KR101936454B1

KR101936454B1 - 천연의 다중 방출 및 재사용을 위한 조성물

Info

Publication number: KR101936454B1
Application number: KR1020147019694A
Authority: KR
Inventors: 닐 티 숄; 바실리 에이 토폴카라예프
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2019-01-08
Also published as: AU2012356250A1; KR20140104488A; US20130158129A1; US8574628B2; WO2013093659A1; BR112014014825A8; EP2793858A1; MX2014007091A; EP2793858A4; BR112014014825A2

Abstract

생체중합체 매트릭스가 약 0.1% 내지 약 40%의 에센셜 오일, 약 30% 내지 약 95%의 생체중합체, 및 약 0% 내지 약 50%의 담체 유체를 포함하고, 여기서 액체 용액에 노출될 때 상기 에센셜 오일의 제한된 양이 상기 매트릭스 조성물로부터 방출될 수 있고, 그 후 재사용시 액체 용액의 추가 노출로 상기 에센셜 오일의 추가의 제한된 양이 반복적으로 재방출될 수 있는, 생체중합체 매트릭스를 포함하는 조성물이 제공된다.

Description

천연의 다중 방출 및 재사용을 위한 조성물{NATURAL, MULTIPLE RELEASE AND RE-USE COMPOSITIONS}

관련 출원 상호 참조

본 출원은 2010년 12월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제12/961,638호 및 제12/961,634호의 우선권을 주장하고, 그의 전문이 본원에 참조로 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 다중 사용 및 재사용을 위해 수용액에 의해 재활성화될 수 있는 영구성(durable) 제제를 제공하는 에센셜 오일 조성물의 용도에 관한 것이다.

발명의 배경

에센셜 오일의 일부 유형은 환경친화적이고 다양한 이익을 제공함에 있어서 효과적이라고 알려져 있다. 그러나, 많은 상업적 응용에서 이러한 오일의 이용은 산소 존재 하에서 그의 높은 휘발성 및 불안정성 때문에 제한되었다. 이 문제를 극복하려는 시도는 종종 요망되는 결과를 연장하기 위해 더 많은 양의 에센셜 오일의 이용을 포함한다. 불행하게도, 이것은 단순히 더 높은 농도의 에센셜 오일을 포함시키는 것이 의도하지 않은 때로는 손해를 끼치는 결과를 야기할 수 있다는 점에서 단지 또 다른 문제를 야기한다. 다른 시도는 용매 존재 하에서 일부 유형의 중합체, 예컨대 단백질에 의한 오일 성분의 캡슐화를 포함하였다. 예를 들어, 논문[제목: "Encapsulation of Essential Oils in Zein Nanospherical Particles"(Parris 등, J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 4788-4792)]에서는 용매(예를 들어, 에탄올) 존재 하에서 오일을 제인(zein) 입자와 혼합함으로써 제인 나노구 내에 티몰의 캡슐화를 광범위하게 기술한다. 이 입자는 체내에 생물학적 물질의 경구 또는 주사 투여에 유용하다고 한다. 또 다른 논문[제목: "Controlled Release of Thymol from Zein Based Film"(Mastromatteo 등, J. Innovative Food and Emerging Technologies 2009, 10, 222-227)]에서는 에탄올에 옥수수 제인 및 글리세롤을 용해한 후 티몰을 첨가하여 용액을 형성함으로써 형성되는 필름을 광범위하게 기술한다. 이 용액을 페트리 접시에 붓고 건조시켜 필름을 형성한다.

상기한 기술들의 한 가지 문제는 그것들이 일반적으로 에센셜 오일을 용액으로 용해하는 것을 돕기 위해 용매(예를 들어, 에탄올)에 의지한다는 것이다. 용매 이용의 불리한 점은 그것이 조성물에 이용될 수 있는 성분의 유형에 제한을 둔다는 점이다. 추가로, 용매 기반 용액은 가공을 위해 실질적인 양의 시간, 에너지 및 물질을 요구한다. 게다가, 용매가 증발할 때 에센셜 오일의 일부가 용액으로부터 빠져나가고, 이는 정상적으로 필요한 것보다 더 많은 양의 오일의 이용을 요구한다. 상기 내용에도 불구하고, 오일 및 단백질 조합으로 "무용매" 방법을 이용하는 능력은 정상적으로 용융 가공과 관련된 강력한 전단 및 승온에 노출될 때 단백질이 그의 유동 성질을 잃는 경향에 의해 복잡해진다. 예를 들어, 단백질이 구조 변화("변성")를 겪을 수 있고 이 때문에 폴리펩티드의 디술피드 결합이 술프히드릴기 또는 티일 라디칼로 해리한다. 디술피드 결합이 화학적으로 환원될 때 술프히드릴기가 형성된다. 디술피드 결합의 기계적 절단이 있을 때 티일 라디칼이 형성된다. 그러나, 일단 해리되면, 자유 술프히드릴기가 다른 술프히드릴기와 랜덤하게 재회합하여 폴리펩티드 사이에 새로운 디술피드 결합을 형성한다. 또한, 티일 라디칼이 다른 티일 라디칼과 랜덤하게 재회합하여 새로운 디술피드 결합을 형성할 수 있거나 또는 티일 라디칼이 다른 아미노산과 반응하여 폴리펩티드 사이에 새로운 형태의 가교를 형성할 수 있다. 하나의 폴리펩티드가 다수의 티올기를 함유하기 때문에, 폴리펩티드 사이의 랜덤 가교는 "응집된" 폴리펩티드 망상조직 형성을 야기하고, 이 망상 조직은 상대적으로 취약성이어서 유동 성질 상실을 야기한다.

이러해서, 현재, 연속적인 기능적 이익을 사용자에게 제공할 수 있는 안정한 조성물을 제공하면서 활성 에센셜 오일의 환경친화적 이익을 포함하는 조성물을 생성하는 무용매 접근/방법이 필요하다.

발명의 요약

본 발명은 생체중합체 매트릭스가 약 0.1% 내지 약 40%의 에센셜 오일, 약 30% 내지 약 95%의 생체중합체, 및 약 0% 내지 약 50%의 담체 유체를 포함하고, 여기서 액체 용액에 노출될 때 상기 에센셜 오일의 제한된 양이 상기 매트릭스 조성물로부터 방출될 수 있고, 그 후 재사용시 액체 용액의 추가 노출로 상기 에센셜 오일의 추가의 제한된 양이 반복적으로 재방출될 수 있는, 생체중합체 매트릭스를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

발명의 상세한 설명

본 명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 뚜렷하게 청구하는 특허청구범위로 끝내지만, 본 발명이 다음 설명으로부터 더 잘 이해될 것이라는 점을 믿는다.

