KR102546952B1 - Surface modification method of microcapsules using microcracks and modified microcapsules using the same method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반응성이 높은 코어물질과 상기 코어물질을 감싸는 고분자 쉘을 포함하는 마이크로 캡슐에 기계적 응력을 가하여 고분자 쉘에 미세균열이 형성되게 하고, 미세균열을 통해 유출되는 코어물질과 연속상을 반응시켜 고분자 쉘의 표면을 특정 관능기로 개질 시킬 수 있는 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for modifying the surface of microcapsules, and more specifically, by applying mechanical stress to microcapsules including a highly reactive core material and a polymer shell surrounding the core material to form microcracks in the polymer shell, The present invention relates to a method for modifying the surface of microcapsules using microcracks capable of modifying the surface of a polymer shell into a specific functional group by reacting a core material flowing out through microcracks with a continuous phase.

Description

미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법 및 상기 개질방법으로 개질된 마이크로 캡슐{Surface modification method of microcapsules using microcracks and modified microcapsules using the same method}Surface modification method of microcapsules using microcracks and modified microcapsules using the same method}

본 발명은 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반응성이 높은 코어물질과 상기 코어물질을 감싸는 고분자 쉘을 포함하는 마이크로 캡슐에 기계적 응력을 가하여 고분자 쉘에 미세균열이 형성되게 하고, 미세균열을 통해 유출되는 코어물질과 연속상을 반응시켜 고분자 쉘의 표면을 특정 관능기로 개질 시킬 수 있는 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for modifying the surface of microcapsules, and more specifically, by applying mechanical stress to microcapsules including a highly reactive core material and a polymer shell surrounding the core material to form microcracks in the polymer shell, The present invention relates to a method for modifying the surface of microcapsules using microcracks capable of modifying the surface of a polymer shell into a specific functional group by reacting a core material flowing out through microcracks with a continuous phase.

미세 유체 소자를 이용하여 마이크로 캡슐을 제조하는 공정은 코어 물질의 높은 내장 효율 및 구조적 균일성으로 인해 약물 전달, 환경, 생체 및 의료 센서를 포함하는 광범위한 분야에서 각광받고 있으며, 이러한 마이크로 캡슐에 다양한 기능성을 도입하는 것은 실질적인 응용을 위해 매우 중요하다.The process of manufacturing microcapsules using microfluidic devices is attracting attention in a wide range of fields including drug delivery, environment, biological and medical sensors due to the high embedding efficiency and structural uniformity of the core material, and these microcapsules have various functionalities. is very important for practical applications.

일반적으로 마이크로 캡슐은 코어 물질과 코어 물질을 감금하는 쉘을 포함하여 이루어지며, 쉘을 형성하기 위해서 고분자 재료를 주로 사용한다.In general, microcapsules include a core material and a shell for confining the core material, and a polymer material is mainly used to form the shell.

여기서, 상기 고분자 재료는 표면 개질(surface modification)을 통해 모체 재료의 물성을 유지하면서, 표면층의 구조 및 특성을 제어하여 추가적인 기능성을 도입하기 용이하다.Here, the polymer material is easy to introduce additional functionality by controlling the structure and characteristics of the surface layer while maintaining the physical properties of the parent material through surface modification.

종래의 미세 유체 소자를 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법은 미세 유차 소자를 이용하여 이중 액적(double emulsion droplet)을 형성하면서, 상기 쉘의 표면을 특정 관능기를 부여하는 표면 개질 공정이 적용된다.A surface modification method of a microcapsule using a conventional microfluidic device applies a surface modification process of imparting a specific functional group to the surface of the shell while forming double emulsion droplets using a microfluidic device.

하지만, 종래의 미세 유체 소자를 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법은 코어물질을 구성하는 내부상이 반응성이 큰 물질로 이용될 경우, 상기 코어물질과 상기 쉘 간의 반응, 상기 코어물질과 관능기의 반응 또는 상기 쉘과 관능기의 반응물과 상기 코어물질과의 반응 등으로 인해, 쉘을 형성하기 위한 고분자 및 관능기의 종류에 제약이 수반되어, 결과적으로 반응성이 높은 코어물질을 적용할 수 없는 한계가 있었다.However, in the conventional microcapsule surface modification method using a microfluidic device, when the internal phase constituting the core material is used as a highly reactive material, the reaction between the core material and the shell, the reaction between the core material and functional groups, or the above Due to the reaction between the reactant of the shell and the functional group and the core material, there are restrictions on the type of polymer and functional group for forming the shell, and as a result, there is a limit in that a highly reactive core material cannot be applied.

본 발명은 이러한 문제점을 해결 하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 코어물질이 고분자 쉘의 내부에 감금되도록 마이크로 캡슐을 제조한 다음, 고분자 쉘에 미세 균열이 형성되게 하여, 미세균열을 통해 배출되는 코어물질과 연속상을 반응시킴으로써, 쉘의 표면을 특정 관능기가 부여되도록 개질시킬 수 있으면서, 반응성이 높은 코어물질을 이용할 수 있는 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to manufacture a microcapsule so that the core material is confined inside the polymer shell, and then to form microcracks in the polymer shell to release through the microcracks. It is to provide a method for modifying the surface of microcapsules using microcracks in which a highly reactive core material can be used while modifying the surface of the shell to impart a specific functional group by reacting the continuous phase with the core material to be formed.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 코어물질과 상기 코어물질을 감싸는 고분자 쉘을 포함하는 마이크로 캡슐을 제조하는 마이크로 캡슐 제조 단계; 제조된 상기 마이크로 캡슐에 기계적 응력을 가하여 상기 고분자 쉘에 미세균열이 형성되게 하는 미세균열 형성 단계; 및 상기 미세균열을 통해 유출되는 상기 코어물질과 연속상을 반응시켜 상기 고분자 쉘의 표면에 특정 관능기로 기능하는 표면개질층이 형성되게 하는 표면 개질 단계;를 포함하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a microcapsule manufacturing step of manufacturing a microcapsule including a core material and a polymer shell surrounding the core material; Microcrack formation step of forming microcrack in the polymer shell by applying mechanical stress to the prepared microcapsule; and a surface modification step of reacting the core material flowing out through the microcracks with the continuous phase to form a surface modification layer functioning as a specific functional group on the surface of the polymer shell. do.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 고분자 쉘은 고체상일 때, 표면상에서 유기 화학 반응이 발생하지 않는 고분자 단량체로 구성된다.In a preferred embodiment, the polymer shell is composed of a polymer monomer that does not undergo an organic chemical reaction on the surface when in a solid state.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로 캡슐의 제조단계는 미세 유체 소자를 이용하여, 상기 코어물질을 구성하는 내부상과 상기 고분자 쉘을 구성하는 중간상을 포함하는 이중액적을 형성하면서, 상기 중간상을 가교시켜 상기 고분자 쉘이 중합체 골격으로 형성되게 한다.In a preferred embodiment, the manufacturing step of the microcapsule is performed by crosslinking the intermediate phase while forming a double droplet including an internal phase constituting the core material and an intermediate phase constituting the polymer shell using a microfluidic device. The polymer shell is formed from the polymer backbone.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 미세 유체 소자는 양단이 개방된 외부관; 양단이 개방되고, 상기 외부관의 일측 내부에 구비되며, 내부에는 내부상이 유입되는 일측 내부관; 양단이 개방되고, 상기 일측 내부관과 대향되도록 상기 외부관의 타측 내부에 구비되며, 내부에는 외부상이 유입되는 타측 내부관;을 포함하고, 상기 외부관과 상기 일측 내부관 사이에는 중간상이 유입되고, 상기 외부관과 상기 타측 내부관 사이에는 외부상이 유입된다.In a preferred embodiment, the microfluidic device includes an outer tube open at both ends; an inner tube having both ends open and provided inside one side of the outer tube, into which an inner phase is introduced; Both ends are open and provided on the inside of the other side of the outer tube so as to face the one side inner tube, and the other inner tube into which the outer phase is introduced, and an intermediate phase is introduced between the outer tube and the one inner tube , An external phase is introduced between the outer tube and the other inner tube.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 타측 내부관의 일측 개구는 상기 타측 내부관과 마주보는 상기 일측 내부관의 타측 개구보다 큰 직경으로 구비된다.In a preferred embodiment, one opening of the other inner tube has a larger diameter than the other opening of the one inner tube facing the other inner tube.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내부상은 제1 반응분자 및 계면활성제를 포함하고, 상기 계면활성제는 수용성 계면활성제 또는 지용성 계면활성제이다.In a preferred embodiment, the internal phase contains a first reactant molecule and a surfactant, and the surfactant is a water-soluble surfactant or an oil-soluble surfactant.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반응분자는 알카올, 알데하이드, 카복실산, 아민 및 이민 중 적어도 어느 하나이다.In a preferred embodiment, the first reactive molecule is at least one of an alcohol, an aldehyde, a carboxylic acid, an amine, and an imine.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반응분자는 상기 내부상 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 50 중량부이다.In a preferred embodiment, the first reactive molecule is 10 parts by weight to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the internal phase.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 중간상은 아크릴레이크계 고분자와 상기 아크릴레이트계 고분자를 가교시킬 수 있는 가교제를 포함한다.In a preferred embodiment, the intermediate phase includes an acryl lake-based polymer and a cross-linking agent capable of cross-linking the acrylate-based polymer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 아크릴레이트계 고분자는 에틸렌글리콜 다이아크릴레이트(ethylenlycoldiacrylate, EGDA), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 트라이메틸올프로판에톡시 트라이아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, ETPTA), 에톡시레이티드 비스페놀A다이메타크릴레이트(ethoxlyated bisphenol A dimethacrylate), 헥산다이올다이아크릴레이트(hexandioldiacrylate, HDDA), 트라이프로필렌글리콜 다이아크릴레이트(tripropyleneglycoldiacrylate, TPGDA), 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 글리세린 프로폭실화 트라이아크릴레이트(glycerol propoxylate triacrylate, GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate, PETA) 및 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate, DPHA)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나이다.In a preferred embodiment, the acrylate-based polymer is ethylene glycol diacrylate (ethylenlycoldiacrylate, EGDA), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropaneethoxy triacrylate (ethoxylated trimethylolpropane triacrylate) , ETPTA), ethoxylated bisphenol A dimethacrylate, hexandioldiacrylate (HDA), tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA), tetraethylene glycol diacrylate Composed of tetraethylene glycol diacrylate, glycerol propoxylate triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETA) and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) It is at least one selected from the group.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 외부상은 수용성 또는 지용성 계면활성제를 포함한다.In a preferred embodiment, the outer phase contains a water-soluble or oil-soluble surfactant.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 연속상은 제2 반응분자를 포함하고, 상기 제2 반응분자는 상기 제1 반응분자와 물리적 또는 화학적 반응이 발생된다.In a preferred embodiment, the continuous phase includes second reactive molecules, and the second reactive molecules undergo a physical or chemical reaction with the first reactive molecules.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 미세균열 형성단계에서, 상기 기계적 응력은 가열에 의해 형성된다.In a preferred embodiment, in the microcrack forming step, the mechanical stress is formed by heating.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 미세균열 형성단계는 상기 제1 반응분자의 비점보다 높고, 상기 연속상의 비점보다는 낮은 온도로 가열된다.In a preferred embodiment, the microcrack formation step is heated to a temperature higher than the boiling point of the first reactant molecule and lower than the boiling point of the continuous phase.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 미세균열 형성 단계에서, 상기 고분자 쉘은 상기 미세균열이 형성되면서, 동시에 상기 미세균열을 통해 상기 제1 반응분자가 유출된다.In a preferred embodiment, in the step of forming the microcracks, the microcracks are formed in the polymer shell, and at the same time, the first reactant molecule flows out through the microcracks.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 제조된 마이크로 캡슐을 더 제공한다.In addition, the present invention further provides microcapsules manufactured by the method for modifying the surface of microcapsules according to the present invention.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로 캡슐은 코어물질; 상기 코어물질을 감싸며, 미세균열이 형성된 고분자 쉘; 상기 고분자 쉘의 표면에 형성되고, 특정 관능기로 기능하는 표면개질층;을 포함한다.In a preferred embodiment, the microcapsule is a core material; A polymer shell surrounding the core material and having microcracks formed thereon; and a surface modification layer formed on the surface of the polymer shell and functioning as a specific functional group.

