KR20200004152A - Method for prreparing organic-inorganic hybrid microcapsule - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유효성분을 안정적으로 담지한 뒤 압력에 의해 효과적으로 활성을 발현 시킬 수 있을 뿐 아니라, 종래와 달리 상온에서 서서히 방출되는 특성을 나타낼 수 있는 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an organic-inorganic hybrid microcapsules, and more particularly, it is possible to effectively express the activity by pressure after supporting the active ingredient stably, as well as the characteristics that are slowly released at room temperature unlike conventional It relates to a method for producing a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules that can be represented.
저장 기간 중에 유효 성분이 빛, 열 등과 같은 요인에 의해 그 고유한 특성을 잃거나 증발과 같은 물리적인 현상으로 인하여 농도가 낮아서 활성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 방법으로 캡슐화가 알려져 있다. 이러한 캡슐화는 유효 성분의 안정성을 높인다는 점뿐만 아니라 사용자가 원하는 시기에 유효 성분의 활성화 시킬 수 있다는 장점이 있으며, 이로 인하여 많은 산업 분야에서 이용되고 있다. 대표적인 캡슐화된 유효성분의 활성화 방법으로는 압력과 같은 요인에 의한 캡슐 외벽의 파괴 또는 캡슐 외벽에 작은 구멍이 형성되도록 유도하여 유효성분들을 서서히 방출하거나 지속시키는 방법이 있다.Encapsulation is known as a method to solve the problem that the active ingredient loses its intrinsic properties due to factors such as light, heat, etc. during storage, or the activity is low due to low concentration due to physical phenomenon such as evaporation. This encapsulation not only increases the stability of the active ingredient but also has the advantage of activating the active ingredient at a desired time by the user, and thus has been used in many industrial fields. Representative methods for activating the encapsulated active ingredient include a method of slowly releasing or sustaining the active ingredient by inducing breakage of the capsule outer wall by a factor such as pressure or inducing a small hole in the capsule outer wall.
상업적으로 많이 이용되고 있는 캡슐화 소재로는 멜라민-포름알데히드 수지 기반 캡슐이 알려져 있으나, 마이크로 캡슐의 제조 과정에서 유독성 물질인 포름알데히드가 존재할 수 밖에 없는 문제가 있다. 이로 인해, 상기 포름알데히드가 없는 신규 캡슐에 대한 관심이 높아지고 있다.Commercially used encapsulation materials are known as melamine-formaldehyde resin based capsules, but there is a problem that formaldehyde, which is a toxic substance, may exist in the manufacturing process of the microcapsules. For this reason, there is a growing interest in new capsules free of formaldehyde.
이에 대한 해결책으로 리포좀 캡슐, 코아세르베이션, 마이크로스폰지 등이 제안 되었다. 그러나 이러한 방안들은 제형 내에 계면활성제 및 이온 성분에 의해 캡슐의 안정성 감소, 유효성분의 담지 능력이 저하되거나 방출 조절이 안되는 한계점을 보여주고 있어 멜라민 캡슐을 대체하기에는 부족하다.As a solution to this, liposome capsules, coacervation, microsponges, and the like have been proposed. However, these methods show limitations of reducing the stability of the capsule by the surfactant and the ionic component in the formulation, lowering the carrying capacity of the active ingredient, or controlling the release thereof, which is insufficient to replace the melamine capsule.
또 다른 방법으로, 실리카와 같은 무기 소재 기반 캡슐이 새로운 대안으로 제안되었으나, 상기 방법으로 제조된 캡슐의 경우 중심 물질의 양친성이 증가할수록 전구체인 오르가노폴리실록산이 계면으로 이동 후 외벽을 형성하는데 어려움이 있어 광범위하게 적용하기에는 문제점이 있다. 또한, 상기 캡슐은 탄성이 적고 높은 경도로 인하여, 유효성분의 활성화 정도로 조절하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.In another method, a capsule based on an inorganic material such as silica has been proposed as a new alternative. However, in the case of the capsule prepared by the above method, as the amphipathy of the core material increases, it is difficult to form the outer wall after the precursor organopolysiloxane moves to the interface. There is a problem with this wide application. In addition, the capsule has a disadvantage that it is difficult to control the degree of activation of the active ingredient due to the low elasticity and high hardness.
한편, 폴리아크릴계, 폴리우레아계, 폴리우레탄계 등과 같은 산업적으로 많이 사용되는 유기 고분자 기반 캡슐이 있는데, 상기 캡슐은 중합과정에서 포름알데히드를 사용하지 않는 장점과 넓은 범용성 및 우수한 경제성으로 대안으로 고려되고 있다. 그러나, 상기 유기 고분자 기반 캡슐은 고분자 자체의 높은 탄성으로 인하여 압력에 의한 깨짐성이 떨어져 유효성분의 활성 발현에 어려움이 있다.On the other hand, there are many industrially used organic polymer-based capsules, such as polyacrylic, polyurea-based, polyurethane-based, etc. The capsule is considered as an alternative to the advantage of not using formaldehyde in the polymerization process, wide versatility and excellent economy . However, the organic polymer-based capsule is difficult to express the active ingredient due to the high elasticity of the polymer itself, the breakability due to the pressure.
따라서, 유독성 물질은 적으며 높은 범용성을 가질 뿐 아니라, 경제성이 좋고, 유효성분의 활성을 손쉽게 조절할 수 있는 생분해성 캡슐 소재 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for the development of biodegradable capsule materials that are less toxic and have high versatility, economical efficiency, and easily control the activity of active ingredients.