달리 명시되지 않으면, 모든 백분율, 부 및 비는 본 발명의 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 모든 이러한 중량은 그것이 열거된 성분과 관련될 때 활성제 수준을 기준으로 하고, 따라서, 달리 명시되지 않으면, 상업적으로 입수가능한 물질에 포함될 수 있는 용매 또는 부산물을 포함하지 않는다. "중량 퍼센트"라는 용어는 본원에서는 "중량%"로 표시할 수 있다. 실제 측정된 값들의 구체적인 예를 제시하는 경우를 제외하고는, 본원에서 언급되는 수치 값은 "약"이라는 단어로 수식되는 것으로 여겨야 한다.

본원에서 사용되는 "포함하는"은 최종 결과에 영향을 미치지 않는 다른 단계 및 다른 구성요소가 첨가될 수 있다는 것을 의미한다. 이 용어는 "...로 이루어지는" 및 "...을 주성분으로 하는"이라는 용어를 포함한다. 본 발명의 조성물 및 방법/공정은 필수 요소 및 본원에 기술된 본 발명의 제한, 뿐만 아니라 본원에 기술된 추가의 또는 임의의 구성요소, 성분, 단계 또는 제한도 포함할 수 있고, 그것으로 이루어질 수 있고, 그것을 주성분으로 할 수 있다.

본원에서 사용되는 "에센셜 오일"은 "식물성 오일"이라는 용어를 포함하고, 허브, 꽃, 나무 및 다른 식물로부터 추출되는 소수성 액체를 의미한다. 그것은 대표적으로 식물의 세포 사이에 작은 액적으로 존재하고, 당 업계 숙련자에게 알려진 방법(예를 들어, 스팀 증류, 냉침(즉, 지방(들)을 이용한 추출), 온침, 용매 추출 또는 기계적 프레싱)으로 추출할 수 있다. 본 발명의 에센셜 오일은 이그잭트(exact)일 수 있거나, 단리될 수 있거나, 정제될 수 있거나 또는 합성에 의해 유래될 수 있다.

일반적으로 말해서, 본 발명은 기능성 휘발물질, 예를 들어 에센셜 오일이 생체중합체 내에 포함된 환경친화적 유효 조성물에 관한 것이다. 생체중합체는 액체 용액에 노출될 때 오일의 제한된 양이 방출될 수 있도록 하는 매트릭스로서 쓰인다. 방출될 때, 에센셜 오일은 오일에 독특한 요망되는 이익을 제공하는 활성 작용제로서 기능을 할 수 있다. 또한, 조성물은 대표적으로 무수 상태이고, 일반적으로 용매가 없다. 이 방식에서는, 생체중합체가 사용 전에 에센셜 오일을 분산시키지 않을 것이고 에센셜 오일을 조기 방출하지 않을 것이고 에센셜 오일 전량을 한번에 고갈시키지 않을 것이다. 대신, 생체중합체가 액체 용액, 예컨대 물과 접촉시 제한된 양의 오일만 분산시키는 매트릭스 역할을 한다. 오일의 제한된 분산 때문에, 조성물이 반복된 재사용 및 액체 용액에의 노출시 재활성화될 수 있다. 조성물이 연속적인 및 반복된 사용 및 재사용을 위해 활성제인 오일을 더 많이 첨가할 필요가 없고 장기간 동안 이익을 활발하게 제공할 수 있다. 다시 말해서, 조성물은 한 시점에서 사용될 수 있고, 건조하도록 둘 수 있고, 수용액, 예컨대 물에의 간단한 재노출을 통해, 동일한 조성물이 재사용을 위해 재활성화될 것이다. 이것은 원래의 조성물이 활성을 더 이상 가질 수 없기 전에 여러 번 반복할 수 있다. 조성물 자체를 재적용할 필요는 없을 것이다. 이 예에서 필요한 유일한 것은 활성 오일의 재활성화를 위해 물을 첨가하는 것일 것이다. 조성물은 단독으로 이용될 수 있거나, 또는 사용 및 반복된 재사용을 위해 와이프 내에 사용하기 위한 기재에 포함될 수 있다.

I. 조성물

A. 기능성 휘발물질

기능성 휘발물질이 본 발명의 조성물에 요망되는 이익을 전달하는 활성제로서 이용된다. 기능성 휘발물질은 소비자/사용자에게 항미생물, 방향, 피부 건강, 냄새 차폐, 진정, 아로마 치료, 국소 치료, 국소 냉각 효과, 곤충 기피, 호흡기 건강, 신경 자극 및 다른 이익을 포함하지만 이에 제한되지 않는 이익을 제공하는 활성제로 정의할 수 있다. 본 발명의 기능성 휘발물질은 오일, 예컨대 식물로부터 추출될 수 있는 에센셜 오일일 수 있거나 또는 비식물 유래, 예컨대 에스테르, 지방산, 고급 알콜, 락톤, 황, 테르펜 등일 수 있다. 마찬가지로, 또한, 본 발명의 에센셜 오일은 에센셜 오일로부터 단리될 수 있거나 또는 정제될 수 있거나, 또는 그것은 간단히 합성에 의해 식물 유래 화합물을 모방하도록 제조될 수 있다. 에센셜 오일은 일반적으로 지질에 용해성이고, 유리할 뿐만 아니라 다른 활성 화합물보다 더 환경친화적인 유익한 성질을 부여할 수 있다. 예를 들어, 일부 에센셜 오일은 미생물의 세포막의 지질 성분의 손상을 야기하여 미생물의 증식을 억제하는 그의 능력 때문에 항미생물 효능을 나타낸다고 믿는다. 또한, 다른 이익은 국소 냉각 치료, 피부 건강, 진통 성질, 아로마 치료, 냄새 차폐, 피부 배리어 기능을 감소시켜 다른 활성제가 피부를 통해 스며드는 것을 허용하는 것(국소 약물 전달), 곤충 기피 등을 포함할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 오일이 조성물 내의 활성제로 이용될 수 있다. 본 발명에 이용하기 위한 적당한 에센셜 오일의 예는 예를 들어 아니스 오일, 레몬 오일, 오렌지 오일, 오레가노 오일, 로즈마리 오일, 노루발풀 오일, 백리향 오일, 라벤더 오일, 정향 오일, 홉, 차나무 오일, 시트로넬라 오일, 밀 오일, 보리 오일, 레몬그래스 오일, 삼나무 잎 오일, 삼나무 오일, 계피 오일, 플리그래스(fleagrass) 오일, 제라늄 오일, 백단향 오일, 바이올렛 오일, 크랜베리 오일, 유칼립투스 오일, 버베인 오일, 페퍼민트 오일, 검 벤조인, 바질 오일, 회향 오일, 전나무 오일, 발삼나무 오일, 멘톨, 오크메아 오리가눔(ocmea origanum) 오일, 히다스티스 카라덴시스(Hydastis carradensis) 오일, 버버리다세아 다세아(Berberidaceae daceae) 오일, 라탄히애(Ratanhiae), 및 커쿠마 롱가(Curcuma longa) 오일, 참깨 오일, 마카다미아넛 오일, 달맞이꽃 오일, 스패니쉬 세이지 오일, 스패니쉬 로즈마리 오일, 코리앤더 오일, 피멘토 베리 오일, 로즈 오일, 버가못 오일, 로즈우드 오일, 카모마일 오일, 세이지 오일, 클라리 세이지 오일, 시프레스 오일, 씨 펜넬(sea fennel) 오일, 프랭킨센스 오일, 생강 오일, 자몽 오일, 자스민 오일, 주니퍼 오일, 라임 오일, 만다린 오일, 마조람 오일, 미르 오일, 네롤리 오일, 파초울리 오일, 페퍼 오일, 블랙 페퍼 오일, 페티트그레인 오일, 소나무 오일, 로즈 오토 오일, 스페어민트 오일, 스파이크나드 오일, 베티버 오일, 또는 일랑일랑을 포함할 수 있다. 또한, 당 업계 숙련자에게 알려진 다른 에센셜 오일도 본 발명의 맥락 내에서 유용하다고 여긴다(예를 들어, 인터내셔날 코즈메틱 인그레디언트 딕셔너리(International Cosmetic Ingredient Dictionary), 제10판 및 제12판(각각 2004 및 2008), 본원에 참조로 포함됨).

