KR20190023697A - 생분해 기능성 캡슐 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 캡슐벽이 기능성 오일을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 생분해 기능성 캡슐에 의하면, 사용 후 자연에서 분해되어 환경을 오염시키지 않고, 인체에 유해한 성분이 잔류하지 않아 피부 등의 인체에 무해하며, 안정성, 압력 반응성 및 부착성 등의 물리화학적 성질이 우수하다.
Description
본 발명은 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경적이고 인체에 무해하며 성능이 향상된 생분해 기능성 캡슐 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전세계적 이슈가 되고 있는 미세플라스틱의 환경오염은 해양 생태계를 파괴하고, 더 나아가 인간의 식탁에까지 영향을 미치는 상황에 이르렀다. 이에 국제기구 및 각국은 미세플라스틱의 생산 및 판매에 제동을 걸기 시작했으며, 대체 물질을 찾지 않으면 많은 화장품이나 생활용품에 입자 형태의 물질을 활용하여 기능성을 부여하기가 어려워지고 있다.
또한, 국내에서는 살생물제 등의 부작용을 겪으면서 인체에 직접 적용되는 화장품 및 생활용품 등의 안전성을 강화하고 있다.
기존 마이크로 캡슐들은 대부분 플라스틱 소재로 되어 있으며, 포름알데히드, 유기용매 등과 같은 유해 물질이 포함되어 있다.
한편, 지금까지 생분해성 물질과 관련된 개발 분야는 생분해성 수지나 약물전달시스템 등에 집중되어 있고, 입자의 형태는 천연물을 이용하여 다층코팅이나 이온겔화반응 등을 통해 리포솜, 비드, 에멀젼 형태로 만들어지고 있다. 생분해가 가능한 물질로 생분해 마이크로 캡슐을 제조하는 경우에는 드롭핑(Dropping), 마이크로-플뤼드 시스템(Micro-Fluid System), 다층코팅의 방법 등으로 만들어지는데, 이와 같은 방법으로는 마이크로 캡슐의 벽재 성분의 제한, 제조방법상의 한계 등으로 인해 마이크로 캡슐의 생산성이나 안정성을 확보하기 어렵다.
따라서, 환경을 오염시키지 않으면서 인체에 해가 되지 않고, 기존 생분해 캡슐보다 성능이 향상된 새로운 개념의 캡슐 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용 후 자연에서 분해되어 환경을 오염시키지 않고, 인체에 유해한 성분이 잔류하지 않아 피부 등의 인체에 무해하며, 안정성, 압력 반응성 및 부착성 등의 물리화학적 성질이 우수한 생분해 기능성 캡슐을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 제조방법이 비교적 간단하고, 대량생산에 유리하여 경제성이 높으며, 혼합성 및 캡슐의 크기가 여러 제품에 적용하기 적합하여 활용성이 확장될 수 있는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은, 캡슐벽이 기능성 오일을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐을 제공한다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 생분해성 물질을 물에 용해시키는 단계와, 상기 생분해성 물질이 용해된 용액에 지방족계 이소시아네이트를 첨가하고 반응시켜 폴리머를 형성하는 단계와, 상기 폴리머와 기능성 오일을 혼합하는 단계와, 상기 폴리머와 상기 기능성 오일의 혼합물에 보호콜로이드 화합물을 혼합하고 교반하면서 유화시켜 유상/수상 에멀젼을 형성하는 단계 및 상기 유상/수상 에멀젼을 60∼80℃에서 교반하면서 반응시켜 캡슐을 수득하는 단계를 포함하며, 상기 보호콜로이드 화합물은 상기 지방족계 이소시아네이트와 반응 가능한 하이드록시기 또는 아민기를 가진 물질을 포함하고, 상기 생분해성 물질과 상기 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법을 제공한다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 보호콜로이드 화합물은 피이지-20소르비탄모노라우레이트, 피이지-20소르비탄모노팔미테이트, 피이지-20소르비탄스테아레이트, 피이지-20소르비탄모노올레이트, 피이지-40하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-50하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-60하이드로제네이티드캐스터오일, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 덱스트린, 전분류, 폴리글리세린스테아린산에스테르, 폴리글리세린라우린산에스테르, 폴리글리세린미리스틴산에스테르, 키토산, 코코넛 아민, 스테아릴 아민 및 자당스테아린산에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 보호콜로이드 화합물은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 30∼300중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 생분해 기능성 캡슐에 의하면, 사용 후 자연에서 분해되어 환경을 오염시키지 않고, 인체에 유해한 성분이 잔류하지 않아 피부 등의 인체에 무해하며, 안정성, 압력 반응성 및 부착성 등의 물리화학적 성질이 우수하다. 기능성 캡슐의 캡슐벽(벽재물질)이 생분해성을 갖게 함으로써, 토양이나 해양을 오염시키지 않는 친환경적인 기능성 소재로 산업계의 다양한 용도로 응용할 수 있다. 본 발명에 따른 생분해 기능성 캡슐은 피부나 헤어 등의 인체에 무해하여 화장품 및 생활용품 등에도 폭넓게 활용할 수 있다.
