KR102269249B1 - Pickering emulsion including alginate hydrogel particles coated with chitosan and manufacturing method by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법은 제1 캐리어 가스에 의해 제1 가습기에서 형성된 알지네이트 액적이 반응 유리관으로 주입되는 단계; 제2 캐리어 가스에 의해 제2 가습기에서 형성된 2가 양이온 액적이 상기 반응 유리관으로 주입되는 단계; 상기 반응 유리관에서 상기 알지네이트 액적 및 상기 2가 양이온 액적이 가교되어 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조되는 단계; 상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하는 포집 용기에 수득하는 단계; 상기 포집 용기에 수득된 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 코팅 용액을 교반하여 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅하는 단계; 및 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수상 물질과 유상 물질을 혼합하여 피커링 에멀젼을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan and a method for preparing the same. A method for producing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention comprises: injecting alginate droplets formed in a first humidifier by a first carrier gas into a reaction glass tube; Injecting divalent cation droplets formed in a second humidifier by a second carrier gas into the reaction glass tube; The alginate droplet and the divalent cation droplet are crosslinked in the reaction glass tube to prepare alginate hydrogel particles; obtaining the alginate hydrogel particles in a collection container containing a coating solution containing chitosan; Coating the surface of the alginate hydrogel particles with chitosan by stirring the alginate hydrogel particles obtained in the collection container and the coating solution; And it characterized in that it comprises the step of preparing a Pickering emulsion by mixing the aqueous phase material and the oil phase material comprising the alginate hydrogel particles coated with the chitosan.

Description

키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법{PICKERING EMULSION INCLUDING ALGINATE HYDROGEL PARTICLES COATED WITH CHITOSAN AND MANUFACTURING METHOD BY THE SAME}Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan and method for preparing the same {PICKERING EMULSION INCLUDING ALGINATE HYDROGEL PARTICLES COATED WITH CHITOSAN AND MANUFACTURING METHOD BY THE SAME}

본 발명은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan and a method for preparing the same.

종래의 에멀젼은 일반적으로 계면 활성제에 의해 안정화되나, 기존의 에멀젼의 주요 한계는 인체 건강과 환경에 해로운 계면 활성제의 과도한 사용에 있다.Conventional emulsions are generally stabilized by surfactants, but the main limitation of conventional emulsions is excessive use of surfactants that are harmful to human health and the environment.

이러한 문제점을 해결하기 위해 계면 활성제를 대체하는 고체 입자를 사용하여 제조된 피커링 에멀젼이 대두되었다.To solve this problem, Pickering emulsions prepared using solid particles to replace surfactants have emerged.

피커링 에멀젼은 독성이 적고 장기간 지속되는 안정성을 가진다는 장점이 있다.The Pickering emulsion has the advantage of low toxicity and long-lasting stability.

따라서 피커링 에멀젼은 약물 전달, 식품 산업, 화장품, 농업, 도로 건설 산업, 페인트 회사 등과 같은 다양한 분야에서 응용 가능성을 보여주고 있다.Therefore, Pickering emulsion is showing potential applications in various fields such as drug delivery, food industry, cosmetics, agriculture, road construction industry, paint company, etc.

피커링 에멀젼은 실리카, 티타니아, 지르코니아, CaCO3 나노 입자, 클레이, 그래핀 산화물, 제인, 라텍스 입자 및 바이오 폴리머 계 입자와 같은 고체 입자에 의해 안정화될 수 있다.Pickering emulsions can be stabilized by solid particles such as silica, titania, zirconia, CaCO 3 nanoparticles, clay, graphene oxide, zein, latex particles and biopolymer-based particles.

천연 고분자는 다당류, 단백질, 핵산 및 지질을 포함한 4가지 카테고리로 분류된다.Natural polymers are classified into four categories, including polysaccharides, proteins, nucleic acids and lipids.

천연 고분자는 재생 가능성, 생분해성, 생체 적합성 및 비독성과 같은 특성을 가지기 때문에 다양한 응용분야에서 사용될 수 있고, 대부분의 천연 고분자들은 자연에서 얻기 쉬워 값이 저렴하다.Since natural polymers have properties such as renewability, biodegradability, biocompatibility and non-toxicity, they can be used in a variety of applications, and most natural polymers are inexpensive because they are readily available from nature.

천연 고분자는 표면 개질이 가능한 다양한 표면 반응기를 가지며, 이로 인해 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다.Natural polymers have a variety of surface reactive groups capable of surface modification, and thus can be used in a variety of applications.

천연 고분자 다당류 중 알지네이트는 갈색 해조류에서 광범위하게 발견되는 자연 발생적인 음이온 성 중합체로, 식품 산업, 의약품, 예술 및 공예 산업 등의 캡슐화를 위한 생물 의학 분야에서 탁월한 유용성을 입증했다.Among the natural macromolecular polysaccharides, alginate is a naturally occurring anionic polymer widely found in brown seaweed, which has demonstrated excellent utility in biomedical applications for encapsulation in the food industry, pharmaceuticals, arts and crafts industries, etc.

그럼에도 불구하고, 알지네이트 입자는 친수성으로 인해 에멀젼을 안정화 시키는데 사용되는 연구가 적다.Nevertheless, alginate particles have little research used to stabilize emulsions due to their hydrophilicity.

따라서, 이를 해결하기 위해 기존의 계면 활성제인 span-80을 첨가하여 알지네이트 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하는 연구가 진행되었다.Therefore, in order to solve this problem, a study was conducted to prepare a Pickering emulsion containing alginate particles by adding span-80, a conventional surfactant.

그러나, 이는 알지네이트 입자를 포함하는 에멀젼을 제조하기 위해 인체 및 환경에 해로운 기존의 계면 활성제를 또 다시 사용하는 문제점이 있다.However, there is a problem of using the existing surfactants that are harmful to the human body and the environment again to prepare an emulsion containing alginate particles.

대한민국 공개특허 제10-2011-0100857호, "알지네이트 미세입자와 칼슘 카보네이트 미세입자를 함유한 pH 민감성 마이크로 캡슐 및 그 제조방법"Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0100857, "H-sensitive microcapsules containing alginate micro-particles and calcium carbonate micro-particles and a manufacturing method therefor" 대한민국 등록특허 제10-0919508호, "매트릭스에 칼슘 카보네이트를 함유한 알지네이트 입자 및 그 제조방법"Republic of Korea Patent Registration No. 10-0919508, "Alginate particles containing calcium carbonate in matrix and manufacturing method thereof"

본 발명의 실시예는 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산 용액이 들어있는 포집 용기에 수득함으로써, 알지네이트 하이드로겔 입자의 수득과 동시에 그 표면에 키토산을 코팅할 수 있어 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 대량 생산 및 연속 생산이 가능한 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, by obtaining alginate hydrogel particles in a collection container containing a chitosan solution, chitosan can be coated on the surface at the same time as the alginate hydrogel particles are obtained, so the mass production of alginate hydrogel particles coated with chitosan And to provide a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan capable of continuous production and a method for preparing the same.

본 발명의 실시예는 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산으로 코팅하여 알지네이트 하이드로겔 입자가 친수성 및 소수성을 모두 가질 수 있도록 하는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan so that the alginate hydrogel particles can have both hydrophilicity and hydrophobicity by coating the alginate hydrogel particles with chitosan and a method for preparing the same .

본 발명의 실시예는 키토산을 포함하는 코팅 용액의 농도 및 pH에 따라 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성을 조절할 수 있는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan, which can control the hydrophobicity of alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the concentration and pH of the coating solution containing chitosan, and a method for preparing the same would like to provide

본 발명의 실시예는 코팅 용액과 알지네이트 하이드로겔 입자의 교반 시간에 따라 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성을 조절할 수 있는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan, which can control the hydrophobicity of alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the stirring time of the coating solution and alginate hydrogel particles, and a method for preparing the same would like to provide

본 발명의 실시예는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성을 이용하여 피커링 에멀젼이 장기적으로 안정화될 수 있는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan and a method for preparing the same, wherein the Pickering emulsion can be stabilized for a long time using the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan do.

본 발명의 실시예는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 자성 물질을 더 포함하여, 자기장에 의해 피커링 에멀젼 내에서 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 회수가 용이한 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles coated with chitosan further include a magnetic material, so that the recovery of the alginate hydrogel particles coated with chitosan in the Pickering emulsion by a magnetic field is easy. Chitosan-coated alginate hydrogel particles An object of the present invention is to provide a Pickering emulsion comprising a and a method for preparing the same.

본 발명에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법은 제1 캐리어 가스에 의해 제1 가습기에서 형성된 알지네이트 액적이 반응 유리관으로 주입되는 단계; 제2 캐리어 가스에 의해 제2 가습기에서 형성된 2가 양이온 액적이 상기 반응 유리관으로 주입되는 단계; 상기 반응 유리관에서 상기 알지네이트 액적 및 상기 2가 양이온 액적이 가교되어 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조되는 단계; 상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하는 포집 용기에 수득하는 단계; 상기 포집 용기에 수득된 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 코팅 용액을 교반하여 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅하는 단계; 및 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수상 물질과 유상 물질을 혼합하여 피커링 에멀젼을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the present invention comprises the steps of injecting alginate droplets formed in a first humidifier by a first carrier gas into a reaction glass tube; Injecting divalent cation droplets formed in a second humidifier by a second carrier gas into the reaction glass tube; The alginate droplet and the divalent cation droplet are crosslinked in the reaction glass tube to prepare alginate hydrogel particles; obtaining the alginate hydrogel particles in a collection container containing a coating solution containing chitosan; Coating the surface of the alginate hydrogel particles with chitosan by stirring the alginate hydrogel particles obtained in the collection container and the coating solution; And it characterized in that it comprises the step of preparing a Pickering emulsion by mixing the aqueous phase material and the oil phase material comprising the alginate hydrogel particles coated with the chitosan.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법에 따르면, 상기 키토산은 상기 코팅 용액의 전체 중량 대비 0.7중량% 내지 1.4중량%로 포함될 수 있다.According to the method for producing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the chitosan may be included in an amount of 0.7% to 1.4% by weight relative to the total weight of the coating solution.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법에 따르면, 상기 코팅 용액의 pH는 4 내지 7일 수 있다.According to the method for preparing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the pH of the coating solution may be 4 to 7.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법에 따르면, 상기 교반은 1시간 내지 40시간 동안 수행될 수 있다.According to the method for preparing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the stirring may be performed for 1 hour to 40 hours.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법에 따르면, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 금속 나노 입자, 자성 금속 산화물 나노 입자, 금속 나노 입자 및 금속-유기 골격구조(MOF, metal organic frameworks) 복합체 나노 입자 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.According to the method for producing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles coated with chitosan are magnetic metal nanoparticles, magnetic metal oxide nanoparticles, metal nanoparticles and at least one of metal-organic frameworks (MOF) composite nanoparticles.

본 발명에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼은, 유상 물질; 수상 물질; 및 알지네이트 액적과 2가 양이온 액적이 가교되어 형성되고, 표면이 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함한다.A Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the present invention is an oily substance; aquatic substances; and alginate hydrogel particles formed by crosslinking alginate droplets and divalent cation droplets, the surface of which is coated with chitosan.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼에 따르면, 상기 알지네이트 하이드로겔 입자에 코팅된 키토산의 두께는 10nm 내지 200nm일 수 있다.According to the Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the thickness of the chitosan coated on the alginate hydrogel particles may be 10 nm to 200 nm.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼에 따르면, 상기 유상 물질은 헥사데칸(hexadecane), 미네랄 오일(mineral oil), 도데칸(dodecane), 옥탄(octane), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 벤젠(benzene), 페놀(phenol), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), n-데칸(n-decane) 및 스티렌(styrene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to the Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the oily material is hexadecane, mineral oil, dodecane, octane , at least one of toluene, xylene, benzene, phenol, chloroform, dichloromethane, n-decane, and styrene may include.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼에 따르면, 상기 유상 물질 및 상기 수상 물질이 1:0.5 내지 1:10의 부피 비율로 포함될 수 있다.According to the Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the oily material and the water phase material may be included in a volume ratio of 1:0.5 to 1:10.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼에 따르면, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 0.005g/mL 내지 0.1g/mL로 상기 피커링 에멀젼 내에 포함될 수 있다.According to the Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles coated with chitosan may be included in the Pickering emulsion at 0.005 g/mL to 0.1 g/mL. .