본 발명의 목적은, 유독성 물질이 적으며 높은 범용성을 가질 뿐 아니라, 경제성이 우수하고, 특히 유효 성분의 활성이 손쉽게 발현될 수 있으며 상온에서 서서히 방출되는 특성이 우수한 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules that are low in toxic substances and have high versatility, and are excellent in economic efficiency, and in particular, the activity of active ingredients can be easily expressed and excellent in releasing slowly at room temperature. It is to provide a manufacturing method.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되는 생분해성 유무기 하이브리드 외벽을 포함하는 마이크로캡슐을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a microcapsule comprising a biodegradable organic-inorganic hybrid outer wall prepared by the above method.
본 발명의 무기입자를 포함한 연속상의 제1용액 및 외벽강화용 고분자 전구체1을 포함하는 연속상의 제2용액을 제조하는 제1단계;A first step of preparing a continuous phase first solution including the inorganic particles of the present invention and a continuous phase second solution including the polymer precursor 1 for strengthening the outer wall;
상기 외벽강화용 고분자 전구체1과 반응하는 생분해성 고분자 전구체2, 또는 유효성분과 상기 고분자 전구체2를 포함하는 분산상 용액을 제조하는 제2단계; 및A second step of preparing a
상기 제1용액에 분산상 용액을 첨가하여 피커링 에멀젼을 형성 후, 제2용액을 첨가하여 계면 중합으로 캡슐 외벽을 형성하는 제3단계;를 포함하며,And a third step of forming a pickling emulsion by adding a dispersed phase solution to the first solution, and then forming a capsule outer wall by interfacial polymerization by adding a second solution.
상기 캡슐 외벽은 폴리(β-아미노 에스테르) 및 무기입자를 포함하고,The capsule outer wall comprises a poly (β-amino ester) and inorganic particles,
상기 외벽강화용 고분자 전구체1 및 생분해성 고분자 전구체2는 각각 독립적으로 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성하기 위한 1종 이상의 전구체를 포함하는,The outer wall reinforcing polymer precursor 1 and the
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법을 제공한다.Provided is a method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법에 따른 캡슐로서, 코어에 위치하는 분산상 및 상기 분산상의 외부를 감싸는 하이브리드 캡슐 외벽을 포함하며, 상기 캡슐의 총 중량 대비 1 내지 90 중량%의 분산상을 포함하는, 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a capsule according to the method, comprising a dispersed phase located in the core and a hybrid capsule outer wall surrounding the outside of the dispersed phase, comprising 1 to 90% by weight of the dispersed phase relative to the total weight of the capsule. To provide a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
본 발명에서는 유독성 물질이 적으며 높은 범용성을 가질 뿐 아니라, 경제성이 좋고, 캡슐 외벽의 강도를 조절하여 유효성분의 활성을 손쉽게 발현할 수 있으며, 시간 경과에 따라 내부 분산상이 서서히 방출되는 특성이 우수한 생분해성 유무기 하이브리드 캡슐을 제공하는 효과가 있다.In the present invention, there are few toxic substances and have high versatility, economical efficiency, the activity of the active ingredient can be easily expressed by adjusting the strength of the outer wall of capsules, and the internal dispersed phase is gradually released over time. There is an effect to provide a biodegradable organic-inorganic hybrid capsule.
또한, 본 발명은 캡슐 제조시, 천연 고분자, 그 유도체 및 천연 유래 고분자를 전구체로 사용할 경우 친환경 유무기 하이브리드 캡슐을 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing an environmentally friendly organic-inorganic hybrid capsule when using a natural polymer, its derivatives and a naturally-derived polymer as a precursor when producing the capsule.
도 1은 무기입자의 접촉각에 대하여 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 생분해성 유무기 하이브리드 캡슐의 제조방법에 대한 원리를 나타낸 것이다
도 3은 비교예 1, 2 및 실시예 1, 6 내지 8의 시간에 따른 휘발성 오일의 방출 거동을 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 3 내지 4 및 실시예 10의 세탁 평가 결과를 비교하여 나타낸 것이다.1 briefly illustrates the contact angle of inorganic particles.
Figure 2 shows the principle of the method for producing a biodegradable organic-inorganic hybrid capsule of the present invention.
Figure 3 shows a comparison of the release behavior of the volatile oil over time of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1, 6 to 8.
Figure 4 shows the comparison of the laundry evaluation results of Comparative Examples 3 to 4 and Example 10.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
또한 본 발명의 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.In addition, the meaning of “comprising” as used in the specification of the present invention embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and / or component, and other characteristics, region, integer, step, operation, element and / or It does not exclude the presence or addition of ingredients.
또한, 일반적으로, 마이크로캡슐의 직경은 1 내지 1,000 ㎛의 범위일 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 용어 "마이크로캡슐"은 또한 나노캡슐, 즉 직경이 <1 ㎛인 캡슐을 포함한다. 그러나, 캡슐의 직경은 바람직하게는 1 내지 100㎛, 바람직하게는 2 내지 50 ㎛의 범위이다. 벽 두께는 예를 들면 0.05 내지 10 ㎛일 수 있다.Also, in general, the diameter of the microcapsules may range from 1 to 1,000 μm. In the context of the present invention, the term "microcapsules" also includes nanocapsules, ie capsules <1 μm in diameter. However, the diameter of the capsule is preferably in the range of 1 to 100 μm, preferably 2 to 50 μm. The wall thickness can be, for example, 0.05 to 10 μm.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법과, 이를 이용하여 제조한 마이크로캡슐에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules and microcapsules prepared by using the same will be described.