본 발명의 생분해 기능성 캡슐에 따르면 다양한 유용성의 기능성 오일을 높은 함량까지 캡슐 내에 담지시킬 수 있으며, 우수한 물리화학적 성질을 가지고 있어 기능성 오일을 효과적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제조방법이 비교적 간단하고, 대량생산에 유리하여 경제성이 높으며, 혼합성 및 캡슐의 크기가 여러 제품에 적용하기 적합하여 활용성이 확장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 사용 후 자연에서 분해되어 환경을 오염시키지 않고, 인체에 유해한 성분이 잔류하지 않아 피부 등의 인체에 무해하며, 기존의 생분해 캡슐과 비교하여 물리화학적 성질, 경제성 및 활용성이 향상된 생분해 기능성 캡슐 및 그 제조방법을 제시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐은, 캡슐벽이 기능성 오일을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐의 제조방법은, 생분해성 물질을 물에 용해시키는 단계와, 상기 생분해성 물질이 용해된 용액에 지방족계 이소시아네이트를 첨가하고 반응시켜 폴리머를 형성하는 단계와, 상기 폴리머와 기능성 오일을 혼합하는 단계와, 상기 폴리머와 상기 기능성 오일의 혼합물에 보호콜로이드 화합물을 혼합하고 교반하면서 유화시켜 유상/수상 에멀젼을 형성하는 단계 및 상기 유상/수상 에멀젼을 60∼80℃에서 교반하면서 반응시켜 캡슐을 수득하는 단계를 포함하며, 상기 보호콜로이드 화합물은 상기 지방족계 이소시아네이트와 반응 가능한 하이드록시기 또는 아민기를 가진 물질을 포함하고, 상기 생분해성 물질과 상기 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 보호콜로이드 화합물은 피이지-20소르비탄모노라우레이트, 피이지-20소르비탄모노팔미테이트, 피이지-20소르비탄스테아레이트, 피이지-20소르비탄모노올레이트, 피이지-40하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-50하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-60하이드로제네이티드캐스터오일, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 덱스트린, 전분류, 폴리글리세린스테아린산에스테르, 폴리글리세린라우린산에스테르, 폴리글리세린미리스틴산에스테르, 키토산, 코코넛 아민, 스테아릴 아민, 키토산, 코코넛 아민, 스테아릴 아민 및 자당스테아린산에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 보호콜로이드 화합물은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 30∼300중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐을 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐은, 캡슐벽(10)이 기능성 오일(20)을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽(10)을 이루고, 상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자, 폴리비닐알코올계 고분자 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴, 올리고당 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 2가 이상의 산과 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올일 수 있다. 상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물의 물성은 사용되는 산(Acid), 알코올의 종류, 분자량에 따라 다양한 조성에 의해 에스테르화 반응으로 얻어진다. 상기 2가 이상의 산은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid), 시트라콘산(Citraconic acid) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 2가 이상의 알코올은 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol), 소르비톨(Sorbitol) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 기능성 오일은 향료, 파라핀/스쿠알란 등의 탄화수소계 오일, 디메치콘, 메칠폴리실록산 등의 실리콘계 오일, 올리브오일, 허브오일, 메도폼씨드오일, 호호바오일, 카놀라오일, 아보카도오일, 스윗아몬드오일, 마카다미아오일 등의 식물성 오일, 토코페롤, 레티놀 등의 비타민계 오일, 아데노신, 알부틴, 카르노신, 페닐에틸레조시놀 등의 주름개선 및 미백개선 물질, 에틸헥실트리아존, 에틸헥실메톡시신나메이트, 에틸헥실살리실레이트, 옥토크릴렌, 이소아밀-p-메톡시신나메이트 등의 자외선 차단제, 디에틸헥실 2,6-나프탈레이트, 에틸헥실이소노나노에이트 등의 피부유연화 물질과 같은 유용성 성분의 기능성 오일을 포함할 수 있으며, 화장품, 퍼스널케어 용품, 생활용품 등에서 요구되는 유용성 기능성 오일로서 캡슐화가 필요하다면 상기에 열거된 물질에 국한되는 것은 아니다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해 기능성 캡슐의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.
