KR100496201B1 - 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법 - Google Patents

다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무기충전제, 비이온계면활성제, 알칼리금속염, 암모늄염 및 기능성 무기첨가제를 일정 함량비로 유화중합하여 무기 미립자를 제조하고, 상기 제조된 무기 미립자와 수용성 고분자가 포함된 용액에 방사선을 조사하여 캡슐화하여 제조하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 의하면 유-무기 소재간의 친화성 및 분산성이 우수하여 다량의 무기소재의 투입이 가능하므로, 전도성 금속으로서의 알칼리금속염 이외에도 은, 구리와 같은 항균성 금속 등의 기능성 무기 첨가제를 유효량 첨가하여 다기능성의 유-무기 복합 캡슐의 제조가 가능하다.

Description

다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법{Process for preparing multi-functional organic-inorganic microcapsule}
본 발명은 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무기충전제, 비이온계면활성제, 알칼리금속염, 암모늄염 및 기능성 무기첨가제를 일정 함량비로 유화중합하여 무기 미립자를 제조하고, 상기 제조된 무기 미립자와 수용성 고분자가 포함된 용액에 방사선을 조사하여 캡슐화하여 제조하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 의하면 유-무기 소재간의 친화성 및 분산성이 우수하여 다량의 무기소재의 투입이 가능하므로, 전도성 금속으로서의 알칼리금속염 이외에도 은, 구리와 같은 항균성 금속 등의 기능성 무기 첨가제를 유효량 첨가하여 다기능성의 유-무기 복합 캡슐의 제조가 가능하다.
유-무기 복합체 특히, 기능성 첨가제가 포함된 유-무기 복합체는 엔지니어링 플라스틱의 충격보강제, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필름의 anti-blocking제, 페인트 및 잉크 등의 소광제, 담지 촉매용 지지체, 단백질들의 고체상 합성 지지체, 약물전달 시스템의 지지체, 색조 화장품의 원료, 전자파차폐 페인트 및 여러 가지 기능성 재료로서 광범위한 분야에 적용되고 있다.
일반적으로 유-무기 복합체는 유기단량체를 유화, 분산 또는 현탁 중합하는 공정 중에 무기입자를 첨가하여 중합하는 방법으로 제조하고 있다. 그러나, 유기물과 무기물간의 상호 혼화성의 문제로 최소량의 무기입자 사용으로 제한되어 있고, 제조된 유-무기 복합체는 만족할 만한 물성을 얻을 수 없었고, 특히 균일 입자분포를 가지는 미립자로 얻기란 매우 어렵다.
이에 본 발명자들은 통상의 유-무기 복합체 제조방법이 무기충전제 첨가량이 소량으로 제한되어 있는 바, 무기충전제의 투입량 증가에 따른 유-무기 소재간의 친화성 및 분산성이 결여되고 점도감소 현상이 현저할 뿐만 아니라 작업의 한계성, 용도제한 및 제조비용 상승 등의 많은 문제점을 극복할 수 있는 새로운 유-무기 복합체를 제조하는 방법을 개발하고자 연구 노력하였다.
그 결과, 무기충전제, 비이온계면활성제, 알칼리금속염, 암모늄염 및 기능성 무기첨가제를 일정 함량비로 혼합 및 유화중합하여 균일한 입자크기를 가지는 무기 미립자를 제조한 후에, 제조된 무기 미립자와 수용성 고분자가 포함된 용액에 방사선을 조사하여 캡슐화하게 되면 유-무기 소재간의 친화력이 향상되어 열역학적으로 안정한 다기능성 유-무기 복합 캡슐을 제조할 수 있음을 알게됨으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 유-무기 소재간의 친화력이 높고, 계면에너지를 낮추어서 열역학적으로 안정한 강한 결합을 형성하므로, 물리적 특성 및 기계적 강도가 대폭 향상되고 열적 특성도 크게 향상된 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 무기충전제 50 ∼ 90 중량%, 비이온계면활성제 0.01 ∼ 2 중량%, 알칼리금속염 0.01 ∼ 1 중량% 및 암모늄염 1 ∼ 50 중량%를 유화중합하여 무기 미립자를 제조하고, 그리고
상기 제조한 무기 미립자 100 중량부와 수용성 고분자 1 ∼ 20 중량부가 포함된 혼합물에, 방사선을 조사하여 캡슐화하여 제조하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 유-무기 소재간의 친화성이 우수하므로 각종 물성이 향상된 결과를 나타내고, 또한 비교적 과량의 무기소재의 사용도 가능하므로 기능성 무기 첨가제 사용에 의한 기능성 부여가 용이한 유-무기 복합 캡슐의 제조방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 무기미립자 표면에 유기고분자를 캡슐화 하여 계면에서 유-무기간의 분산성 및 접착력 증대로 인하여 유-무기 소재간의 친화성을 향상시킨데 가장 큰 특징이 있다.