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼에 따르면, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 금속 나노 입자, 자성 금속 산화물 나노 입자, 금속 나노 입자 및 금속-유기 골격구조(MOF, metal organic frameworks) 복합체 나노 입자 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.According to the Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles coated with chitosan are magnetic metal nanoparticles, magnetic metal oxide nanoparticles, metal nanoparticles and metal- At least one of metal organic frameworks (MOF) composite nanoparticles may be further included.

본 발명의 실시예에 따르면, 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산 용액이 들어있는 포집 용기에 수득함으로써, 알지네이트 하이드로겔 입자의 수득과 동시에 그 표면에 키토산을 코팅할 수 있어 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 대량 생산 및 연속 생산이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, by obtaining alginate hydrogel particles in a collection container containing a chitosan solution, chitosan can be coated on the surface at the same time as obtaining alginate hydrogel particles, so that the alginate hydrogel particles coated with chitosan Mass production and continuous production are possible.

본 발명의 실시예에 따르면, 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산으로 코팅하여 알지네이트 하이드로겔 입자가 친수성 및 소수성을 모두 가질 수 있도록 한다.According to an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles are coated with chitosan so that the alginate hydrogel particles can have both hydrophilicity and hydrophobicity.

본 발명의 실시예에 따르면, 키토산을 포함하는 코팅 용액의 농도 및 pH에 따라 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan can be adjusted according to the concentration and pH of the coating solution containing chitosan.

본 발명의 실시예에 따르면, 코팅 용액과 알지네이트 하이드로겔 입자의 교반 시간에 따라 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan can be adjusted according to the stirring time of the coating solution and the alginate hydrogel particles.

본 발명의 실시예에 따르면, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성을 이용하여 피커링 에멀젼이 장기적으로 안정화될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Pickering emulsion can be stabilized for a long time by using the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

본 발명의 실시예에 따르면, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 자성 물질을 더 포함하여, 자기장에 의해 피커링 에멀젼 내에서 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 회수가 용이하다.According to an embodiment of the present invention, the alginate hydrogel particles coated with chitosan further include a magnetic material, so it is easy to recover the alginate hydrogel particles coated with chitosan in the Pickering emulsion by a magnetic field.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치에 포함되는 제1 가습기를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치에 포함되는 반응 유리관을 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 반응을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산의 결합 관계를 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자의 FT-IR 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 접촉각을 도시한 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자와 n-데칸을 포함하는 피커링 에멀젼의 제조 직후 및 4일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자와 스티렌을 포함하는 피커링 에멀젼의 제조 직후 및 4일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자, 자성 물질 및 스티렌을 포함하는 피커링 에멀젼의 자석에 의한 회수 모습 및 제조 직후와 3일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.
1 is a schematic diagram showing an apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a first humidifier included in the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a reaction glass tube included in the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing the reaction of alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing the binding relationship between alginate hydrogel particles and chitosan according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for preparing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing FT-IR spectra of alginate hydrogel particles according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
8 is a graph showing the contact angle of a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
9a and 9b are optical microscope images showing the appearance immediately after and 4 days after the preparation of the Pickering emulsion containing alginate hydrogel particles and n-decane coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
10a and 10b are optical microscope images showing the appearance immediately after and 4 days after the preparation of the Pickering emulsion containing alginate hydrogel particles and styrene coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.
11a to 11c are optical microscopes showing the recovery by the magnet of the Pickering emulsion containing chitosan-coated alginate hydrogel particles, magnetic material and styrene according to an embodiment of the present invention, and immediately after and 3 days after preparation It is an image.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements, steps, or steps mentioned.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are to be construed as advantageous in which any aspect or design described is preferred or advantageous over other aspects or designs. it is not doing

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, as used herein and in the claims, the singular expression "a" or "an" generally means "one or more" unless stated otherwise or clear from the context that it relates to the singular form. should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below are selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and/or change of technology, customs, preferences of technicians, and the like. Therefore, the terms used in the description below should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in specific cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the description below should be understood based on the meaning of the term and the content throughout the specification, not the simple name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And, the terms (terminology) used in this specification are terms used to properly express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of the user or operator, or customs in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

본 발명에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법은 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산으로 코팅한 후 이를 이용하여 피커링 에멀젼을 제조하는 방법에 관한 것이다.The method for preparing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the present invention relates to a method for preparing a Pickering emulsion using the alginate hydrogel particles after coating with chitosan.

이에 따라, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하는 방법에 대한 설명에 앞서, 키토산 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치 및 이를 제조하는 방법에 대한 설명을 아래의 도 1 내지 도 4를 통해 설명하도록 한다.Accordingly, prior to the description of the method for preparing the Pickering emulsion comprising the alginate hydrogel particles coated with chitosan, the apparatus for preparing the chitosan-coated alginate hydrogel particles and the description of the method for preparing the same are shown in FIGS. It will be described with reference to FIG. 4 .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치를 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제1 가습기(110)가 상부에 형성되고, 제2 가습기(120)가 하부에 형성된 구조를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(110)의 위치는 자유롭게 변경될 수 있다.1, the first humidifier 110 is formed on the upper portion, and the second humidifier 120 is shown in the structure formed in the lower portion, but is not limited thereto, and the first humidifier 110 and the second humidifier ( 110) can be freely changed.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제1 캐리어 가스를 이용하여 알지네이트 액적을 주입하는 제1 가습기(110), 제2 캐리어 가스를 이용하여 2가 양이온 액적을 주입하는 제2 가습기(120), 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(120) 사이에 형성되고, 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적이 가교되어 알지네이트 하이드로겔 입자가 형성되는 반응 유리관(130) 및 알지네이트 하이드로겔 입자가 수득되는 포집 용기(140)를 포함한다.The apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention is a first humidifier 110 for injecting alginate droplets using a first carrier gas, a divalent cation droplet using a second carrier gas A reaction glass tube 130 that is formed between the injected second humidifier 120, the first humidifier 110 and the second humidifier 120, and alginate droplets and divalent cation droplets are crosslinked to form alginate hydrogel particles; and and a collection vessel 140 in which the alginate hydrogel particles are obtained.

포집 용기(140)는 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하여 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅할 수 있다. 상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산으로 코팅하는 구성의 구체적인 설명은 후술할 도 5 및 도 6을 통해 자세히 다루도록 한다.The collection container 140 may include a coating solution containing chitosan to coat the surface of the alginate hydrogel particles with chitosan. A detailed description of the configuration of coating the alginate hydrogel particles with chitosan will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 to be described later.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(120)를 이용하여 수백 나노 미터 내지 수십 마이크로 크기 내외의 알지네이트 하이드로겔 입자를 대량 생산 및 연속 생산할 수 있다.The apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention uses a first humidifier 110 and a second humidifier 120 to mass alginate hydrogel particles having a size of several hundred nanometers to several tens of micrometers. production and continuous production.

제1 가습기(110)는 반응 유리관(130)으로 알지네이트 액적을 주입하기 위한 것으로, 제1 가습기(110)는 알지네이트 액적을 형성하기 위한 알지네이트 수용액을 포함할 수 있다.The first humidifier 110 is for injecting alginate droplets into the reaction glass tube 130 , and the first humidifier 110 may include an aqueous alginate solution for forming alginate droplets.

알지네이트 수용액은 알지네이트 화합물을 포함하고, 알지네이트 화합물은 소듐 알지네이트(Sodium alginate)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The alginate aqueous solution includes an alginate compound, and the alginate compound may include sodium alginate, but is not limited thereto.

또한, 알지네이트 수용액은 농도에 따라 제1 가습기(110)를 통한 알지네이트 액적의 분무량이 제어될 수 있다.In addition, the amount of alginate droplets sprayed through the first humidifier 110 may be controlled according to the concentration of the alginate aqueous solution.

바람직하게는, 알지네이트 수용액은 1중량% 내지 10중량%의 알지네이트 화합물을 포함할 수 있고, 알지네이트 화합물의 양이 전술한 범위를 벗어나면 알지네이트 수용액의 점도가 증가하여 제1 가습기(110)를 통해 분무되지 않는 문제가 있다.Preferably, the alginate aqueous solution may include 1 wt% to 10 wt% of the alginate compound, and when the amount of the alginate compound is out of the above range, the viscosity of the alginate aqueous solution increases and sprays through the first humidifier 110 There is a problem that doesn't work.

실시예에 따라서, 상기 알지네이트 수용액은 자성 물질을 더 포함할 수 있다.According to embodiments, the alginate aqueous solution may further include a magnetic material.

상기 자성 물질은 자성 금속 나노 입자, 자성 금속 산화물 나노 입자, 금속 나노 입자 및 금속-유기 골격구조(MOF, metal organic frameworks) 복합체 나노 입자 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The magnetic material may be at least one of magnetic metal nanoparticles, magnetic metal oxide nanoparticles, metal nanoparticles, and metal-organic frameworks (MOF) composite nanoparticles, but is not limited thereto.

상기 자성 금속 나노 입자는 철족 금속 원소(Fe, Ni, Co), 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족 원소(Al, Ga, In, Tl), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd 등) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The magnetic metal nanoparticles include iron group metal elements (Fe, Ni, Co), rare earth elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) , money metal elements (Cu, Ag, Au), zinc group elements (Zn, Cd, Hg), aluminum group elements (Al, Ga, In, Tl), alkaline earth metal elements (Ca, Sr, Ba, Ra) and platinum group elements It may include at least one of elements (Pt, Pd, etc.).

상기 자성 금속 산화물 나노 입자는 철족 금속 원소(Fe, Ni, Co), 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), 화폐금속 원소(Cu, Ag, Au), 아연족 원소(Zn, Cd, Hg), 알루미늄족 원소(Al, Ga, In, Tl), 알칼리토금속 원소(Ca, Sr, Ba, Ra) 및 백금족 원소(Pt, Pd 등) 중 적어도 하나 이상 포함하는 금속의 산화물일 수 있다.The magnetic metal oxide nanoparticles include iron group metal elements (Fe, Ni, Co), rare earth elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu ), money metal elements (Cu, Ag, Au), zinc group elements (Zn, Cd, Hg), aluminum group elements (Al, Ga, In, Tl), alkaline earth metal elements (Ca, Sr, Ba, Ra) and It may be an oxide of a metal including at least one of platinum group elements (Pt, Pd, etc.).

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성물질을 더 포함하여 자기장에 반응하는 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있어, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 회수가 용이하고, 이를 이용하여 작은 크기를 갖는 마그네틱바(magnetic bar)를 제조할 수 있다.The alginate hydrogel particles coated with chitosan can prepare alginate hydrogel particles that respond to a magnetic field by further including a magnetic material, so it is easy to recover the alginate hydrogel particles coated with chitosan, and using this, a small size It is possible to manufacture a magnetic bar having a (magnetic bar).

상기 금속 나노 입자는 금(Au) 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 납(Pb), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo) 및 안티몬(Sb) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal nanoparticles are gold (Au) silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), nickel (Ni), bismuth (Bi), lead (Pb), indium (In), tin It may include at least one of (Sn), zinc (Zn), titanium (Ti), aluminum (Al), cobalt (Co), molybdenum (Mo), and antimony (Sb).

상기 금속-유기 골격구조 복합체 나노 입자는 다양한 중심 금속 이온이 유기 리간드와 결합된 복합체일 수 있다.The metal-organic framework complex nanoparticles may be complexes in which various central metal ions are bound to organic ligands.

상기 금속 이온은 아연(Zn), 구리(Cu), 니텔(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 말간(Mn), 크롬(Cr), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 바나듐(V), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 루테늄(Ru), 가돌리늄(Gd), 유로퓸(Eu) 및 터븀(Tb) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal ions are zinc (Zn), copper (Cu), nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), cadmium (Cd), magnesium (Mg), calcium (Ca), zirconium (Zr), chromium (Cr), vanadium (V), molybdenum (Mo), aluminum (Al), palladium (Pd), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), ruthenium It may include at least one of (Ru), gadolinium (Gd), europium (Eu), and terbium (Tb).