생분해성 물질을 물(정제수)에 용해시킨다. 상기 물은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 300∼1800 중량부, 더욱 바람직하게는 500∼1500 중량부 정도를 이루는 것이 바람직하다.
상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane), 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 생분해성 물질이 용해된 용액에 지방족계 이소시아네이트를 첨가하고 반응시켜 폴리머를 형성한다. 상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 반응은 40~60℃에서 교반하면서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 교반은 300∼500rpm 정도의 속도로 수행하는 것이 바람직하다. 상기 생분해성 물질과 상기 지방족계 이소시아네이트의 반응성, 기능성 오일의 함량 등에 따라 사용되는 양은 달라질 수 있으며, 상기 지방족계 이소시아네이트는 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머와 기능성 오일을 혼합한다. 상기 기능성 오일은 향료, 파라핀/스쿠알란 등의 탄화수소계 오일, 디메치콘, 메칠폴리실록산 등의 실리콘계 오일, 올리브오일, 허브오일, 메도폼씨드오일, 호호바오일, 카놀라오일, 아보카도오일, 스윗아몬드오일, 마카다미아오일 등의 식물성 오일, 토코페롤, 레티놀 등의 비타민계 오일, 아데노신, 알부틴, 카르노신, 페닐에틸레조시놀 등의 주름개선 및 미백개선 물질, 에틸헥실트리아존, 에틸헥실메톡시신나메이트, 에틸헥실살리실레이트, 옥토크릴렌, 이소아밀-p-메톡시신나메이트 등의 자외선 차단제, 디에틸헥실 2,6-나프탈레이트, 에틸헥실이소노나노에이트 등의 피부유연화 물질과 같은 유용성 성분의 기능성 오일을 포함할 수 있으며, 화장품, 퍼스널케어 용품, 생활용품 등에서 요구되는 유용성 기능성 오일로서 캡슐화가 필요하다면 상기에 열거된 물질에 국한되는 것은 아니다. 상기 기능성 오일은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 100∼1200 중량부, 더욱 바람직하게는 300∼1000 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머와 상기 기능성 오일의 혼합물에 보호콜로이드 화합물을 혼합하고 교반하여 유화시킨다. 상기 유화에 의해 유상/수상(Oil/Water, O/W 또는 Oil in Water) 에멀젼(유화 에멀젼)이 형성되게 된다. 상기 교반은 호모믹서기 등을 이용할 수 있으며, 1000∼5000rpm 정도의 속도로 수행하는 것이 바람직하다. 상기 보호콜로이드 화합물은 상기 지방족계 이소시아네이트와 반응 가능한 하이드록시기 또는 아민기를 가진 물질이며, 예컨대, 피이지-20소르비탄모노라우레이트, 피이지-20소르비탄모노팔미테이트, 피이지-20소르비탄스테아레이트, 피이지-20소르비탄모노올레이트, 피이지-40하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-50하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-60하이드로제네이티드캐스터오일, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 덱스트린, 전분류, 폴리글리세린스테아린산에스테르, 폴리글리세린라우린산에스테르, 폴리글리세린미리스틴산에스테르, 키토산, 코코넛 아민, 스테아릴 아민, 자당스테아린산에스테르 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 생분해성 물질과 상기 지방족계 이소시아네이트의 반응성, 기능성 오일의 함량 등에 따라 사용되는 양은 달라질 수 있는데, 상기 보호콜로이드 