한 실시양태에서는, 카르바크롤 및 티몰 함유 오일이 히르텀(hirtum) 변종의 오리가눔 벌가레(Origanum vulgare)종으로부터 정제된다. 이상적으로, 이것은 고품질 오일을 생성하는 하이브리드 균주이지만, 이 속, 종 또는 균주에 제한되지 않는다. 또한, 오일 추출물은 네페타 라세모사(Nepeta racemosa)종(개박하), 네페타 시트리오도라(Nepeta citriodora)종, 네페타 엘립티카(Nepeta elliptica)종, 네페타 힌도스토마(Nepeta hindostoma)종, 네페타 란세올라타(Nepeta lanceolata)종, 네페타 류코필라(Nepeta leucophylla)종, 네페타 롱기오브락테아타(Nepeta longiobracteata)종, 네페타 무시니(Nepeta mussinii)종, 네페타 네페텔라(Nepeta nepetella)종, 네페타 시브토르피(Nepeta sibthorpii)종, 네페타 서브세실리스(Nepeta subsessilis)종, 네페타 투베로사(Nepeta tuberosa)종, 티무스 글란둘로수스(Thymus glandulosus)종, 티머스 히에말리스(Thymus hyemalis)종, 티머스 불가리스(Thymus vulgaris)종 및 티머스 지기스(Thymus zygis)종을 포함하지만 이에 제한되지 않는 네페타(Nepeta)속 식물로부터 얻을 수 있다.

위에서 지시한 바와 같이, 에센셜 오일의 단리물 및/또는 유도체도 본 발명에 이용될 수 있다. 예를 들어, 모노테르펜 페놀이 본 발명에 이용하기에 특히 적당하고, 이것은 식물 오일 추출물로부터 단리되어 정제될 수 있거나, 또는 공지 방법으로 합성에 의해 제조될 수 있다. 적당한 모노테르펜 페놀은 예를 들어 티몰, 카르바크롤, 유칼립톨 등을 포함할 수 있다. 티몰(이소프로필크레졸)이 특히 적당한 모노테르펜 페놀이고, 이것은 주위 압력에서 약 238 ℃의 비점을 갖는 결정성 물질이다. 티몰의 이성질체인 카르바크롤(이소프로필-o-크레졸)은 또 다른 적당한 화합물이다. 카르바크롤은 주위 압력에서 약 233 ℃의 비점을 갖는 액체이다. 티몰 및 카르바크롤, 뿐만 아니라 그의 이성질체는 식물 오일 추출물로부터 유래될 수 있거나 또는 합성될 수 있다. 예를 들어, 카르바크롤은 아질산과 1-메틸-2-아미노-4-프로필 벤젠의 반응에 의해 합성될 수 있다. 단리된 또는 미리합성된 형태로 이용되는 것 외에도, 모노테르펜 페놀을 주 구성성분으로 포함하는 에센셜 오일이 이용될 수 있고, 모노테르펜 페놀의 최종 농도는 본원에 제공된 범위 내이다. "주 구성성분"이라는 용어는 일반적으로 약 50 중량% 초과의 양의 모노테르펜 페놀을 갖는 에센셜 오일을 의미한다. 이러한 에센셜 오일이 더 적은 양의 다른 구성성분, 예컨대 비방향족 테르펜 화합물을 함유할 수 있다는 것이 당 업계에 알려져 있다. 유기 페놀 화합물을 주 구성성분으로 갖는 에센셜 오일은 아니스 오일, 무테르핀 월계수 오일, 정향 꽃봉오리, 정향 잎, 정향 오일, 정향 줄기, 오리가눔 오일, 페루 발삼, 피멘토 오일, 유칼립투스 오일, 티몰 오일 및 그의 혼합물을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 조성물은 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%, 및 일부 실시양태에서는 약 1 중량% 내지 약 15 중량%의 양의 에센셜 오일을 이용할 수 있다.

본 발명에 적당한 다른 기능성 휘발물질은 고급 알콜, 테르펜, 지방산, 황 함유 화합물, 락톤, 에스테르 및 그의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 비식물 기반 휘발성 화합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

B. 생체중합체

또한, 본 발명의 조성물은 생체중합체를 포함한다. 에센셜 오일이 불안정하기 때문에, 생체중합체가 활성을 위해 방출되는 오일의 양을 제한하는 것을 돕는 매트릭스 역할을 한다. 추가로, 에센셜 오일은 본래 일부 액체 용액에서 그의 용해도가 제한된다. 에센셜 오일은 특히 물에서의 용해도가 제한된다. 액체 용액이 매트릭스에 적용될 때, 다양한 메카니즘을 통해 매트릭스로부터 제한된 또는 조절된 양의 오일이 방출될 수 있다.

첫째, 오일이 매트릭스로부터 확산에 의해 액체 용액으로 방출될 수 있다. 이 경우, 오일의 용해도 한계에 도달할 때까지 오일이 확산한다. 매트릭스로부터 액체 용액으로 활성제의 방출 또는 확산이 용해도 한계에서 멈추고, 남은 활성 오일 구성요소는 재사용시까지 생체중합체 매트릭스 내에 그대로 포집되어 있다. 그 다음, 재사용시, 새로운 액체 용액이 재적용되어 남은 활성 화합물의 추가의 제한된 양이 다시 생체중합체 매트릭스로부터 용액으로 방출되는 것을 허용한다. 이 과정은 여러 번 반복될 수 있어서 생체중합체 매트릭스로부터 활성제의 다중 방출을 허용한다. 이 메카니즘을 통해서는, 첨가된 액체에 전체 생체중합체 매트릭스가 분산되거나 또는 용해되지는 않기 때문에, 제한된 양이 방출된다고 알려져 있다. 생체중합체 및 활성제가 압출될 때, 응집된/단단히 다진 조성물이 형성된다. 따라서, 그 물질에 액체가 첨가될 때, 그것이 당장 완전히 분산되거나 또는 용해되지 않을 것이다. 매트릭스로부터 용해되거나 또는 분산되는 생체중합체의 양은 시간에 의존한다. 이러한 중합체가 활성제의 요망되는 이익을 방출하기 위해 이러한 중합체의 분산에 필요한 시간의 양은 특별한 최종 용도 설계 기준에 적어도 부분적으로 의존할 것이다. 대부분 실시양태에서, 매트릭스는 일반적으로 약 5 분 이내, 약 1 분 이내, 약 30 초 이내, 또는 약 10 초 이내에 에센셜 오일 활성제를 분산시키고 방출하기 시작할 것이다.