본 발명에 따른 유-무기 복합 캡슐의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 물 용매에서 무기충전제, 비이온계면활성제, 알칼리금속염 및 암모늄염을 혼합 및 유화중합하여 무기 미립자를 제조한다.
무기충전제는 통상의 것으로서, 소디움실리케이트, 포타시움실리케이트, 소디움 및 포타시움계의 콜로이달실리카, 수산화알루미늄, 점토, 황산바륨, 석분, 탄산칼슘, 티타늄옥사이드, 카오린, 벤토나이트 및 제올라이트 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택 사용한다. 무기충전제는 무기 미립자를 구성하는 전체 조성에 대하여 50 ∼ 90 중량% 범위로 사용하는 바, 그 사용량이 50 중량% 미만이면 효과적인 무기 미립자의 형성이 어렵고, 90 중량%를 초과하면 과다한 점도 상승으로 인한 입자간의 결합력이 심하여 미립자의 형성이 어렵다.
비이온계면활성제는 통상의 것으로서, 구체적으로는 라우릴디메틸아민옥사이드, 코카미도프로필디메틸아민옥사이드 등의 아민옥사이드류, 에틸렌글리콜스테아레이트, 세틸옥타노에이트, 이소옥틸스테아레이트 등의 알킬에스테르류, 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소비탄트리올레이트, 포리옥시에틸렌소비탄모노올레이트 등의 폴리소베이트류등이 포함될 수 있다. 상기한 비이온계면활성제는 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있다. 비이온계면활성제는 무기 미립자를 구성하는 전체 조성에 대하여 0.01 ∼ 2 중량% 범위로 사용하는 바, 그 사용량이 0.01 중량% 미만이면 무기입자 표면에 효과적인 유화상태를 이루기가 어렵고, 2 중량%를 초과하면 미립자의 크기 조절이 어렵고 또한 잔류 유화제의 회수 및 과다한 원가 상승의 문제가 된다.
알칼리금속염으로는 바람직하기로는 알카리금속의 과염소산염을 사용하는 것이며, 예를 들면 리튬퍼클로로레이트, 소디움퍼클로로레이트, 포타시움퍼클로로레이트를 선택 사용할 수 있다. 알칼리금속염은 무기 미립자를 구성하는 전체 조성에 대하여 0.01 ∼ 1 중량% 범위로 사용하는 바, 그 사용량이 0.01 중량% 미만이면 낮은 전도도가 형성되고, 1 중량%를 초과하면 자체응집 및 전도도를 증가하는데 더 이상의 효과가 없다.
암모늄염으로는 암모늄카보네이트, 암모늄비카보네이트, 암모늄비플로라이드, 암모늄비설페이트, 암모늄세릭나이트레이트, 암모늄락테이트 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택 사용한다. 암모늄염은 무기 미립자를 구성하는 전체 조성에 대하여 1 ∼ 50 중량% 범위로 사용하는 바, 그 사용량이 1 중량% 미만이면 효과적인 미립자의 크기조절이 어렵고, 50 중량%를 초과하면 잔류 암모늄의 회수 및 과다한 원가 상승의 문제가 된다.
또한, 본 발명에서는 미립자에 기능성을 부여할 목적으로 통상의 기능성 무기 첨가제를 함유시켜 유화중합하여 다기능성 무기 미립자를 제조할 수도 있다. 예컨대, 은(Ag), 구리(Cu) 함유물을 항균성 무기물로서 등을 첨가할 수도 있다. 상기한 기능성 무기물의 첨가량은 유효활성을 나타낼 수 있는 충분한 양 범위내에서 사용될 수 있다.