또한, 본 발명은 상기 마이크로 캡슐을 포함하는 흡착제로 제공되거나, 상기 마이크로 캡슐을 포함하는 마이크로 반응기로 제공될 수 있다.In addition, the present invention may be provided as an adsorbent including the microcapsule or a microreactor including the microcapsule.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

본 발명의 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 의하면, 코어물질이 고분자 쉘의 내부에 감금되도록 마이크로 캡슐을 제조한 다음, 고분자 쉘에 미세 균열이 형성되게 하여, 미세균열을 통해 배출되는 코어물질과 연속상을 반응시킴으로써, 반응성이 높은 코어물질을 이용할 수 있으면서, 쉘의 표면을 다양한 관능기가 부착되도록 개질시킬 수 있는 효과가 있다.According to the method of modifying the surface of microcapsules using microcracks of the present invention, microcapsules are manufactured so that the core material is confined inside the polymer shell, and then microcracks are formed in the polymer shell, so that the core is discharged through the microcracks. By reacting the material with the continuous phase, a highly reactive core material can be used, and the surface of the shell can be modified to attach various functional groups.

또한, 본 발명의 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 의하면, 최적의 조건으로 미세균열 형성단계가 수행됨으로써, 흡착 및 탈착 성능이 우수한 기능화 마이크로 캡슐로 제공될 수 있는 장점을 지닌다.In addition, according to the surface modification method of microcapsules using microcracks of the present invention, the microcrack formation step is performed under optimal conditions, thereby providing functionalized microcapsules with excellent adsorption and desorption performance.

또한, 본 발명의 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 의하면, 약물 전달 시스템, 다양한 센서 등으로 제공될 수 있는 이점을 지닌다. In addition, according to the surface modification method of microcapsules using microcracks of the present invention, it has an advantage that it can be provided as a drug delivery system, various sensors, and the like.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법을 설명하기 위한 단계도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐 제조단계에서 이용되는 미세 유체 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면 개질 단계를 설명하기 위한 모식도로, (a)는 미세균열 및 표면 개질 전의 모식도이고, (b)는 미세균열 및 표면 개질 후의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 비교예 및 실시예 3을 광학현미경으로 표면을 관찰한 이미지와 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 비교예 및 실시예 3의 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6을 광학현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6에 구리 이온을 흡착한 후 광학현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 6의 구리 이온 흡착 효율을 유도 결합 플라즈마(ICP-OES) 분광 분석을 통해 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예 3의 구리 이온, 아연 이온 및 카드뮴 이온 흡착량을 유도 결합 플라즈마 분광 분석을 통해 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 실시예 3의 구리 이온 흡착량 및 탈착량을 5회 진행한 결과이다.
1 is a step diagram illustrating a method for modifying the surface of a microcapsule according to the present invention.
2 is a diagram for explaining a microfluidic device used in the microcapsule manufacturing step according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram for explaining the surface modification step according to the present invention, (a) is a schematic diagram before microcracks and surface modification, (b) is a schematic diagram after microcracks and surface modification.
4 is an image of the surface of Comparative Example and Example 3 according to the present invention observed with an optical microscope and a cross-section image observed with a scanning electron microscope.
5 is a Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopic analysis spectrum of Comparative Example and Example 3 according to the present invention.
6 is an image of Examples 1 to 6 according to the present invention observed with an optical microscope.
7 is an image observed with an optical microscope after adsorbing copper ions to Examples 1 to 6 according to the present invention.
8 is a graph obtained by measuring the copper ion adsorption efficiency of Examples 1 to 6 according to the present invention through inductively coupled plasma (ICP-OES) spectroscopic analysis.
9 is a graph obtained by measuring adsorption amounts of copper ions, zinc ions, and cadmium ions of Example 3 according to the present invention through inductively coupled plasma spectroscopy.
10 is a result of performing the copper ion adsorption and desorption amount of Example 3 according to the present invention 5 times.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible, but in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant. Therefore, its meaning should be understood.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

한편, 본 발명에서 사용되는 "내부상" "중간상" 및 "외부상"은 물상 또는 오일상일 수 있으며, 이는 미세 유체 소자 내에서 수중유중수 또는 유중수중유의 이중 액적을 형성하기 위한 상 또는 그 조합을 포함한다.On the other hand, the "internal phase", "intermediate phase" and "external phase" used in the present invention may be a water phase or an oil phase, which is a phase for forming double droplets of water-in-oil-in-water or oil-in-water in a microfluidic device, or a combination thereof. includes

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법을 설명하기 위한 단계도이다.1 is a step diagram illustrating a method for modifying the surface of a microcapsule according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법은, 고 반응성 물질을 코어물질로 이용하여, 종류의 제약 없이 다양한 관능기를 마이크로 캡슐의 표면에 부착시킬 수 있는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법이다.Referring to FIG. 1, a method for modifying the surface of microcapsules according to an embodiment of the present invention uses a highly reactive material as a core material to attach various functional groups to the surface of the microcapsules without any restrictions on the type of microcapsules. It is a surface modification method of

도 2는 본 발명에 따른 마이크로 캡슐 제조단계에서 이용되는 미세 유체 소자를 설명하기 위한 도면으로, 먼저, 마이크로 캡슐을 제조하는 마이크로 캡슐 제조 단계(S100)가 수행된다.2 is a diagram for explaining a microfluidic device used in a microcapsule manufacturing step according to the present invention. First, a microcapsule manufacturing step (S100) of manufacturing a microcapsule is performed.

