KR102454036B1 - 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법 - Google Patents

아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 심리스 캡슐(seamless capsule)용 피막액 조성물에 있어서, 상기 피막액 조성물은, 총 중량에 있어서, 카라기난 2.0중량%~5.0중량%, 글리세린 1.0중량%~3.0중량%, 알긴산나트륨 0.5중량%~2.0중량%, 아미노산 혼합물 1.0중량%~4.0중량%, 색소 0.01중량%~0.03중량%, 정제수 85.97중량%~95.49중량%로 이루어지는 피막액 조성물을 이용하여 피막액을 제조하는 피막액 제조단계; 상기 피막액과 향료를 동시에 공급받아 계면장력에 의해 심리스 캡슐(seamless capsule)을 제조하는 캡슐 제조단계; 제조된 심리스 캡슐을 MCT 오일(Medium-Chain Triglyceride oil)로 냉각하는 냉각단계; 냉각된 심리스 캡슐을 건조시키는 건조단계; 건조된 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 MCT 오일을 제거하는 세척단계; 세척된 심리스 캡슐의 불량 유무를 판단 및 선별하는 선별단계;를 포함하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법{Coating solution composition for seamless capsules containing amino acids and method for manufacturing seamless capsules}
본 발명은 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심리스 캡슐의 피막 성형시 아미노산 혼합물을 투입하여 피막을 이루는 피막액의 중화제 처리공정을 수행하지 않더라도 피막액의 점도 조절이 가능하고, 원하는 점도의 피막액을 용이하게 획득할 수 있고, 아미노산 혼합물의 비율 조정을 통해 충진에 최적화된 피막액 점도를 유지하여 심리스 캡슐의 생산성을 향상시키고, 중화제를 처리하기 위한 공정을 수행하지 않아도 되므로, 피막액의 점도 조절이 용이함에 따라 제조된 심리스 캡슐의 불량률을 감소시키는 한편, 안정성을 향상시켜 제품의 품질 강화를 극대화시킬 수 있는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고생산성 및 피막의 파괴에 용이한 심리스 캡슐(seamless capsule)은 피막에 이음매가 없는 것을 의미하며, 각종 방향제, 약품, 식품, 기호품, 화장품 등을 내포하는 것으로, 내부의 액상물을 감싸는 피막에 이음매를 형성하지 않고 액상물을 보호하는 캡슐이다.
이와 같은 심리스 캡슐은 중심 노즐로부터 액상물을 유출시키는 동시에 중심 노즐을 둘러싼 원형노즐로부터 액상의 피막물질을 유출시키면서, 이를 진동 등으로 끊은 상태로 냉각용 유체를 통해 이송시켜 구 모양으로 성형 및 냉각하여 생산되며, 이러한 심리스 캡슐은 피막이 겔화되면서 구형화되어 구형 형상으로 안정화된다.
이러한 심리스 캡슐은 방향제, breath care 제품 등에 사용되며, 약품이나 화장품 등에서는 심리스 캡슐 단독으로 사용되고 있다. 심리스 캡슐은 그 피막에 힘을 가하여 직접 파괴하거나 또는 일정 조건에서 소정의 시간이 지나면 피막이 녹으면서 내부의 액상물이 흘러나오게 된다.
따라서 심리스 캡슐은, 캡슐 미사용시 피막이 쉽게 파괴되지 않아 내부의 액상물이 보호됨과 동시에, 사용자가 적정 압력으로 외력을 가해 피막이 쉽게 파괴되거나 일정 조건에서 피막이 빠르게 녹아야 하므로, 피막으로 액상물을 감싸 캡슐을 성형할 때 피막 자체의 강도를 적절하게 유지하여 제조되어야 한다.
일 예로, 대한민국 공개특허 제10-2011-0007081호(이하, 선행기술문헌 1이라고 함.)에는, 소프트 캡슐에 있어서, 상기 캡슐 피막의 조성물에, 적어도 카라기난(carrageenan), 산성 pH 조정제, 및 중화제를 가지는 것을 특징으로 하는 소프트 캡슐이 게재된 바 있다.