활성제의 다중 방출을 허용하는 또 다른 메카니즘은 외부 생체중합체 매트릭스를 분산시키거나 또는 용해시키는 것에 의한다. 액체 용액이 생체중합체 매트릭스와 접촉할 때, 생체중합체가 표면에서 용액으로 용해될 수 있거나 또는 분산될 수 있다. 이 분산 또는 용해가 일어날 때, 동시에 활성 성분도 액체 용액으로 방출된다. 활성제는 생체중합체 매트릭스 내에서 균질하게 혼합되기 때문에 용액으로 방출된다. 따라서, 생체중합체 매트릭스가 용액으로 분산되거나 또는 용해될 때, 활성 성분도 용액으로 분산되거나 또는 용해된다. 초기 액체 용액 접촉 동안에 방출되는 활성제의 양을 조절하는 것을 돕기 위해, 액체 용액 내에서의 생체중합체의 분산성 또는 용해도를 변화시킬 수 있고 이렇게 하여 생체중합체가 액체 용액에서 더 분산성 또는 용해성이 되기 때문에 더 많은 양의 생체중합체가 액체에 분산되거나 또는 용해될 것이고, 이것은 더 많은 양의 활성제가 방출되는 것을 허용한다. 별법으로, 생체중합체가 액체 용액에서 덜 분산성이거나 또는 덜 용해성이 될 때는, 더 적은 활성제가 방출된다. 또한, 생체중합체는 액체 용액에서 활성제의 용해도 한계보다 높은 활성제 농도를 촉진하는 유화제로도 작용할 수 있다. 생체중합체는 그의 친수성 성분을 친수성 용액과 상호작용시키고, 한편 그의 소수성 성분을 소수성 에센셜 오일과 상호작용시킴으로써 유화제로 작용한다. 예를 들어, 단백질이 생체중합체로 이용될 때, 친수성 기반 아미노산 측쇄가 친수성 액체와 상호작용하고, 한편, 소수성 아미노산 측쇄가 소수성 기능성 휘발물질과 상호작용한다.

또한, 조성물 매트릭스로부터 활성제의 다중 방출을 조절하는 데 물질의 표면적 대 부피 비도 이용될 수 있다. 표면적이 클수록, 액체 용액에 대해 접촉 면적이 크다. 이 더 많은 양의 접촉 표면적은 더 많은 활성제가 방출되는 것을 허용하거나 또는 생체중합체가 액체 용액으로 분산되거나 또는 용해되는 것을 허용한다. 역으로, 부피에 대해 표면적이 감소함에 따라, 입자와 액체 사이의 접촉 면적의 양이 감소하고, 이렇게 함으로써 활성제 방출 및/또는 분산되는 생체중합체의 양을 감소시킨다. 따라서, 표면적 대 부피 비를 이용해서 활성제가 방출될 수 있는 양 및 횟수를 조절할 수 있다. 생체중합체 매트릭스는 부직 웹, 펠렛, 필름, 섬유, 성형된 부품(예컨대, 사출 성형 등), 입자/분말을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태일 수 있다. 본 발명에 적당한 생체중합체는 단백질, 전분, 셀룰로오스 및 그의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 생체중합체는 그의 원래 상태로 이용될 수 있거나 또는 특별한 응용을 위해 개질될 수 있다. 응용 액체 내에서의 생체중합체의 분산성 또는 용해도를 조절하는 데 화학적 개질이 이용될 수 있다. 이 간접 개질은 활성제의 방출량을 조절하는 것을 허용한다. 추가로, 이러한 개질은 가교를 포함할 수 있다.

a. 단백질

본 발명의 생체중합체로 이용되는 단백질은 식물성 단백질, 유제품 단백질, 동물성 단백질 뿐만 아니라 그의 농축물 또는 단리물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 단백질 원천은 예를 들어 우유(예: 카제인 또는 카에제이네이트), 유장, 옥수수(예: 제인), 밀(예: 밀 글루텐), 대두, 또는 다른 식물성 또는 동물성 원천일 수 있다. 식물 단백질, 예컨대 제인, 옥수수 글루텐, 밀 글루텐, 유장 단백질, 콩 단백질 등이 본 발명에서 이용하기에 특히 적당하다. 어떠한 형태의 단백질도 이용될 수 있고, 예컨대 단리물, 농축물 및 가루가 이용될 수 있다. 예를 들어, 콩 단백질은 약 75 중량% 내지 약 98 중량%의 단백질을 함유하는 단리물, 약 50 중량% 내지 약 75 중량%의 단백질을 함유하는 농축물, 또는 약 30 중량% 내지 약 50 중량%의 단백질을 함유하는 가루 형태일 수 있다. 일부 실시양태에서는, 상대적으로 순수한 단백질, 예컨대 약 75 중량% 이상, 및 일부 경우에서는, 약 85 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 글루텐 단백질은 어떠한 관련 전분도 세척해서 글리아딘 및 글루테닌 단백질의 복합체를 남김으로써 정제될 수 있다. 한 특별한 실시양태에서는, 활성 밀 글루텐이 이용된다. 이러한 활성 밀 글루텐은 금방 세척한 글루텐을 건조함으로써 밀가루로부터 생성된 크림 같은 황갈색 분말로서 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, 활성 밀 글루텐은 아처 다니엘즈 미드랜드(Archer Daniels Midland)("ADM")(미국 일리노이주 데카터)로부터 훼트프로(WhetPro)® 75 또는 80이라는 상표명으로 얻을 수 있다. 마찬가지로, 정제된 콩 단백질 단리물은 당 업계에서 일상적으로 이용되는 잘 알려진 기술인 탈지박의 알칼리 추출 및 산 침전에 의해 제조할 수 있다. 이러한 정제된 콩 단백질은 ADM으로부터 프로-팸(PRO-FAM)®이라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하고, 이것은 대표적으로 90 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는다. 또한, 다른 정제된 콩 단백질 제품은 듀폰(DuPont; 미국 켄터키주 루이스빌)으로부터 프로코트(PRO-COTE)®라는 상표명 및 센트럴 소야(Central Soya)로부터 프로미(Promie) R이라는 상표명으로 입수가능하다.