상기 마이크로 캡슐(100)은 코어물질(110)과 상기 코어물질(110)을 감싸는 고분자 쉘(120)을 포함하여 이루어진다.The microcapsule 100 includes a core material 110 and a polymer shell 120 surrounding the core material 110 .

여기서, 상기 코어 물질(110)은 내부상(20)에 의해 형성된다.Here, the core material 110 is formed by the internal phase 20 .

또한, 상기 내부상(20)은 제1 반응분자(21) 및 계면활성제(22)를 포함하여 이루어진다.In addition, the internal phase 20 includes first reactive molecules 21 and a surfactant 22 .

이때, 상기 제1 반응 분자(21)는 알카올, 알데하이드, 카복실산, 아민 및 이민 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다.At this time, at least one of alcohol, aldehyde, carboxylic acid, amine, and imine may be used as the first reactive molecule 21 .

또한, 상기 제1 반응 분자(21)는 후술할 상기 표면 개질 단계(S300)에서 이용되는 연속상에 포함된 제2 반응 분자(51)와 유기화학 반응을 유도할 수 있는 물질이면 제한되지 않는다.In addition, the first reactive molecule 21 is not limited as long as it is a material capable of inducing an organic chemical reaction with the second reactive molecule 51 included in the continuous phase used in the surface modification step (S300) to be described later.

또한, 상기 제1 반응 분자(21)는 상기 내부상(20) 100 중량부를 기준으로, 10 중량부 내지 50 중량부가 이용되는 것이 바람직하다.In addition, the first reactive molecule 21 is preferably used in an amount of 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the internal phase 20 .

또한, 상기 계면활성제(22)는 수용성 계면활성제 또는 지용성 계면활성제가 이용될 수 있다.In addition, the surfactant 22 may be a water-soluble surfactant or a fat-soluble surfactant.

이때, 상기 계면활성제(22)의 함량은 전체 내부상(20) 100 중량부를 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.In this case, the content of the surfactant 22 may include 0.1 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire internal phase 20.

일 예로, 상기 계면활성제는 polyethyleneglycol (PEG), poly(vinyl alcohol) (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyoxyethylenesorbitan monooleate (Tween 80) 또는 sorbitan monooleate (Span 80)이 이용될 수 있다.For example, polyethyleneglycol (PEG), poly(vinyl alcohol) (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyoxyethylenesorbitan monooleate (Tween 80) or sorbitan monooleate (Span 80) may be used as the surfactant.

상기 고분자 쉘(120)은 단일 단량체 또는 다중의 분자로 구성될 수 있으며, 고체화 이후 상기 코어 물질(110)을 감금하는 가교 중합체 골격으로 형된다.The polymer shell 120 may be composed of a single monomer or multiple molecules, and is formed into a cross-linked polymer skeleton that confines the core material 110 after solidification.

또한, 상기 고분자 쉘(120)은 중간상(30)에 의해 형성되며, 고체상일 경우, 표면상에서 유기 화학 반응이 발생하지 않는 고분자 단량체로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the polymer shell 120 is formed by the intermediate phase 30, and in the case of a solid phase, it is preferable to be composed of a polymer monomer that does not cause an organic chemical reaction on the surface.

또한, 상기 중간상(30)은 아크릴레이트계 고분자와 상기 아크릴레이트계 고분자를 가교시킬 수 있는 가교제를 포함할 수 있다.In addition, the intermediate phase 30 may include an acrylate-based polymer and a cross-linking agent capable of cross-linking the acrylate-based polymer.

여기서, 상기 아크릴레이트계 고분자는 에틸렌글리콜 다이아크릴레이트(ethylenlycoldiacrylate, EGDA), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 트라이메틸올프로판에톡시 트라이아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, ETPTA), 에톡시레이티드 비스페놀A다이메타크릴레이트(ethoxlyated bisphenol A dimethacrylate), 헥산다이올다이아크릴레이트(hexandioldiacrylate, HDDA), 트라이프로필렌글리콜 다이아크릴레이트(tripropyleneglycoldiacrylate, TPGDA), 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 글리세린 프로폭실화 트라이아크릴레이트(glycerol propoxylate triacrylate, GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate, PETA) 및 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate, DPHA)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. Here, the acrylate-based polymer is ethylene glycol diacrylate (ethylenlycoldiacrylate, EGDA), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropane ethoxy triacrylate (ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, ETPTA), Ethoxylated bisphenol A dimethacrylate, hexandioldiacrylate (HDDA), tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA), tetraethylene glycol diacrylate), glycerol propoxylate triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETA) and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) selected from the group consisting of At least one of them may be used.

또한, 상기 가교제는 광 개시제 및 열 개시제를 포함할 수 있으며, 상기 가교제는 고분자 단량체의 가교를 유도할 수 있는 물질이면 제한되는 바가 아니다.In addition, the crosslinking agent may include a photoinitiator and a thermal initiator, and the crosslinking agent is not limited as long as it is a material capable of inducing crosslinking of polymer monomers.

예를 들면, 상기 가교제는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one), 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄온(2,2-Dimethoxy-1,2-di(phenyl)ethanone), 2-하이드록시-4'-(2-하이드록시에톡시)-2-메틸프로피오페논(2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2 methylpropiophenone), 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one), 1-하이드록시사이클로헥실 벤조페논 (1-Hydroxycyclohexyl benzophenone), 1-하이드록시사이클로헥실 페닐케톤 (1-Hydroxycyclohexyl phenylketone), N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드(N,N'-methylenebis(acrylamide)), 및 2,2'-아조비스(2-메틸-프로피오아미딘)다이하이드로클로라이드(2,2'-Azobis(2-methyl-propioamidine)dihydrochloride) 중 적어도 어느 하나가 이용 될 수 있다.For example, the crosslinker is 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one), 2,2-dimethoxy- 1,2-diphenylethanone (2,2-Dimethoxy-1,2-di (phenyl) ethanone), 2-hydroxy-4'- (2-hydroxyethoxy) -2-methylpropiophenone ( 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2 methylpropiophenone), 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one -1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one), 1-Hydroxycyclohexyl benzophenone, 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone phenylketone), N,N'-methylenebis(acrylamide), and 2,2'-azobis(2-methyl-propioamidine) dihydrochloride (2,2' At least one of -Azobis(2-methyl-propioamidine)dihydrochloride) may be used.

이때, 상기 가교제의 함량은 상기 중간상(30) 100 중량부를 기준으로, 0.01 중량부 내지 1 중량부가 이용되는 것이 바람직하다.At this time, the content of the crosslinking agent is preferably 0.01 part by weight to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the intermediate phase (30).

한편, 상기 마이크로 캡슐 제조 단계(S100)는 미세 유체 소자를 이용하여 상기 마이크로 캡슐(100)이 제조될 수 있다.Meanwhile, in the microcapsule manufacturing step (S100), the microcapsule 100 may be manufactured using a microfluidic device.

이하에서는 도 2를 참조하여, 상기 미세 유체 소자 및 미세 유체 소자를 이용한 상기 마이크로 캡슐 제조단계(S100)에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the microfluidic device and the microcapsule manufacturing step (S100) using the microfluidic device will be described in more detail.

상기 마이크로 캡슐 제조단계(S100)는 상기 미세 유체 소자를 이용하여 제조되며, 상기 코어 물질(110)을 구성하는 상기 내부상(20)과 상기 고분자 쉘(120)을 구성하는 상기 중간상(30)을 포함하는 이중액적을 형성하면서, 상기 중간상(30)을 가교시켜, 상기 고분자 쉘(120)이 중합체 골격으로 형성되게 한다. The microcapsule manufacturing step (S100) is manufactured using the microfluidic device, the inner phase 20 constituting the core material 110 and the intermediate phase 30 constituting the polymer shell 120 The intermediate phase 30 is cross-linked while forming a double droplet comprising the polymer shell 120 to be formed as a polymer backbone.

여기서, 상기 이중액적은 상기 내부상(20), 상기 중간상(30) 및 외부상(40)을 포함하는 것을 의미한다.Here, the double droplet means that it includes the inner phase 20, the middle phase 30 and the outer phase 40.

상기 미세 유체 소자는 외부관(11), 일측 내부관(12), 타측 내부관(130)을 포함하여 이루어진다.The microfluidic device includes an outer tube 11, an inner tube 12 on one side, and an inner tube 130 on the other side.