그러나, 전술한 선행기술문헌 1에 의하면, 피막 내 카라기난의 비율이 높아질수록 피막 강도는 높아지나, 피막액의 점도가 증가하여 원활한 캡슐 생산이 어려운 문제점이 있다.
특히, 카라기난은 산을 가했을 때 점도가 감소하는 성질을 가지는 성분으로, 캡슐의 제조시 상기 산에 의해 카라기난이 분해되어 겔화 능력이 감소하는 특징을 가지고 있다.
즉, 선행기술문헌에 기재된 바와 같이, 산성 pH 조절제에 의해 카라기난의 분해(점도감소)되는 현상이 계속 진행되기 때문에, 피막액이 원하는 점도에 도달한 후에 중화제를 처리하여 산성 pH 조절제의 작용을 멈추는 공정이 반드시 동반되어야만 하고, 이는 결국 중화제 처리를 위한 추가적인 공정을 요구할 수밖에 없어 캡슐의 불량률이 증가하고, 이와 반대로 상기 캡슐의 안전성은 저하되는 문제점이 있으며, 캡슐의 제조시 발생하는 생산 비용이 증가될 수밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2010-0047349호(이하, 선행기술문헌 2라고 함.)에는, 내용물 및 이 내용물을 캡슐화하는 캡슐 피막을 포함하는 비젤라틴계 이음매없는 캡슐로서, 상기 캡슐 피막이 (a) DE(포도당 당량)의 평균치가 10 미만이고 분자량의 평균치가 30,000 이하인 가용성 전분 또는 덱스트린 및 (b) 겔화제로서 퍼셀란, 카라기난, 로커스트 빈 검 및 겔화 전분으로 구성된 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 포함하는, 비젤라틴계 이음매없는 캡슐이 게재된 바 있다.
전술한 선행기술문헌 2에 의하면, 캡슐의 붕해 시간이 빠르고 작은 크기로의 제조가 용이하지 않아 그 사용되는 사용 분야에 대한 한계점이 있을 수밖에 없고, 큰 크기로 인한 캡슐의 파괴가 쉽게 이루어지지 않을 수밖에 없어 적절한 파괴 강도를 유지하기가 어려운 문제점이 있었다. 즉, 전술한 선행기술문헌 2에 의해 제조되는 심리스 캡슐은 소수성 약물의 담체로서 부적합한 문제점을 가지는 것이다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1494825호(이하, 선행기술문헌 3이라고 함.)에는, 가용성 전분 50~70 중량%, 카라기난 및 젤라틴 중 적어도 하나를 포함하는 점성 조절제 20~30 중량%, 알긴산 염류를 포함하는 습도 조절제 1~20 중량%를 물과 함께 혼합하는 혼합 원재료를 생성하는 단계; 상기 혼합 원재료를 심리스 캡슐 제조기를 통해 원조 캡슐을 생성하는 단계; 경화 처리 중 상기 가용성 전분이 분해되지 않도록, 염화칼슘 및 칼슘락테이트 중 하나를 포함하는 경화제를 10~30%의 농도로 갖는 경화제 수용액에 상기 원조 캡슐을 침지시켜서 상기 알긴산 염류와 상기 경화제가 화학반응을 하여 상기 원조 캡슐의 표면에 겔층을 형성하여 경화 처리하는 단계; 및 상기 경화 처리된 원조 캡슐에 코팅액을 사용하여 코팅하여 소프트 캡슐을 완성하는 단계를 포함하는 전분을 주성분으로 하는 소프트 캡슐 제조 방법이 게재된 바 있다.
그러나, 전술한 선행기술문헌 3에 의하면, 그 주성분이 전분으로 이루어지는 것이어서 높은 터짐성, 또는 파쇄성 등의 기능성으로 인해 운반시 발생하는 충격 등으로 인하여 파괴되면서 제품에 대한 불량률이 증가하고, 이와 반대로 상기 캡슐의 안전성은 저하되는 문제점이 있었다.