요망되는 경우, 단백질은 또한 수용액에서 분산되는 그의 능력을 개선하기 위해 당 업계에 알려진 기술을 이용해서 개질될 수 있고, 이것은 아래에서 더 상세히 기술하는 바와 같이 사용 동안 및/또는 사용 직전에 조성물에 적용되어 에센셜 오일을 방출할 수 있다. 적당한 개질 기술은 pH 개질, 변성, 가수분해, 아실화, 환원, 산화 등을 포함할 수 있다. 한 예로서, 글루텐은 때로는 그것이 과량의 물이 스며들지 않게 하기 시작할 때까지 물을 흡수할 수 있다. 이 때문에 글루텐 분자가 함께 밀접하게 회합되고 그것은 수용액에서의 분산에 저항한다. 이 경향에 대항하기 위해서, 이 단백질은 수성 환경에서의 그의 용해도를 증가시키기 위해 pH 개질제로 처리될 수 있다. 대표적으로, pH 개질제는 단백질의 pH를 올릴 수 있는 염기성 시약이고, 이렇게 하여 그 때문에 그것이 수용액에서 더 용해성이 된다. 1가 양이온 함유 염기성 시약(이하, "1가 염기성 시약")이 본 발명에 이용하기에 특히 적당하다. 이러한 1가 염기성 시약의 예는 예를 들어 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, 수산화나트륨, 수산화암모늄 등), 암모니아 등을 포함한다. 물론, 요망된다면, 또한, 다가 시약, 예컨대 알칼리 금속 수산화물(예: 수산화칼슘) 및 알칼리 금속 산화물(예: 산화칼슘)도 이용될 수 있다. pH 개질제가 이용될 때, pH 개질제는 단백질의 pH가 약 7 내지 약 14, 및 일부 실시양태에서는, 약 8 내지 약 12이도록 하는 양으로 존재할 수 있다.

단백질 물질의 가수분해는 또한 수용해도를 개선할 수 있고, 가수분해 효소로 단백질을 처리함으로써 영향받을 수 있다. 프로테아제, 펙티나제, 락타제 및 키모트립신을 포함하지만 이에 제한되지 않는 단백질 물질을 가수분해하는 많은 효소가 당 업계에 알려져 있다. 단백질 물질의 수분산액에 충분한 양, 대표적으로 단백질 물질의 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%의 효소를 첨가하고, 효소 및 단백질 분산액을 처리함으로써 효소 가수분해가 영향을 받는다. 충분한 가수분해가 일어난 후, 가열에 의해 효소가 불활성화될 수 있고, 용액의 pH를 단백질 물질의 대략 등전점으로 조정함으로써 용액으로부터 단백질 물질을 침전시킬 수 있다.

본 발명의 조성물은 대표적으로 약 30 중량% 내지 약 95 중량%, 일부 실시양태에서는 약 40 중량% 내지약 90 중량%, 및 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 80 중량%의 양의 단백질을 이용한다.

b. 전분 또는 탄수화물

또한, 본 발명에서 이용되는 생체중합체는 개질된 전분을 함유할 수 있다. 에센셜 오일이 저장 동안 및 그것이 요망되는 응용에 이용되기 전에 침출되는 경향이 있기 때문에, 개질된 전분 중합체는 오일의 장기 안정성 및 결국에는 그의 요망되는 이익의 효능을 증진시키는 것을 돕는다. 이론으로 제한되는 것을 의도하지는 않지만, 전분의 물리적 구조가 에센셜 오일을 효과적으로 캡슐화하여 그의 조기 방출을 억제/조절할 수 있다고 믿는다. 그럼에도 불구하고, 사용 전에 및/또는 사용 동안에 에센셜 오일을 방출하는 것이 요망될 때는, 상기한 바와 같이 수성 환경에 놓일 때 개질된 전분이 분산(예를 들어, 붕해, 용해, 물리적 형태 변화 등)될 수 있다.

전분 중합체는 많은 식물에서 생성되지만, 대표적 원천은 곡물 종자, 예컨대 옥수수, 찰옥수수, 밀, 수수, 쌀 및 찹쌀; 괴경, 예컨대 감자; 뿌리, 예컨대 타피오카(즉, 카사바 및 마니옥), 고구마, 및 애로루트, 및 사고 야자의 중과피를 포함한다. 원천에 상관 없이, 전분은 그것이 더 높은 정도의 물 민감도를 가지도록 개질되고, 이것은 물과 접촉시 분해를 촉진하는 것을 돕는다. 이러한 개질된 전분은 당 업계에 알려진 대표적 방법(예를 들어, 에스테르화, 에테르화, 산화, 산 가수분해, 효소 가수분해 등)을 통해 얻을 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 전분은 그것이 낮은 정도의 물 민감도를 가지도록 개질되고, 이것은 더 낮은 정도의 에센셜 오일 방출을 촉진하는 것을 돕는다.

전분 에테르 및/또는 에스테르, 예컨대 히드록시알킬 전분이 특히 바람직하다. 이론으로 제한되는 것을 의도하지 않지만, 이러한 개질된 전분은 모노테르펜 페놀 식물성 오일에서 발견되는 극성(예를 들어, 페놀의 히드록실) 및 비극성(예를 들어, 이소프로필)기와 각각 상호작용할 수 있는 극성 기(예를 들어, 히드록시) 및 비극성 기(예를 들어, 알킬)를 갖는다고 믿는다. 이것은 사용 전에 식물성 오일을 포집하여 담는 전분 중합체의 능력을 증진시킨다. 게다가, 전분 중합체의 개질은 증진된 사슬 유연성을 제공하고, 이것은 그의 포집 효율을 훨씬 더 증진시킨다. 히드록시알킬 전분의 히드록시알킬기는 예를 들어 2 내지 10 개의 탄소 원자, 일부 실시양태에서는 2 내지 6 개의 탄소 원자, 및 일부 실시양태에서는 2 내지 4 개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 대표적인 히드록시알킬 전분, 예컨대 히드록시에틸 전분, 히드록시프로필 전분, 히드록시부틸 전분 및 그의 유도체가 이용된다. 전분 에스테르는 예를 들어 폭넓고 다양한 무수물(예를 들어, 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물 등), 유기 산, 산 클로라이드, 또는 다른 에스테르화 시약을 이용해서 제조할 수 있다. 에스테르화 정도는 요망되는 대로 다양할 수 있고, 예컨대 전분의 글루코시드 단위 당 1 내지 3 개의 에스테르기일 수 있다. 당 업계에 알려진 다른 유형의 개질된 전분, 예컨대 양이온성, 음이온성, 가교된, 산화된 및 효소 촉매된 것들이 본 발명에 이용될 수 있다.

