상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로캡슐 제조방법은, 소수성 물질을 심물질로 사용하고, 음이온성 계면활성제를 유화제로 사용하며, 고분자 물질을 캡슐벽 형성물질로 사용하여, 경화 캡슐벽을 가지는 마이크로캡슐이 분산된 수성 분산액을 제조한 후에, 상기 수성 분산액에 비이온성 계면활성제를 투입한 후 교반하여 상기 마이크로캡슐을 상기 수성 분산액에 재분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 마이크로캡슐은 1∼300㎛의 직경을 가지고, 상기 캡슐벽 형성물질로는 젤라틴화합물, 우레아화합물, 우레탄화합물 또는 멜라민화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 비이온성 계면활성제로는 솔비탄지방산에스테르의 에틸렌옥사이드 부가물을 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
[실시예 1] 코아세르베이션 방법
500㎖ 비이커에, 수용성 중합체인 젤라틴 4g와, 음이온성 계면활성제인 평균분자량 70,000인 폴리스티렌술폰산 소듐염(Alfa Aesar제) 5g와, 증류수 80g를 투입하고, 50℃ 항온조에서 1시간동안 교반하여 충분히 녹은 것을 확인 한 후에, 소수성 심물질(hydrophobic core materials)로써 올리브오일 90g를 첨가하고, 고속교반기를 사용하여 회전수 3000rpm으로 20분간 유화한 후, 온도를 유지하면서 회전수를 400rpm으로 낮춘채로 계속 교반하여 현탁액을 만들므로써, 심물질인 올리브오일이 미세하게 분산된 수용성중합체 현탁액을 제조하였다.
또 다른 500㎖ 비이커에서는, 유화제의 역할을 하는 아라빅검(arabic gum) 5g 및 과 증류수 130g을 정량하여 50℃ 항온조에서 1시간동안 교반하여 아라빅검을 충분히 용해하여 아라빅검 수용액을 제조하였다.
다음에, 상기 아라빅검 수용액을 50℃, 400rpm으로 교반되고 있는 현탁액에 투입하여 10분간 교반을 계속하고, 이러한 교반속도를 유지하면서 10wt%의 아세트산 수용액으로 pH를 4.2로 조정하고, 30분간 다시 교반을 행한 후 10℃까지 냉각을 행하여 코아세르베이션 시킨 다음에, 35wt% 포르말린 수용액 25g을 투입하여 2시간동안 온도와 속도를 유지하면서 교반하여 캡슐벽을 경화함으로써, 경화 캡슐벽을 가지는 마이크로캡슐이 분산된 수성 분산액을 제조하였다.
이 후에, 본 발명의 특징부로서, 상기 수성 분산액에 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 15g을 증류수 150g에 용해시켜 투입하고, 상온에서 1시간을 더 교반하여 마이크로 캡슐을 상기 수성 분산액에 재분산시켰다. 이렇게 제조된 마이크로캡슐의 싸이즈를 입도분석기로 측정한 결과 평균입경이 약 12㎛이었다.
[실시예 2] 계면중합법
200㎖ 비이커에, 증류수 100g과, 평균분자량 70,000인 폴리스티렌술폰산 소듐염(Alfa Aesar제) 5g을 투입 용해하여 음이온성 계면활성제 역할을 하는 유화제 용액을 제조하였다. 또 다른 100㎖ 비이커에서는 올리브오일 55g과 폴리페닐이소시아네이트(상품명 : PAPI-135)8g을 투입 혼합하여 심물질용액을 제조하였다.
500㎖ 비이커에 상기의 두 용액을 투입하여 고속교반기로 5분 동안 3000rpm의 속도로 교반하여 O/W 에멀젼을 제조한 다음에, 40wt%의 헥사메틸렌디아민 수용액 75g 을 투입하여 상온에서 400rpm으로 2시간동안 교반하여 캡슐벽을 경화함으로써, 경화 캡슐벽을 가지는 마이크로캡슐이 분산된 수성 분산액을 제조하였다.
이 후에, 본 발명의 특징부로서, 상기 수성 분산액에 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 10g을 증류수 100g에 용해시켜 투입하고, 상온에서 1시간을 더 교반하여 마이크로 캡슐을 상기 수성 분산액에 재분산시켰다. 이렇게 제조된 마이크로캡슐의 싸이즈를 입도분석기로 측정한 결과 평균입경은 약 5㎛이었다.