화합물은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 30∼300중량부, 더욱 바람직하게는 100∼200를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 보호콜로이드 화합물은 캡슐벽이 형성되는 과정에서 캡슐벽 사이가 서로 붙는 것을 억제하여 응집을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 보호콜로이드 화합물은 미반응된 지방족계 이소시아네이트와 완전히 반응하여 지방족계 이소시아네이트의 잔류량이 남아 있지 않게 된다. 하이드록시기를 갖는 보호콜로이드 화합물은 지방족계 이소시아네이트와 반응하여 우레탄을 형성하며, 아민기를 갖는 보호콜로이드 화합물은 지방족계 이소시아네이트와 반응하여 우레아를 형성하므로, 미반응 지방족계 이소시아네이트는 완전히 제거될 수 있다.
상기 O/W 에멀젼을 교반하면서 반응시켜 생분해 기능성 캡슐을 수득한다. 상기 반응은 60~80℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 교반은 300∼500rpm 정도의 속도로 수행하는 것이 바람직하다. 상기 O/W 에멀젼을 반응시키게 되면 시간이 지남에 따라 경화되어 캡슐벽이 형성되고, 최종적으로는 생분해 기능성 캡슐(또는 생분해 기능성 캡슐 수성 분산액)이 형성되게 된다. 상기 생분해 기능성 캡슐은 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 캡슐의 캡슐벽을 이루게 된다.
이렇게 제조된 생분해 기능성 캡슐은 0.1~300㎛, 더욱 바람직하게는 1~100㎛의 크기로 제조하는 것이 바람직하며, 보다 작으면 캡슐의 기능이 원활히 발휘되기 어렵고 대량생산에 제약이 있어 경제성을 확보하기 어려우며, 이보다 크면 캡슐의 안정성을 확보하기 어렵고 다양한 제품에 적용하는데 제약이 따를 수 있다.
본 발명에 따른 상기 생분해 기능성 캡슐은 생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트를 사용하여 폴리머를 제조한 후, 미량 잔류할 수 있는 지방족계 이소시아네이트와 반응 가능한 보호콜로이드 화합물을 사용하여 완전히 반응시킴으로써, 인체에 자극이 될 수 있는 지방족계 이소시아네이트를 제거하여 안전성을 확보하는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 생분해 기능성 캡슐은, 사용 후 자연에서 분해되어 환경을 오염시키지 않고, 인체에 유해한 성분이 잔류하지 않아 피부 등의 인체에 무해하며, 기존의 생분해 캡슐과 비교하여 물리화학적 성질, 경제성 및 활용성이 향상된다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
500mL 비이커에 정제수 180g을 넣고 생분해성 물질인 폴리비닐알코올 20g을 첨가하여 폴리비닐알코올 10wt% 수용액을 제조하고, 여기에 지방족계 이소시아네이트인 이소포론디이소시아네이트 2g을 투입한 후, 50℃에서 1시간 교반하여 폴리머를 제조하였다.
상기 폴리머에 기능성 오일인 올리브 스쿠알란 오일 160g을 투입하여 혼합한 후, 보호콜로이드 화합물인 피이지-20소르비탄모노라우레이트 38g을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,500rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 O/W(Oil in Water) 에멀젼(유화 에멀젼)을 제조하였다.
이렇게 제조된 상기 O/W 에멀젼을 70℃에서 약 3~5시간 동안 교반하여 생분해 기능성 캡슐을 완성하였다.
<실시예 2>
생분해성 물질로서 폴리비닐알코올 20g 대신 하이드록시에틸셀룰로오스 20g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해 기능성 캡슐을 제조하였다.