본 발명은 종래 문제를 해결하기 위하여, 연속상에 무기입자 및 특정 생분해성 고분자인 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성할 수 있는 외벽 강화 물질을 포함시키는 제1단계, 분산상에 상기 외벽 강화 물질과 반응하여 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성할 수 있는 특정 아크릴레이트계 반응성 물질 또는 유효성분과 상기 반응성 물질을 함께 포함시키는 제2단계, 및 상기 연속상과 분산상을 혼합하여 피커링 에멀젼 형성 후 캡슐 외벽을 중합하는 제3단계를 포함하는 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐 소재를 제공하고자 한다.In order to solve the conventional problems, the present invention provides a first step of including an outer wall reinforcing material capable of forming inorganic particles and a poly (β-amino ester), which is a specific biodegradable polymer, in a continuous phase, and the outer wall reinforcing material in a dispersed phase. A second step of including a specific acrylate-based reactive material or an active ingredient capable of reacting to form a poly (β-amino ester) and the reactive material together, and mixing the continuous phase and the dispersed phase to form a pickling emulsion and then forming the capsule outer wall. It is to provide a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsule material comprising a third step of polymerization.
바람직하게, 상기 캡슐 외벽은 폴리(β-아미노 에스테르) 및 무기입자를 포함하는 유무기 하이브리드 구조를 포함할 수 있다.Preferably, the capsule outer wall may comprise an organic-inorganic hybrid structure comprising a poly (β-amino ester) and inorganic particles.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 무기입자를 포함한 연속상의 제1용액 및 외벽강화용 고분자 전구체1을 포함하는 연속상의 제2용액을 제조하는 제1단계;Specifically, according to an embodiment of the present invention, a first step of preparing a continuous solution of the first phase containing the inorganic particles and the second solution of the continuous phase comprising the polymer precursor 1 for strengthening the outer wall;
상기 외벽강화용 고분자 전구체1과 반응하는 생분해성 고분자 전구체2, 또는 유효성분과 상기 고분자 전구체2를 포함하는 분산상 용액을 제조하는 제2단계; 및A second step of preparing a
상기 제1용액에 분산상 용액을 첨가하여 피커링 에멀젼을 형성 후, 제2용액을 첨가하여 계면 중합으로 캡슐 외벽을 형성하는 제3단계;를 포함하며,And a third step of forming a pickling emulsion by adding a dispersed phase solution to the first solution, and then forming a capsule outer wall by interfacial polymerization by adding a second solution.
상기 캡슐 외벽은 폴리(β-아미노 에스테르) 및 무기입자를 포함하고,The capsule outer wall comprises a poly (β-amino ester) and inorganic particles,
상기 외벽강화용 고분자 전구체1 및 생분해성 고분자 전구체2는 각각 독립적으로 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성하기 위한 1종 이상의 전구체를 포함하는,The outer wall reinforcing polymer precursor 1 and the
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법이 제공된다.Provided are methods for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
본 발명에서는 캡슐 제조시 계면에 고분자와 무기입자를 포함할 수 있도록, 외벽 강화물질과 무기입자를 포함한 연속상을 제조한 후, 이를 이용하여 반응성 물질 또는 반응성 물질과 유효성분을 포함한 분산상을 혼합하여 피커링 에멀젼을 형성하고, 상기 외벽 강화 물질과 반응성 물질이 계면에서 중합이 진행되도록 함으로써, 유독성 물질은 적고 높은 범용성과 경제성을 보이는 유무기 하이브리드 마이크로캡슐을 제공하는 특징이 있다.In the present invention, after preparing the continuous phase including the outer wall reinforcing material and the inorganic particles to include the polymer and inorganic particles at the interface when preparing the capsule, by using the mixed or dispersed phase containing the reactive material and the reactive material and the active ingredient By forming a pickling emulsion and allowing the outer wall reinforcing material and the reactive material to be polymerized at an interface, the toxic material is characterized by providing an organic-inorganic hybrid microcapsules which show little versatility and economy.
또한 상기 캡슐 외벽 내에 무기 입자가 포함되어 외벽의 경도와 탄성을 조절할 수 있고, 종래보다 유효성분의 활성을 손쉽게 발현할 수 있는 캡슐을 제조할 수 있다.In addition, the inorganic particles are contained in the capsule outer wall to adjust the hardness and elasticity of the outer wall, it is possible to manufacture a capsule that can easily express the activity of the active ingredient than conventional.
또한, 본 발명은 천연 고분자, 그 유도체 및 천연 유래 고분자를 전구체로 사용할 경우 친환경 유무기 하이브리드 캡슐을 제조할 수 있다.In addition, the present invention can produce an environmentally friendly organic-inorganic hybrid capsule when using a natural polymer, its derivatives and a naturally-derived polymer as a precursor.
이때, 본 발명의 마이크로캡슐을 제조하는 방법은 크게 3단계에 걸쳐 진행될 수 있다.At this time, the method of manufacturing the microcapsules of the present invention can be largely carried out in three steps.
상기 제1단계는 후술하는 피커링 에멀젼을 형성하기 위해, 먼저 연속상을 제조하는 단계이다.The first step is to prepare a continuous phase first to form a pickling emulsion, which will be described later.
상기 연속상은 향후 캡슐화 과정에서 생성되는 캡슐 외벽 소재의 전구체인 반응성 물질이 포함될 수 있다. 연속상은 상온에서 액체 상태로 유지되는 물질을 말하며, 일반적으로 공정에서 사용되는 용매 중 하나 이상을 포함하는 용액을 의미할 수 있다. The continuous phase may include a reactive material that is a precursor of the capsule outer wall material generated in a future encapsulation process. The continuous phase refers to a material that is maintained in a liquid state at room temperature, and may generally mean a solution including one or more of the solvents used in the process.