여기서, 상기 외부관(11)은 양단이 개방된 채 구비되고, 상기 일측 내부관(12)은 상기 외부관(11)의 일측 내부에 구비되며, 내부에는 내부상(20)이 일측에서 타측 방향으로 유입되며, 상기 타측 내부관(13)은 양단이 개방되고, 상기 일측 내부관(12)과 대향되도록 상기 외부관(11)의 타측 내부에 구비되며, 내부에는 외부상(40)이 타측에서 일측 방향으로 유입된다.Here, the outer tube 11 is provided with both ends open, and the one side inner tube 12 is provided inside one side of the outer tube 11, and the inner phase 20 is provided inside from one side to the other side. The other inner tube 13 has both ends open and is provided on the inside of the other side of the outer tube 11 so as to face the one inner tube 12, and the outer phase 40 is provided on the other side. flows in one direction.

또한, 상기 외부관(11)과 상기 일측 내부관(12) 사이에는 중간상(30)이 일측에서 타측 방향으로 유입되고, 상기 외부관(11)과 상기 타측 내부관(13) 사이에는 타측에서 일측 방향으로 외부상(40)이 유입된다.In addition, between the outer tube 11 and the inner tube 12 on one side, the intermediate phase 30 is introduced from one side to the other side, and between the outer tube 11 and the inner tube 13 on the other side, from the other side to one side. In this direction, the external phase 40 is introduced.

이때, 상기 외부상(40)은 수용성 계면활성제 또는 지용성 계면활성제를 포함할 수 있으며, 상기 계면활성제는 상기 내부상(20)과 동일한 계면활성제가 이용될 수 있다.In this case, the external phase 40 may include a water-soluble surfactant or a fat-soluble surfactant, and the same surfactant as that of the internal phase 20 may be used as the surfactant.

또한, 상기 계면활성제의 중량비는 상기 전체 외부상(400) 100 중량부를 기준으로, 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.In addition, the weight ratio of the surfactant may include 0.1 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire outer phase 400.

또한, 상기 타측 내부관(13)의 일측 개구(13a)는 상기 타측 내부관(12a)과 마주보는 상기 일측 내부관(12)의 타측 개구(12a)보다 큰 직경으로 구비된다.In addition, the one side opening 13a of the other inner tube 13 has a larger diameter than the other side opening 12a of the one side inner tube 12 facing the other inner tube 12a.

이에 따라, 상기 미세 유체 장치가 주사기 펌프를 이용하여 작동하게 되면, 상기 내부상(20)과 상기 중간상(30)은 일측에서 타측 방향으로 주입되고, 상기 외부상(40)은 타측에서 일측 방향으로 주입되며, 상기 내부상(20)은 상기 일측 내부관(12)의 타측 개구(12a)에서 오일상 내에 단일 액적으로 형성되고, 이 단일 액적은 상기 타측 내부관(12a)의 타측 개구(12a, 오리피스)에 도달하면서 상기 연속상(40) 내에 이중 액적으로 형성된다. Accordingly, when the microfluidic device is operated using a syringe pump, the internal phase 20 and the intermediate phase 30 are injected from one side to the other, and the external phase 40 is injected from the other side to one side. The inner phase 20 is formed as a single droplet in the oil phase at the other opening 12a of the one inner tube 12, and this single droplet is formed as a single droplet at the other opening 12a of the other inner tube 12a, Orifice) is formed as a double droplet in the continuous phase 40.

동시에, 상기 타측 개구(12a)와 인접한 위치에서 광(UV)이 연속적으로 조사되어, 상기 중간상(30) 내 고분자 단량체가 가교되어 중합체 골격의 상기 고분자 쉘(120)로 형성되며, 마이크로 캡슐로 제조된다.At the same time, light (UV) is continuously irradiated at a position adjacent to the other opening 12a, and the polymer monomers in the intermediate phase 30 are crosslinked to form the polymer shell 120 of the polymer skeleton, which is manufactured as a microcapsule. do.

이때, 상기 중간상(30)을 가교시키기 위하여 광을 대체하여, 열, pH 변화 또는 이온이 이용될 수 있다.At this time, heat, pH change, or ions may be used instead of light to crosslink the intermediate phase 30 .

여기서, 상기 중합체 골격은 충분한 기계적 내구성을 지니기 때문에, 후술할 미세균열 형성단계(S200) 이전에는, 내부에 감금된 코어물질(120)은 외부로 유출 또는 확산이 허용되지 않는다.Here, since the polymer skeleton has sufficient mechanical durability, the core material 120 confined therein is not allowed to flow out or spread to the outside before the microcrack formation step (S200) to be described later.

또한, 상기 마이크로 캡슐(100)의 직경은 50 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다.In addition, the diameter of the microcapsule 100 may be 50 μm to 500 μm.

다음, 상기 마이크로 캡슐(100)에 기계적 응력을 가하여, 상기 고분자 쉘(120)에 미세균열(a)이 형성되게 하는 미세균열 형성단계(S200)가 수행된다.Next, a microcrack formation step (S200) is performed in which a microcrack (a) is formed in the polymer shell 120 by applying mechanical stress to the microcapsule 100.

여기서, 상기 기계적 응력은 교반 및 가열에 의해 형성될 수 있다.Here, the mechanical stress may be formed by stirring and heating.

이때, 상기 마이크로 캡슐(100)에 가해지는 열의 온도는 상기 제1 반응분자(21)의 비점보다 높은 온도로 가열되며, 후술한 연속상(50)의 비점보다는 낮은 온도로 가열되는 것이 바람직하다.At this time, the temperature of the heat applied to the microcapsules 100 is heated to a temperature higher than the boiling point of the first reactive molecule 21, and is preferably heated to a temperature lower than the boiling point of the continuous phase 50 described later.

이는 상기 코어 물질(110)의 끓음에 의해 상기 마이크로 캡슐에 가해지는 기계적 응력이 상기 고분자 쉘(120)의 영률(young's modulus)을 넘어서지 않게 하기 위함이며, 이에 따라 상기 고분자 쉘(120)에 구조를 파괴하지 않는 미세균열(a)을 형성되어, 형성된 미세균열(a)을 통해 상기 코어물질(110)이 유출 될 수 있다.This is to ensure that the mechanical stress applied to the microcapsule by boiling of the core material 110 does not exceed the Young's modulus of the polymer shell 120, and thus the structure of the polymer shell 120 Micro cracks (a) that are not destroyed may be formed, and the core material 110 may flow out through the formed micro cracks (a).

즉, 상기 미세균열 형성단계(S200)를 통해 상기 고분자 쉘(120)에는 미세균열(a)이 형성되면서, 동시에 상기 미세균열(a)을 통해 상기 제1 반응분자(21)를 포함하는 상기 코어물질(110)이 유출되는 것이다.That is, microcracks (a) are formed in the polymer shell 120 through the microcrack formation step (S200), and at the same time, the core including the first reaction molecule 21 is formed through the microcracks (a). Substance 110 is to flow out.

이에 따라, 상기 미세균열 형성단계(S200) 이전에는, 상기 코어 물질(110)은 오염 없이 상기 고분자 쉘(120) 내부에 감금되어 존재하므로, 상기 코어 물질(110)이 고 반응성 물질로 적용될 수 있는 것이다.Accordingly, before the microcrack formation step (S200), since the core material 110 is confined inside the polymer shell 120 without contamination, the core material 110 can be applied as a highly reactive material. will be.

예를 들면, 상기 미세균열 형성단계(S200)에서, 가열은 165 ℃의 온도에서 6 내지 9시간 동안 수행할 수 있으며, 상기 코어 물질의 구성 요소 및 상기 고분자 쉘의 구성 요소에 따라 온도와 가열시간 조절이 가능하다.For example, in the microcrack formation step (S200), heating may be performed at a temperature of 165 ° C. for 6 to 9 hours, and the temperature and heating time depend on the components of the core material and the components of the polymer shell. can be adjusted

또한, 마이크로 캡슐이 분산된 연속상은 상기 코어 물질의 비점보다 높은 비점을 가진 물질로 구성되어야 하며, 이는 열 유도 미세균열의 형성 시간 동안 코어 물질로의 균일한 열 전달을 보장할 수 있기 때문이다.In addition, the continuous phase in which the microcapsules are dispersed must be composed of a material having a boiling point higher than that of the core material, because uniform heat transfer to the core material can be ensured during the formation of heat-induced microcracks.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 미세균열 형성단계(S200)를 통해 형성된 상기 미세균열(a)을 통해 유출되는 상기 코어물질(110)과 연속상(50)을 반응시켜, 상기 고분자 쉘(120)의 표면에 특정 관능기로 기능하는 표면 개질층(130)을 형성시키는 표면 개질 단계(S300)가 수행된다.Next, as shown in FIG. 3, the polymer shell is reacted with the core material 110 flowing out through the microcrack (a) formed through the microcrack formation step (S200) and the continuous phase 50. A surface modification step (S300) of forming a surface modification layer 130 functioning as a specific functional group on the surface of (120) is performed.