그리고, 상기한 조성성분을 혼합하고 유화중합하는 용매로서 물 및 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 2-에톡시에탄올 등이 사용될 수 있으며, 상기 용매는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
이상의 조성성분들을 혼합 및 유화중합하며, 중합이 완료되면 염산, 황산 질산의 묽은 산용액으로 세척하여 미반응 물질과 불순물을 제거하고 다시 물로 세척하고 건조하여 가능성이 부여된 무기 미립자를 얻는다. 제조된 무기 미립자는 0.05 ∼ 100 ㎛의 균일한 입자크기를 갖는다.
그런 다음, 상기 제조한 무기 미립자와 수용성 고분자를 용해한 후 실온에서 질소 가스로 10 ∼ 60 분간 버블링시키고, 버블링이 완료되면 입구를 밀봉시킨 후 방사선을 조사하여 본 발명이 목적하는 유-무기 복합 캡슐을 제조한다. 이러한 캡슐화 과정을 보다 상세히 설명하면, 방사선을 조사하여 생성된 유기 라디칼의 사슬반응에 의해 점차로 핵 성장이 일어나고, 이와 동시에 무기 미립자 표면에 흡착되어 있는 비이온 계면활성제에 의해 점차적으로 중합반응이 진행되어 무기 미립자의 입자 표면에서 중합이 계속 진행되어 일정한 크기의 캡슐화된 다기능성 유-무기 복합미립자를 형성하게 된다. 형성된 캡슐은 물과 알코올로 세척하고 건조한다. 상기 캡슐화를 위해 사용되는 방사선으로는 감마선(gamma ray)으로 10 ∼ 100 Kgy 이며, 이때 상기의 방사선 조사량과 동일한 에너지를 가진 일렉트론-빔을 사용해도 무방하다.
또한, 무기 미립자의 캡슐화에 사용되는 수용성 고분자는 폴리2-비닐피리딘, 폴리비닐알콜, 폴리비닐알콜과 비닐아세테이트의 공중합체, 폴리옥시에틸렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐메틸에테르 등 중에서 선택 사용될 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 사용한다. 수용성 고분자는 무기 미립자 100 중량부를 기준으로 1 ∼ 20 중량부 범위로 사용하는 바, 수용성 고분자의 사용량이 1 중량부 미만으로 적으면 무기미립자 표면에 효과적인 캡슐화가 어렵고, 20 중량부를 초과하면 자체 유기 고분자의 단일 고분자화의 비중이 높아 분산형태의 캡슐화를 이루는데 어렵다.
이상의 제조방법으로 제조된 유-무기 복합 캡슐은 입자 크기가 0.1 ∼ 100 ㎛로 균일한 크기를 가지고 있고, 다기능성을 부여하고 있어 여러 목적의 재료로서 간편하게 공정에 이용될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 제조방법에 의하면, 종래의 다공성 무기 미립자가 가지지 못하는 다기능성을 부여하고 또한 무기충전제의 투입량을 크게 증가시키면 소재간의 친화성, 분산성의 증대 및 점도감소 효과 등의 만족할 만한 결과를 얻을 수 없으며, 이 밖에도 작업의 한계성, 용도제한 및 제조비용 상승 등의 많은 문제점을 극복하고 무기충전제와 유기고분자간의 계면접착력 및 분산성 및 점도감소 효과를 주어 기계적 강도가 우수하면서도 전도성, 항균성, 전자파차폐성, 자외선차단성 등의 다기능성을 보유하는 유-무기 복합 캡슐을 제조할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
용매인 물 100 g에, 무기충전제로 소디움실리케이트(SiO2 함량 30%) 40 g, 계면활성제로 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아레이트 0.5 g 및 알카리금속염인 리튬퍼클로로레이트 0.05 g을 첨가한 후 균일 고속교반기로 50 분간 유화공정을 거친 후 암모늄카보네이트 10 g을 혼합하고 10분간 질소 버블링하였다. 1시간동안 교반한 후 반응물 중에 포함된 미반응 계면활성제 및 불순물은 묽은 염산 수용액으로 세척하여 제거하였고 다시 물로 3회 세척 후 70 ??에서 건조하여 전도성의 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 90 g에 수용성 폴리머인 폴리2-비닐피리딘 5 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 10 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 100 g에 무기충전제로 입자크기가 5 ∼ 7 nm인 콜로이달 실리카졸(SiO2 함량 30%) 50 g, 계면활성제로 폴리옥시에틸렌소비탄트리올레이트 0.5 g, 알카리금속염인 리튬퍼클로로레이트 0.05 g 및 암모늄세릭나이트레이트 15 g을 사용하였으며, 추가로 구리 2가 수용액을 0.2 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 85 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐알콜 5 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 10 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 200 g에 계면활성제인 에틸렌글리콜스테아레이트 0.2 g, 무기충전제로 입자크기가 5 ∼ 7 nm인 콜로이달 실리카졸(SiO2 함량 30%) 50 g, 알카리금속염인 리튬퍼클로로레이트 0.05 g 및 암모늄세릭나이트레이트 15 g을 사용하였으며, 추가로 구리 2가 수용액을 0.2 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리옥시에틸렌 7 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 2 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 300 g에 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트 0.5 g, 무기충전제로 입자크기가 2 ㎛인 수산화알루미늄 55 g, 알카리금속염으로 소디움퍼클로로레이트 0.05 g 및 암모늄비설페이트 20 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 0.4 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 75 