또한, 상기 연속상은 무기 입자가 분산되어 포함된 연속상의 제1용액과 고분자 물질이 포함된 연속상의 제2용액을 포함할 수 있다.In addition, the continuous phase may include a first solution of the continuous phase in which the inorganic particles are dispersed and a second solution of the continuous phase containing the polymer material.
바람직하게, 상기 연속상의 제1용액은 캡슐 외벽 소재의 전구체로서 무기입자를 포함하고, 연속상의 제2용액은 외벽 강화용 고분자 전구체를 포함할 수 있다.Preferably, the first solution of the continuous phase may include inorganic particles as a precursor of the capsule outer wall material, and the second solution of the continuous phase may include a polymer precursor for strengthening the outer wall.
상기 무기입자는 향후 계면중합 과정에서 분산상의 안정성을 높여 주는 피커링 입자로서 역할을 하며, 또한 고분자 중합과정에서 혼합되어 캡슐 외벽의 경도를 높이고 탄성을 낮추는 역할을 한다.The inorganic particles serve as pickling particles to enhance the stability of the dispersed phase in the interfacial polymerization in the future, and is also mixed during the polymer polymerization process to increase the hardness of the capsule outer wall and lower the elasticity.
상기 무기입자는 연속상의 제1용액의 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 상기 제1용액에 포함되는 무기 입자는 분산상 용액의 총 중량을 기준으로 하면, 분산상 용액 100 중량부에 대해 0.001 중량부 내지 100 중량부, 바람직하게는 0.005 중량부 내지 75 중량부이며 더욱 바람직하게는 0.01 중량부 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 무기입자의 함량이 0.001 중량부 이하(제1용액 기준 0.001 중량% 이하)이면 피커링 에멀젼 형성이 안되는 문제가 있고, 100 중량부 이상 (제1용액 기준 30 중량% 이상) 이면 겔이 형성되어 점도가 높아지는 문제가 있다. The inorganic particles may comprise 0.001 to 30% by weight based on the total weight of the first solution of the continuous phase. The inorganic particles contained in the first solution are 0.001 parts by weight to 100 parts by weight, preferably 0.005 parts by weight to 75 parts by weight, and more preferably based on 100 parts by weight of the dispersed phase solution based on the total weight of the dispersed phase solution. 0.01 parts by weight to 50 parts by weight. If the content of the inorganic particles is 0.001 parts by weight or less (0.001% by weight or less based on the first solution), there is a problem that a pickling emulsion cannot be formed, and when 100 parts by weight or more (30% by weight or more based on the first solution) is formed, a gel is formed. There is a problem that increases.
상기 무기 입자는 직경이 1nm 이상 900nm이하이며, 바람직하게는 1.5nm 이상 750nm 이하, 더욱 바람직하게는 2nm 이상 500nm 이하일 수 있다.The inorganic particles may have a diameter of 1 nm or more and 900 nm or less, preferably 1.5 nm or more and 750 nm or less, more preferably 2 nm or more and 500 nm or less.
상기 무기 입자는 할로이사이트 나노튜브, 라포나이트, 카올리나이트 클레이, 콜로이달 실리카, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 알루미나, 수산화알미늄, 인산알루미늄, 피롤린산칼슘, 피롤린산알미늄 및 피롤린산아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The inorganic particles are in the group consisting of halosite nanotubes, laponite, kaolinite clay, colloidal silica, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, alumina, aluminum hydroxide, aluminum phosphate, calcium pyrolate, aluminum pyrrolate and zinc pyrolate It may be one or more selected.
한편, 상기 제1단계는 무기입자의 표면처리단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the first step may further comprise a surface treatment step of the inorganic particles.
무기입자의 특성을 정의하기 위해 사용되는 접촉각(θ)은 도 1과 같이 정의할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연속상 및 분산상이 수평한 계면에 위치한 무기입자가 계면과 만나는 점에서 접선을 그린 뒤, 그 접선과 계면이 연속상에서 이루는 각을 접촉각이라 한다.The contact angle θ used to define the properties of the inorganic particles may be defined as shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, after the tangent line is drawn at the point where the inorganic particles located at the horizontal interface of the continuous phase and the dispersed phase meet the interface, the angle formed by the tangent line and the interface in the continuous phase is called a contact angle.
상기 무기입자는 연속상과 분산상에 존재할 때, 접촉각이 90도 이하인 물질이다. 이러한 무기입자에 대해, 표면처리를 통하여 상기 무기입자가 피커링 입자로 역할을 할 수 있도록 조절할 수 있다.The inorganic particles are substances having a contact angle of 90 degrees or less when present in the continuous phase and the dispersed phase. For such inorganic particles, the inorganic particles may be controlled to act as pickling particles through surface treatment.
따라서, 상기 제1단계는 무기입자가 연속상과 분산상 사이에서 90도 이하의 접촉각을 갖도록 하는 표면처리 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 표면 처리를 통해, 무기입자의 접촉각은 0도 이상 90이하, 바람직하게 5도 이상 90 이하, 더욱 바람직하게는 10도 이상 90도 이하가 될 수 있다.Therefore, the first step may further include a surface treatment step for the inorganic particles to have a contact angle of 90 degrees or less between the continuous phase and the dispersed phase. Through the surface treatment, the contact angle of the inorganic particles may be 0 degrees or more and 90 or less, preferably 5 degrees or more and 90 or less, more preferably 10 degrees or more and 90 degrees or less.