여기서 전술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아니다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0007081호 대한민국 공개특허 제10-2010-0047349호 대한민국 등록특허 제10-1494825호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 심리스 캡슐의 피막 성형 시 아미노산 혼합물을 투입하여 피막을 이루는 피막액의 중화제 처리공정을 수행하지 않더라도 피막액의 점도 조절이 가능하고, 원하는 점도의 피막액을 용이하게 획득할 수 있는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 아미노산 혼합물의 비율 조정을 통해 충진에 최적화된 피막액 점도를 유지하여 심리스 캡슐의 생산성을 향상시키고, 중화제를 처리하기 위한 공정을 수행하지 않아도 되므로, 피막액의 점도 조절이 용이함에 따라 제조된 심리스 캡슐의 불량률을 감소시키는 한편, 안정성을 향상시켜 제품의 품질 강화를 극대화시킬 수 있는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 아미노산 혼합물의 투입으로 인해 피막액을 이루는 고형분의 함유량을 증가시킬 수 있어, 피막의 강도를 향상시킬 수 있음은 물론, 피막액의 점도가 증가하는 것을 억제시킬 수 있는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 심리스 캡슐의 피막 조성물에 아미노산 혼합물을 첨가함으로써, 피막의 투명도를 감소시킬 수 있어, 불량 상태의 캡슐 검출에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론, 정전기가 발생하는 것을 억제시켜 캡슐의 취급에 대한 용이성을 향상시키고, 상기 정전기로 인한 문제점들을 감소시킬 수 있는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물 및 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 심리스 캡슐(seamless capsule)용 피막액 조성물에 있어서, 상기 피막액 조성물은, 총 중량에 있어서, 카라기난 2.0중량%~5.0중량%, 글리세린 1.0중량%~3.0중량%, 알긴산나트륨 0.5중량%~2.0중량%, 아미노산 혼합물 1.0중량%~4.0중량%, 색소 0.01중량%~0.03중량%, 정제수 85.97중량%~95.49중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피막액 조성물은, 100중량%에 대하여 카라기난 4.4중량%, 글리세린 1.3중량%, 알긴산나트륨 0.8중량%, 아미노산 혼합물 2.0중량%, 색소 0.02중량% 및 정제수 91.48중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아미노산 혼합물은 글루타민, 알라닌, 메티오닌, 발린, 글리신, 아이소류신, 류신, 세린, 트레오닌 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 아미노산 혼합물을 포함하는 피막액 조성물을 이용하여 피막액을 제조하는 피막액 제조단계; 상기 피막액과 향료를 동시에 공급받아 계면장력에 의해 심리스 캡슐(seamless capsule)을 제조하는 캡슐 제조단계; 제조된 심리스 캡슐을 MCT 오일(Medium-Chain Triglyceride oil)로 냉각하는 냉각단계; 냉각된 심리스 캡슐을 건조시키는 건조단계; 건조된 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 MCT 오일을 제거하는 세척단계; 세척된 심리스 캡슐의 불량 유무를 판단 및 선별하는 선별단계;를 포함하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 피막액 조성물은, 상기 피막액 제조단계는, 상기 피막액 조성물을 94℃의 온도로 용해시키는 단계; 용해된 피막액 조성물을 90℃의 온도로 유지하고, 상기 피막액 조성물의 점도를 50 mPa·s ~ 150 mPa·s 를 유지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 냉각단계는, 상기 MCT 오일의 온도를 15℃~25℃의 온도를 유지하면서 심리스 캡슐의 피막을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 세척단계는, 에탄올이 수용된 제1세척부로 건조가 완료된 심리스 캡슐을 투입하여 침지시켜 세척하는 1차 세척단계와, 상기 1차 세척단계 이후, 탈유기로 이루어지는 제2세척부를 통해 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 에탄올을 제거하는 2차 세척단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 선별단계는, 진동체를 구비하는 제1선별부를 통해 심리스 캡슐의 량 및 불량 여부를 선별하는 1차 선별 단계와, 상기 1차 선별 단계 이후 선별된 심리스 캡슐들 중 손상된 캡슐과 형태가 변형된 캡슐을 선별하는 2차 선별 단계와, 2차 선별 단계 이후, 선별된 심리스 캡슐의 지름, 중량, 파쇄강도, 진구도 등을 측정하여 선별된 심리스 캡슐의 품질을 검사하는 품질 