<실시예 3>
생분해성 물질로서 폴리비닐알코올 20g 대신 덱스트린 20g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해 기능성 캡슐을 제조하였다.
<실시예 4>
생분해성 물질로서 폴리비닐알코올 20g 대신 아디프산(Adipic acid) 및 펜탄디올(Pentanediol)을 에스테르화 반응시켜 얻은 분자량 2,000인 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물(coim 社, 제품명 DIEXTER G 5388) 20g을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해 기능성 캡슐을 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 4에 따른 생분해 기능성 캡슐의 제조에 대한 비교예로서, 생분해성 물질을 사용하지 않은 일반적인 캡슐인 멜라민 캡슐의 제조를 다음과 같이 수행하였다.
<비교예>
1L 4구 플라스크에 멜라민 10g, 증류수 40g, 35wt% 포름알데히드 수용액 20g과 소량의 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 8~10으로 조절하고, 80℃에서 30분간 교반하여 멜라민-포름알데히드 전중합체(Prepolymer)를 제조하였다.
별도의 1L 비이커에 에틸렌-말레인산 공중합 수지(상품명: EMA-31, Monsanto 社 제품)를 5wt% 함유하여 음이온 계면활성제 역할을 하는 유화제 200g을 제조하고, 여기에 기능성 오일인 올리브 스쿠알란 오일 100g을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,000rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 O/W(Oil in Water) 에멀젼(유화 에멀젼)을 제조하였다.
상기 멜라민-포름알데히드 전중합체(Prepolymer)와 상기 O/W(Oil in Water) 에멀젼을 혼합한 후, 70℃에서 약 2시간 동안 교반하여 캡슐벽을 경화함으로써, 멜라민 캡슐을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예에 따라 제조한 캡슐에 대하여 생분해성, 파부자극 및 안정성에 대한 평가를 실시하였다.
[생분해성 측정방법 및 판정기준]
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예에서 제조한 캡슐을 하기의 예와 같은 퇴비화 조건에서 플라스틱의 호기성 생분해도 및 붕괴도의 측정방법 KS M 3100-1 및 이에 준하는 OECD 301F 방법으로 평가하였다.
판정기준은 초기 45일 동안 생분해도 값이 표준물질 대비 60% 이상으로, 이 시점에서 뚜렷한 생분해가 진행됨을 확인할 수 있는 경우를 포함하며, 구체적으로는 하기의 기준에 따라 표 1에 나타내었다.
○ : 생분해도 값이 표준물질 대비 60% 이상
△ : 생분해도 값이 표준물질 대비 30% 이상~60% 미만
Ⅹ : 생분해도 값이 표준물질 대비 30% 미만
[피부자극 시험방법 및 평가기준]
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예에서 제조한 캡슐을 피험자 31명의 등에 24시간 첩포한 후, 첩포 제거 30분, 24시간, 48시간 후에 관찰하여 국제접촉피부염학회(ICDRG) 및 미국화장품협회(PCPC) 기준을 응용한 기준에 따라 무자극/저자극/경자극/중자극/강자극으로 평가하여 표 1에 나타내었다.
[안정성 시험방법 및 평가기준]
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예에서 제조한 캡슐을 40℃ oven에 4주간 방치한 후, 기능성 오일의 분리 유무 및 캡슐의 형태 변화를 평가하여 하기와 같은 기준에 따라 표 1에 나타내었다.
○ : 기능성 오일의 분리 및 캡슐의 형태 변화 없음
Ⅹ : 기능성 오일의 분리 또는 캡슐의 형태 변화 있음
| 평가 항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 |
| 생분해성 | ○ | ○ | ○ | ○ | Ⅹ |
| 피부자극 | 무자극 | 무자극 | 무자극 | 저자극 | 경자극 |
| 안정성 | ○ | ○ | ○ | ○ | Ⅹ |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우가 비교예에 비해 생분해성, 피부자극 및 안정성 측면에서 모두 우수한 결과를 나타내었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10: 캡슐벽
20: 기능성 오일
20: 기능성 오일
Claims (15)
- 캡슐벽이 기능성 오일을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서,
생분해성 물질과 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고,
상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제1항에 있어서, 상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제2항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제2항에 있어서, 상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제2항에 있어서, 상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제2항에 있어서, 상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 제1항에 있어서, 상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐.