여기서, 상기 연속상(50)은 상기 코어 물질(110)과 물리적 또는 화학적 반응을 유도할 수 있는 물질인 제2 반응분자(51)를 포함하고, 상기 물리적 또는 화학적 반응은 특정 한 가지의 반응에 제한되는 것이 아니라, 복합 반응을 포함할 수 있다.Here, the continuous phase 50 includes the second reactive molecule 51, which is a material capable of inducing a physical or chemical reaction with the core material 110, and the physical or chemical reaction depends on a specific reaction. It is not limited and may include complex reactions.

즉, 상기 미세균열(a)를 통해 유출된 상기 제1 반응분자(21)와 상기 제2 반응분자(51)가 물리적 또는 화학적 반응이 발생됨으로써, 특정 관능기로 기능하는 표면개질층(130)이 형성되는 것이다.That is, a physical or chemical reaction occurs between the first reactive molecules 21 and the second reactive molecules 51 flowing out through the microcracks (a), thereby forming the surface modification layer 130 functioning as a specific functional group. will be formed

다만, 상기 미세균열 형성단계(S200) 이후에 상기 표면 개질 단계(S300)가 진행되는 경우, 상기 코어 물질(110)이 상기 마이크로 캡슐(100) 내부에 잔류하지 않을 염려가 있으므로, 상기 미세균열 형성단계(S200) 및 상기 표면 개질 단계(S300)는 동시다발적으로 진행되는 것이 바람직하다.However, when the surface modification step (S300) proceeds after the microcrack formation step (S200), since there is a concern that the core material 110 does not remain inside the microcapsule 100, the microcrack formation Step (S200) and the surface modification step (S300) are preferably performed simultaneously.

이에 따라, 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법은 흡착 성능을 지닌 관능기의 부착, 추가적인 표면 개질을 위한 관능기의 도입 및 다 기능성 마이크로 캡슐로의 응용이 가능하다.Accordingly, the surface modification method of microcapsules according to the present invention can be applied to functional groups having adsorption performance, introduction of functional groups for additional surface modification, and multifunctional microcapsules.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 제조된 마이크로 캡슐(100)을 더 제공한다.In addition, the present invention further provides a microcapsule 100 manufactured by the surface modification method of the microcapsule according to the present invention.

상기 마이크로 캡슐(100)은 코어물질(110), 상기 코어물질(110)을 감싸며, 미세균열이 형성된 고분자 쉘(120) 및 상기 고분자 쉘(120)의 표면에 형성되고, 특정 관능기로 기능하는 표면개질층(130)을 포함하여 이루어진다.The microcapsule 100 surrounds the core material 110, the core material 110, and is formed on the surface of the polymer shell 120 and the polymer shell 120 on which microcracks are formed, and the surface functions as a specific functional group. A modified layer 130 is included.

또한, 본 발명은 상기 마이크로 캡슐을 포함하는 흡착제로 제공되거나, 상기 마이크로 캡슐을 포함하는 마이크로 반응기로 제공될 수 있다.In addition, the present invention may be provided as an adsorbent including the microcapsule or a microreactor including the microcapsule.

여기서, 마이크로 반응기는 마이크로테크놀로지와 정밀 공학(Precision Engineering)을 적용하여 제작된 소형화 반응 시스템(Miniaturized reaction system)을 의미한다.Here, the microreactor means a miniaturized reaction system manufactured by applying microtechnology and precision engineering.

실시예 1Example 1

사각형 모양의 외부관(11)(1.3 mm OD, 1 mm ID, Friedrich & Dimmock, Inc.)내에 조립된 일측 내부관(12)과 타측 내부관(13)(1.0 mm OD, 0.58 mm ID, Sutter Instrument)을 포함하는 미세 유체 소자를 이용하여, 마이크로 캡슐을 제조하였다.One inner tube (12) and the other inner tube (13) (1.0 mm OD, 0.58 mm ID, Sutter) assembled in a rectangular outer tube (11) (1.3 mm OD, 1 mm ID, Friedrich & Dimmock, Inc.) Instrument) was used to prepare microcapsules.

이때, 외부관(11)은 자외선 경화 접착제를 사용하여 투명 슬라이드 유리에 고정시켰으며, 일측 내부관(12)의 타측 개구(12a)의 직경은 140 ㎛이고, 타측 내부관(13)의 일측 개구(13a)는 270 ㎛이다.At this time, the outer tube 11 was fixed to the transparent slide glass using an ultraviolet curing adhesive, the diameter of the other side opening 12a of one inner tube 12 was 140 μm, and one side opening of the other inner tube 13 (13a) is 270 μm.

일측 내부관(12)의 타측 개구(12a)를 2-[메톡시(폴리에틸옥시)6-9프로필]트라이메톡시 실란(2-methoxy(polyethyleneoxy)6-9propyl)trimethoxysilane; Gelest)에 30분 동안 침지시켜 표면을 소수성으로 처리하였고, 타측 내부관(13)을 트라이메톡시(옥타데실) 실란(trimethoxy (octadecyl) silane; Sigma-Aldrich)에 침지시켜 표면을 친수성으로 처리하였다.2-[methoxy(polyethyloxy)6-9propyl]trimethoxysilane (2-methoxy(polyethyleneoxy)6-9propyl)trimethoxysilane; Gelest) for 30 minutes to make the surface hydrophobic, and the other inner tube 13 was immersed in trimethoxy (octadecyl) silane (Sigma-Aldrich) to make the surface hydrophilic. .

상기 일측 내부관(12)과 상기 타측 내부관(13)을 아이소프로판올과 증류수로 각각 세척한 후 양측 내부관을 완전히 건조시키고, 일측 내부관(12)과 타측 내부관(13)의 사이 간격을 250 ㎛으로 설치하였다. After washing the one inner tube 12 and the other inner tube 13 with isopropanol and distilled water, both inner tubes are completely dried, and the gap between the one inner tube 12 and the other inner tube 13 is reduced. It was installed at 250 μm.

마이크로 캡슐(100)을 제조하기 위해 내부상(20)으로 10 중량부의 폴리비닐알코올(PVA, Mw 13,000-23,000 g/mol, Sigma-Aldrich) 수용액과 50 중량부의 글루타알데하이드(glutaraldehyde, GA, 50%, Sigma-Aldrich)를 포함하는 수용액을 사용하였고, 중간상(30)으로 5 중량부의 광 개시제(2-hydroxy-2-methylpropiophenone, Darocur 1173, 97%, Sigma-Aldrich)를 포함하는 트라이메틸올프로판에톡시 트라이아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, ETPTA)을 사용하였다.To prepare the microcapsules 100, 10 parts by weight of polyvinyl alcohol (PVA, Mw 13,000-23,000 g/mol, Sigma-Aldrich) aqueous solution and 50 parts by weight of glutaraldehyde (GA, 50 %, Sigma-Aldrich) was used, and trimethylolpropane containing 5 parts by weight of photoinitiator (2-hydroxy-2-methylpropiophenone, Darocur 1173, 97%, Sigma-Aldrich) as the intermediate phase (30) Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (ETPTA) was used.

그리고 외부상(40)으로 10 중량부의 PVA 수용액을 사용하였다. 상기 내부상(20), 상기 중간상(30) 및 상기 외부상(40)의 유량은 각각 240, 300, 및 6000 μL/h로 설정하였다.And 10 parts by weight of PVA aqueous solution was used as the external phase (40). Flow rates of the inner phase 20, the middle phase 30, and the outer phase 40 were set to 240, 300, and 6000 μL/h, respectively.

미세 유체 소자에 연결된 주사기 펌프를 이용하여 상기 내부상(20), 중간상(30) 및 외부상(40)은 도 2에 묘사된 흐름으로 주입되었으며, 상기 내부상(20)은 타측 개구(12a) 부근에서 오일상 내에 단일 액적을 형성하였고, 상기 단일 액적은 오리피스 근처로 도달하며 연속상(50) 내에 이중 액적을 형성하는데 이 과정은 동시에 발생하였다.The internal phase 20, the intermediate phase 30 and the external phase 40 were injected with the flow depicted in FIG. 2 using a syringe pump connected to the microfluidic device, and the internal phase 20 was injected through the other opening 12a. A single droplet formed in the oil phase in the vicinity, which reached the vicinity of the orifice and formed a double droplet in the continuous phase 50, which occurred simultaneously.

이후, 연속적인 광 조사에 의해 이중액적의 고분자 단량체인 ETPTA가 가교되고, 가교 중합체 골격을 형성하여 제조된 마이크로 캡슐을 10 중량부의 PVA수용액으로 침지시켰다.Thereafter, ETPTA, a polymer monomer of the double droplet, was crosslinked by continuous light irradiation, and the microcapsules prepared by forming a crosslinked polymer backbone were immersed in 10 parts by weight of PVA aqueous solution.