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 심리스 캡슐의 피막 성형시 아미노산 혼합물을 투입하여 피막을 이루는 피막액의 중화제 처리공정을 수행하지 않더라도 피막액의 점도 조절이 가능하고, 원하는 점도의 피막액을 용이하게 획득할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 아미노산 혼합물의 비율 조정을 통해 충진에 최적화된 피막액 점도를 유지하여 심리스 캡슐의 생산성을 향상시키고, 중화제를 처리하기 위한 공정을 수행하지 않아도 되므로, 피막액의 점도 조절이 용이함에 따라 제조된 심리스 캡슐의 불량률을 감소시키는 한편, 안정성을 향상시켜 제품의 품질 강화를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 아미노산 혼합물의 투입으로 인해 피막액을 이루는 고형분의 함유량을 증가시킬 수 있어, 피막의 강도를 향상시킬 수 있음은 물론, 피막액의 점도가 증가하는 것을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 심리스 캡슐의 피막 조성물에 아미노산 혼합물을 첨가함으로써, 피막의 투명도를 감소시킬 수 있어, 불량 상태의 캡슐 검출에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론, 정전기가 발생하는 것을 억제시켜 캡슐의 취급에 대한 용이성을 향상시키고, 상기 정전기로 인한 문제점들을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 과정을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 과정을 개략적으로 나타낸 공정도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 과정을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐의 피막액의 점도 테스트 결과를 나타낸 표,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 심리스 캡슐과 아미노산 혼합물이 미포함된 심리스 캡슐의 피막 점도 변화에 대한 테스트 결과표,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 아미노산 혼합물을 포함 여부에 따른 심리스 캡슐을 나타낸 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 식별부호를 사용할 수 있다. 이러한 식별부호는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것이고, 설명의 편의를 위하여 사용되는 것일 뿐, 그 식별부호에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 발명의 각 실시예에 따른 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐은 카라기난, 글리세린, 알긴산나트륨, 아미노산 혼합물, 색소 및 정제수를 포함하는 피막액 조성물을 이용하여 피막액을 제조하는 피막액 제조단계(S10)와, 상기 피막액과 향료를 공급받아 심리스 캡슐을 제조하는 캡슐 제조단계(S20)와, 제조된 심리스 캡슐을 MCT 오일(Medium-Chain Triglyceride oil)로 냉각하는 냉각단계(S30)와, 냉각된 심리스 캡슐을 건조시키는 건조단계(S40)와, 냉각된 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 MCT 오일을 제거하는 세척단계(S50)와, 심리스 캡슐의 불량 유무를 판단 및 선별하는 선별단계(S60)와, 선별된 심리스 캡슐을 포장하는 포장단계(S70)를 포함하여 구성된다.
피막액 제조단계(S10)는 원료 공급부(100)에 구성되는 피막 제조부(110)를 통해 피막액을 이루는 조성분을 용해시키고, 용해된 피막액 조성물을 교반하여 피막액을 제조하는 단계이다.
이러한 피막액 제조단계(S10)는 피막액 조성물의 용해시 94℃의 온도를 일정하게 유지하면서 용해시킨다.
또한, 피막액 제조단계(S10)는, 용해가 이루어진 피막액 조성물을 캡슐 제조에 사용하기 전까지 피막 제조부(110) 내부에서 90℃의 온도로 유지시킨다.
바람직하게는, 심리스 캡슐의 제조가 이루어지기 전에 용해가 이루어진 피막액 조성물이 피막 제조부(110)의 내부에 수용된 상태를 유지하되, 50℃ ~95℃의 온도로 유지하면서 캡슐 제조부(200)의 피막액 공급부(210)측으로 공급될 수 있도록 대기 상태를 유지할 수 있도록 한다.
이때, 상기 피막액 조성물의 대기 상태에 따른 온도가 50℃ 미만으로 유지되는 경우에는, 피막 제조부(110)의 내부에서 겔(Gel)가 발생할 우려가 있으며, 이로 인해 피막액 공급부(210)측으로 이송이 이루어질 때, 그 이송력이 저하되는 등의 문제점이 있으며, 한편, 상기 피막액 조성물의 대기 상태에 따른 온도가 95℃를 초과하여 유지되는 경우에는, 캡슐 제조부(200)의 캡슐 성형부(230)에서 심리스 캡슐의 제조가 이루어질 때, 피막액의 불균일한 겔화 및 경화로 인해 심리스 캡슐의 피막에 대한 성형성을 저하시키는 문제가 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 전술한 피막액 조성물은, 카라기난, 글리세린, 알긴산나트륨, 아미노산 혼합물, 색소 및 정제수가 일정 중량비로 혼합되는 것이다.