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 9 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 30 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 300 g에 계면활성제인 이소옥틸스테아레이트 0.4 g, 무기충전제로 입자크기가 4 ㎛인 벤토나이트를 30 g, 알카리금속염으로 소디움퍼클로로레이트 0.05 g 및 암모늄카보네이트 20 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 0.6 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 75 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐메틸에테르 10 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 40 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 6
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 250 g에 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소비탄트리올레이트 0.5 g, 무기충전제로 입자크기가 10∼12 nm인 콜로이달 실리카졸(SiO2 함량 30%) 50 g, 알카리금속염으로 포타시움퍼클로로레이트 1 g 및 암모늄비카보네이트 20 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 0.7 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐알콜 5 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 50 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 7
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 300 g에 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트 0.5 g, 무기충전제로 입자크기가 10∼12 nm인 포타슘 졸(SiO2 함량 30%) 45 g, 알카리금속염으로 포타시움퍼클로로레이트 1 g 및 암모늄비설페이트 20 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 0.9 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성 및 항균성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 6 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 60 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 8
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 100 g에 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트 0.8 g, 무기충전제로 입자크기가 2∼3 ㎛인 티타늄옥사이드을 45 g, 알카리금속염으로 리튬퍼클로로레이트 1 g 및 암모늄카보네이트 30 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 1.0 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성, 항균성 및 자외선 차단 기능성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 6 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 80 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 9
상기 실시예 1과 동일하되, 용매인 물 400 g에 계면활성제인 세틸옥타노에이트 0.8 g, 무기충전제로 소디움실리게이트(SiO2 함량 30%) 55 g, 알카리금속염으로 리튬퍼클로로레이트 1 g 및 암모늄비카보네이트 30 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 2.0 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성, 항균성 및 자외선 차단 기능성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리비닐피롤리돈 10 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 100 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
실시예 10
상기 실시예 1과 동일하되, 유기용매인 벤젠 400 g에 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 소비탄모노스테아레이트 1.0 g, 무기충전제로 입자크기가 2∼3 nm인 포타슘졸(SiO2 함량 30%) 55 g, 알카리금속염으로 리튬퍼클로로레이트 1 g 및 암모늄비카보네이트 30 g을 사용하였으며, 추가로 1∼2 nm 크기의 은 졸을 3.0 ppm 농도로 포함시켜 유화 중합하여 전도성, 항균성 및 자외선 차단 기능성을 가지는 무기 미립자를 제조하였다.
제조된 무기 미립자의 캡슐화를 위해, 무기 미립자 80 g에 수용성 폴리머인 폴리2-비닐피리딘 10 g을 용해시킨 후 실온에서 질소 가스로 20분간 버블링하고, 입구를 밀봉하고 감마선으로 100 KGy 조사량으로 조사하였다. 미반응 물질은 과량의 메탄올에 용해시켜 제거하였고, 원심분리기를 이용하여 유-무기 복합 캡슐을 추출한 후 상온에서 진공 건조시켰다.
비교예 1
상기 실시예 1의 방법으로 전도성 무기 미립자를 제조하였으며, 수용성 고분자에 의한 캡슐화는 수행하지 않았다.
비교예 2
상기 실시예 1의 방법으로 무기 미립자 제조시 전도성 첨가제를 투여하지 않고 제조하였으며, 수용성 고분자에 의한 캡슐화는 수행하지 않았다.
비교예 3
상기 실시예 1의 방법으로 전도성 무기 미립자를 제조하였으며, 수용성 고분자를 30 중량부를 투입하고 캡슐화를 진행하였다.