다음, 침지된 마이크로 캡슐을 증류수로 세척 후 10 중량부의 폴리에틸렌이민(PEI, Mw 25,000 g/mol, branched, Sigma-Aldrich)을 포함하는 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG)에 옮기고, 마이크로 캡슐이 포함된 상기 PEI 용액을 가열기로 135 ℃로 가열하고, 기계식 교반기를 이용하여 250 rpm으로 6시간 동안 교반함으로써, 고분자 쉘에 미세균열이 형성되었고, 미세균열을 통해 유출된 GA가 연속상에 존재하는 PEI와의 시프 염기 반응(Schiff base reaction)을 통해 표면을 개질시켜 실시예 1을 수득하였다.Next, after washing the immersed microcapsules with distilled water, they were transferred to ethylene glycol (EG) containing 10 parts by weight of polyethyleneimine (PEI, Mw 25,000 g/mol, branched, Sigma-Aldrich), and microcapsules containing By heating the PEI solution to 135 ° C. with a heater and stirring it at 250 rpm for 6 hours using a mechanical stirrer, microcracks were formed in the polymer shell, and GA leaked out through the microcracks interacted with PEI present in the continuous phase. Example 1 was obtained by modifying the surface through a Schiff base reaction.

실시예 2Example 2

실시예 1과 비교하여, 가열 및 기계식 교반 시간을 9시간 동안 처리한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Compared to Example 1, microcapsules prepared under the same conditions as in Example 1 were obtained, except that the heating and mechanical stirring time were treated for 9 hours.

실시예 3Example 3

실시예 1과 비교하여, 가열 온도를 165℃인 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Compared to Example 1, microcapsules were obtained under the same conditions as in Example 1, except that the heating temperature was 165°C.

실시예 4Example 4

실시예 3과 비교하여, 가열 및 기계식 교반을 9시간 한 것을 제외하면 실시예 3과 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Compared to Example 3, microcapsules prepared in the same conditions as in Example 3 were obtained except for heating and mechanical stirring for 9 hours.

실시예 5Example 5

실시예 1과 비교하여, 가열 온도를 195℃인 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Compared to Example 1, microcapsules prepared under the same conditions as in Example 1 were obtained except that the heating temperature was 195°C.

실시예 6Example 6

실시예 5와 비교하여, 가열 및 기계식 교반을 9시간 한 것을 제외하면 실시예 5와 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Compared to Example 5, microcapsules prepared in the same conditions as in Example 5 were obtained except for heating and mechanical stirring for 9 hours.

비교예 comparative example

실시예 1에서 가열 및 기계식 교반을 수행하지 않은 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 조건에서 제조된 마이크로 캡슐을 수득하였다.Microcapsules were obtained under the same conditions as in Example 1, except that heating and mechanical stirring were not performed in Example 1.

실험예 1(마이크로 캡슐, 열 유도 미세균열의 제조공정 및 표면 개질된 마이크로 캡슐의 형상 및 표면 분석)Experimental Example 1 (Process for manufacturing microcapsules and heat-induced microcracks and shape and surface analysis of surface-modified microcapsules)

본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 개질된 마이크로 캡슐은 수중유중수(water-in-oil-in-water; W/O/W) 이중 에멀젼 액적을 템플릿으로 사용하여 제조되었다. 이중 에멀젼 액적의 코어는 후속 표면 개질 단계에서 연속상에 포함된 물질과 반응할 수 있는 물질인 GA를 포함하며, 오일 쉘은 광 중합을 통해 고분자 쉘을 형성하게 되고, 상기 고분자 쉘은 상기 코어 물질을 외부 오염 없이 감금하기에 충분한 기계적 강도를 가지고 있지만, 고분자 쉘에 형성된 미세균열을 통해 마이크로 캡슐의 구조적 파괴 없이 코어 물질의 유출을 유도할 수 있는 특성을 지니고 있다. 본 발명에 따른 마이크로 캡슐은 평균 직경이 197.5 μm이고, 변동 계수(CV)는 5.01 %이다.Microcapsules modified by the surface modification method of microcapsules according to the present invention were prepared using water-in-oil-in-water (W/O/W) double emulsion droplets as templates. The core of the double emulsion droplet contains GA, a material capable of reacting with the material contained in the continuous phase in the subsequent surface modification step, and the oil shell forms a polymer shell through photopolymerization, and the polymer shell is the core material It has sufficient mechanical strength to confine it without external contamination, but has the property of inducing outflow of the core material without structural destruction of the microcapsule through microcracks formed in the polymer shell. The microcapsules according to the present invention have an average diameter of 197.5 μm and a coefficient of variation (CV) of 5.01%.

또한, 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 개질된 마이크로 캡슐은 GA가 열 유도 미세균열을 통해 마이크로 캡슐의 외부로 유출되고, 연속상에 존재하는 PEI와의 시프 염기 반응(Schiff base reaction)을 통해 마이크로 캡슐의 표면을 개질한다. In addition, in the microcapsules modified by the surface modification method of the microcapsules according to the present invention, GA flows out of the microcapsules through heat-induced microcracks, and Schiff base reaction with PEI present in the continuous phase Through this, the surface of the microcapsule is modified.

도 4는 비교예 및 실시예 3에서 제조된 마이크로 캡슐을 광학현미경으로 표면을 관찰한 이미지와 단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 이미지로, (a)는 비교예를 광학현미경으로 관찰한 표면 이미지와 주사 전자 현미경으로 관찰한 단면 이미지이고, (b)는 실시예 3을 광학현미경으로 관찰한 표면 이지마와 주사 전자 현미경으로 관찰한 단면 이미지이다.Figure 4 is an image of the surface of the microcapsules prepared in Comparative Example and Example 3 observed with an optical microscope and a cross-section image observed with a scanning electron microscope, (a) is a surface image of the comparative example observed with an optical microscope and It is a cross-sectional image observed with a scanning electron microscope, and (b) is a cross-sectional image observed with a scanning electron microscope and the surface of Example 3 observed with an optical microscope.

도 4(a)를 참조하면, 비교예의 경우, 가열 및 기계식 교반이 수행되지 않아, 고분자 쉘의 표면 및 단면에 미세균열이 없으며, 다른 특징이 없는 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 4 (a), in the case of the comparative example, heating and mechanical stirring were not performed, so there were no microcracks on the surface and cross section of the polymer shell, and it was confirmed that there were no other characteristics.

하지만, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 실시예 3의 경우, 가열 및 기계식 교반이 수행되어 고분자 쉘의 표면에 미세균열이 형성되었고, GA와 PEI 분자의 시프 염기 반응 중 수반되는 무색에서 황색으로 색변화가 나타나는 것을 확인하였다.However, as shown in FIG. 4(b), in the case of Example 3, heating and mechanical stirring were performed to form microcracks on the surface of the polymer shell, and in the colorless accompanying Schiff base reaction of GA and PEI molecules. It was confirmed that a color change to yellow appeared.

또한, 또한, 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 개질된 마이크로 캡슐의 표면 개질 결과 부착된 관능기를 정성적으로 분석하기 위해 비교예 및 실시예 3을 이용하여, 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석을 실시하고, 그 결과를 도 5 및 아래 표 1에 나타내었다.In addition, in order to qualitatively analyze functional groups attached as a result of surface modification of microcapsules modified by the surface modification method of microcapsules according to the present invention, using Comparative Example and Example 3, Fourier transform infrared (FT-IR) ) Spectroscopic analysis was performed, and the results are shown in FIG. 5 and Table 1 below.

파장(cm-1)Wavelength (cm -1 ) 해당 관능기 진동Corresponding functional group vibration 해당 분자the corresponding molecule 비교예comparative example 3600-31003600-3100 O-H stretchingO-H stretching PVAPVA 2949, 28522949, 2852 C-H stretchingC-H stretching PVA, GAPVA, GA 17171717 C=O stretchingC=O stretching GAGA 16441644 C=O stretchingC=O stretching ETPTAETPTA 14361436 C-H stretchingC-H stretching PVA, GAPVA, GA 13611361 O-H stretchingO-H stretching PVAPVA 1256, 1106, 10211256, 1106, 1021 C-O stretchingC-O stretching PVA, ETPTAPVA, ETPTA 948948 O-H stretchingO-H stretching PVAPVA 실시예 3Example 3 3600-31003600-3100 O-H stretching
N-H stretching
OH stretching
NH stretching
PVA, PEIPVA, PEI
2949, 28522949, 2852 C-H stretchingC-H stretching PVA, PEI, GAPVA, PEI, GA 16511651 C=N stretchingC=N stretching Schiff base reactionSchiff base reaction 15411541 N-H stretchingN-H stretching PEIPEI 14181418 C-H stretchingC-H stretching PVA, PEI GAPVA, PEI GA 10841084 C-N stretchingC-N stretching PEIPEI 10411041 C-O stretchingC-O stretching PVA, ETPTAPVA, ETPTA

도 5 및 표 1을 참조하면, 비교예의 경우, 미세균열이 형성되지 않아 표면에 PEI 성분이 포함되지 않았지만, 실시예 3의 경우, 미세균열 통해 유출된 GA 성분과 반응을 통해 표면을 개질시켜 PEI 성분을 포함하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 5 and Table 1, in the case of the comparative example, the PEI component was not included on the surface because no microcracks were formed, but in the case of Example 3, the surface was modified through reaction with the GA component leaked through the microcracks to obtain PEI It was confirmed that the component was included.