이때, 피막액 조성물의 총 중량에 있어서, 카라기난 2.0중량%~5.0중량%, 글리세린 1.0중량%~3.0중량%, 알긴산나트륨 0.5중량%~2.0중량%, 아미노산 혼합물 1.0중량%~4.0중량%, 색소 0.01중량%~0.03중량%, 정제수 85.97중량%~95.49중량%로 혼합될 수 있다.
바람직하게는, 피막액 조성물 100중량%에 대하여 카라기난 4.4중량%, 글리세린 1.3중량%, 알긴산나트륨 0.8중량%, 아미노산 혼합물 2.0중량%, 색소 0.02중량% 및 정제수 91.48중량%로 혼합될 수 있다.
여기서, 카라기난(Carrageenan)은, 겔화제로서 그 함유량이 높을수록 피막의 강도를 상승시킬 수 있으나, 점도와 겔화 속도 역시 상승하여 캡슐화하기 어려운 문제가 있다.
또한, 글리세린(Glycerin)은, 강한 점성과 흡습성이 있는 무색 무취의 액체로서, 본 발명의 실시예에서는, 심리스 캡슐의 피막 내에서 가소제로 작용하여 피막에 유연성과 탄력성을 부여하는 역할을 하는 성분이다.
또한, 알긴산나트륨(Sodium Alginate)은, 심리스 캡슐의 점착성, 점도 및 유화안정성을 증진시키며, 물성 및 촉감을 향상시키는 것으로, 본 발명에서는 피막의 경도를 향상시키는 역할을 하는 성분이다.
또한, 아미노산 혼합물은 함유량에 따른 피막의 점도변화를 나타내어 원하는 점도범위로 이루어지는 피막액을 획득할 수 있도록 한다.
이때, 본 발명에서는, 상기 아미노산 혼합물 중, 알라닌, 페닐알라닌, 프롤린, 메티오닌, 티로신, 트립토판, 발린, 글리신, 아이소류신, 류신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라긴, 글루타민, 리신, 아르기닌, 히스티딘, 아스파르트산, 글루탐산 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수 있을 것이다.
바람직하게는, 글루타민, 알라닌, 메티오닌, 발린, 글리신, 아이소류신, 류신, 세린, 트레오닌 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수 있을 것이다.
더욱 바람직하게는, 친수성인 글루타민, 글리신, 세린, 트레오닌 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어질 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에서는 후술할 캡슐 제조단계(S20)를 통해 심리스 캡슐의 피막을 성형하기 위한 피막액 조성물의 최적화된 점도를 유지할 수 있도록 전술한 아미노산 혼합물의 함유량을 피막액 조성물의 총 중량에 있어서, 최소 1.0중량% 이상 함량될 수 있도록 구성되며, 최대 4.0중량% 이하로 함량될 수 있도록 구성된다.
캡슐 제조단계(S20)는, 캡슐 제조부(200)로 피막액 조성물과 향료를 각각 공급하고, 상기 피막액 조성물과 향료를 공급받은 캡슐 제조부(200)를 통해 심리스 캡슐을 제조하는 단계이다.
이러한 캡슐 제조단계(S20)는 피막액 공급부(210)에서 피막 제조부(110)로부터 용해가 이루어진 피막액 조성물을 공급받아 캡슐 성형부(230)측으로 이송하는 피막액 조성물 이송단계가 수행된다.
또한, 캡슐 제조단계(S20)는 상기 피막액 조성물 이송단계와 동시에 수행되며, 내용액 저장부(120)에 저장되어 있는 향료를 내용액 공급부(220)에서 공급받아 상기 피막액 공급부(210)에서 피막액 조성물을 캡슐 성형부(230)측으로 이송할 때 동시에 상기 향료를 이송시키는 향로 이송단계가 수행된다.
