료 및 착색제로서 별도로 승인되어 있습니다(EU 10/2011).

이산화티타늄: 발암성 분류와 그 취소. 2020년 EU는 분말 형태의 이산화티타늄을 흡입 시 발암성 범주 2 물질로 분류하였습니다(CLP 적용 조정). 2022년 11월 23일 유럽연합 일반법원은 신뢰할 수 있는 과학적 근거가 부족하다는 이유로 이 분류를 취소하였습니다(Ecomundo; 법원 보도자료). 자외선차단제용 UV 필터 및 식품 포장용 안료로서의 사용은 이와 별개로 규제됩니다.

내분비계 영향에 관한 논쟁. 2019년부터 SCCS는 여러 자외선(UV) 필터(옥시벤존, 옥토크릴렌, 호모살레이트, 에틸헥실 살리실레이트)에 대해 잠재적인 내분비계 영향과 관련하여 재평가를 진행하고 있습니다. 각 사례에서 계속 사용이 안전한 것으로 평가되었으나, 최대 허용 농도를 낮추거나 사용 가능한 제품 범주를 제한하는 조건이 부과되었습니다(옥토크릴렌에 관한 SCCS; 호모살레이트에 관한 SCCS).

"산호 안전(reef-safe)" 규제. 하와이는 산호초에 미치는 영향 때문에 2021년 1월 1일부터 옥시벤존과 옥티녹세이트를 함유한 자외선차단제의 판매를 금지하고 있습니다(Act 104)(Safe to Swim Hawaii). 팔라우는 2020년 1월 1일부터 시행된 자국의 자외선차단제 규정(Sunscreen Regulations)을 통해 한층 더 나아가 거의 모든 합성 유기 자외선(UV) 필터를 "산호에 유해한(reef-toxic)" 물질로 금지하고 있으며, 광물성 필터(산화아연 및 비나노 이산화티타늄)는 대안으로서 계속 허용되고 있습니다(팔라우 규정).

요약

광개시제와 자외선 흡수제/차단제는 얼핏 상반되는 목표를 다루는 것처럼 보입니다 – 의도적인 자외선 활성화와 자외선 차단 – 그러나 둘 다 동일한 광물리학적 원리를 따릅니다: 자외선 광자를 흡수하여 이를 화학적(라디칼 생성) 또는 물리적(열, 산란) 결과로 전환하는 것입니다. 적합한 물질을 선택하는 것은 요구되는 파장 범위에 결정적으로 좌우됩니다 – 240~280 nm에서의 단파장 α-분해(HCPK, HMPP)부터, 380~405 nm에서의 장파장 LED 경화(TPO, BAPO), 치과용 복합레진에서의 가시광선 청색광 경화(캄포퀴논, 468 nm), 그리고 자외선 차단제에서의 280~400 nm UV-B/UV-A 차단 범위에 이르기까지 다양합니다. 규제 동향은 뚜렷합니다: CMR(발암성·변이원성·생식독성) 또는 내분비계 교란 효과가 입증되었거나 의심되는 물질(TPO, 미쉴러 케톤, 옥시벤존, 옥토크릴렌, 호모살레이트)은 허용 농도가 점점 더 제한되거나 아예 금지되는 반면, 저이행성 및 광물성 대체물질(산화아연, 이산화티타늄)과 BAPO와 같은 저이행성 광개시제의 중요성은 점점 커지고 있습니다.

광개시제 및 자외선 흡수제에 관한 자주 묻는 질문

1형 광개시제와 2형 광개시제의 차이점은 무엇입니까?

1형 광개시제는 광자를 흡수한 후 직접 두 개의 라디칼로 분해되며(노리시 1형 절단), 이에 따라 추가 첨가제 없이 작용합니다. 2형 광개시제는 여기 상태에서 수소 공여체 - 보통 공개시제로 작용하는 3차 아민 - 로부터 수소 원자를 뽑아낸 후에야 비로소 개시 라디칼이 형성됩니다. 따라서 2형 시스템은 항상 증감제가 필요하지만, 흔히 더 긴 파장에서 여기될 수 있습니다.

광개시제에는 어떤 파장이 필요합니까?

바로 자신의 흡수 최대치에 해당하는 파장입니다. HCPK, HMPP와 같은 히드록시아세토페논은 약 240 nm와 330 nm에서 흡수하며 365~385 nm에서도 여전히 여기될 수 있습니다. TPO, BAPO와 같은 아실포스핀 옥사이드는 379~380 nm에서 장파장 대역을 가지므로 385 nm, 395 nm, 405 nm의 자외선(UV) LED와 잘 맞습니다. 캄포퀴논은 약 468 nm에서 최대치를 가지며 청색 가시광선 영역에서 흡수합니다. 따라서 수은 램프를 LED로 교체하는 경우, 좁은 LED 대역이 개시제의 흡수 대역에 실제로 도달하는지 반드시 확인해야 합니다.

자외선(UV) 조사량이 광개시제에 있어 규제상 중요한 매개변수인 이유는 무엇입니까?