상기 표면처리 단계는, 무기입자를 포함하는 연속상의 제1용액에 무기입자의 접촉각 조절을 위한 표면 처리용 물질을 첨가하는 단계를 포함하여 진행될 수 있다.The surface treatment step may include the step of adding a surface treatment material for adjusting the contact angle of the inorganic particles to the first solution of the continuous phase containing the inorganic particles.
상기 표면 처리용 물질은 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(Cetyltrimethylammonium bromide), 세틸트리메틸암모늄 클로라이드(Cetyltrimethylammonium chloride), 디스테아르디모늄 클로라이드(Distearyldimonium chloride), 알루미늄 스테아레이트(Aluminium stearate) 등의 비공유결합성 표면처리 물질, 할로실란(Halosilane) 계열의 물질, 알콕시실란(Alkoxysilane) 및 그 유도체 등의 공유결합성 표면처리 물질이 포함되며, 상기 물질 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.The surface treatment material may be a non-covalent surface treatment material such as cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride, distearyldimonium chloride, aluminum stearate, and the like. Covalently bonded surface treatment materials such as halosilane-based materials, alkoxysilanes and derivatives thereof are included, and one or more selected from the above materials may be used.
또한, 상기 연속상의 제1용액은 무기 입자 외에 잔량의 용매로 증류수를 포함할 수 있다. 상기 증류수는 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 정제하여 사용할 수 있다.In addition, the first solution of the continuous phase may include distilled water as a residual amount of solvent in addition to the inorganic particles. The distilled water can be used by purification according to methods well known in the art.
한편, 상기 연속상의 제2용액은 외벽강화용 고분자 전구체1을 포함한다. 상기 고분자 전구체1은 연속상에 포함되는 외벽 강화용 물질을 의미하며, 이는 연속상에 용해 가능하며 향후 반응성 물질과 반응하여 캡슐 외벽을 이루는 물질을 말한다. On the other hand, the second solution of the continuous phase includes the polymer precursor 1 for strengthening the outer wall. The polymer precursor 1 refers to a material for reinforcing the outer wall included in the continuous phase, which is soluble in the continuous phase and refers to a material that forms a capsule outer wall by reacting with a reactive material in the future.
상기 고분자 전구체1은 연속상의 제2용액의 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 외벽 강화용 고분자 전구체1은 분산상 용액의 총 중량을 기준으로 하면, 분산상 용액 100 중량부에 대해 0.002 내지 30 중량부, 바람직하게는 0.006 내지 25 중량부, 더욱 바람직하게는 0.011 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 고분자 전구체1의 함량이 0.002 중량부 이하(제2용액 기준 0.001 중량% 이하) 이면 캡슐 형성이 되지 않는 문제가 있고, 30 중량부 이상((제2용액 기준 20 중량% 이상)이면 불균일한 반응으로 캡슐의 안정성이 떨어지는 문제가 있다.The polymer precursor 1 may include 0.001 to 20% by weight based on the total weight of the second solution of the continuous phase. The outer wall reinforcing polymer precursor 1 may be 0.002 to 30 parts by weight, preferably 0.006 to 25 parts by weight, and more preferably 0.011 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the dispersed phase solution based on the total weight of the dispersed phase solution. have. If the content of the polymer precursor 1 is 0.002 parts by weight or less (0.001% by weight or less based on the second solution), there is a problem in that the capsule is not formed, and when it is 30 parts by weight or more ((20% by weight or more based on the second solution), the reaction is not uniform. There is a problem that the stability of the capsule falls.
상기 캡슐의 외벽강화용 고분자 전구체1은 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스테르 등의 고분자를 형성할 수 있는 전구체를 포함한다.The polymer precursor 1 for strengthening the outer wall of the capsule includes a precursor capable of forming a polymer such as polyamide, polyurethane, polyurea, and polyester.
대표적인 예로는, 상기 고분자 전구체1은 2이상의 아민기를 갖는 화합물, 2이상의 히드록시기를 갖는 화합물 및 천연 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.As a representative example, the polymer precursor 1 may use at least one selected from the group consisting of a compound having two or more amine groups, a compound having two or more hydroxy groups, and a natural polymer.
바람직한 일례를 들면, 상기 2이상의 아민기를 갖는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.As a preferred example, the compound having two or more amine groups may include a compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, (In Formula 1,
R1은 각각 독립적으로 동시에 1이상의 아민기 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있고,Each R 1 is independently, at the same time with or without at least one amine group or at least one hetero atom, an alkylene having 1 to 50 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or an alkylene having 1 to 50 carbon atoms and carbon atoms May comprise 3 to 60 cyclic hydrocarbon groups,
n은 1 내지 5000의 정수이다)n is an integer from 1 to 5000)
본 발명에서, 상기 탄소수 3 내지 30의 고리형 탄화수소는, 각각 독립적으로 동시에 1이상의 아민기 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 고리형 포화 또는 불포화 탄화수소(방향족 탄화수소)를 포함할 수 있다.In the present invention, the cyclic hydrocarbon having 3 to 30 carbon atoms may each independently include a cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon (aromatic hydrocarbon), with or without at least one amine group or at least one hetero atom.