전분 중합체는 상이한 중량 백분율의 아밀로스 및 아밀로펙틴, 상이한 중합체 분자량 등을 함유할 수 있다. 높은 아밀로스 전분은 약 50 중량% 초과의 아밀로스를 함유하고, 낮은 아밀로스 전분은 약 50 중량% 미만의 아밀로스를 함유한다. 요구되지는 않지만, 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 및 일부 실시양태에서는, 약 15 중량% 내지 약 35 중량%의 아밀로스 함량을 갖는 낮은 아밀로스 전분이 본 발명에 이용하기에 특히 적당하다. 이러한 낮은 아밀로스 전분의 예는 옥수수 전분 및 감자 전분을 포함하고, 둘 모두가 약 20 중량%의 아밀로스 함량을 갖는다. 특히 적당한 낮은 아밀로스 전분은 약 50,000 내지 약 1,000,000 g/몰, 일부 실시양태에서는 약 75,000 내지 약 800,000 g/몰, 및 일부 실시양태에서는 약 100,000 내지 약 600,000 g/몰의 범위의 수 평균 분자량("Mn") 및 약 5,000,000 내지 약 25,000,000 g/몰, 일부 실시양태에서는 약 5,500,000 내지 약 15,000,000 g/몰 및 일부 실시양태에서는 약 6,000,000 내지 약 12,000,000 g/몰의 범위의 중량 평균 분자량("Mw")을 갖는 것이다. 또한, 중량 평균 분자량 대 수 평균 분자량("Mw/Mn")의 비, 즉, "다분산 지수"도 상대적으로 높다. 예를 들어, 다분산 지수는 약 10 내지 약 100, 및 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 80의 범위일 수 있다. 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량은 당 업계 숙련자에게 알려진 방법으로 결정할 수 있다.

본 발명의 조성물은 대표적으로 약 30 중량% 내지 약 95 중량%, 일부 실시양태에서는 약 40 중량% 내지 약 90 중량%, 및 일부 실시양태에서는 약 50 중량% 내지 약 80 중량%의 양의 개질된 전분 중합체를 이용한다.

C. 담체 유체

또한, 용융 가공 조건 하에서 단백질 및/또는 전분이 더 유동성이 되고 그것이 그의 내부 구조 내에 에센셜 오일을 받아들이는 것을 허용하기 위해 본 발명의 조성물에 담체 유체도 이용될 수 있다. 적당한 담체 유체는 다가 알콜, 예컨대 당(예를 들어, 글루코스, 수크로스, 프럭토스, 라피노스, 말토덱스트로스, 갈락토스, 크실로스, 말토스, 락토스, 만노스 및 에리트로스), 당 알콜(예를 들어, 에리트리톨, 크실리톨, 말리톨, 만니톨 및 소르비톨), 폴리올(예를 들어, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜 및 헥산 트리올) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한, 우레아 및 우레아 유도체를 포함하는 히드록실기를 갖지 않는 수소 결합 형성 유기 화합물; 당 알콜의 무수물, 예컨대 소르비탄; 동물 단백질, 예컨대 젤라틴; 식물성 단백질, 예컨대 해바라기 단백질, 대두 단백질, 면 씨 단백질; 및 그의 혼합물도 적당하다. 추가로, 프탈레이트 에스테르, 디메틸 및 디에틸숙시네이트 및 관련 에스테르, 글리세롤 트리아세테이트, 글리세롤 모노 및 디아세테이트, 글리세롤 모노, 디 및 트리프로피오네이트, 부타노에이트, 스테아레이트, 락트산 에스테르, 시트르산 에스테르, 아디프산 에스테르, 스테아르산 에스테르, 올레산 에스테르 및 다른 산 에스테르가 이용될 수 있다. 또한, 지방 카르복실산, 예컨대 락트산, 말레산, 아크릴산, 에틸렌 및 아크릴산의 공중합체, 말레산이 그래프팅된 폴리에틸렌, 폴리부타디엔-코-아크릴산, 폴리부타디엔-코-말레산, 폴리프로필렌-코-아크릴산, 폴리프로필렌-코-말레산 및 다른 탄화수소 기반 산도 이용될 수 있다. 저분자량 담체 유체, 예컨대 약 20,000 g/mol 미만, 약 5,000 g/mol 미만 또는 약 1,000 g/mol 미만인 것이 바람직하다.

요망된다면, 담체 유체는 어느 일정 pH(조성물에 포함되기 전의 pH를 의미함)를 가지는 것이 선택될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 낮은 pH를 갖는 담체 유체는 용융 가공 동안 글루텐 단백질이 응집하는 경향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 글루텐 단백질이 이용될 때, 약 6 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 5, 및 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 4의 pH를 갖는 담체 유체가 선택될 수 있다. 이러한 담체 유체의 예는 지방족 카르복실산, 예컨대 락트산, 말레산, 아크릴산 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다른 실시양태에서는, 예컨대 식물 단백질이 pH에 일반적으로 민감하지 않을 때, 더 높은 pH를 갖는 담체 유체를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 콩 단백질은 글루텐 단백질에서 응집을 초래하는 시스테인 잔기가 일반적으로 부족하다. 따라서, 콩 단백질이 이용될 때, 콩 단백질은 상대적으로 넓은 범위의 pH 수준을 갖는 담체 유체와 함께 이용될 수 있다. 이러한 담체 유체의 한 예는 약 6의 pH를 갖는 글리세롤이다.

이용되는 담체 유체의 양은 선택된 에센셜 오일 및 단백질의 성질에 부분적으로 의존하고, 본 발명 내에서 이용될 수 있거나 또는 이용될 수 없다. 담체 유체는 조성물의 약 0 중량%, 또는 약 5 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 30 중량%, 또는 약 20 중량%의 수준으로 포함된다.

D. 다른 성분

첨가제는 그것을 활성 오일 입자에 첨가함으로써 조성물에 포함될 수 있다. 첨가제는 본 발명의 다중 방출 메카니즘을 조절하는 기능을 한다. 또한, 이 첨가제는 용액에서의 활성제 농도를 그의 용해도 한계보다 높게 촉진할 수 있다. 이러한 예는 활성제를 그의 용해도 한계보다 높게 액체 용액에 방출하는 것을 돕기 위해 입자에 계면활성제를 포함시키는 것을 포함한다. 활성제가 소수성이고 액체 용액이 친수성이면, 첨가제, 예컨대 계면활성제 또는 그의 조합의 첨가는 친수성 액체에서 소수성 활성제의 방출을 촉진하는 것을 도울 수 있다. 다른 첨가제 또는 성분은 안료, 무기 충전제 및 가공 조제를 포함한다.

II. 가공

활성제를 여러 번 방출하는 능력을 갖는 천연, 생체중합체 및 에센셜 오일 조성물은 용융 가공에 의해 생성된다. 활성제를 압출 또는 다른 용융 방법에 의해 생체중합체 매트릭스에 용융 포함시킨다. 그 결과로 생성된 압출된 스트랜드를 선택된 입자 크기로 크기축소한다. 입자 크기는 약 1 ㎛ 내지 약 10000 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 2000 ㎛, 또는 약 100 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다. 이어서, 크기 축소된 입자를 기재, 예컨대 부직 물질에 적용해서 활성 오일의 요망되는 이익을 분산시키는 반영구 사용 와이프를 생성할 수 있다. 또한, 용융 가공 물질을 적용하는 다른 수단도 본 발명에 적용될 수 있고, 이것은 섬유 또는 필름을 형성하고 이 섬유 또는 필름을 부직 물질에 적용하는 것을 포함할 수 있다.