상기 유기 리간드는 벤조이미다졸(benzimidazole), 2,5-다이하이드록시 테레프탈산(DOT; 2,5-dihydroxyterephthalic acid), 카르복실레이트(carboxylate), 포스포네이트(phosphonate), 이민(amine), 아지드(azide), 싸이오나이트(cyanide), 스쿠아릴(squaryl), 헤테로원자(heteroatom), 모노카르복실 산(monocarboxylic acid), 다이카르복실 산(dicarboxylic acid), 트리카르복실 산(tricarboxylic acid), 테트라카르복실 산(tetracarboxylic acid), 이미다졸(imidazole), 포믹산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 옥살산(oxalic acid), 프로판산(propanoic acid), 부텐이산(butanedioic acid), (E)-부텐이산((E)-butenedioic acid), 테레프탈산(benzene-1,4-dicarboxylic acid), 아이소프탈산(benzene-1,3-dicarboxylic acid), 트리메스산(benzene-1,3,5-tricarboxylic acid), 2-아미노-1,4-벤젠디카르복실 산(2-amino-1,4-benzenedicarboxylic acid), 2-브로모-1,4-벤젠디카르복실 산(2-bromo-1,4-benzenedicarboxylic acid), 바이페닐-4,4'-디카르복실 산(biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid), 바이페닐-3,3',5,5'-테트라카르복실 산(biphenyl-3,3',5,5'-tetracarboxylic acid), 바이페닐-3,4',5-트리카르복실 산(biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid), 2,5-디하이드록시-1,4-벤젠디카르복실 산(2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylic acid), 1,3,5-트리스(4-카르복실페닐)벤젠(1,3,5-tris(4-carboxyphenyl)benzene), (2E,4E)- 헥사-2,4-디엔산((2E,4E)-hexa-2,4-dienedioic acid), 1,4-나프탈렌디카르복실 산(1,4-naphthalenedicarboxylic), 나프탈렌-2,6-디카르복실 산(naphthalene-2,6-dicarboxylate), 피렌-2,7-디카르복실 산(pyrene- 2,7-dicarboxylic acid), 4,5,9,10-테트라하이드로피렌-2,7-디카르복실 산(4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루탐산(glutamic acid), 아데닌(adenine), 4,4'-바이피리딘(4,4'-bypiridine), 피리미딘(pyrimidine), 피라진(pyrazine), 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane), 피리진-4-카르복실 산(pyridine-4-carboxylic acid), 피리딘-3-카르복실산(pyridine-3-carboxylic acid), 이미다졸(imidazole), 1H-벤조이미다졸(1H-benzimidazole), 2-메틸-1H-이미다졸(2-methyl-1H-imidazole) 및 4-메틸-5-이미다졸카르복스알데하이드(4-methyl-5-imidazolecarboxaldehyde) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The organic ligand is benzimidazole, 2,5-dihydroxyterephthalic acid (DOT; 2,5-dihydroxyterephthalic acid), carboxylate, phosphonate, amine, amine Zide, cyanide, squaryl, heteroatom, monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid , tetracarboxylic acid, imidazole, formic acid, acetic acid, oxalic acid, propanoic acid, butanedioic acid, ( E)-butenedioic acid ((E)-butenedioic acid), terephthalic acid (benzene-1,4-dicarboxylic acid), isophthalic acid (benzene-1,3-dicarboxylic acid), trimesic acid (benzene-1,3,5) -tricarboxylic acid), 2-amino-1,4-benzenedicarboxylic acid (2-amino-1,4-benzenedicarboxylic acid), 2-bromo-1,4-benzenedicarboxylic acid (2-bromo- 1,4-benzenedicarboxylic acid), biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid, biphenyl-3,3',5,5'-tetracarboxylic acid ( biphenyl-3,3',5,5'-tetracarboxylic acid), biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid (biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid), 2,5-dihydr Roxy-1,4-benzenedicarboxylic acid (2,5-dihydroxy-1,4-benzenedicarboxylic acid), 1,3,5-tris (4-carboxylphenyl) benzene (1,3,5-tris ( 4-ca rboxyphenyl)benzene), (2E,4E)-hexa-2,4-dienoic acid ((2E,4E)-hexa-2,4-dienedioic acid), 1,4-naphthalenedicarboxylic acid (1,4- naphthalenedicarboxylic), naphthalene-2,6-dicarboxylate, pyrene-2,7-dicarboxylic acid, 4,5,9, 10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid (4,5,9,10-tetrahydropyrene-2,7-dicarboxylic acid), aspartic acid, glutamic acid, adenine ), 4,4'-bipyridine (4,4'-bypiridine), pyrimidine, pyrazine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (1,4-diazabicyclo[2.2) .2] octane), pyridine-4-carboxylic acid, pyridine-3-carboxylic acid, imidazole, 1H-benzoimidazole (1H-benzimidazole), 2-methyl-1H-imidazole (2-methyl-1H-imidazole), and 4-methyl-5- imidazole carboxaldehyde (4-methyl-5-imidazolecarboxaldehyde) containing at least one can do.

또한, 제1 가습기(110)의 전력은 200W 이상일 수 있다.In addition, the power of the first humidifier 110 may be 200W or more.

제1 가습기(110)의 전력이 200W 미만이면 전력이 너무 약해 점도가 높은 알지네이트 수용액을 분무시킬 수 없는 문제가 있다.If the power of the first humidifier 110 is less than 200W, there is a problem that the power is too weak to spray the alginate aqueous solution having a high viscosity.

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치에 포함되는 제1 가습기(110)에 대해서는 도 2에서 보다 상세히 설명하기로 한다.The first humidifier 110 included in the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치에 포함되는 제1 가습기를 도시한 모식도이다.2 is a schematic diagram showing a first humidifier included in the apparatus for producing alginate hydrogel particles according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 점선 박스 부분을 확대한 도면이다. 또한, 도 2는 제1 가습기(110)에 대해서 설명하고 있지만, 제1 가습기(110) 및 제2 가습기는 가습기 내에 포함되는 수용액의 종류가 상이한 것을 제외하면 동일한 구성요소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.FIG. 2 is an enlarged view of the dotted line box of FIG. 1 . In addition, although FIG. 2 describes the first humidifier 110, the first humidifier 110 and the second humidifier may include the same components, except that the type of aqueous solution contained in the humidifier is different. Not limited.

제1 가습기(110)는 알지네이트 수용액을 수용하는 용기 하부에 초음파 진동자가 배치되어 있고, 측면에는 제1 캐리어 가스(122)를 주입하기 위한 제1 캐리어 가스 펌프가 배치되어 있으며, 제1 가습기(110)와 반응 유리관(130) 사이에는 알지네이트 액적이 이동되는 제1 연결관(161)이 연결되어 있다.The first humidifier 110 has an ultrasonic vibrator disposed at the bottom of the container for accommodating the alginate aqueous solution, and a first carrier gas pump for injecting the first carrier gas 122 is disposed on the side, and the first humidifier 110 ) and the reaction glass tube 130 is connected to a first connecting tube 161 through which the alginate droplet moves.

따라서, 제1 가습기(110)는 알지네이트 수용액을 수용하는 용기 하부에 배치된 초음파 진동자를 이용하여 알지네이트 수용액을 진동시키면, 초음파에 의해 미세화된 알지네이트 액적(111)을 생성하고, 생성된 알지네이트 액적(111)은 제1 가습기(110)에 연결된 제1 캐리어 가스 펌프에서 흘려주는 제1 캐리어 가스(122)에 의해 반응 유리관(130)으로 주입될 수 있다.Accordingly, when the first humidifier 110 vibrates the alginate aqueous solution using an ultrasonic vibrator disposed at the bottom of the container for accommodating the alginate aqueous solution, the alginate droplets 111 are micronized by ultrasonic waves, and the alginate droplets 111 are generated. ) may be injected into the reaction glass tube 130 by the first carrier gas 122 flowing from the first carrier gas pump connected to the first humidifier 110 .

제1 캐리어 가스(122)는 알지네이트 액적을 수송하기 위한 기체로, 예를 들어, 공기, 질소, 아르곤 및 헬륨 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The first carrier gas 122 is a gas for transporting the alginate droplets, and may include, for example, at least one of air, nitrogen, argon, and helium.

알지네이트 액적(111)은 제1 가습기(110)만으로도 반응 유리관(130)으로 주입될 수 있으나, 제1 가습기(110)는 제1 캐리어 가스를 흘려주어 알지네이트 액적(111)의 움직임을 보다 향상시킬 수 있다.The alginate droplet 111 may be injected into the reaction glass tube 130 only with the first humidifier 110, but the first humidifier 110 flows the first carrier gas to further improve the movement of the alginate droplet 111. have.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제1 캐리어 가스(122)를 사용함으로써, 알지네이트 액적(111)의 분무량 및 이동 속도를 향상시킬 수 있고, 나아가 반응 유리관(130) 내에서의 알지네이트 액적(111) 및 2가 양이온 액적의 가교 반응 비율을 증가시킬 수 있다.Therefore, the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention can improve the spray amount and movement speed of the alginate droplet 111 by using the first carrier gas 122, and further react It is possible to increase the crosslinking reaction rate of the alginate droplet 111 and the divalent cation droplet in the glass tube 130 .

또한, 제1 캐리어 가스(122)의 압력은 제1 가습기(110)의 전력에 의해 조절될 수 있다.In addition, the pressure of the first carrier gas 122 may be adjusted by the power of the first humidifier 110 .

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제2 가습기(120)를 포함한다.Referring back to FIG. 1 , the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention includes a second humidifier 120 .

제2 가습기(120)는 반응 유리관(130)으로 2가 양이온 액적을 주입하기 위한 것으로, 2가 양이온 액적을 형성하기 위한 2가 양이온 수용액을 포함할 수 있다.The second humidifier 120 is for injecting divalent cation droplets into the reaction glass tube 130 , and may include a divalent cation aqueous solution for forming divalent cation droplets.

2가 양이온 수용액은 2가 양이온 화합물을 포함하는 수용액으로서, 상기 2가 양이온 화합물은 염화 바륨(barium chloride, BaCl2), 바륨 아세테이트(Barium acetate), 염화 칼슘(calcium chloride, CaCl2), 염화 스트론튬(strontium chloride, SrCl2), 아세트산 칼슘(Calcium acetate), 젖산 칼슘(Calcium lactate) 및 글루콘산 칼슘(Calcium gluconate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The divalent cation aqueous solution is an aqueous solution containing a divalent cation compound, and the divalent cation compound is barium chloride (BaCl 2 ), barium acetate, calcium chloride (CaCl 2 ), strontium chloride. (strontium chloride, SrCl 2 ), calcium acetate (Calcium acetate), calcium lactate (Calcium lactate), and may include at least one of calcium gluconate (Calcium gluconate).

또한, 상기 2가 양이온 수용액은 농도에 따라 알지네이트(alginate)의 가교(crosslinking) 반응이 조절될 수 있다.In addition, the crosslinking reaction of alginate may be controlled according to the concentration of the divalent cation aqueous solution.

상기 2가 양이온 수용액의 농도가 증가하면, 알지네이트의 가교 반응 빠르게 생성될 수 있고, 더 나아가 가교 강도를 증가시킬 수 있다.When the concentration of the divalent cation aqueous solution is increased, the crosslinking reaction of alginate may be rapidly generated, and further crosslinking strength may be increased.

실시예에 따라서, 상기 2가 양이온 수용액은 1중량% 내지 10중량%의 2가 양이온 화합물을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the divalent cation aqueous solution may contain 1 wt% to 10 wt% of the divalent cation compound.

상기 2가 양이온 수용액 내 포함된 2가 양이온 화합물의 양이 전술한 범위를 가질 때 이미 충분히 빠르게 가교 반응이 진행되기 때문에 2가 양이온 수용액의 양이 전술한 범위를 초과할 필요는 없다.When the amount of the divalent cation compound contained in the divalent cation aqueous solution is within the above-mentioned range, the amount of the divalent cation aqueous solution does not need to exceed the above-mentioned range because the crosslinking reaction already proceeds sufficiently quickly.

실시예에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제2 가습기(120)에 2가 양이온 수용액이 아닌 3가 양이온 수용액을 포함할 수 있고, 3가 양이온 수용액은 3가 양이온 화합물을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention may include a trivalent cation aqueous solution rather than a divalent cation aqueous solution in the second humidifier 120, and trivalent cations The aqueous solution may contain a trivalent cationic compound.

제2 가습기(120)의 전력은 30W 내지 200W 이상일 수 있다.The power of the second humidifier 120 may be 30W to 200W or more.

제2 가습기(120)의 전력이 30W 미만이면 전력이 너무 약해 2가 양이온 수용액을 분무시킬 수 없는 문제가 있다.If the power of the second humidifier 120 is less than 30W, there is a problem in that the power is too weak to spray the divalent cation aqueous solution.