- 생분해성 물질을 물에 용해시키는 단계;
상기 생분해성 물질이 용해된 용액에 지방족계 이소시아네이트를 첨가하고 반응시켜 폴리머를 형성하는 단계;
상기 폴리머와 기능성 오일을 혼합하는 단계;
상기 폴리머와 상기 기능성 오일의 혼합물에 보호콜로이드 화합물을 혼합하고 교반하면서 유화시켜 유상/수상 에멀젼을 형성하는 단계; 및
상기 유상/수상 에멀젼을 60∼80℃에서 교반하면서 반응시켜 캡슐을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 보호콜로이드 화합물은 상기 지방족계 이소시아네이트와 반응 가능한 하이드록시기 또는 아민기를 가진 물질을 포함하고,
상기 생분해성 물질과 상기 지방족계 이소시아네이트가 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고,
상기 캡슐은 0.1~300㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 생분해성 물질은 셀룰로오스계 물질, 알코올계 고분자 물질, 당류 물질 및 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리에스터 우레탄(Polyester urethane) 및 폴리하이드록시부티레이트(Polyhydroxybutyrate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 물질은 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스 틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 및 카르복시메틸 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 알코올계 고분자 물질은 폴리에틸렌글리콜계 고분자 및 폴리비닐알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 당류 물질은 포도당, 과당 갈락토우즈, 슈크로즈, 말토우즈, 락토우즈, 전분류, 덱스트린, 글리코겐, 한천, 알지네이트, 카라기난, 키틴, 펙틴 및 올리고당으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 지방족계 불포화 폴리에스테르 화합물은 아디프산(Adipic acid), 아젤라산(Azelaic acid), 클로렌산(Chlorendic acid), 클로렌산무수물(chlorendic anhydride), 푸마르산(Fumaric acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 말레산무수물(Maleic anhydride), 프탈산무수물(Phthalic anhydride), 석신산(Succinic acid), 석신산무수물(Succinic anhydride), 세바스산(Sebacic acid), 디글리콜산(Diglycolic acid), 테레프탈산무수물(Terephthalic anhydride), 시트르산(Citric acid), 트리멜리트산(Trimellitic acid), 트리멜리트산무수물(Trimellitic anhydride), 이타콘산(Itaconic acid) 및 시트라콘산(Citraconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 산과, 에틸렌글리콘(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-Butylene glycol), 펜탄디올(Pentanediol), 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 헥실렌글리콜(Hexylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 디프로필렌글리콜(Dipropylene glycol), 트리에틸렌글리콜(Triethylene glycol), 글리세롤(Glycerol), 트리메틸올에탄(Trimethylolethane), 트리메틸올프로판(Trimethylolpropane), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 메틸글루코시드(Methylglucoside), 디펜타에리스리톨(Dipenthaerythritol) 및 소르비톨(Sorbitol)로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 지방족계 이소시아네이트는 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥산 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexane diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate) 및 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하며,
상기 지방족계 이소시아네이트는 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 0.1∼20중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 보호콜로이드 화합물은 피이지-20소르비탄모노라우레이트, 피이지-20소르비탄모노팔미테이트, 피이지-20소르비탄스테아레이트, 피이지-20소르비탄모노올레이트, 피이지-40하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-50하이드로제네이티드캐스터오일, 피이지-60하이드로제네이티드캐스터오일, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 아세테이트, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 덱스트린, 전분류, 폴리글리세린스테아린산에스테르, 폴리글리세린라우린산에스테르, 폴리글리세린미리스틴산에스테르, 키토산, 코코넛 아민, 스테아릴 아민 및 자당스테아린산에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하며,
상기 보호콜로이드 화합물은 상기 생분해성 물질 100중량부에 대하여 30∼300중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 생분해 기능성 캡슐의 제조방법.
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2017
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