이상의 실시예 1 ∼ 10의 방법으로 제조된 유-무기 복합 캡슐과 비교예 1의 방법으로 제조된 무기 미립자는 다음과 같은 측정방법으로 물성을 측정하여 다음 표 1에 나타내었다.
[물성 측정방법]
(1) 입도분포 ; 입도크기분포 측정장치(particle size analysis) 및 전자주사현미경으로 확인하였다.
(2) 전도성 : 4 point probe method로 전도성을 평가하였다.
(3) 분산성 : 폴리스티렌을 기재로 사용하고 합성된 유/무기 복합미립자와 무기분체인 수산화알루미늄과의 사출에 의해 표면 분산성을 육안으로 관측하여 상·중·하로 구분하여 평가하였다.
(4) 점도 : 폴리스티렌을 기재로 사용하고 합성된 유/무기 복합미립자와 무기분체인 수산화알루미늄과의 사출에 의해 형성된 시편을 이용하여 레오미터(Reometer)를 이용하여 전·후의 점도를 측정하였고, 측정한 전·후의 점도값 차이로부터 점도감소효과를 산정하여 상·중·하로 구분하여 평가하였다.
구 분 평균입경(㎛) 전도성(S/cm) 분산성 점도
실시예 1 5 3.5 ×10-1 상 상
실시예 2 15 3.8 ×10-1 상 상
실시예 3 10 3.8 ×10-2 상 상
실시예 4 35 4.1 ×10-3 중 중
실시예 5 50 4.5 ×10-3 중 중
실시예 6 20 3.6 ×10-1 상 중
실시예 7 25 3.2 ×10-2 중 상
실시예 8 45 4.2 ×10-1 상 중
실시예 9 15 2.1 ×10-1 상 상
실시예 10 10 2.5 ×10-1 상 상
비교예 1 5 3.5 ×10-1 하 하
비교예 2 2 3.5 ×10-10 하 하
비교예 3 단일 고분자화율이 높아 측정 불가
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법은 다음과 같은 중요한 장점을 지니고 있다. 첫째, 캡슐화 과정에서 2단계 중합법에서 기존의 촉매, 분산억제제 등을 사용치 않고 1단계 중합으로 캡슐화된 다기능성 유-무기 복합미립자의 합성이 가능하다. 둘째, 균일한 단분산성, 입자 분포 및 크기 조절이 용이하다. 셋째, 중합시간 단축 및 촉매 미 사용으로 인한 제조 원가의 절감에 따른 경제적 효과성이 높다.
또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 다기능성 유-무기 복합 캡슐은 엔지니어링 플라스틱의 충격보강제, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필름의 anti-blocking제, 페인트 및 잉크 등의 소광제, 담지촉매용 지지체, 단백질들의 고체상 합성 지지체, 약물전달 시스템, 색조 화장품의 원료, 은 담지, 전도성, 항균성, 전자파차폐 페인트 등에 기능성을 부여하는 미립자의 기재로 활용되어지며 기존 기술이 가지고 있는 한계점을 쉽게 극복할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 무기충전제 50 ∼ 90 중량%, 비이온계면활성제 0.01 ∼ 2 중량%, 알칼리금속염 0.01 ∼ 1 중량% 및 암모늄염 1 ∼ 50 중량%를 유화중합하여 무기 미립자를 제조하고, 그리고
    상기 제조한 무기 미립자 100 중량부와 수용성 고분자 1 ∼ 20중량부가 포함된 혼합물에, 방사선을 조사하여 캡슐화하여 제조하는 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무기충전제는 소디움실리케이트, 포타시움실리케이트, 소디움 및 포타시움계의 콜로이달실리카, 수산화알루미늄, 점토, 황산바륨, 석분, 탄산칼슘, 티타늄옥사이드, 카오린, 벤토나이트 및 제올라이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비이온계면활성제는 아민옥사이드류, 알킬에스테르류 및 폴리소베이트류 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리금속염은 알카리금속의 과염소산염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 암모늄염은 암모늄카보네이트, 암모늄비카보네이트, 암모늄비플로라이드, 암모늄비설페이트, 암모늄세릭나이트레이트 및 암모늄락테이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 미립자 제조를 위한 유화중합 과정에는 은 또는 구리함유 기능성 무기재료가 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 다기능성 유-무기 복합 캡슐의 제조방법.
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