제2 가습기(120)는 2가 양이온 수용액을 수용하는 용기 하부에는 초음파 진동자가 배치되어 있고, 측면에는 제2 캐리어 가스를 주입하기 위한 제2 캐리어 가스 펌프가 배치되어 있으며, 제2 가습기(120)와 반응 유리관(130) 사이에는 2가 양이온 액적 및 알지네이트 하이드로겔 입자가 이동되는 제2 연결관(162)이 연결되어 있으며, 제2 가습기(120)와 포집 용기(140) 사이에는 2가 양이온 액적 및 알지네이트 하이드로겔 입자가 이동되는 제3 연결관(163)이 연결되어 있다.The second humidifier 120 has an ultrasonic vibrator disposed at the bottom of the container for accommodating the divalent cation aqueous solution, and a second carrier gas pump for injecting the second carrier gas is disposed on the side thereof, and the second humidifier 120 . A second connecting tube 162 through which divalent cation droplets and alginate hydrogel particles are moved is connected between the reaction glass tube 130 and the divalent cation droplet between the second humidifier 120 and the collecting vessel 140 . And a third connecting pipe 163 to which the alginate hydrogel particles are moved is connected.

따라서, 제2 가습기(120)는 2가 양이온 수용액을 수용하는 용기 하부에 배치된 초음파 진동자를 이용하여 2가 양이온 수용액을 진동시키면, 초음파에 의해 미세화된 2가 양이온 액적을 생성하고, 생성된 2가 양이온 액적은 제2 가습기(120)에 연결된 제2 캐리어 가스 펌프에서 흘려주는 제2 캐리어 가스에 의해 반응 유리관(130)으로 주입될 수 있다.Therefore, when the second humidifier 120 vibrates the divalent cation aqueous solution using an ultrasonic vibrator disposed at the bottom of the container for accommodating the divalent cation aqueous solution, the divalent cation aqueous solution is micronized by ultrasonic waves, and the generated 2 The false positive ion droplets may be injected into the reaction glass tube 130 by the second carrier gas flowing from the second carrier gas pump connected to the second humidifier 120 .

제2 캐리어 가스는 2가 양이온 액적을 수송하기 위한 기체로, 예를 들어, 공기, 질소, 아르곤 및 헬륨 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The second carrier gas is a gas for transporting divalent cation droplets, and may include, for example, at least one of air, nitrogen, argon, and helium.

2가 양이온 액적은 제2 가습기(120)만으로도 반응 유리관(130)으로 주입될 수 있으나, 제2 가습기(120)는 제2 캐리어 가스를 흘려주어 2가 양이온 액적의 움직임을 향상시킬 수 있다.The divalent cation droplet may be injected into the reaction glass tube 130 with only the second humidifier 120 , but the second humidifier 120 may flow the second carrier gas to improve the movement of the divalent cation droplet.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제2 캐리어 가스를 사용함으로써, 2가 양이온 액적의 분무량 및 이동 속도를 향상시킬 수 있고, 나아가 반응 유리관(130) 내에서의 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적의 가교 반응 비율을 증가시킬 수 있다.Therefore, the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention can improve the spraying amount and movement speed of divalent cation droplets by using the second carrier gas, and furthermore, the reaction glass tube 130 It can increase the crosslinking reaction rate of alginate droplets and divalent cation droplets in the

또한, 제2 캐리어 가스의 압력은 제2 가습기(120)의 전력에 의해 조절될 수 있다.In addition, the pressure of the second carrier gas may be adjusted by the power of the second humidifier 120 .

제2 가습기(120)에 형성되어 있는 제2 연결관(162) 및 제3 연결관(163)은 일체로 형성될 수 있고, 일체로 형성된 제2 연결관(162) 및 제3 연결관(163)은 "ㅓ"형상을 가질 수 있다. 따라서, 2가 양이온 액적은 제2 캐리어 가스에 의해 제2 연결관(162)을 통해 반응 유리관(130)으로 이동되고, 제3 연결관(163)을 통해 포집 용기(140)로 이동될 수 있다.The second connector 162 and the third connector 163 formed in the second humidifier 120 may be integrally formed, and the second connector 162 and the third connector 163 are integrally formed. ) may have a "ㅓ" shape. Accordingly, the divalent cation droplet may be moved to the reaction glass tube 130 through the second connection tube 162 by the second carrier gas, and may be moved to the collection vessel 140 through the third connection tube 163 . .

또한, 일체로 형성된 제2 연결관(162) 및 제3 연결관(163)의 수직 부분(V)은 반응 유리관(130) 및 포집 용기(140)를 연결하도록 배치되어, 반응 유리관(130)에서 형성된 알지네이트 하이드로겔 입자가 포집 용기(140)로 이동될 수 있다.In addition, the vertical portion V of the integrally formed second connector 162 and the third connector 163 is disposed to connect the reaction glass tube 130 and the collection vessel 140 , and in the reaction glass tube 130 . The formed alginate hydrogel particles may be moved to a collection container (140).

일체로 형성된 제2 연결관(162) 및 제3 연결관(163)은 반응 유리관(130)에서 형성된 알지네이트 하이드로겔 입자가 포집 용기(140) 내의 용액으로 분산될 수 있도록 포집 용기(140) 방향에 형성된 제3 연결관(163)의 단부가 포집 용기(140) 내의 용액 내에 매립되어 있다.The second connector 162 and the third connector 163 integrally formed in the collection container 140 direction so that the alginate hydrogel particles formed in the reaction glass tube 130 can be dispersed as a solution in the collection container 140 . An end of the formed third connecting pipe 163 is embedded in the solution in the collection container 140 .

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제3 연결관(163)의 단부가 포집 용기(140) 내의 용액 내에 매립되도록 형성함으로써, 미처 반응하지 못한 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적을 포집 용기(140) 내에서 2차 반응시켜 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있다.The apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention is formed so that the end of the third connector 163 is buried in the solution in the collection container 140, so that the alginate droplets and 2 The alginate hydrogel particles may be prepared by secondary reaction of the false cation droplets in the collection container 140 .

또한, 포집 용기(140) 방향에 형성된 제3 연결관(163)의 단부는 끝이 뾰족하게 경사를 갖도록 형성될 수 있고, 포집 용기(140) 방향에 형성된 제3 연결관의 단부가 경사를 갖도록 형성됨으로써, 제1 캐리어 가스 및 제2 캐리어 가스가 단부가 좁아지는 제3 연결관을 통과하면서 속도가 증가하여 가스 흐름이 원활해질 수 있다.In addition, the end of the third connection pipe 163 formed in the direction of the collection vessel 140 may be formed to have a sharply inclined end, and the end of the third connection pipe formed in the direction of the collection vessel 140 may have an inclination. By being formed, the speed of the first carrier gas and the second carrier gas may be increased while passing through the third connecting pipe having a narrow end, so that the gas flow may be smooth.

반응 유리관(130)은 제1 가습기(110)에서 주입된 알지네이트 액적 및 제2 가습기(120)에서 주입된 2가 양이온 액적이 가교 반응하여 알지네이트 하이드로겔 입자가 생성되도록 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(120) 사이에 배치될 수 있다.The reaction glass tube 130 is a first humidifier 110 and a second humidifier so that the alginate droplets injected from the first humidifier 110 and the divalent cation droplets injected from the second humidifier 120 cross-link to generate alginate hydrogel particles. It may be disposed between the two humidifiers (120).

반응 유리관(130)에 대해서는 도 3을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.The reaction glass tube 130 will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치에 포함되는 반응 유리관을 도시한 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing a reaction glass tube included in the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

반응 유리관(130) 내에는 제1 가습기(110)에서 주입된 알지네이트 액적(111) 및 제2 가습기(120)에서 주입된 2가 양이온 액적(121)이 충돌하게 되고, 알지네이트 액적(111) 및 2가 양이온 액적(121)이 충돌하게 되면 즉시, 가교 반응에 의해 알지네이트 하이드로겔 입자(131)가 생성될 수 있다.In the reaction glass tube 130, the alginate droplet 111 injected from the first humidifier 110 and the divalent cation droplet 121 injected from the second humidifier 120 collide, and the alginate droplet 111 and 2 When the false cation droplet 121 collides, alginate hydrogel particles 131 may be generated by a crosslinking reaction immediately.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 알지네이트 수용액과 2가 양이온 수용액을 각각 포함하는 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(120)를 이용하여 알지네이트 액적(111) 및 2가 양이온 액적(121)을 제1 가습기(110) 및 제2 가습기(120) 사이에 수직으로 세워진 반응 유리관(130)으로 분무시켜, 반응 유리관(130)에서 알지네이트 액적(111) 및 2가 양이온 액적(121)이 서로 가교 반응하여 알지네이트 하이드로겔 입자(131)를 생성할 수 있다.More specifically, the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention is a first humidifier 110 and a second humidifier 120 comprising an alginate aqueous solution and a divalent cation aqueous solution, respectively. Alginate droplets 111 and divalent cation droplets 121 are sprayed into the reaction glass tube 130 erected vertically between the first humidifier 110 and the second humidifier 120, and the alginate droplets ( 111) and the divalent cation droplet 121 may cross-react with each other to produce alginate hydrogel particles 131.

이때, 반응 유리관(130) 내부에서는 2가 양이온 액적(121)에 포함된 2가 양이온들이 알지네이트 액적(111)에 포함된 알지네이트 고분자 사슬을 가교시킴으로써, 알지네이트 액적(111) 및 2가 양이온 액적(121)이 충돌되는 즉시 가교 반응이 일어나 고체의 알지네이트 하이드로겔 입자(131)가 생성될 수 있다.At this time, inside the reaction glass tube 130, the divalent cations contained in the divalent cation droplet 121 cross-link the alginate polymer chain contained in the alginate droplet 111, so that the alginate droplet 111 and the divalent cation droplet 121 ), a crosslinking reaction may occur immediately upon collision to generate solid alginate hydrogel particles 131 .

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 포집 용기(140)를 포함한다.Referring back to FIG. 1 , the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention includes a collection container 140 .

반응 유리관(130)에서 생성된 알지네이트 하이드로겔 입자(131)는 수직 방향으로 형성된 반응 유리관(130)의 하단에 설치된 포집 용기(140)에 포집될 수 있다.The alginate hydrogel particles 131 generated in the reaction glass tube 130 may be collected in the collection vessel 140 installed at the lower end of the reaction glass tube 130 formed in the vertical direction.

포집 용기(140)는 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 코팅할 수 있는 다양한 기능성 물질이 포함된 코팅 용액을 포함할 수 있고, 상기 코팅 용액은 키토산을 포함하는 수용액일 수 있다.The collection container 140 may include a coating solution containing various functional materials capable of coating the surface of the alginate hydrogel particles, and the coating solution may be an aqueous solution containing chitosan.

알지네이트 하이드로겔 입자는 매우 친수성이기 때문에 알지네이트 하이드로겔 입자가 소수성일 필요가 있는 경우, 사용이 제한될 수 있다.Because alginate hydrogel particles are very hydrophilic, their use may be limited if the alginate hydrogel particles need to be hydrophobic.

예를 들어, 알지네이트 하이드로겔 입자를 물-기름 계면에 흡착시켜 에멀젼을 안정화 시키는 피커링 에멀젼을 만들기 위해서는 적당한 친수성 및 친유성을 가져야 하나, 알지네이트 하이드로젤 입자는 매우 친수성이라 물-기름 계면에 흡착이 되지 않는다.For example, in order to make a Pickering emulsion that stabilizes the emulsion by adsorbing alginate hydrogel particles to the water-oil interface, it should have appropriate hydrophilicity and lipophilicity. However, the alginate hydrogel particles are very hydrophilic, so they cannot be adsorbed on the water-oil interface. does not

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 키토산이 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 코팅 용액을 이용하여 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있어, 알지네이트 하이드로젤 입자의 친유성 및 친수성 정도를 조절하여 피커링 에멀젼으로 사용할 수 있다.However, the apparatus for producing chitosan-coated alginate hydrogel particles according to an embodiment of the present invention can prepare alginate hydrogel particles coated with chitosan using a coating solution, and the degree of lipophilicity and hydrophilicity of the alginate hydrogel particles It can be used as a Pickering emulsion by adjusting the

실시예에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 키토산이 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 키토산을 포함하는 코팅 용액을 사용하여 코팅을 반복 진행함에 따라, 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면의 친유성 및 친수성을 조절할 수 있다.According to the embodiment, the apparatus for producing chitosan-coated alginate hydrogel particles according to an embodiment of the present invention repeats the coating using a coating solution containing chitosan, so that the lipophilicity of the surface of the alginate hydrogel particles and The hydrophilicity can be controlled.