또한, 가열 및 기계식 교반의 온도 및 시간이 열 유도 미세균열 형성을 통한 표면 개질에 미치는 영향을 더욱 연구하기 위해, 도 6에 나타낸 바와 같이 광학현미경으로 실시예 1 내지 실시예 6을 관찰한 결과, 열 유도 미세균열을 통해 표면 개질된 마이크로 캡슐 간에는 겉보기에 큰 변화가 없음을 확인하였다.In addition, in order to further study the effect of temperature and time of heating and mechanical stirring on surface modification through heat-induced microcrack formation, Examples 1 to 6 were observed with an optical microscope as shown in FIG. 6, It was confirmed that there was no significant change in appearance between the surface-modified microcapsules through thermally induced microcracks.

실험예 2(마이크로 캡슐의 흡착 성능 분석)Experimental Example 2 (Analysis of adsorption performance of microcapsules)

열 유도 미세균열을 통한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법의 일예로 제공된 본 발명에 따른 마이크로 캡슐은 표면의 PEI가 포함하는 아민기로 인해 중금속 이온에 대해 고 흡착 성능을 나타낸다.The microcapsules according to the present invention provided as an example of a method for surface modification of microcapsules through thermally induced microcracking exhibit high adsorption performance for heavy metal ions due to the amine group included in PEI on the surface.

PEI로 기능화된 마이크로 캡슐의 흡착률과 흡착량을 알아보기 위해, 3000 mg/L의 농도의 질산 구리 수용액에 비교예 및 실시예 1 내지 실시예 6의 마이크로 캡슐 0.1 을 침지시켜 2시간 동안 흡착을 진행하였다. 이후 광학현미경으로 관찰한 결과를 도 7에 도시하였다. In order to examine the adsorption rate and adsorption amount of the microcapsules functionalized with PEI, the microcapsules 0.1 of Comparative Example and Examples 1 to 6 were immersed in a copper nitrate aqueous solution at a concentration of 3000 mg/L and adsorbed for 2 hours. proceeded. After that, the results observed with an optical microscope are shown in FIG. 7 .

비교예의 경우, PEI로 기능화 되지 않아, 표면에 변화가 관찰되지 않음을 확인하였고, 대조적으로 실시예 1 내지 실시예 6의 경우, 황색 표면이 파란색으로 변화한 것을 확인 할 수 있다. 이는 구리 이온이 상기 마이크로 표면에 흡착되었음을 의미한다.In the case of the comparative example, it was confirmed that no change was observed on the surface because it was not functionalized with PEI, and in contrast, in the case of Examples 1 to 6, it was confirmed that the yellow surface changed to blue. This means that copper ions are adsorbed on the microsurface.

도 8에는 상기 미세균열 형성 단계(S200)에서, 가열 및 기계식 교반의 온도 및 시간이 구리 이온의 흡착량에 미치는 영향을 유도 결합 플라즈마(ICP-OES) 분광 분석을 통해 정량적으로 분석한 결과를 나타내었다. 8 shows the results of quantitatively analyzing the effect of the temperature and time of heating and mechanical stirring on the adsorption amount of copper ions in the microcrack formation step (S200) through inductively coupled plasma (ICP-OES) spectroscopic analysis. was

도 8을 참조하면, 광학현미경 측정 결과로는 확인하기에 어려움이 있었으나, 구리 이온의 흡착량 변화는 가열 온도 및 시간에 따라 점진적으로 증가하였으며, 특정 온도 및 시간에 흡착 효율 85.2%로 포화되었고, 이를 통해 표면 개질을 최적화하기 위한 온도 및 시간의 조절이 필요하다는 결론을 얻었다.Referring to FIG. 8, although it was difficult to confirm the result of the optical microscope measurement, the change in the adsorption amount of copper ions gradually increased with the heating temperature and time, and was saturated with an adsorption efficiency of 85.2% at a specific temperature and time, Through this, it was concluded that it is necessary to adjust the temperature and time to optimize the surface modification.

또한, PEI로 기능화된 마이크로 캡슐의 흡착 특성을 더욱 연구하기 위해, 실시예 3을 이용하여 3개 중금속 이온의 흡착량 및 구리 이온의 흡/탈착 효율을 측정한 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다. In addition, in order to further study the adsorption characteristics of the microcapsules functionalized with PEI, the results of measuring the adsorption amount of three heavy metal ions and the adsorption / desorption efficiency of copper ions using Example 3 are shown in FIGS. 9 and 10 was

질산 구리, 질산 아연, 질산 카드뮴을 3000 mg/L의 농도로 용해한 수용액에 실시예 3 0.1 g을 별도로 옮겨 흡착량을 측정하였다. 구리 이온의 흡착이 완료된 마이크로 캡슐을 0.1 N 농도의 염산 수용액에 옮겨 상온에서 2시간 동안 탈착을 진행하였고, 이후 실시예 3을 걸러 증류수로 몇차례 세척 및 건조 후 구리 이온의 흡착에 재사용하였다. 이러한 과정을 5회 반복하여 흡착 및 탈착 효율을 측정하였다. 0.1 g of Example 3 was separately transferred to an aqueous solution in which copper nitrate, zinc nitrate, and cadmium nitrate were dissolved at a concentration of 3000 mg/L, and the adsorption amount was measured. The microcapsules in which the adsorption of copper ions was completed were transferred to an aqueous solution of 0.1 N hydrochloric acid for desorption at room temperature for 2 hours, and then the Example 3 was filtered, washed several times with distilled water, dried, and reused for adsorption of copper ions. This process was repeated 5 times to measure adsorption and desorption efficiencies.

도 9 및 도 10을 참조하면, 실시예 3의 경우, 구리, 아연, 카드뮴 이온에 대해 각각 231.83 mg/g, 218.92 mg/g, 119.1 mg/g 의 높은 흡착량을 나타내었다.Referring to FIGS. 9 and 10 , Example 3 showed high adsorption amounts of 231.83 mg/g, 218.92 mg/g, and 119.1 mg/g for copper, zinc, and cadmium ions, respectively.

또한, 5회 흡/탈착 공정의 반복 후 흡착량은 231.83 mg/g에서 181.65 mg/g으로, 탈착량은 178.91 mg/g에서 172.76 mg/g으로 감소하였으나, 약 80% 이상의 높은 효율로 흡/탈착 성능이 유지되었다. 이러한 고 흡착 성능 및 흡/탈착 효율은 마이크로 캡슐의 표면 개질이 일시적인 것이 아니라 영구적인 것임을 시사한다.In addition, after repeating the adsorption/desorption process 5 times, the adsorption amount decreased from 231.83 mg/g to 181.65 mg/g, and the desorption amount decreased from 178.91 mg/g to 172.76 mg/g, but the absorption/desorption amount was reduced with high efficiency of about 80% or more. Desorption performance was maintained. Such high adsorption performance and adsorption/desorption efficiency suggest that surface modification of microcapsules is permanent rather than temporary.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법 및 마이크로 캡슐은 코어물질이 고분자 쉘의 내부에 감금되도록 마이크로 캡슐을 제조한 다음, 고분자 쉘에 미세 균열이 형성되게 하여, 미세균열을 통해 배출되는 코어물질과 연속상을 반응시킴으로써, 반응성이 높은 코어물질을 이용할 수 있으면서, 쉘의 표면을 다양한 관능기가 부착되도록 개질시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the method for surface modification of microcapsules and microcapsules according to the present invention, microcapsules are manufactured so that the core material is confined inside the polymer shell, and then microcracks are formed in the polymer shell to form microcracks through microcracks. By reacting the discharged core material with the continuous phase, there is an effect of modifying the surface of the shell to attach various functional groups while using a highly reactive core material.

또한, 본 발명의 미세균열을 이용한 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법에 의하면, 최적의 조건으로 미세균열 형성단계가 수행됨으로써, 흡착 및 탈착 성능이 우수한 기능화 마이크로 캡슐로 제공될 수 있으며, 더 나아가 다양한 관능기가 부착되도록 개질함으로써, 약물 전달 시스템, 다양한 센서 등으로도 활용될 수 있다.In addition, according to the surface modification method of microcapsules using microcracks of the present invention, the microcrack formation step is performed under optimal conditions, thereby providing functionalized microcapsules with excellent adsorption and desorption performance, and furthermore, various functional groups By modifying to be attached, it can be used as a drug delivery system, various sensors, and the like.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As described above, the present invention has been shown and described with preferred embodiments, but is not limited to the above embodiments, and to those skilled in the art within the scope of not departing from the spirit of the present invention Various changes and modifications will be possible.