또한, 캡슐 제조단계(S20)는 피막액 공급부(210)와 내용액 공급부(220)로부터 동시에 공급받는 피막액 조성물과 향료를 캡슐 성형부(230)에서 적하시키면서 계면장력을 활용하여 심리스 캡슐을 성형하는 심리스 캡슐 성형단계가 수행된다.
이때, 캡슐 성형부(230)는 원통형의 관으로 이루어질 수 있으며, 내부에 오일이 수용되어 있어서 친수성의 피막액 조성물과 향료가 적하되면서 향료의 외면으로 피막액 조성물의 겔화 및 경화가 이루어지면서 구의 형태를 이루는 심리스 캡슐의 피막이 성형이 이루어질 수 있도록 구성되는 것이다.
이때, 캡슐 제조단계(S20)는 피막액(또는 피막액 조성물)의 점도가 50 mPa·s ~ 150 mPa·s를 유지하면서 심리스 캡슐의 피막을 성형하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 내용액의 종류에 따라 아미노산 혼합물의 함량을 조절하면서 피막액의 점도를 조절할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 피막액의 점도가 50 mPa·s 미만으로 형성되는 경우에는 향료를 포함하는 내용약의 형성 위치가 피막의 중앙부에 위치하지 않고 편심이 발생하면서 심리스 캡슐의 균일성 및 성형성을 저하시키는 것을 확인하였으며, 상기 피막액의 점도가 150mPa·s을 초과하여 형성되는 경우에는 피막에 기포층이 형성되는 등의 불량률이 증가하는 것을 확인하였다.
즉, 본 발명의 실시예에 있어서, 심리스 캡슐의 피막에 대한 성형성을 극대화시키기 위한 최적화된 피막액 조성물의 점도는 50 mPa·s ~ 150 mPa·s이며, 이 피막액 조성물의 점도를 조절하기 위해 포함되는 아미노산 혼합물의 함유량은 피막액 조성물의 총 중량에 있어서, 1.0중량%~ 4.0중량%인 것이다.
냉각단계(S30)는 냉각부(300)에서 캡슐 제조부(200)에 의해 제조된 심리스 캡슐을 공급받아 심리스 캡슐의 피막을 냉각시키는 단계로, 건조되기 전 상태의 심리스 캡슐에 강도를 부여함으로써, 후술하게 될 건조 및 세척과정에서 캡슐의 파손, 변형을 막아주는 단계이다.
냉각단계(S30)는 상기 심리스 캡슐을 냉각하는 냉각 매체로 MCT 오일(Medium-Chain Triglyceride oil)을 사용한다.
이러한 냉각단계(S30)는 냉각부(300)에 저장되는 MCT 오일로 심리스 캡슐을 투입하고, 투입된 심리스 캡슐을 일정 온도로 이루어진 MCT 오일을 통해 냉각하는 1차 냉각 단계와, 상기 피막에 대한 겔의 형성 및 안정화를 위하여 3℃의 저온창고에서 1시간 ~ 24시간 동안 냉각하는 2차 냉각 단계를 수행한다.
1차 냉각단계는, MCT 오일의 온도를 15℃~25℃의 온도를 유지하면서 심리스 캡슐의 피막에 대한 냉각이 이루어지도록 구성될 수 있다.
건조단계(S40)는 냉각된 심리스 캡슐을 건조하는 단계로, 냉각부(300)에서 건조부(400)로 이송하여 투입하고, 상기 냉각된 심리스 캡슐을 공급받은 건조부(400)가 회전하면서 20℃~30℃의 온도를 이루는 바람을 토출시켜 심리스 캡슐의 건조가 이루어지도록 하는 단계이다.
세척단계(S50)는 건조가 완료된 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 MCT 오일을 제거하는 단계이다.
이러한 세척단계(S50)는 에탄올이 수용된 세척챔버로 이루어지는 제1세척부(510)를 구비하고, 이 제1세척부(510)로 건조가 완료된 심리스 캡슐을 투입하여 상기 에탄올에 의해 침지시켜 세척이 이루어지도록 하는 1차 세척단계를 수행한다.
또한, 세척단계(S50)는 1차 세척단계 이후, 탈유기로 이루어지는 제2세척부(520)를 통해 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 에탄올을 제거하는 2차 세척단계를 수행한다.