구체적으로, 상기 코팅 용액의 농도 및 pH와, 상기 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 코팅 용액의 반응 시간에 따라 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면의 친유성 및 친수성을 조절할 수 있다.Specifically, the lipophilicity and hydrophilicity of the surface of the alginate hydrogel particles can be adjusted according to the concentration and pH of the coating solution, and the reaction time of the alginate hydrogel particles and the coating solution.

알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산의 코팅 원리에 대한 구체적인 설명은 후술할 도 5에서 보다 자세히 다루도록 하며, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 이용하여 피커링 에멀젼을 제조하는 방법은 후술할 도 6에서 보다 자세히 다루도록 한다.A detailed description of the coating principle of alginate hydrogel particles and chitosan will be dealt with in more detail in FIG. 5 to be described later, and the method of preparing a Pickering emulsion using alginate hydrogel particles coated with chitosan will be described in more detail in FIG. 6 to be described later. let it be dealt with

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 포집 용기(140)에 형성된 배기부(150)를 포함할 수 있다.The apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention may include an exhaust unit 150 formed in the collection container 140 .

배기부(150)는 반응 유리관(130)으로 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적을 운반한 제1 캐리어 가스 및 제2 캐리어 가스를 배출한다.The exhaust unit 150 discharges the first carrier gas and the second carrier gas carrying the alginate droplet and the divalent cation droplet to the reaction glass tube 130 .

본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 알지네이트 하이드로겔 입자가 코팅 용액을 포함하는 포집 용기(140)에 포집되어, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 대량/연속적으로 생산할 수 있다.The apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention is collected in a collection container 140 in which alginate hydrogel particles contain a coating solution, and alginate hydrogel particles coated with chitosan are mass/continuous can be produced with

실시예에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치는 제1 가습기로부터 분무된 알지네이트 액적을 포집 용기에 바로 수득하여 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조하고, 상기 포집 용기에 포함된 코팅 용액은 가교 결합제인 2가 양이온 화합물을 더 포함하여, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for producing alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention directly obtains alginate droplets sprayed from the first humidifier in a collection container to prepare alginate hydrogel particles, and the collection container The coating solution contained in may further include a divalent cationic compound as a crosslinking agent, to prepare alginate hydrogel particles coated with chitosan.

구체적으로, 포집 용기에 키토산 및 2가 양이온 화합물을 포함하는 코팅 용액을 미리 구비한 후, 제1 가습기로부터 분무된 알지네이트 액적을 포집 용기에 바로 수득할 수 있다.Specifically, after a coating solution containing chitosan and a divalent cation compound is prepared in advance in the collection container, the alginate droplets sprayed from the first humidifier can be directly obtained in the collection container.

상기 수득된 알지네이트 액적이 코팅 용액에 포함된 2가 양이온 화합물의 가교 결합을 함과 동시에 키토산이 내부에 혼입되어 포집 용기 내에서 키토산을 함유하는 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조될 수 있다.The obtained alginate droplets cross-link the divalent cation compound contained in the coating solution, and at the same time chitosan is incorporated therein, so that alginate hydrogel particles containing chitosan can be prepared in the collection container.

이하, 본 발명의 설명에서는 키토산을 함유하는 알지네이트 하이드로겔 입자의 경우를 포함하여 모두 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자라고 표현하도록 한다.Hereinafter, in the description of the present invention, including the case of alginate hydrogel particles containing chitosan, all are expressed as alginate hydrogel particles coated with chitosan.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자의 반응을 도시한 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing the reaction of alginate hydrogel particles according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 알지네이트 화합물을 물에 용해하여 제조된 알지네이트 수용액 내에서 알지네이트 화합물은 이온화되게 된다.Referring to FIG. 4 , the alginate compound is ionized in an aqueous alginate solution prepared by dissolving the alginate compound in water.

예를 들어, 알지네이트 화합물로 소듐 알지네이트를 사용하는 경우, 알지네이트 수용액 내에서 소듐 알지네이트는 나트륨(Na+)과 알지네이트 사슬(alginate chain)로 이온화 되게 된다.For example, when sodium alginate is used as the alginate compound, sodium alginate is ionized into sodium (Na + ) and alginate chains in an aqueous alginate solution.

따라서, 나트륨(Na+)과 알지네이트 사슬(alginate chain)을 포함하는 알지네이트 액적이 제1 캐리어 가스에 의해 반응 유리관으로 주입되고, 반응 유리관에서 나트륨(Na+)과 알지네이트 사슬(alginate chain)을 포함하는 알지네이트 액적과 2가 양이온을 포함하는 2가 양이온 액적이 충돌하게 되면, 가교 반응에 의해 2가 양이온을 중심으로 이온화된 알지네이트 사슬이 엉겨 알지네이트 하이드로겔 입자가 즉시 생성될 수 있다.Accordingly, sodium (Na + ) and alginate droplets containing alginate chains (alginate chains) are injected into the reaction glass tube by the first carrier gas, and sodium (Na + ) and alginate chains (alginate chains) are injected into the reaction glass tube in the reaction glass tube. When alginate droplets collide with divalent cation droplets containing divalent cations, ionized alginate chains centered on divalent cations by a crosslinking reaction may agglomerate to produce alginate hydrogel particles immediately.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산의 결합 관계를 도시한 모식도이다.5 is a schematic diagram showing the binding relationship between alginate hydrogel particles and chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 알지네이트 하이드로겔 입자(Alginate)에 포함된 카르복실기(-COOH)와 키토산(Chitosan)에 포함된 아민기(-NH2)가 수용액 상에서 -COO-와 -NH3+로 변하기 되어 두 작용기 사이에 강력한 수소결합이 발생하게 된다.Referring to Figure 5, the carboxyl group (-COOH) contained in the alginate hydrogel particles (Alginate) and the amine group (-NH 2 ) contained in the chitosan (Chitosan) is -COO - and -NH 3+ in the aqueous solution is changed to A strong hydrogen bond occurs between the two functional groups.

상기 -COO-와 -NH3+의 수소결합을 바탕으로 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면에 상기 키토산이 코팅되어, 키토산이 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조될 수 있다.The -COO - and this is the chitosan coating on the surface of the alginate hydrogel particles based on the hydrogen bonding of the -NH 3+, a chitosan-coated alginate hydrogel particles can be produced.

이하, 도 6을 통해 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 이용하여 피커링 에멀젼을 제조하는 방법에 대해 자세히 다루도록 한다.Hereinafter, a method for preparing a Pickering emulsion using alginate hydrogel particles coated with chitosan through FIG. 6 will be dealt with in detail.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 제조방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method for preparing a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1 캐리어 가스에 의해 제1 가습기에서 형성된 알지네이트 액적이 반응 유리관으로 주입되는 단계(S110), 제2 캐리어 가스에 의해 제2 가습기에서 형성된 2가 양이온 액적이 상기 반응 유리관으로 주입되는 단계(S120), 상기 반응 유리관에서 상기 알지네이트 액적 및 상기 2가 양이온 액적이 가교되어 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조되는 단계(S130), 상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하는 포집 용기에 수득하는 단계(S140), 상기 포집 용기에 수득된 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 코팅 용액을 교반하여 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅하는 단계(S150) 및 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수상 물질과 유상 물질을 혼합하여 피커링 에멀젼을 제조하는 단계(S160)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the step of injecting alginate droplets formed in the first humidifier by the first carrier gas into the reaction glass tube (S110), the divalent cation droplets formed in the second humidifier by the second carrier gas into the reaction glass tube The step of injecting (S120), the step of crosslinking the alginate droplet and the divalent cation droplet in the reaction glass tube to produce alginate hydrogel particles (S130), the alginate hydrogel particles comprising a coating solution containing chitosan Obtaining in a collection container (S140), stirring the alginate hydrogel particles obtained in the collection container and the coating solution to coat the surface of the alginate hydrogel particles with chitosan (S150) and alginate coated with chitosan It includes a step (S160) of preparing a Pickering emulsion by mixing an aqueous phase material and an oil phase material containing hydrogel particles.

본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼의 제조방법은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조 장치와 동일한 구성 요소를 포함하고 있으므로, 동일한 구성 요소에 대해서는 생략하기로 한다.Since the manufacturing method of the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention includes the same components as the apparatus for manufacturing alginate hydrogel particles coated with chitosan, the same components will be omitted.

단계 S110에서 제1 가습기의 전력은 200W 이상일 수 있다.In step S110, the power of the first humidifier may be 200W or more.

상기 제1 가습기의 전력이 200W 미만이면 전력이 너무 약해 알지네이트 수용액을 분무시킬 수 없는 문제가 있다.If the power of the first humidifier is less than 200W, there is a problem that the alginate aqueous solution cannot be sprayed because the power is too weak.

또한, 단계 S110에서 제1 가습기의 가습량은 250g/hr 내지 3kg/hr 일 수 있다.In addition, the humidification amount of the first humidifier in step S110 may be 250g/hr to 3kg/hr.

또한, 단계 S110에서 제1 캐리어 가스의 속도는 1L/min 내지 10L/min 일 수 있다.In addition, the speed of the first carrier gas in step S110 may be 1L/min to 10L/min.

상기 제1 캐리어 가스의 속도가 전술한 범위를 벗어나면 속도가 너무 빨라 반응 유리관 내에서 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적을 충분히 반응시키지 못하는 문제가 있다.If the velocity of the first carrier gas is out of the above range, there is a problem in that the velocity is too high to sufficiently react the alginate droplet and the divalent cation droplet in the reaction glass tube.

실시예에 따라서, 단계 S110에서 제1 가습기를 통해 분무되는 알지네이트 수용액은 자성 물질을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the alginate aqueous solution sprayed through the first humidifier in step S110 may further include a magnetic material.

이에 따라, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼은 자성을 가질 수 있어, 자석을 이용해 상기 피커링 에멀젼의 회수가 용이할 수 있다.Accordingly, the Pickering emulsion containing the alginate hydrogel particles coated with the chitosan may have a magnetism, and it may be easy to recover the Pickering emulsion using a magnet.

실시예에 따라서, 단계 S120에서 제2 가습기의 전력은 30W 이상일 수 있다.According to the embodiment, the power of the second humidifier in step S120 may be 30W or more.

상기 제2 가습기의 전력이 30W 미만이면 전력이 너무 약해 2가 양이온 수용액을 분무시킬 수 없는 문제가 있다.If the power of the second humidifier is less than 30W, there is a problem in that the power is too weak to spray the divalent cation aqueous solution.

또한, 단계 S120에서 제2 가습기의 가습량은 250g/hr 내지 3kg/hr 일 수 있다.In addition, the humidification amount of the second humidifier in step S120 may be 250g/hr to 3kg/hr.

또한, 단계 S120에서 제2 캐리어 가스의 속도가 1L/min 내지 10L/min 일 수 있다.In addition, the speed of the second carrier gas in step S120 may be 1L/min to 10L/min.

상기 제2 캐리어 가스의 속도가 전술한 범위를 벗어나면 속도가 너무 빨라 반응 유리관 내에서 알지네이트 액적 및 2가 양이온 액적을 충분히 반응시키지 못하는 문제가 있다. If the speed of the second carrier gas is out of the above range, there is a problem in that the alginate droplet and the divalent cation droplet cannot sufficiently react in the reaction glass tube because the speed is too high.

단계 S130은 반응 유리관 내에서 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있어, 알지네이트 하이드로겔 입자의 대량 생산 및 연속 생산이 가능하다.Step S130 can produce alginate hydrogel particles in the reaction glass tube, mass production and continuous production of alginate hydrogel particles is possible.

단계 S140은 1차적으로 반응 유리관에서 제조된 알지네이트 하이드로겔 입자를 수득한다.Step S140 primarily obtains alginate hydrogel particles prepared in a reaction glass tube.

실시예에 따라서, 단계 S140은 미반응된 액적들을 이용하여 포집 용기에서 2차적으로 반응시켜 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있어, 알지네이트 하이드로겔 입자를 단순한 방법으로 대량 생산할 수 있다.According to an embodiment, in step S140, alginate hydrogel particles can be prepared by secondary reaction in a collection container using unreacted droplets, so that alginate hydrogel particles can be mass-produced in a simple way.

단계 S140은 코팅 용액의 농도 또는 코팅 용액의 pH 조건에 따라 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성을 조절할 수 있다.Step S140 may adjust the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan according to the concentration of the coating solution or the pH condition of the coating solution.