압출된 물질의 크기축소는 당 업계의 공지 기술을 통해 수행될 수 있다. 이러한 크기축소 방법/장비는 마이크로 펠렛화, 디스크 밀링, 어트리션(attrition) 밀링, 과립화기, 그라인더, 회전 컷터, 쉬레더, 저온 그라인더, 고체 상태 전단 분쇄, 해머밀, 임팩트 밀, 볼 밀 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

단백질을 용융 가공하는 것과 정상적으로 관련된 문제에도 불구하고, 본 발명자들은 좋은 기계적 성질을 나타낼 수 있는 안정한 용융가공된 조성물의 형성을 허용하도록 가공 조건 및 성분을 선택적으로 조절할 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 용융 블렌딩 동안에 이용되는 압출 온도(들) 및 전단 속도가 상대적으로 낮아서 폴리펩티드 해리를 제한하는 것을 돕고, 이렇게 해서 응집 및 취약화 영향을 최소화한다. 이러한 낮은 온도/전단 조건의 이용은 종종 혼합 효율을 감소시키는 경향이 있지만, 본 발명의 담체 유체를 이용함으로써 에센셜 오일이 단백질의 내부 구조 안으로 흘러들어가서 방출을 위해 활성화될 때까지 단백질의 내부 구조에 보유될 수 있는 능력을 증진시킬 수 있다.

실시예

다음 실시예는 본 발명의 범위 내의 실시양태를 더 기술하고 입증한다. 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 많은 변화가 가능하기 때문에 실시예는 단지 예시 목적으로 제공되고, 본 발명에 대한 제한으로 해석되지 않아야 한다.

실시예 1

천연 휘발성 활성 티몰을 단백질에 용융 포함시켜 크기축소하였고, 그 결과, 물 첨가 및 제거로 티몰을 다중 방출할 수 있는 입자를 얻었다.

물질: ADM으로부터의 훼트프로(WhetPro) 75라고 불리는 밀 글루텐, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터의 티몰

압출: "프리즘 유에스에이랩 16"(PRISM USALAB 16) 실험실 규모 이축 스크류 압출기를 이용해서 훼트프로® 75 글루텐 및 티몰을 용융가공하였다. 압출기는 11 개의 상이한 대역을 함유하지만, 이 실시예에서는 대역 1 내지 5 및 11은 이용하지 않았다. 압출기는 물질이 압출기를 용이하게 나가는 것을 허용하기 위해 0.75 인치 다이 시스템(대역 11)을 이용하였다. 단백질 및 티몰을 미리블렌딩하였고(17 중량% 티몰 및 83 중량% 단백질), 이어서 압출기의 대역 6에 0.5 lb/hr의 공급 속도로 첨가하여 83% 훼트프로^®및 17% 티몰의 조성물을 제공하였다. 스크류 구성은 대역 6 및 7의 운송 요소, 대역 8 및 9의 니딩 블록 및 대역 10의 운송 요소로 이루어졌다. 스크류 속도는 50 rpm이었다. 대역 6 - 11의 온도 프로필은 각각 37 ℃, 47 ℃, 60 ℃, 70 ℃, 70 ℃ 및 70 ℃였다. 그 결과로 생성된 압출된 물질을 플라스틱 백에 함유시키고 -32 ℃에서 보관하였다. 냉각된 물질을 브릭만/레트쉬(Brickmann/Retsch) 실험실 규모 그라인딩 밀(설정 속도 = 1)에 의해 크기축소하였고, 입자 크기 < 250 ㎛에서 수집하였다.

다중 습윤: 입자가 티몰을 여러 번 방출할 수 있음을 입증하기 위해, 1.17 g의 입자를 26 ㎖ 바이알에 넣었다. 20 ㎖의 DI 물을 첨가하고, 3 분 동안 기다리고, 입자로부터 물을 제거하고, 물 첨가 및 제거를 2회 더 반복하였다. 각 용액을 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)fmf 통해 %티몰 함량에 대해 분석하였다. 결과를 하기 표에 나타내고, 물 첨가 및 제거로 티몰이 여러 번 방출된다는 것을 입증하였다.

글루텐 입자로부터 티몰의 다중 촉발 방출에 물 이용

	용액 중의 %티몰(w/w)
첫번째 적심	0.078
두번째 적심	0.055
세번째 적심	0.047

실시예 2

다른 유형의 액체 용액이 밀 글루텐 매트릭스로부터 티몰을 여러 번 방출할 수 있다. 이 예의 액체 용액은 티몰을 쉽게 용해하는 에탄올이다. 이 예는 글루텐 매트릭스(생체중합체)가 입자로부터의 티몰 방출을 조절한다는 것을 입증한다. 티몰이 글루텐 매트릭스에 포함되지 않는다면, 에탄올이 티몰을 완전히 용해할 것이고, 따라서 다중 방출을 허용하지 않을 것이다. 이것을 입증하기 위해, 입자를 실시예 1에 나타낸 바와 같이 제조하였다. DI 물 대신 에탄올을 이용하였다. 결과를 하기 표에 나타내었다.

글루텐 입자로부터 티몰의 다중 촉발 방출에 에탄올 이용

	용액 중의 %티몰(w/w)
첫번째 적심	0.188
두번째 적심	0.336
세번째 적심	0.115

실시예 3

물 첨가 및 제거로 여러 번 티몰을 방출하는 와이프를 제공한다. "프리즘 유에스에이랩 16" 실험실 규모 이축 스크류 압출기를 이용해서 아처 다니엘스 미드랜드(Archer Daniels Midland)로부터의 훼트프로^®75 활성 밀 글루텐, 에머리 올레오케미칼즈 엘엘씨(Emery Oleochemicals LLC)로부터의 에머리(Emery) 917 글리세린 99.7% USP, 코셔(Kosher), 및 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터의 티몰 ≥99%을 용융 가공하였다. 압출기는 11 개의 상이한 대역을 함유하였지만, 대역 1 내지 5, 및 11은 이 실시예에서 이용되지 않았다. 압출기는 물질이 압출기를 용이하게 나가는 것을 허용하기 위해 0.75 인치 다이 시스템(대역 11)과 함께 이용하였다. 글루텐 및 티몰을 미리블렌딩하였고(83 중량% 글루텐 및 17 중량% 티몰), 이어서 압출기의 대역 6에 0.5 lbs/hr의 공급 속도로 첨가하였다. 이어서, 글리세린을 대역 7에 0.087 lbs/hr의 공급 속도로 첨가하여 71% 훼트프로®, 14% 글리세롤, 15% 티몰의 대략적인 조성을 제공하였다. 스크류 구성은 대역 6 및 7의 운송 요소, 대역 8 및 9의 니딩 블록 및 대역 10의 운송 요소로 이루어졌다. 스크류 속도는 50 rpm이었다. 대역 9 - 11의 온도 프로필은 70 ℃였다. 그 결과로 생성된 물질을 플라스틱 백에 함유시키고 -32 ℃에서 보관하였다. 냉각된 물질을 브릭만/레트쉬(Brickmann/Retsch) 실험실 규모 그라인딩 밀(설정 속도 = 1)에 의해 크기축소하였다. 체질하여 425 ㎛ 미만의 입자를 제거하였다. ≥ 425 ㎛ 입자를 초음파 결합에 의해서 2 장의 6 인치 x 6 인치 와이폴(Wypall)^® 히드로니트(Hydroknit) X60^® 시트 사이에 고정하였다. 입자의 로딩 수준은 2 장의 6 인치 x 6 인치 와이폴^® 히드로니트 X60^® 시트의 중량의 50 중량%였다. 입자 함유 와이프의 중량의 375 중량%의 탈이온수(DI 물)를 첨가하고, 5 분 동안 기다린 후 용액을 유리 바이알 안에 짜냈다. 약 60 분 동안 젖은 와이프가 건조하도록 두었다. 375 중량% 첨가하고, 5 분 동안 기다리고, 짜내고, 60 분 동안 건조하는 것을 반복하여 하나의 와이프로부터 총 5 개의 짜낸 샘플을 수집하였다. 짜낸 용액 중의 티몰을 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 정량화하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.