더 구체적으로, 상기 2이상의 아민기를 갖는 화합물은 메틸렌디아민(methylenediamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine), 트리에틸렌테트라아민(triethylenetetramine), 테트라에틸렌펜타아민(tetraethylenepentamine), 트리스(2-아미노에틸)아민(tris(2-aminoethyl)amine), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리(프로필렌글리콜) 비스(2-아미노프로필 에테르)(Poly(propylene glycol) bis(2-aminopropyl ether)), 트리메틸올프로판 트리스[폴리(프로필렌글리콜), 아민 터미네이티드]에테르(Trimethylolpropane tris[poly(propylene glycol), amine terminated] ether), 폴리(에틸렌 글리콜) 비스(아민))(Poly(ethylene glycol) bis(amine)), o-페닐렌디아민(o-Phenylenediamine), p-페닐렌디아민(p-Phenylenediamine), m-페닐렌디아민(m-Phenylenediamine), 2,4-디아미노톨루엔(2,4-Diaminotoluene), 2,3-디아미노톨루엔(2,3-Diaminotoluene), 2,5-디아미노톨루엔(2,5-Diaminotoluene), 3,3'-디아미노디페닐메탄(3,3'-Diaminodiphenylmethane), 3,4'-디아미노디페닐메탄(3,4'-Diaminodiphenylmethane), 4,4'-디아미노디페닐메탄(4,4'-Diaminodiphenylmethane), 4,4'-에틸렌디아닐린(4,4'-Ethylenedianiline), 4,4'-디아미노디페닐 설파이드(4,4'-Diaminodiphenyl sulfide), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-Oxydianiline), 파라로사닐린 베이스(Pararosaniline Base), 멜라민(Melamine) 및 테트라키스(4-아미노페닐)메탄(Tetrakis(4-aminophenyl)methane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more amine groups is methylenediamine (methylenediamine), ethylenediamine (ethylenediamine), diethylenetriamine (diethylenetriamine), triethylenetetramine (triethylenetetramine), tetraethylenepentaamine (tetraethylenepentamine), tris ( 2-aminoethyl) amine (tris (2-aminoethyl) amine), polyethyleneimine, poly (propylene glycol) bis (2-aminopropyl ether) (Poly (propylene glycol) bis (2-aminopropyl ether)), Trimethylolpropane tris [poly (propylene glycol), amine terminated] ether), poly (ethylene glycol) bis (amine) (Poly (ethylene glycol) bis (amine)), o-Phenylenediamine, p-Phenylenediamine, m-Phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene (2,4- Diaminotoluene), 2,3-diaminotoluene, 2,5-Diaminotoluene, 3,3'-Diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane (3,4'- Diaminodiphenylmethane), 4,4'-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-ethylenedianiline, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide (4,4'-Diaminodiphenylmethane) 4,4'-Diaminodiphenyl sulfide), 4,4'-oxydianiline (4,4'-Oxydianiline), pararosaniline base (Pararosaniline Base), melamine and tetrakis (4-aminophenyl) methane ( Tetrakis (4-aminophenyl) methane) may be used one or more selected from the group consisting of.
상기 2이상의 히드록시기를 갖는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.Compound having two or more hydroxy groups may include a compound represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
(상기 화학식 2에서, (In
R2는 각각 독립적으로 동시에 1이상의 히드록시기 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있고,R 2 is each independently or simultaneously having at least one hydroxy group or at least one hetero atom, having 1 to 50 alkylenes, having 3 to 60 cyclic hydrocarbon groups, or having 1 to 50 alkylenes and 3 to 3 carbon atoms. May comprise from 60 to 60 cyclic hydrocarbon groups,
n은 1 내지 5000의 정수이다)n is an integer from 1 to 5000)
더 구체적으로, 상기 2이상의 히드록시기를 갖는 화합물은 메탄디올(Methanediol), 에틸렌글라이콜(Ethyelene glycol), 프로판디올(Propanediol), 부탄디올(Butanediol), 펜탄디올(Pentanediol), 헥산디올(Hexanediol), 헵탄디올(Heptanediol), 옥탄디올(Octanediol), 노난디올(Nonanediol), 데칸디올(Decanediol), 도데칸디올(Dodecanediol), 테트라데칸디올(Tetradecanediol), 헥사데칸디올(Hexadecanediol), 에틸렌글리콜(Ethyelen glycol), 트레이톨(Threitol), 리비톨(Ribitol), 갈락티톨(Galactitol), 푸시톨(Fucitol), 이디톨(Iditol), 이노시톨(Inositol), 볼레미톨(Volemitol), 말토트리이톨(Maltotriitol), 말토테트라이톨(Maltotetraitol), 폴리글리콜시톨(Polyglycitol), 아라비톨(Arabitol), 에리스리톨(Erythritol), 글리세롤(Glycerol), 이소말트(Isomalt), 락티톨(Lactitol), 말티톨(Maltitol), 만니톨(Mannitol), 솔비톨(Sorbitol), 자일리톤(Xylitol), 수크로스(Sucrose), 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜(Polypropylene glycol), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol), VP/비닐 알코올 공중합체(VP/Vinyl alcohol copolymer), 부텐디올/비닐 알코올 공중합체(Butendiol/Vinyl Alcohol Copolymer), 폴리글리세린(Polyglycerin), 글리세릴 폴리아크릴레이트(Glyceryl Polyacrylate), 디메티코놀(Dimethiconol), 비스-하이드록시에톡시프로필 디메티콘(Bis-Hydroxyethoxypropyl Dimethicone), 비스-하이드록시프로필 디메티콘(Bis-Hydroxypropyl Dimethicone), 하이드록시프로필디메티콘(Hydroxypropyldimethicone) 및 비스-하이드록시에틸 트로메타민(Bis-Hydroxyethyl Tromethamine으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more hydroxyl groups is methanediol, ethylene glycol (Ethyelene glycol), propanediol (Propanediol), butanediol (Butanediol), pentanediol (Pentanediol), hexanediol (Hexanediol) Heptanediol, Octanediol, Nonanediol, Nonanediol, Decanediol, Dodecanediol, Tedecanediol, Tetradecanediol, Hexadecanediol, Hexadecanedithy, Ethylene glycol ), Thritol, Ribitol, Galitolitol, Galactitol, Fuctitol, Iditol, Inositol, Volemitol, Maltotriitol Maltotetriitol (Maltotetraitol), Polyglycitol (Polyglycitol), Arabbitol (Arabitol), Erythritol, Glycerol, Isomalt, Lactitol, Maltitol, Maltitol, Mannitol (Mannitol) Sorbitol, Xylitol, Sucrose , Polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, VP / vinyl alcohol copolymer, butenediol / vinyl alcohol copolymer Copolymer, Polyglycerin, Glyceryl Polyacrylate, Dimethiconol, Bis-Hydroxyethoxypropyl Dimethicone, Bis-hydroxypropyl Dimethicone Bis-Hydroxypropyl Dimethicone), hydroxypropyldimethicone (Hydroxypropyldimethicone) and bis-hydroxyethyl tromethamine (Bis-Hydroxyethyl Tromethamine) may be used at least one selected from the group consisting of.