구체적으로, 코팅 용액의 농도가 증가할수록 알지네이트 하이드로겔 입자 표면에 코팅되는 키토산의 두께가 증가하여, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성을 향상시킬 수 있다.Specifically, as the concentration of the coating solution increases, the thickness of the chitosan coated on the surface of the alginate hydrogel particles increases, thereby improving the hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

실시예에 따라서, 상기 키토산은 상기 코팅 용액의 전체 중량 대비 0.7중량% 내지 1.4중량%로 상기 코팅 용액에 포함될 수 있다.Depending on the embodiment, the chitosan may be included in the coating solution in an amount of 0.7 wt% to 1.4 wt% based on the total weight of the coating solution.

상기 키토산이 상기 코팅 용액에 0.7중량%보다 낮은 함량으로 포함되면 알지네이트 하이드로겔 입자 표면에 코팅되기에 키토산 양이 부족하고, 1.4중량%를 초과하여 포함되면 점도가 과도하게 높아 알지네이트 하이드로겔 입자와 코팅 용액의 교반이 잘 되지 않는 문제점이 있다.When the chitosan is included in the coating solution in an amount lower than 0.7% by weight, the amount of chitosan is insufficient to be coated on the surface of the alginate hydrogel particles, and when it is included in excess of 1.4% by weight, the viscosity is excessively high and the alginate hydrogel particles and coating There is a problem that the solution is not well stirred.

또한, 코팅 용액의 pH가 산성 조건, 구체적으로 코팅 용액의 pH가 4 내지 5일 경우 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성이 약해지고, 코팅 용액의 pH가 6 내지 7의 중성일 경우 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성이 강해질 수 있다.In addition, when the pH of the coating solution is acidic, specifically, when the pH of the coating solution is 4 to 5, the hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan is weakened, and when the pH of the coating solution is neutral of 6 to 7, it is coated with chitosan The hydrophobicity of the alginate hydrogel particles can be strengthened.

구체적으로, pH가 4보다 작을 경우에는 산성이기 때문에 알지네이트 하이드로겔 입자의 카르복실기는 주로 -COOH로 남아 있으려고 하며, 키토산의 아민기는 주로 -NH3 +로 변해 알지네이트 하이드로겔 입자와 수소 결합하는 키토산의 수가 적어진다.Specifically, when the pH is less than 4, the carboxyl group of the alginate hydrogel particles mainly tries to remain -COOH because it is acidic, and the amine group of chitosan mainly changes to -NH 3 + of the alginate hydrogel particles and hydrogen bonding of chitosan. the number decreases

pH가 7보다 클 경우에는 염기성이기 때문에 알지네이트 하이드로겔 입자의 카르복실기는 주로 -COO-, 키토산의 아민기는 주로 -NH2로 남아 알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산 간의 수소 결합이 약해진다.If the pH is greater than 7, since the carboxyl group of the basic alginate hydrogel particles mainly -COO -, the amine groups of the chitosan weakens the hydrogen bond mainly it remains -NH 2 between the alginate hydrogel particles and chitosan.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 소수성 및 친수성을 적절히 조절하기 위해서는 상기 코팅 용액의 pH가 4 내지 7일 수 있다.Therefore, in order to properly control the hydrophobicity and hydrophilicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention, the pH of the coating solution may be 4 to 7.

단계 S150은 상기 알지네이트 하이드로겔 입자가 수득되는 포집 용기 내에서 알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산과의 화학 결합에 의해 알지네이트 하이드로겔 입자 표면에 키토산을 코팅할 수 있다.In step S150, the alginate hydrogel particles may be coated with chitosan on the surface of the alginate hydrogel particles by chemical bonding between the alginate hydrogel particles and chitosan in the collection container in which the alginate hydrogel particles are obtained.

실시예에 따라서, 단계 S150은 수득된 알지네이트 하이드로겔 입자와 코팅 용액을 교반하여 알지네이트 하이드로겔 입자 표면에 키토산을 코팅할 수 있다.According to the embodiment, in step S150, chitosan may be coated on the surface of the alginate hydrogel particles by stirring the obtained alginate hydrogel particles and the coating solution.

단계 S150은 알지네이트 하이드로겔 입자와 코팅 용액의 교반 시간을 조절하여 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성을 조절할 수 있다.Step S150 can control the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan by adjusting the stirring time of the alginate hydrogel particles and the coating solution.

구체적으로, 상기 교반 시간이 증가할수록 알지네이트 하이드로겔 입자와 키토산 간의 반응 시간이 길어져 소수성이 강해질 수 있다.Specifically, as the stirring time increases, the reaction time between the alginate hydrogel particles and the chitosan may increase, thereby increasing the hydrophobicity.

실시예에 따라서, 상기 교반은 1시간 내지 40시간 동안 수행될 수 있다.Depending on the embodiment, the stirring may be performed for 1 hour to 40 hours.

단계 S150은 100nm 내지 10μm의 직경을 가지는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조할 수 있다.Step S150 may prepare alginate hydrogel particles coated with chitosan having a diameter of 100 nm to 10 μm.

상기 알지네이트 하이드로겔 입자에 코팅된 키토산의 두께는 10nm 내지 200nm일 수 있다.The thickness of the chitosan coated on the alginate hydrogel particles may be 10nm to 200nm.

상기 알지네이트 하이드로겔 입자에 코팅된 키토산의 두께가 상기 두께 범위를 벗어나면 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 키토산이 수소결합 하지 않게 되는 문제점이 있다.When the thickness of the chitosan coated on the alginate hydrogel particles is out of the thickness range, there is a problem in that the alginate hydrogel particles and the chitosan do not hydrogen bond.

실시예에 따라서, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 내부 또는 표면에 자성 금속 나노 입자 및 자성 금속 산화물 나노 입자 금속 나노 입자를 포함하는 자성 물질을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a magnetic material including magnetic metal nanoparticles and magnetic metal oxide nanoparticles and metal nanoparticles on the inside or surface of the alginate hydrogel particles coated with chitosan may be further included.

실시예에 따라서, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 내부 또는 표면에 및 금속-유기 골격구조(MOF, metal organic frameworks) 복합체 나노 입자 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다,According to an embodiment, the inside or surface of the alginate hydrogel particles coated with chitosan and metal-organic frameworks (MOF) may further include at least one of composite nanoparticles,

이에 따라, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼은 자기장을 적용하여 수집될 수 있거나 효율적으로 자성 교반기에서 교반하여 수집될 수 있기에, 많은 바이오센서 및 어세이 실험에서 사용될 수 있다.Accordingly, the Pickering emulsion containing the alginate hydrogel particles coated with the chitosan can be collected by applying a magnetic field or can be efficiently collected by stirring in a magnetic stirrer, so it can be used in many biosensor and assay experiments.

단계 S150은 포집 용기 내에서 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅할 수 있어, 알지네이트 하이드로겔 입자의 키토산 코팅 공정을 동일한 제조 장치에서 진행할 수 있다.In step S150, the surface of the alginate hydrogel particles may be coated with chitosan in the collection container, and the chitosan coating process of the alginate hydrogel particles may be performed in the same manufacturing apparatus.

단계 S160은 피커링 에멀젼을 제조하기 위해서 유상 물질과 수상 물질을 혼합할 수 있다.In step S160, an oil phase material and an aqueous phase material may be mixed to prepare a Pickering emulsion.

실시예에 따라서, 상기 유상 물질은 헥사데칸(hexadecane), 미네랄 오일(mineral oil), 도데칸(dodecane), 옥탄(octane), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 벤젠(benzene), 페놀(phenol), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), n-데칸(n-decane) 및 스티렌(styrene) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the oily material is hexadecane, mineral oil, dodecane, octane, toluene, xylene, benzene, phenol. (phenol), chloroform (chloroform), dichloromethane (dichloromethane), n- decane (n-decane), and may include at least one of styrene (styrene).

상기 수상 물질은 단계 S110 내지 단계 S150에 의해 제조된 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수용액일 수 있다.The aqueous material may be an aqueous solution containing alginate hydrogel particles coated with chitosan prepared by steps S110 to S150.

구체적으로, 상기 수상 물질은 알지네이트 액적과 2가 양이온 액적이 가교되어 형성되고, 표면이 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수용액일 수 있다.Specifically, the aqueous material may be an aqueous solution comprising alginate hydrogel particles formed by crosslinking alginate droplets and divalent cation droplets, and the surface of which is coated with chitosan.

단계 S160은 상기 유상 물질과 상기 수상 물질을 1:0.5 내지 1:10의 부피 비율로 혼합하여 피커링 에멀젼을 제조할 수 있다.In step S160, a Pickering emulsion may be prepared by mixing the oil phase material and the aqueous phase material in a volume ratio of 1:0.5 to 1:10.

실시예에 따라서, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 물질을 더 포함하여 자성을 가질 수 있다.According to an embodiment, the alginate hydrogel particles coated with chitosan may have magnetism by further including a magnetic material.

이에 따라, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼은 자기장을 적용하여 수집될 수 있거나 효율적으로 자성 교반기에서 교반하여 수집될 수 있기에, 많은 바이오센서 및 어세이 실험에서 사용될 수 있다.Accordingly, the Pickering emulsion containing the alginate hydrogel particles coated with the chitosan can be collected by applying a magnetic field or can be efficiently collected by stirring in a magnetic stirrer, so it can be used in many biosensor and assay experiments.

실시예에 따라, 단계 S150과 단계 S160 사이에는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, between step S150 and step S160 may further include drying the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 건조하는 단계는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 동결 건조시킬 수 있다.Drying the alginate hydrogel particles coated with chitosan may be freeze-drying the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

실시예에 따라서, 상기 동결 건조는 -100℃ 내지 10℃의 온도 및 3Torr 내지 8 Torr의 압력 조건에서 20 시간 내지 4일 동안 수행할 수 있다.According to an embodiment, the freeze-drying may be performed for 20 hours to 4 days at a temperature of -100°C to 10°C and a pressure of 3 Torr to 8 Torr.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼의 제조방법에 의해 제조된 피커링 에멀젼에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the Pickering emulsion prepared by the method for preparing the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 도 6에서 설명한 피커링 에멀젼의 제조방법과 동일한 구성요소를 포함하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.Since the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention includes the same components as the manufacturing method of the Pickering emulsion described with reference to FIG. 6 , a redundant description will be omitted.

본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 유상 물질, 수상 물질 및 알지네이트 액적과 2가 양이온 액적이 가교되어 형성되고, 표면이 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함한다.The Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention is formed by crosslinking an oily material, an aqueous material, and alginate droplets and divalent cation droplets, and includes alginate hydrogel particles whose surface is coated with chitosan.

상기 유상 물질은 친유성을 가지는 물질로서, 실시예에 따라서 n-데칸(n-decane) 또는 스티렌(styrene)을 포함할 수 있으며 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.The oily material is a lipophilic material, and may include n-decane or styrene according to an embodiment, but is not limited thereto.

상기 수상 물질은 실시예에 따라서 물일 수 있으나, 친수성을 가지는 물질이라면 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.The water phase material may be water according to an embodiment, but is not limited to the material as long as it has a hydrophilic property.

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼을 안정화시키는 피커링 에멀젼 안정화제 역할을 한다.The alginate hydrogel particles coated with chitosan serve as a Pickering emulsion stabilizer to stabilize the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention.

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 유상 물질 및 수상 물질의 계면에 흡착되어 계면을 안정화시킬 수 있다.The alginate hydrogel particles coated with the chitosan may be adsorbed to the interface of the oil phase material and the water phase material to stabilize the interface.

상기 알지네이트 하이드로겔 입자는 100nm 내지 10μm의 직경을 가질 수 있다.The alginate hydrogel particles may have a diameter of 100 nm to 10 μm.

상기 알지네이트 하이드로겔 입자에 코팅된 키토산의 두께는 10nm 내지 200nm일 수 있다.The thickness of the chitosan coated on the alginate hydrogel particles may be 10nm to 200nm.

실시예에 따라서, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 물질을 더 포함하여 자성을 가질 수 있다.According to an embodiment, the alginate hydrogel particles coated with chitosan may have magnetism by further including a magnetic material.

이에 따라, 상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼은 자기장을 적용하여 수집될 수 있거나 효율적으로 자성 교반기에서 교반하여 수집될 수 있기에, 많은 바이오센서 및 어세이 실험에서 사용될 수 있다.Accordingly, the Pickering emulsion containing the alginate hydrogel particles coated with the chitosan can be collected by applying a magnetic field or can be efficiently collected by stirring in a magnetic stirrer, so it can be used in many biosensor and assay experiments.