불완전한 중합은 미반응 광개시제와 잔류 단량체의 비율을 증가시키며, 바로 이러한 물질들이 경화된 층에서 이행될 수 있기 때문입니다. 따라서 식품 접촉 재료의 경우, 재현 가능하고 완전한 경화가 이행 한계값을 충족하기 위한 핵심 수단이며, 이는 스펙트럼, 복사조도, 그리고 기재에서 이로부터 형성된 조사량을 통해 입증할 수 있습니다.

TPO에는 어떤 일이 있었습니까?

디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드는 2012년 CMR 2등급으로 분류되었습니다. 2021년 ECHA 위해성평가위원회는 CMR 1B로의 재분류를 권고했으며(위임규정 (EU) 2024/197로 시행됨), 2023년 6월 14일에 SVHC 목록에 등재되었고, 2025년 9월 1일부터는 TPO가 EU 화장품규정 부속서 II에 등재되었습니다. 이 금지 조치는 주로 자외선(UV) 젤 및 하이브리드 네일 제품에 영향을 미치며, 인쇄 잉크나 산업용 코팅은 해당되지 않습니다. 간접적인 식품 접촉의 경우, TPO는 2023년 4월부터 EuPIA 적합성 목록에 포함되어 있습니다.

자외선(UV) 흡수제, 자외선(UV) 차단제, HALS는 어떻게 다릅니까?

유기 자외선(UV) 흡수제는 발색단 고리 시스템을 가지며, 자외선 광자를 흡수하여 그 에너지를 비방사적으로 열로 방출합니다. 무기 자외선(UV) 차단제인 TiO2와 ZnO는 밴드갭을 통해 자외선을 흡수하고 추가로 이를 반사 및 산란시키는 반도체 입자입니다. HALS는 그 자체로는 자외선을 거의 흡수하지 않지만, 촉매성 니트록시드 라디칼 순환을 통해 광산화 과정에서 생성되는 라디칼을 포착합니다. 따라서 HALS는 항상 실질적인 흡수제와 함께 배합됩니다.

화장품에는 아무 자외선(UV) 흡수제나 사용할 수 있습니까?

아닙니다. EU 화장품규정 (EC) No 1223/2009의 부속서 VI는 폐쇄형 포지티브 목록으로서, 현재 33개 항목과 별도의 나노형태 항목에 명시된 물질만이 각각 정해진 최대 농도로 EU 내 화장품용 자외선 필터로 사용될 수 있습니다. Tinuvin 328, 234, 326, 327, P와 같은 산업용 벤조트리아졸계 안정제는 이 목록에 포함되어 있지 않으며, 이들은 화장품용 자외선 필터가 아니라 폴리머 및 코팅 첨가제입니다.

미국에서는 EU와 다른 자외선차단제 필터가 적용되는 이유는 무엇입니까?

FDA는 자외선차단제를 모노그래프를 통해 의약품으로 규제하기 때문입니다. FDA의 제안에 따르면, 대상이 되는 16개 활성 성분 중 ZnO와 TiO2만이 GRASE로 인정되며, PABA와 트롤아민 살리실레이트는 GRASE가 아닌 것으로 간주되고, 아보벤존, 옥시벤존, 옥토크릴렌, 호모살레이트, 옥틴옥세이트를 포함한 나머지 12개 성분은 '데이터 불충분' 상태로 남아 있습니다. 베모트리지놀 및 옥틸 트리아존과 같은 최신 광대역 필터는 수년째 계류 중인 별도의 TEA 절차를 거치고 있어 아직 최종 모노그래프에 포함되지 않았습니다.

경화는 측정을 통해 어떻게 모니터링할 수 있습니까?

광개시제가 실제로 접하는 물리량, 즉 광원의 스펙트럼, 층의 위치에서의 복사조도, 그리고 조사 시간에 걸쳐 이로부터 형성되는 조사량을 통해 모니터링할 수 있으며, 이는 각각 흡수 대역의 파장 범위 내에서 측정됩니다. 초기 특성 평가와 광원 교체 시마다 분광 분해 측정이 필요하며, 지속적인 모니터링을 위해서는 해당 광원에서 측정 소급성이 있는 분광 기준값과 일치시킨 대역 제한형 센서로 충분합니다.

출처 및 참고 문헌

광개시제 – 원자료

자외선 흡수제 및 자외선 차단제 – 원자료

참고: 본 문서에 제시된 λmax 값과 흡수 범위는 제조사 데이터시트 및 공개된 자료에서 인용한 것이며, 특정 배합에 대한 분광광도계 측정 원시 데이터를 대체하지 않습니다. EU 화장품 규정 부속서 VI에 따른 농도 제한 및 규제 분류는 정기적으로 개정되므로, 규제 목적으로 사용하기 전에 EUR-Lex 또는 CosIng에서 최신 현황을 확인해야 합니다.

관련 응용 분야

전체 내용은 자외선(UV) 응용 분야 개요에서 확인하실 수 있습니다.

광개시제 및 UV 흡수제 컨설팅

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