또한, 본 발명에서는 친환경적인 캡슐 제작을 위해 계면 중합이 가능한 고분자 전구체로 천연 고분자, 그 유도체 및 천연 유래 성분을 이용한 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 천연고분자의 예를 들면, 2이상의 아민기를 포함한 물질로서 젤라틴, 키토산, 폴리라이신(Polylysine) 등이 있다.In addition, in the present invention, at least one selected from the group consisting of natural polymers, derivatives thereof and polymers using natural derivatives may be used as a polymer precursor capable of interfacial polymerization for producing environmentally friendly capsules. Examples of the natural polymers include gelatin, chitosan, polylysine, and the like, including two or more amine groups.
또한, 상기 연속상의 제2용액은 고분자 전구체1 외에 잔량의 용매로 증류수를 포함할 수 있다. 상기 증류수는 이 분야에 잘 알려진 방법에 따라 정제하여 사용할 수 있다.In addition, the second solution of the continuous phase may include distilled water as a residual amount of solvent in addition to the polymer precursor 1. The distilled water can be used by purification according to methods well known in the art.
한편, 제2단계는 연속상과 혼합하기 위한 분산상을 제조하는 단계이다.On the other hand, the second step is to prepare a dispersed phase for mixing with the continuous phase.
상기 분산상은 향후 캡슐화 과정에서 생성되는 캡슐 외벽 소재의 전구체인 특정 반응성 물질 또는 반응성 성분과 유효성분이 포함되어 있다. 분산상은 상온에서 액체 상태로 유지되는 물질을 말하며 일반적으로 공정에서 사용되는 용매 중 하나 이상을 말하며 유효 성분이 상온에서 액체인 경우 유효 성분이 분산상으로 사용될 수 있다.The dispersed phase includes a specific reactive material or a reactive component and an active ingredient which are precursors of the capsule outer wall material generated in a future encapsulation process. The dispersed phase refers to a substance that is kept in a liquid state at room temperature, and generally refers to one or more of the solvents used in the process. When the active ingredient is liquid at room temperature, the active ingredient may be used as the dispersed phase.
또한 분산상은 연속상과 혼합되어 섞이지 않는 용매를 말한다. 대표적으로 연속상이 물인 경우 분산상은 펜탄, 헥산 사이클로헥산, 헵탄, 옥탄, 이소도데칸, 도데칸과 같은 선형 또는 비선형 구조의 탄화수소 계열 용매, 에틸 에테르, 부틸 에테르, 메틸-t-부틸 에테르 등의 에테르기를 포함하는 그 유도체 계열 용매, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 부티레이트 등의 에스테르기를 포함하는 그 유도체 계열 용매, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 용매, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 클로로포름, 카본테트라클로라이드 등의 할로알칸 계열 용매, 디메티콘, 사이클로메티콘 등의 실리콘계 용매 등이 있으며, 이들은 1종 이상 선택하여 사용될 수 있다.In addition, the dispersed phase refers to a solvent that is not mixed with the continuous phase. Typically, when the continuous phase is water, the dispersed phase is a linear or nonlinear hydrocarbon-based solvent such as pentane, hexane cyclohexane, heptane, octane, isododecane, dodecane, ethers such as ethyl ether, butyl ether, methyl-t-butyl ether, etc. Derivative derivative solvent containing group, derivative derivative solvent containing ester group such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl butyrate, ketone solvent such as methyl ethyl ketone, aromatic solvent such as benzene, toluene, xylene, dichloromethane, Haloalkane-based solvents such as dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride, and silicone-based solvents such as dimethicone and cyclomethicone, and the like, and these may be selected and used.
또한 상기 언급한 분산상에 적용 가능한 용매는 필요에 따라 연속상으로 적용 가능하다.In addition, the solvent applicable to the above-mentioned disperse phase is applicable to a continuous phase as needed.
상기 분산상 용액에서 용매 함량은 잔량으로 포함될 수 있으며, 첨가 성분에 따라 적절히 조절하여 사용 가능하다.The solvent content in the dispersed phase solution may be included as a residual amount, it can be used by appropriately adjusted according to the additive component.