선별단계(S60)는 세척이 완료된 심리스 캡슐의 불량 여부를 확인하고, 정상적인 심리스 캡슐만을 선별하는 단계로서, 진동체를 구비하는 제1선별부(610)를 통해 심리스 캡슐의 량 및 불량 여부를 선별하는 1차 선별 단계와, 1차 선별 단계 이후 선별된 정상 규격의 심리스 캡슐들 중 손상된 캡슐과 형태가 변형된 캡슐을 육안으로 선별하는 2차 선별 단계와, 2차 선별 단계 이후, 선별된 심리스 캡슐의 지름, 중량, 파쇄강도, 진구도 등을 측정하여 선별된 심리스 캡슐의 품질을 검사하는 품질 검사 단계를 수행하여 심리스 캡슐에 대한 양품 여부를 결정한다.
여기서, 1차 선별 단계는, 진동기 내부에 2mm ~ 5mm의 메쉬홀을 가지며, 서로 다른 직경으로 이루어지는 메쉬홀을 가지는 복수개의 메쉬를 설치하여 일정 간격 이격시킨 후 진동을 통해 원하는 직경을 가진 캡슐을 분류하여 심리스 캡슐의 량 및 불량 여부를 선별한다.
즉, 1차 선별 단계는, 규격외 지름을 가진 심리스 캡슐들을 제거하고 정상규격에 해당하는 심리스 캡슐만을 분류하는 단계이다.
포장단계(S70)는 선별 및 품질 검사가 완료된 심리스 캡슐을 포장하는 단계로, 상기 심리스 캡슐을 비닐 포장하는 1차 포장 단계와, 1차 포장 단계 이후, 알루미늄 실링 백을 이용하여 밀봉 포장하는 2차 포장 단계와, 2차 포장 단계 이후, 박스 포장을 수행하는 3차 포장 단계로 이루어진다.
한편, 본 발명은 전술한 피막액 조성물에 있어서 피막액에 대한 점도를 테스트하였다. 피막액의 점도 테스트는 TOKI SANGYO, TVC-10 Type Viscometer의 점도계를 사용하여 테스트를 수행하였고, 측정방법으로는 90℃ 피막액을 3ℓ 비이커에 피막액을 2ℓ 담아서 측정하였으며, 측정범위는 50mPa·s ~ 500mPa·s 의 범위로 측정하였다.
측정 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 아미노산 혼합물의 함량에 따라 피막액의 점도 변화가 발생하였음을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 카라기난의 분해(점도감소)되는 현상을 해결하기 위해 중화제를 처리하는 공정을 수행하지 않더라도 피막액의 점도 조절이 가능하고, 원하는 점도의 피막액을 용이하게 획득할 수 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명은 아미노산 혼합물이 포함된 심리스 캡슐과 아미노산 혼합물이 미포함된 심리스 캡슐의 피막 점도 변화에 따른 점도(mPa·s)별 생산준비 시간(분), 불량(kg)/불량률(%), 내용액 사용량 대비 수율(%), 평균 파쇄 강도(N), 파쇄강도 표준편차값을 산출하기 위한 테스트를 수행하였다.
이때, 상기 각각의 심리스 캡슐에 대한 점도 테스트는 TOKI SANGYO, TVC-10 Type Viscometer의 점도계를 사용하여 테스트를 수행하였고, 측정방법으로는 90℃ 피막액을 3ℓ 비이커에 피막액을 2ℓ 담아서 측정하였으며, 측정범위는 50mPa·s ~ 500mPa·s 의 범위로 측정하였다.
또한, 평균 파쇄 강도를 측정하기 위하여 SHIMADZU, EZ-SX 200V의 파쇄강도 측정기를 사용하였으며, 측정방법으로는 압축강도실험실시, 하강속도 250mm/min, 캡슐 30개씩 측정하였고, 측정범위는 0N ~ 100N의 범위로 측정하였다.
테스트 수행 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 아미노산 혼합물에 의해 피막액의 점도가 내려갈 경우, 성형성이 향상되어 캡슐의 성형 준비시간과 건조/선별 과정의 불량률이 감소하여 내용액 사용량 기준 약 20% 높은 수율을 얻을 수 있으며, 파쇄강도의 평균이 증가하고 표준편차가 낮아져 심리스 캡슐에 대한 성형성 및 균일성이 증가되었음을 확인할 수 있었다.