본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 상기 유상 물질 및 상기 수상 물질이 1:0.5 내지 1:10의 부피 비율을 가질 수 있다.In the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention, the oil phase material and the aqueous phase material may have a volume ratio of 1:0.5 to 1:10.

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 0.005g/mL 내지 0.1g/mL로 상기 피커링 에멀젼에 포함될 수 있다.The chitosan-coated alginate hydrogel particles may be included in the Pickering emulsion at 0.005 g/mL to 0.1 g/mL.

키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 0.005g/mL 미만으로 포함되면 입자가 너무 적어 피커링 에멀젼의 계면을 안정화시키기 어렵다.If the alginate hydrogel particles coated with chitosan are contained in less than 0.005 g/mL, the particles are too small to stabilize the interface of the Pickering emulsion.

키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 0.1g/mL를 초과하여 포함되면 수상 물질 상에 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 과도하게 많아지게 되어 피커링 에멀젼의 안정화가 어려울 수 있다.When the alginate hydrogel particles coated with chitosan are included in excess of 0.1 g/mL, the alginate hydrogel particles coated with chitosan on the aqueous material become excessively large, so stabilization of the Pickering emulsion may be difficult.

상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 키토산에 의해 친수성 뿐만 아니라 소수성도 가질 수 있다.The alginate hydrogel particles coated with chitosan may have hydrophobicity as well as hydrophilicity by chitosan.

따라서, 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성에 의해 피커링 에멀젼의 유상 물질과 수상 물질의 혼합이 잘 이루어져 피커링 에멀젼을 안정화시킬 수 있다.Therefore, the alginate hydrogel particles coated with chitosan are well mixed with the oil phase material and the water phase material of the Pickering emulsion due to the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan, thereby stabilizing the Pickering emulsion.

본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 알지네이트를 포함하여 생체 적합성이 우수하고 친환경적이며 제조 단가가 저렴하다.Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention, including alginate, has excellent biocompatibility, is eco-friendly, and has a low manufacturing cost.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 화장품, 식품, 제약, 세제 및 샴푸와 같은 기존 계면활성제가 포함된 제품을 대체할 수 있으며, 특히 화장품에 상기 피커링 에멀젼이 사용될 경우 기존 에멀젼으로 이루어진 화장품과 비교하여 촉감이 더 우수할 수 있다.Therefore, the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention can replace products containing existing surfactants such as cosmetics, food, pharmaceuticals, detergents and shampoos, and in particular, when the Pickering emulsion is used in cosmetics, cosmetics consisting of the existing emulsion The tactile feel may be better as compared to

이하, 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조예에 따라 제조한 후 실시예에 따른 피커링 에멀젼을 아래와 같이 특성 및 효과를 평가하였다.Hereinafter, after preparing the alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention according to the preparation example, the characteristics and effects of the Pickering emulsion according to the embodiment were evaluated as follows.

실시예Example

[실시예 1][Example 1]

1. 알지네이트 하이드로겔 입자의 제조1. Preparation of Alginate Hydrogel Particles

1.0g의 소듐 알지네이트와 100mL의 증류수를 혼합한 후 가열 하에 연속적으로 교반하면서 소듐 알지네이트를 증류수 내에 분산시켜 알지네이트 수용액을 제조하였다.After mixing 1.0 g of sodium alginate and 100 mL of distilled water, sodium alginate was dispersed in distilled water while continuously stirring under heating to prepare an aqueous alginate solution.

알지네이트 수용액을 초음파 챔버에 보관된 제1 가습기에 옮긴 후, 제2 가습기에는 1.0중량%의 바륨 아세테이트 수용액을 넣었다.After the alginate aqueous solution was transferred to the first humidifier stored in the ultrasonic chamber, 1.0% by weight of the barium acetate aqueous solution was added to the second humidifier.

제1 가습기 및 제2 가습기로부터 분무되어 형성된 알지네이트 액적과 바륨 이온 액적은 수직 튜브의 유리관을 통과하여 알지네이트 하이드로겔 입자를 형성하였다.Alginate droplets and barium ion droplets formed by spraying from the first humidifier and the second humidifier passed through the glass tube of the vertical tube to form alginate hydrogel particles.

형성된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포집 용기에 수득하고, 하루 동안 교반시켰다.The formed alginate hydrogel particles were collected in a collection vessel and stirred for one day.

수득한 알지네이트 하이드로겔 입자를 증류수로 3회 세척하여 여분의 바륨 이온을 제거하였다.The obtained alginate hydrogel particles were washed three times with distilled water to remove excess barium ions.

2. 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자 제조2. Preparation of Alginate Hydrogel Particles Coated with Chitosan

키토산 1.4g을 0.1M의 아세트산 용액에 분산시켜 균질한 코팅 용액을 제조하였다.A homogeneous coating solution was prepared by dispersing 1.4 g of chitosan in a 0.1 M acetic acid solution.

그 다음 알지네이트 하이드로겔 입자가 분산된 용액과 코팅 용액을 1:1 비율로 혼합하여 분산액을 제조하였다.Then, a dispersion was prepared by mixing a solution in which the alginate hydrogel particles were dispersed and the coating solution in a 1:1 ratio.

제조된 분산액을 1시간 동안 교반시켜 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조하였다. (이하, CAP-1h)The prepared dispersion was stirred for 1 hour to prepare alginate hydrogel particles coated with chitosan. (hereinafter referred to as CAP-1h)

3. 피커링 에멀젼의 제조3. Preparation of Pickering Emulsion

키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 분산액과 n-데칸 또는 스티렌을 1:1 부피 비율로 혼합한 후 2분 동안 교반시켜 피커링 에멀젼을 제조하였다.A Pickering emulsion was prepared by mixing a dispersion of chitosan-coated alginate hydrogel particles with n-decane or styrene in a 1:1 volume ratio and stirring for 2 minutes.

[실시예 2][Example 2]

알지네이트 하이드로겔 입자가 분산된 용액과 코팅 용액을 혼합한 후 20시간 동안 교반시킨 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하였다. (이하, CAP-20h)A Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan was prepared in the same manner as in [Example 1] above, except that the solution in which the alginate hydrogel particles were dispersed and the coating solution were mixed and stirred for 20 hours. did. (hereinafter referred to as CAP-20h)

[실시예 3][Example 3]

중성의 코팅 용액에 1중량%의 바륨 아세테이트를 더 첨가하였고, 제1 가습기로부터 분무된 알지네이트 액적을 바로 포집 용기에 수득한 다음 바륨 아세테이트 및 키토산이 첨가된 코팅 용액과 교반하여 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하였다. (이하, CDAP)1% by weight of barium acetate was further added to the neutral coating solution, and the alginate droplets sprayed from the first humidifier were immediately obtained in a collection container, and then stirred with the coating solution to which barium acetate and chitosan were added, and alginate hydrocoated with chitosan. A Pickering emulsion containing gel particles was prepared. (hereinafter referred to as CDAP)

[실시예 4] [Example 4]

코팅 용액의 pH가 산성인 것을 제외하고는, 상기 [실시예 3]과 동일한 방법으로 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하였다. A Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan was prepared in the same manner as in [Example 3], except that the pH of the coating solution was acidic.

[실시예 5][Example 5]

알지네이트 수용액에 자석 나노 입자인 산화철(Fe2O3)을 코팅 용액에 0.05g/mL 더 첨가한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 4]와 동일한 방법으로 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼을 제조하였다. (이하, CDAP-MNP)The alginate hydrogel particles coated with chitosan were included in the same manner as in [Example 4], except that 0.05 g/mL of magnetic nanoparticles (Fe 2 O 3 ) were further added to the coating solution in the alginate aqueous solution. A Pickering emulsion was prepared. (hereinafter referred to as CDAP-MNP)

[비교예][Comparative example]

상기 [실시예 1]의 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼. (이하, AP)Pickering emulsion comprising the alginate hydrogel particles of [Example 1]. (hereinafter referred to as AP)

특성 평가characterization

1. 알지네이트 하이드로겔 입자의 키토산 코팅 여부1. Whether alginate hydrogel particles are coated with chitosan

도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 알지네이트 하이드로겔 입자의 FT-IR 스펙트럼을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing FT-IR spectra of alginate hydrogel particles according to Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 비교예의 알지네이트 하이드로겔 입자는 1539cm-1과 1406cm-1에서 피크를 가지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7 , it can be seen that the alginate hydrogel particles of the comparative example have peaks at 1539 cm -1 and 1406 cm -1 .

이는 알지네이트 하이드로겔 입자 내의 카르복실 기의 C=O 스트레칭에 기인한 것이다.This is due to the C=O stretching of the carboxyl groups in the alginate hydrogel particles.

또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 5의 알지네이트 하이드로겔 입자는 약 3424cm-1 부근에서 넓은 피크를 가지는데, 이는 알지네이트 하이드로겔 입자의 수산화기와 아민기에 의한 것이다.In addition, the alginate hydrogel particles of Examples 1 to 5 have a broad peak in the vicinity of about 3424 cm -1 , which is due to the hydroxyl group and the amine group of the alginate hydrogel particles.

상기 실시예 1 내지 실시예 6의 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 2차 아미드의 C=O 스트레치에 기인하여 1656cm-1에 피크가 있는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the alginate hydrogel particles coated with chitosan of Examples 1 to 6 have a peak at 1656 cm -1 due to the C = O stretch of the secondary amide.

또한, 1151cm-1, 1019cm-1 및 888cm-1 에서의 피크는 키토산의 글루코피 라노오스 고리에 의한 것이다.Also, 1151cm -1, a peak at 1019cm -1 and 888cm -1 is due to the glue nose pyrano agarose ring of chitosan.

즉, 상기 실시예 1 내지 실시예 5의 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 알지네이트에 의한 피크와 키토산에 의한 피크 특성을 모두 가지는 것을 확인할 수 있다.That is, it can be confirmed that the alginate hydrogel particles coated with chitosan of Examples 1 to 5 have both peak characteristics due to alginate and peak characteristics due to chitosan.

이에 따라, 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 따라 제조된 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 알지네이트 하이드로겔 입자 표면에 키토산이 코팅되어 있는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the alginate hydrogel particles coated with chitosan prepared according to Examples 1 to 5 are coated with chitosan on the surface of the alginate hydrogel particles.

또한, 자성 물질인 산화철(MNP)는 636cm-1 및 549cm-1에서 피크를 가지는데, 이러한 피크 특성이 상기 실시예 5에서도 보이는 것을 확인할 수 있다.Further, the iron oxide (MNP) is a magnetic material I of a peak at 636cm -1 and 549cm -1, it can be confirmed that such a peak characteristic is shown in Example 5.

따라서, 상기 실시예 5는 자성 물질에 의해 자성을 가지는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that Example 5 has magnetism due to the magnetic material.

이하, 알지네이트 하이드로겔 입자의 습윤성을 평가하기 위하여 상기 실시예 및 비교예의 알지네이트 하이드로겔 입자의 접촉각을 측정하였다.Hereinafter, in order to evaluate the wettability of the alginate hydrogel particles, the contact angle of the alginate hydrogel particles of the Examples and Comparative Examples was measured.

2. 알지네이트 하이드로겔 입자의 습윤성 평가2. Evaluation of wettability of alginate hydrogel particles

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 피커링 에멀젼의 접촉각을 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the contact angle of a Pickering emulsion comprising alginate hydrogel particles coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 실시예 1 내지 실시예 5의 피커링 에멀젼은 상기 비교예보다 접촉각이 큰 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the Pickering emulsions of Examples 1 to 5 have a larger contact angle than the Comparative Example.

즉, 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 포함된 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 키토산에 의해 상기 비교예 보다 소수성을 가지는 것을 알 수 있다.That is, it can be seen that the alginate hydrogel particles coated with chitosan included in Examples 1 to 5 have more hydrophobicity than the Comparative Examples by chitosan.

따라서, 상기 실시예 1 내지 실시예 5는 친수성과 소수성이 적절히 혼합된 성질을 가지기 때문에 안정화된 피커링 에멀젼을 제조할 수 있다.Therefore, Examples 1 to 5 can prepare a stabilized Pickering emulsion because they have a property of appropriately mixing hydrophilicity and hydrophobicity.