[실시예 3] 인시튜(in-situ) 중합법
1000㎖ 비이커에, 에틸렌-말레인산 공중합수지(상품명 : EMA-31, Monsanto Co.)를 5wt% 함유하여 음이온성 계면활성제 역할을 하는 유화제 용액을 300g 제조하고, 여기에 심물질인 올리브오일 150g을 투입하여 호모믹서를 사용하여 2500rpm의 속도로 교반하여 O/W 에멀젼을 만들었다.
다음에, 별도로 냉각응축기가 부착된 300㎖ 3구 플라스크에 멜라민 30g과, 35wt% 포름알데히드 수용액 100g과, 증류수 100g과, 소량의 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 약 9로 조절하고, 80℃에서 30분간 교반하여 메티롤멜라민 수용액을 만들었다.
그리고, 이렇게 제조된 메티롤멜라민 수용액을 상기의 에멀젼에 투입하고, 70℃에서 약 2시간 동안 교반하여 캡슐벽을 경화함으로써, 경화 캡슐벽을 가지는 마이크로캡슐이 분산된 수성 분산액을 제조하였다.
이 후에, 본 발명의 특징부로서, 상기 수성 분산액에 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 25g을 증류수 250g에 용해시켜 투입하고, 상온에서 1시간을 더 교반하여 마이크로 캡슐을 상기 수성 분산액에 재분산시켰다. 이렇게 제조된 마이크로캡슐의 싸이즈를 입도분석기로 측정한 결과 평균입경은 약 3㎛이었다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일한 방법으로 마이크로캡슐을 제조하되, 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 15g을 투입하여 마이크로캡슐을 수성 분산액에 재분산시키는 본 발명의 특징부에 해당하는 단계는 수행하지 않았다.
[비교예 2]
실시예 2과 동일한 방법으로 마이크로캡슐을 제조하되, 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 10g을 투입하여 마이크로 캡슐을 수성 분산액에 재분산시키는 본 발명의 특징부에 해당하는 단계는 수행하지 않았다.
[비교예 3]
실시예 3과 동일한 방법으로 마이크로캡슐을 제조하되, 비이온성 계면활성제의 역할을 하는 폴리옥시에틸렌솔비탄모노올레이트(상품명 : Tween-20) 25g을 투입하여 마이크로 캡슐을 수성 분산액에 재분산시키는 본 발명의 특징부에 해당하는 단계는 수행하지 않았다.
[비교표]
표 1은 실시예와 비교예에서 제조된 결과물을 양이온성 수용액 조성물에 투입하여 침전물의 부피를 측정한 결과를 나타내는 분석표이다.
침전물의 부피분석은 다음과 같은 과정을 통하여 수행되었다. 먼저, 200㎖ 비이커를 복수개 마련하고, 각각의 비이커에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 결과물 20㎖와, 상기 양이온성 수용액 조성물 80㎖를 함께 투입한 후, 교반기를 사용하여 300rpm의 속도로 상온에서 30분씩 혼합한 다음에, 콕크가 달린 100㎖ 메스실린더에 옮겨 넣고, 상온에서 방치하여 침전물의 부피를 측정하였다.
양이온성 수용액 조성물로는 섬유용 유연제 또는 대전방지제 등의 원료로 사용되는 라우릴디메틸벤질암모늄클로라이드(상품명 : ISODOL SC-124, 일칠화학) 2.5wt% 와 4급암모늄형 이미다졸린(상품명 : ISODOL WKI-240, 일칠화학) 2.5wt%를 혼합한 수용액을 사용하였다.
|
침전물의 부피(㎖) |
1일 경과 후 |
10일 경과 후 |
30일 경과 후 |
실시예 1 |
0 |
0 |
0 |
실시예 2 |
0 |
0 |
0 |
실시예 3 |
0 |
0 |
1 |
비교예 1 |
1 |
2 |
5 |
비교예 2 |
3 |
7 |
12 |
비교예 3 |
3 |
8 |
13 |
표 1을 참고하면, 비교예는 그 침강속도가 현저히 빨라서 안정성이 결여된 반면, 본 발명에 따른 실시예의 경우에는 고농도의 양이온성 수용액 조성물 내에서도 30일 간의 안정성을 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서, 음이온성 계면활성제를 사용하여 마이크로캡슐을 제조한 후에 다시 비이온성 계면활성제를 투입함으로써, 캡슐입자의 응집에 의하여 발생되는 분산안정성의 저하가 방지되었음을 알 수 있다.