글루텐 함유 와이프로부터 티몰의 다중 방출

짜냄	짜낸 용액 중의 티몰 중량%
첫번째 짜냄	0.021
두번째 짜냄	0.017
세번째 짜냄	0.018
네번째 짜냄	0.016
다섯번째 짜냄	0.017

실시예 4

물 첨가 및 제거로 여러 번 티몰을 방출하는 와이프를 입증한다. 악조 노벨(Akzo Nobel)로부터의 스트럭처(Structure)^® XL이라고 불리는 히드록시프로필 전분 포스페이트, 에머리 올레오케미칼즈 엘엘씨로부터의 에머리 917 글리세린 99.7% USP, 코셔, 및 시그마-알드리치로부터의 티몰 ≥99%를 각각 80 중량%, 15 중량% 및 5 중량%의 백분율로 키친 에이드(Kitchen Aide) 혼합기에 의해 함께 블렌딩하였다. 그 결과로 생성된 블렌드를 "프리즘 유에스에이랩 16" 실험실 규모 이축 스크류 압출기의 대역 1에 0.75 lb/hr의 공급 속도로 과소공급(starve feeding)하였다. 대역 2 - 11의 온도 프로필은 각각 85 ℃, 95 ℃, 102 ℃, 115 ℃, 128 ℃, 123 ℃, 117 ℃, 114 ℃, 104 ℃, 96 ℃였다. 스크류 속도는 200 rpm이었다. 온도 대역 11은 3 ㎜ 스트랜드 다이였다. 압출된 스트랜드를 펠렛화하고, 브릭만/레트쉬 실험실 규모 그라인딩 밀(설정 속도 = 1)에 의해 크기축소하고, 체질하여 250 - 425 μm의 크기 범위를 갖는 입자를 수집하였다. 그 결과로 생성된 입자를 초음파 결합에 의해서 2 장의 6 인치 x 6 인치 와이폴^®히드로니트 X60^® 시트 사이에 고정하였다. 입자의 로딩 수준은 2 장의 6 인치 x 6 인치 와이폴^® 히드로니트 X60^® 시트의 중량의 50 중량%였다. 입자 함유 와이프의 중량의 375 중량%의 탈이온수(DI 물)를 첨가하고, 5 분 동안 기다린 후 용액을 유리 바이알 안에 짜냈다. 약 60 분 동안 젖은 와이프가 건조하도록 두었다. 375 중량% 첨가하고, 5 분 동안 기다리고, 짜내고, 60 분 동안 건조하는 것을 반복하여 하나의 와이프로부터 총 5 개의 짜낸 샘플을 수집하였다. 짜낸 용액 중의 티몰을 고성능 액체 크로마토그래피에 의해 정량화하였다. 결과를 표 4에 나타내었다.

전분 함유 와이프로부터 티몰의 다중 방출

짜냄	짜낸 용액 중의 티몰 중량%
첫번째 짜냄	0.151
두번째 짜냄	0.040
세번째 짜냄	0.026
네번째 짜냄	0.004
다섯번째 짜냄	0.004

본원에 게재된 치수 및 값을 언급된 바로 그 수치로 엄격히 제한된다고 이해하지 않아야 한다. 대신, 달리 명시되지 않으면, 각 이러한 치수는 언급된 값 및 그 값 주위의 기능적으로 동등한 범위 둘 모두를 의미하는 것을 의도한다. 예를 들어, "40 ㎜"라고 게재된 치수는 "약 40 ㎜"를 의미하는 것을 의도한다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용된 모든 문헌은 관련 부분에서 본원에 참조로 포함되고, 어떠한 문헌의 인용도 그것이 본 발명에 대해서 종래 기술임을 인정하는 것이라고 해석되지 않아야 한다. 이 명세서에서 한 용어의 어떠한 의미 또는 정의가 참조로 포함된 문헌에서의 그 용어의 어떠한 의미 또는 정의와 상충하는 한에서는, 이 명세서에서 그 용어에 지정된 의미 또는 정의가 지배할 것이다.

본 발명의 특별한 실시양태를 예시하고 기술하였지만, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 다른 변화 및 수정을 가할 수 있다는 것은 당 업계 숙련자에게 명백할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위에는 본 발명의 범위 내에 있는 모든 이러한 변화 및 수정을 포함하는 것을 의도한다.

Claims

생체중합체 매트릭스가 0.1% 내지 40%의 에센셜 오일, 30% 내지 90%의 생체중합체, 및 5% 내지 50%의 담체 유체를 포함하고, 여기서 액체 용액에 노출될 때 상기 에센셜 오일의 제한된 양이 상기 매트릭스 조성물로부터 방출될 수 있고, 그 후 재사용시 액체 용액의 추가 노출로 상기 에센셜 오일의 추가의 제한된 양이 반복적으로 재방출될 수 있는, 생체중합체 매트릭스를 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 에센셜 오일이 티몰, 카르바크롤 및 그의 혼합물로부터 선택되는 모노테르펜 페놀을 포함하는 조성물.
제2항에 있어서, 에센셜 오일이 티몰인 조성물.
제1항에 있어서, 생체중합체가 단백질, 전분, 셀룰로오스 및 그의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
제4항에 있어서, 단백질이 콩, 밀 글루텐 및 그의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
제5항에 있어서, 단백질이 밀 글루텐인 조성물.
제1항에 있어서, 담체 유체가 다가 알콜, 지방족 카르복실산 및 그의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
삭제
제1항에 있어서, 담체 유체가 20,000 g/mol 미만인 조성물.
제9항에 있어서, 담체 유체가 6 이하의 pH를 갖는 조성물.
제5항에 있어서, 단백질이 콩 단백질인 조성물.
제10항에 있어서, 담체 유체가 6의 pH를 갖는 글리세롤인 조성물.
제1항에 있어서, 에센셜 오일이 액체 용액과의 상호작용, 생체중합체 매트릭스의 용해, 표면적 대 부피 비 조정 및 그의 조합으로부터 선택되는 메카니즘을 통해 조절된 양으로 방출되는 조성물.