3. 피커링 에멀젼의 안정화 평가3. Stabilization evaluation of Pickering emulsion

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자와 n-데칸을 포함하는 피커링 에멀젼의 제조 직후 및 4일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.9a and 9b are optical microscope images showing the appearance immediately after and 4 days after the preparation of the Pickering emulsion containing alginate hydrogel particles and n-decane coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 피커링 에멀젼 제조 직후의 경우 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 피커링 에멀젼은 상기 비교예의 피커링 에멀젼에 비해 에멀젼 방울의 크기가 작은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 9A and 9B , it can be seen that the size of the emulsion droplets is smaller in the Pickering emulsion of Examples 1 to 3 immediately after preparation of the Pickering emulsion compared to the Pickering emulsion of the comparative example.

이는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자가 유상 물질인 n-데칸과 수상 물질이 잘 혼합되도록 피커링 에멀젼의 안정화제 역할을 했기 때문이다.This is because the alginate hydrogel particles coated with chitosan acted as a stabilizer of the Pickering emulsion so that the oily material n-decane and the water phase material were mixed well.

이러한 결과는 피커링 에멀젼을 4일 후에 관찰하였을 때도 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 피커링 에멀젼은 상기 비교예의 피커링 에멀젼보다 에멀젼 방울이 작은 것을 확인할 수 있다.These results confirm that even when the Pickering emulsion was observed after 4 days, the Pickering emulsion of Examples 1 to 3 had smaller drops of the emulsion than the Pickering emulsion of the Comparative Example.

상기 비교예의 피커링 에멀젼의 4일 후 모습은 제조 직후에 비하여 에멀젼 방울의 크기가 커지는 것을 확인할 수 있다.After 4 days of the Pickering emulsion of the comparative example, it can be confirmed that the size of the emulsion droplet increases compared to immediately after preparation.

이는 알지네이트 하이드로겔 입자만으로는 피커링 에멀젼을 안정화시키기 어렵다는 것을 보여준다.This shows that it is difficult to stabilize the Pickering emulsion with alginate hydrogel particles alone.

반면, 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 피커링 에멀젼은 4일 후에도 거의 동일한 크기의 에멀젼 방울을 가지는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, it can be seen that the Pickering emulsions of Examples 1 to 3 have almost the same size of emulsion droplets even after 4 days.

이는 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자의 친수성 및 소수성으로 인해 유상 물질 및 수상 물질을 포함하는 피커링 에멀젼의 유화가 잘 일어나 안정화가 가능하기 때문이다.This is because, due to the hydrophilicity and hydrophobicity of the alginate hydrogel particles coated with chitosan, emulsification of the Pickering emulsion including the oil phase material and the water phase material occurs well and stabilization is possible.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자에 의하 우수한 안정성을 가질 수 있다.Therefore, the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention may have excellent stability due to the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자와 스티렌을 포함하는 피커링 에멀젼의 제조 직후 및 4일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.10a and 10b are optical microscope images showing the appearance immediately after and 4 days after the preparation of the Pickering emulsion containing alginate hydrogel particles and styrene coated with chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상기 비교예의 피커링 에멀젼은 유상 물질이 스티렌일 경우 제조 직후 유상 물질과 수상 물질이 거의 유화되지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 10A and 10B , in the case of the Pickering emulsion of Comparative Example, when the oily material is styrene, it can be confirmed that the oily material and the water phase material are hardly emulsified immediately after preparation.

또한, 상기 비교예의 피커링 에멀젼은 제조 시점으로부터 4일이 지나면 유상 물질과 수상 물질이 완전히 분리된 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the Pickering emulsion of the comparative example is completely separated from the oily material and the water phase material after 4 days from the time of manufacture.

그러나, 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 피커링 에멀젼은 유상 물질이 n-데칸인 경우와 마찬가지로, 제조 직후 작은 크기의 에멀젼 방울을 형성하면서 유상 물질과 수상 물질을 잘 유화시키는 것을 확인할 수 있다.However, it can be seen that the Pickering emulsions of Examples 1 to 3 emulsify the oily material and the water phase material well while forming small-sized emulsion droplets immediately after preparation, similarly to the case where the oily material is n-decane.

또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 3의 피커링 에멀젼은 제조 시점으로부터 4일이 지나도 제조 직후와 거의 동일한 크기의 에멀젼 방울을 유지하는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the Pickering emulsion of Examples 1 to 3 maintains almost the same size of emulsion droplets as immediately after production even after 4 days from the time of manufacture.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자로 인해 유상 물질 및 수상 물질이 오랜 기간 동안 유화 상태를 유지하여 안정화될 수 있다.Therefore, the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention can be stabilized by maintaining the emulsified state for a long period of time due to the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예에 따른 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자, 자성 물질 및 스티렌을 포함하는 피커링 에멀젼의 자석에 의한 회수 모습 및 제조 직후와 3일 후 모습을 도시한 광학 현미경 이미지이다.11a to 11c are optical microscopes showing the recovery by the magnet of the Pickering emulsion containing chitosan-coated alginate hydrogel particles, magnetic material and styrene according to an embodiment of the present invention, and immediately after and 3 days after preparation It is an image.

먼저 도 11a를 참조하면, 상기 실시예 5의 피커링 에멀젼은 네오디뮴 자석에 의해 상기 실시예 5의 자성 물질을 포함하는 알지네이트 하이드로겔 입자가 네오디뮴 자석 방향으로 회수되는 모습을 확인할 수 있다.First, referring to FIG. 11a, in the Pickering emulsion of Example 5, it can be seen that the alginate hydrogel particles including the magnetic material of Example 5 are recovered in the direction of the neodymium magnet by the neodymium magnet.

또한, 네오디뮴 자석이 제거되면 상기 실시예 5의 알지네이트 하이드로겔 입자가 다시 피커링 에멀젼과 혼합되는 것을 확인할 수 있다.In addition, when the neodymium magnet is removed, it can be seen that the alginate hydrogel particles of Example 5 are mixed with the Pickering emulsion again.

따라서, 상기 실시예 5에 따라 제조된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 물질에 의해 자성을 가지는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the alginate hydrogel particles prepared according to Example 5 have magnetism by a magnetic material.

도 11b 및 도 11c를 참조하면, 상기 실시예 5의 피커링 에멀젼은 제조 직후 작은 크기의 에멀젼 방울을 형성하는 것을 확인할 수 있다.11B and 11C, it can be seen that the Pickering emulsion of Example 5 forms small-sized emulsion droplets immediately after preparation.

이는 알지네이트 하이드로겔 입자 제조 시 자성 물질을 첨가하여도 피커링 에멀젼을 충분히 안정화시킬 수 있음을 의미한다.This means that the Pickering emulsion can be sufficiently stabilized even if a magnetic material is added during the preparation of alginate hydrogel particles.

또한, 상기 실시예 5의 피커링 에멀젼은 제조 시점으로부터 3일이 지나도 제조 직후와 거의 동일한 에멀젼 방울을 유지하는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be seen that the Pickering emulsion of Example 5 maintains almost the same drops of the emulsion as immediately after production even after 3 days from the time of manufacture.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 피커링 에멀젼은 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자에 자성 물질을 첨가하더라도 유상 물질 및 수상 물질이 오랜 기간 동안 유화 상태를 유지하여 안정화될 수 있다.Therefore, the Pickering emulsion according to an embodiment of the present invention can be stabilized by maintaining the emulsified state for a long period of time in the oily material and the water phase material even if a magnetic material is added to the alginate hydrogel particles coated with chitosan.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations from these descriptions are provided by those skilled in the art to which the present invention pertains. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

110: 제1 가습기 111: 알지네이트 액적
112: 제1 캐리어 가스 120: 제2 가습기
121: 2가 양이온 액적 130: 반응 유리관
131: 알지네이트 하이드로겔 입자 140: 포집 용기
150: 배기부 161: 제1 연결관
162: 제2 연결관 163: 제3 연결관
110: first humidifier 111: alginate droplets
112: first carrier gas 120: second humidifier
121: divalent cation droplet 130: reaction glass tube
131: alginate hydrogel particles 140: collection container
150: exhaust unit 161: first connection pipe
162: second connector 163: third connector

Claims (11)

제1 캐리어 가스에 의해 제1 가습기에서 형성된 알지네이트 액적이 반응 유리관으로 주입되는 단계;
제2 캐리어 가스에 의해 제2 가습기에서 형성된 2가 양이온 액적이 상기 반응 유리관으로 주입되는 단계;
상기 반응 유리관에서 상기 알지네이트 액적 및 상기 2가 양이온 액적이 가교되어 알지네이트 하이드로겔 입자가 제조되는 단계;
상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하는 포집 용기에 수득하는 단계;
상기 포집 용기에 수득된 알지네이트 하이드로겔 입자와 상기 코팅 용액을 교반하여 상기 알지네이트 하이드로겔 입자의 표면을 키토산으로 코팅하는 단계; 및
상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자를 포함하는 수상 물질과 유상 물질을 혼합하여 피커링 에멀젼을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 제1 캐리어 가스의 속도는 1L/min 내지 10L/min 이며,
상기 제2 캐리어 가스의 속도는 1L/min 내지 10L/min 이고,
상기 알지네이트 하이드로겔 입자를 키토산을 포함하는 코팅 용액을 포함하는 포집 용기에 수득하는 단계는 상기 반응 유리관에서 미반응된 액적들을 이용하여 포집 용기에서 2차적으로 반응시켜 알지네이트 하이드로겔 입자를 제조하는 것을 특징으로 하는 피커링 에멀젼의 제조방법.
alginate droplets formed in the first humidifier by the first carrier gas are injected into the reaction glass tube;
Injecting divalent cation droplets formed in a second humidifier by a second carrier gas into the reaction glass tube;
The alginate droplet and the divalent cation droplet are crosslinked in the reaction glass tube to prepare alginate hydrogel particles;
obtaining the alginate hydrogel particles in a collection container containing a coating solution containing chitosan;
Coating the surface of the alginate hydrogel particles with chitosan by stirring the alginate hydrogel particles obtained in the collection container and the coating solution; and
Comprising the step of preparing a Pickering emulsion by mixing an aqueous phase material and an oil phase material containing the alginate hydrogel particles coated with the chitosan,
The speed of the first carrier gas is 1 L / min to 10 L / min,
The speed of the second carrier gas is 1 L / min to 10 L / min,
The step of obtaining the alginate hydrogel particles in a collection vessel containing a coating solution containing chitosan is characterized in that the alginate hydrogel particles are prepared by secondary reaction in the collection vessel using unreacted droplets in the reaction glass tube. A method for producing a Pickering emulsion.
제1항에 있어서,
상기 키토산은 상기 코팅 용액의 전체 중량 대비 0.7중량% 내지 1.4중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 피커링 에멀젼의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing a Pickering emulsion, characterized in that the chitosan is contained in 0.7% to 1.4% by weight relative to the total weight of the coating solution.
제1항에 있어서,
상기 코팅 용액의 pH는 4 내지 7인 것을 특징으로 하는 피커링 에멀젼의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing a Pickering emulsion, characterized in that the pH of the coating solution is 4 to 7.
제1항에 있어서,
상기 교반은 1시간 내지 40시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 피커링 에멀젼의 제조방법.
According to claim 1,
The stirring is a method for producing a Pickering emulsion, characterized in that it is carried out for 1 hour to 40 hours.
제1항에 있어서,
상기 키토산으로 코팅된 알지네이트 하이드로겔 입자는 자성 금속 나노 입자, 자성 금속 산화물 나노 입자, 금속 나노 입자 및 금속-유기 골격구조(MOF, metal organic frameworks) 복합체 나노 입자 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피커링 에멀젼의 제조방법.
According to claim 1,
The alginate hydrogel particles coated with chitosan further include at least one of magnetic metal nanoparticles, magnetic metal oxide nanoparticles, metal nanoparticles, and metal-organic frameworks (MOF) composite nanoparticles. A method for producing a Pickering emulsion.
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JP5526033B2 (en) * 2007-11-14 2014-06-18 ザ ユニバーシティ オブ クィーンズランド Fine particle production apparatus and fine particle production method
KR20110100857A (en) 2010-03-05 2011-09-15 강원대학교산학협력단 Ph-sensitive microcapsules containing alginate microparticles and calcium carbonate microparticles, and producing method thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Evaluation of Calcium Alginate Microparticles(The University of Toledo,August 2016)*
Magnetic nanoparticle-loaded alginate beads(Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 159 (2017) 945-955)*
Uniform chitosan-coated alginate particles(Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 456 (2014) 246-252)*

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