100 : 마이크로 캡슐 110 : 코어물질
120 : 고분자 쉘 130 : 표면개질층
11 : 외부관 12 : 일측 내부관
13 : 타측 내부관 20 : 내부상
30 : 중간상 40 : 외부상
50 : 연속상 a : 미세균열
100: microcapsule 110: core material
120: polymer shell 130: surface modification layer
11: outer tube 12: one inner tube
13: other inner tube 20: inner top
30: middle phase 40: external phase
50: continuous phase a: microcracks

Claims (19)

코어물질과 상기 코어물질을 감싸는 고분자 쉘을 포함하는 마이크로 캡슐을 제조하는 마이크로 캡슐 제조 단계;
제조된 상기 마이크로 캡슐에 기계적 응력을 가하여 상기 고분자 쉘에 미세균열이 형성되게 하는 미세균열 형성 단계; 및
상기 미세균열을 통해 유출되는 상기 코어물질과 연속상을 반응시켜 상기 고분자 쉘의 표면에 특정 관능기로 기능하는 표면개질층이 형성되게 하는 표면 개질 단계;를 포함하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
A microcapsule manufacturing step of manufacturing a microcapsule including a core material and a polymer shell surrounding the core material;
Microcrack formation step of forming microcrack in the polymer shell by applying mechanical stress to the prepared microcapsule; and
A surface modification step of forming a surface modification layer functioning as a specific functional group on the surface of the polymer shell by reacting the core material flowing out through the microcracks with the continuous phase;
제 1항에 있어서,
상기 고분자 쉘은 고체상일 때, 표면상에서 유기 화학 반응이 발생하지 않는 고분자 단량체로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 1,
The surface modification method of the microcapsule, characterized in that the polymer shell is composed of a polymer monomer that does not cause organic chemical reactions on the surface when in a solid state.
제 1항에 있어서,
상기 마이크로 캡슐의 제조단계는 미세 유체 소자를 이용하여, 상기 코어물질을 구성하는 내부상과 상기 고분자 쉘을 구성하는 중간상을 포함하는 이중액적을 형성하면서, 상기 중간상을 가교시켜 상기 고분자 쉘이 중합체 골격으로 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 1,
In the manufacturing step of the microcapsule, a double droplet including an inner phase constituting the core material and an intermediate phase constituting the polymer shell is formed by using a microfluidic device, and the intermediate phase is crosslinked so that the polymer shell is a polymer backbone. Method for surface modification of microcapsules, characterized in that to form.
제 3항에 있어서,
상기 미세 유체 소자는
양단이 개방된 외부관;
양단이 개방되고, 상기 외부관의 일측 내부에 구비되며, 내부에는 내부상이 유입되는 일측 내부관;
양단이 개방되고, 상기 일측 내부관과 대향되도록 상기 외부관의 타측 내부에 구비되며, 내부에는 외부상이 유입되는 타측 내부관;을 포함하고,
상기 외부관과 상기 일측 내부관 사이에는 중간상이 유입되고, 상기 외부관과 상기 타측 내부관 사이에는 외부상이 유입되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 3,
The microfluidic device
An outer tube open at both ends;
an inner tube having both ends open and provided inside one side of the outer tube, into which an inner phase is introduced;
Both ends are open and provided on the inside of the other side of the outer tube so as to face the one side inner tube, and the other inner tube into which the external phase is introduced; includes,
The surface modification method of microcapsules, characterized in that the intermediate phase is introduced between the outer tube and the one inner tube, and the outer phase is introduced between the outer tube and the other inner tube.
제 4항에 있어서,
상기 타측 내부관의 일측 개구는 상기 타측 내부관과 마주보는 상기 일측 내부관의 타측 개구보다 큰 직경으로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 4,
The surface modification method of the microcapsule, characterized in that one opening of the other inner tube is provided with a larger diameter than the other opening of the one inner tube facing the other inner tube.
제 4항에 있어서,
상기 내부상은 제1 반응분자 및 계면활성제를 포함하고,
상기 계면활성제는 수용성 계면활성제 또는 지용성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 4,
The internal phase includes a first reactant molecule and a surfactant,
The surface-modifying method of the microcapsules, characterized in that the surfactant is a water-soluble surfactant or a fat-soluble surfactant.
제 6항에 있어서,
상기 제1 반응분자는 알카올, 알데하이드, 카복실산, 아민 및 이민 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 6,
Wherein the first reactive molecule is at least one of an alcohol, an aldehyde, a carboxylic acid, an amine, and an imine.
제 6항에 있어서,
상기 제1 반응분자는 상기 내부상 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 6,
The surface modification method of the microcapsule, characterized in that the first reactive molecule is 10 parts by weight to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the inner phase.
제 4항에 있어서,
상기 중간상은 아크릴레이트계 고분자와 상기 아크릴레이트계 고분자를 가교시킬 수 있는 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 4,
The method of modifying the surface of microcapsules, characterized in that the intermediate phase comprises an acrylate-based polymer and a crosslinking agent capable of crosslinking the acrylate-based polymer.
제 9항에 있어서,
상기 아크릴레이트계 고분자는 에틸렌글리콜 다이아크릴레이트(ethylenlycoldiacrylate, EGDA), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 트라이메틸올프로판에톡시 트라이아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, ETPTA), 에톡시레이티드 비스페놀A다이메타크릴레이트(ethoxlyated bisphenol A dimethacrylate), 헥산다이올다이아크릴레이트(hexandioldiacrylate, HDDA), 트라이프로필렌글리콜 다이아크릴레이트(tripropyleneglycoldiacrylate, TPGDA), 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 글리세린 프로폭실화 트라이아크릴레이트(glycerol propoxylate triacrylate, GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate, PETA) 및 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate, DPHA)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 9,
The acrylate-based polymer includes ethylenlycoldiacrylate (EGDA), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), ethoxylated trimethylolpropane triacrylate (ETPTA), ethoxy Ethoxlyated bisphenol A dimethacrylate, hexanedioldiacrylate (HDDA), tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA), tetraethylene glycol diacrylate , At least any one selected from the group consisting of glycerol propoxylate triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETA) and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) A method for surface modification of microcapsules, characterized in that one.
제 1항에 있어서,
상기 외부상은 수용성 또는 지용성 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 1,
The external phase is a method for modifying the surface of microcapsules, characterized in that it contains a water-soluble or fat-soluble surfactant.
제 6항에 있어서,
상기 연속상은 제2 반응분자를 포함하고, 상기 제2 반응분자는 상기 제1 반응분자와 물리적 또는 화학적 반응이 발생되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 6,
The continuous phase includes second reactive molecules, and the second reactive molecules undergo a physical or chemical reaction with the first reactive molecules.
제 6항에 있어서,
상기 미세균열 형성단계에서, 상기 기계적 응력은 가열에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 6,
In the microcrack formation step, the mechanical stress is formed by heating, characterized in that the microcapsule surface modification method.
제 13항에 있어서,
상기 미세균열 형성단계는 상기 제1 반응분자의 비점보다 높고, 상기 연속상의 비점보다는 낮은 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 13,
Wherein the microcrack formation step is heated to a temperature higher than the boiling point of the first reactant molecule and lower than the boiling point of the continuous phase.
제 6항에 있어서,
상기 미세균열 형성 단계에서, 상기 고분자 쉘은 상기 미세균열이 형성되면서, 동시에 상기 미세균열을 통해 상기 제1 반응분자가 유출되는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법.
According to claim 6,
In the microcrack formation step, the microcrack is formed in the polymer shell, and the first reaction molecule flows out through the microcrack at the same time.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 마이크로 캡슐의 표면 개질 방법으로 제조된 마이크로 캡슐.
A microcapsule manufactured by the method of modifying the surface of a microcapsule according to any one of claims 1 to 15.
제 16항에 있어서,
상기 마이크로 캡슐은
코어물질;
상기 코어물질을 감싸며, 미세균열이 형성된 고분자 쉘;
상기 고분자 쉘의 표면에 형성되고, 특정 관능기로 기능하는 표면개질층;을 포함하하는 것을 특징으로 하는 마이크로 캡슐.
According to claim 16,
The microcapsule
core material;
A polymer shell surrounding the core material and having microcracks formed thereon;
A microcapsule comprising a surface modification layer formed on the surface of the polymer shell and functioning as a specific functional group.
제 16항의 마이크로 캡슐을 포함하는 흡착제.
An adsorbent comprising the microcapsules of claim 16.
제 16항의 마이크로 캡슐을 포함하는 마이크로 반응기.A microreactor comprising the microcapsule of claim 16.
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