특히, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 심리스 캡슐은 도 6의 우측에 도시된 바와 같이, 반투명화된 피막을 제공할 수 있으며, 이로 인해 불량 상태의 캡슐 검출에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론, 정전기가 발생하는 것을 억제시켜 캡슐의 취급에 대한 용이성을 향상시킬 수 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 원료 공급부 110: 피막 제조부
120: 내용액 저장부 200: 캡슐 제조부
210: 피막액 공급부 220: 내용액 공급부
230: 캡슐 성형부 300: 냉각부
400: 건조부 500: 세척부
510: 제1세척부 520: 제2세척부
600: 선별부 610: 제1선별부
620: 제2선별부 700: 포장부

Claims (9)

  1. 심리스 캡슐(seamless capsule)용 피막액 조성물에 있어서,
    상기 피막액 조성물은,
    총 중량에 있어서, 카라기난 2.0중량%~5.0중량%, 글리세린 1.0중량%~3.0중량%, 알긴산나트륨 0.5중량%~2.0중량%, 아미노산 혼합물 1.0중량%~4.0중량%, 색소 0.01중량%~0.03중량%, 정제수 85.97중량%~95.49중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피막액 조성물은,
    100중량%에 대하여 카라기난 4.4중량%, 글리세린 1.3중량%, 알긴산나트륨 0.8중량%, 아미노산 혼합물 2.0중량%, 색소 0.02중량% 및 정제수 91.48중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아미노산 혼합물은 글루타민, 알라닌, 메티오닌, 발린, 글리신, 아이소류신, 류신, 세린, 트레오닌 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐용 피막액 조성물.
  4. 아미노산 혼합물을 포함하는 피막액 조성물을 이용하여 피막액을 제조하는 피막액 제조단계;
    상기 피막액과 향료를 동시에 공급받아 계면장력에 의해 심리스 캡슐(seamless capsule)을 제조하는 캡슐 제조단계;
    제조된 심리스 캡슐을 MCT 오일(Medium-Chain Triglyceride oil)로 냉각하는 냉각단계;
    냉각된 심리스 캡슐을 건조시키는 건조단계;
    건조된 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 MCT 오일을 제거하는 세척단계;
    세척된 심리스 캡슐의 불량 유무를 판단 및 선별하는 선별단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피막액 조성물은,
    총 중량에 있어서, 카라기난 2.0중량%~5.0중량%, 글리세린 1.0중량%~3.0중량%, 알긴산나트륨 0.5중량%~2.0중량%, 아미노산 혼합물 1.0중량%~4.0중량%, 색소 0.01중량%~0.03중량%, 정제수 85.97중량%~95.49중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 피막액 제조단계는,
    상기 피막액 조성물을 94℃의 온도로 용해시키는 단계;
    용해된 피막액 조성물을 90℃의 온도로 유지하고, 상기 피막액 조성물의 점도를 50 mPa·s ~ 150 mPa·s를 유지시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 냉각단계는,
    상기 MCT 오일의 온도를 15℃~25℃의 온도를 유지하면서 심리스 캡슐의 피막을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 세척단계는,
    에탄올이 수용된 제1세척부로 건조가 완료된 심리스 캡슐을 투입하여 침지시켜 세척하는 1차 세척단계와,
    상기 1차 세척단계 이후, 탈유기로 이루어지는 제2세척부를 통해 심리스 캡슐의 표면에 잔존하는 에탄올을 제거하는 2차 세척단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 선별단계는,
    진동체를 구비하는 제1선별부를 통해 심리스 캡슐의 량 및 불량 여부를 선별하는 1차 선별 단계와,
    상기 1차 선별 단계 이후 선별된 심리스 캡슐들 중 손상된 캡슐과 형태가 변형된 캡슐을 선별하는 2차 선별 단계와,
    2차 선별 단계 이후, 선별된 심리스 캡슐의 지름, 중량, 파쇄강도, 진구도 등을 측정하여 선별된 심리스 캡슐의 품질을 검사하는 품질 검사 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아미노산 혼합물을 포함하는 심리스 캡슐 제조 방법.

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