상기 분산상에 포함된 캡슐 외벽 소재의 전구체인 반응성 물질이 포함된다. 반응성 물질은 연속상에 녹아 있는 외벽 강화 물질과 반응하여 캡슐 외벽을 이룰 수 있는 물질이며, 분산상에 잘 녹는 물질이다.Reactive materials that are precursors of the capsule outer wall material included in the dispersed phase are included. The reactive material is a material capable of forming the outer wall of the capsule by reacting with the outer wall reinforcing material dissolved in the continuous phase, and is a material that melts well in the dispersed phase.
이러한 반응성 물질은 본 발명에서 고분자 전구체2로서 지칭한다. 상기 고분자 전구체2는 외벽강화용 고분자 전구체1과 계면 반응하여 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성할 수 있는 고분자 소재들의 전구체를 포함한다.Such reactive materials are referred to herein as
바람직한 일 구현예에 따르면, 상기 고분자 전구체2는 하기 화학식 3으로 표시되는 2이상의 아크릴레이트 구조를 포함하는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment, the
[화학식 3][Formula 3]
(상기 화학식 3에서,(In
R3은 각각 독립적으로 동시에 1이상의 아크릴레이트 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있다)Each R 3 independently or simultaneously has one or more acrylates or one or more heteroatoms, an alkylene having 1 to 50 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or an alkylene and carbon number having 1 to 50 carbon atoms; May contain 3 to 60 cyclic hydrocarbon groups)
더 구체적으로, 상기 2이상의 아크릴레이트기를 갖는 화합물은 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(Ethylene glycol diacrylate), 디(에틸렌글리콜) 디아크릴레이트(Di(ethylene glycol) diacrylate), 트리(에틸렌글리콜)디아크릴레이트(Tri(ethylene glycol) diacrylate), 테트라(에틸렌글리콜)디아크릴레이트(Tetra(ethylene glycol) diacrylate), 폴리(에틸렌글리콜)디아크릴레이트(Poly(ethylene glycol) diacrylate), 프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Propylene glycol diacrylate), 디(프로필렌글리콜)디아크릴레이트(Di(propylene glycol) diacrylate), 트리(프로필렌글리콜)디아크릴레이트(Tri(propylene glycol) diacrylate), 테트라(프로필렌글리콜)디아크릴레이트(Tetra(propylene glycol) diacrylate), 폴리(프로필렌글리콜)디아크릴레이트(Poly(propylene glycol) diacrylate), 부탄디올 디아크릴레이트(Butanediol diacrylate), 헥산디올 디아크릴레이트(Hexanediol diacrylate), 헥산디올 에톡실레이트 디아크릴레이트(Hexanediol ethoxylate diacrylate), 네오펜틸 글리콜 프로폭실레이트(1 PO/OH) 디아크릴레이트(Neopentyl glycol propoxylate (1 PO/OH) diacrylate), 트리메틸올프로판 에톡실레이트 (1 EO/OH) 메틸 에테르 디아크릴레이트(Trimethylolpropane ethoxylate (1 EO/OH) methyl ether diacrylate), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(Neopentyl glycol diacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane triacrylate), 트리메틸올프로판 프로폭실레이트 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane propoxylate triacrylate), 트리스[2-(아크릴로일옥시)에틸]이소시아누레이트(Tris[2-(acryloyloxy)ethyl] isocyanurate), 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate), 디(트리메틸올프로판)테트라아크릴레이트(Di(trimethylolpropane) tetraacrylate), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(Pentaerythritol tetraacrylate), 하이드록시피발릴 하이드록시피발레이트 비스[6-(아크릴로일옥시)헥사노에이트](Hydroxypivalyl hydroxypivalate bis[6-(acryloyloxy)hexanoate])로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more acrylate groups is ethylene glycol diacrylate (Ethylene glycol diacrylate), di (ethylene glycol) diacrylate (Di (ethylene glycol) diacrylate), tri (ethylene glycol) diacrylate ( Tri (ethylene glycol) diacrylate), Tetra (ethylene glycol) diacrylate, Poly (ethylene glycol) diacrylate, Propylene glycol diacrylate diacrylate), di (propylene glycol) diacrylate (Di (propylene glycol) diacrylate), tri (propylene glycol) diacrylate (Tri (propylene glycol) diacrylate), tetra (propylene glycol) diacrylate (Tetra (propylene glycol) ) diacrylate), poly (propylene glycol) diacrylate, butanediol diacrylate, hexanediol diacrylate (H) exanediol diacrylate, hexanediol ethoxylate diacrylate, neopentyl glycol propoxylate (1 PO / OH) diacrylate, trimethylolpropane Trimethylolpropane ethoxylate (1 EO / OH) methyl ether diacrylate, Neopentyl glycol diacrylate, Pentaerythritol triacrylate, Trimethyl Trimethylolpropane triacrylate, Trimethylolpropane propoxylate triacrylate, Tris [2- (acryloyloxy) ethyl] Tris [2- (acryloyloxy) ethyl isocyanurate), trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, di (trimethylolpropane) Tetraacrylate (Di (trimethylolpropane) tetraacrylate), pentaerythritol tetraacrylate, hydroxypivalyl hydroxypivalate bis [6- (acryloyloxy) hexanoate] (Hydroxypivalyl hydroxypivalate bis [6] at least one selected from the group consisting of-(acryloyloxy) hexanoate]) may be used.
상기 고분자 전구체2는 분산상 용액의 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 30 중량%, 바람직하게 0.005 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 고분자 전구체2의 함량이 0.001 중량% 이하이면 캡슐 형성이 되지 않는 문제가 있고, 30 중량% 이상이면 불균일한 반응으로 캡슐의 안정성이 떨어지는 문제가 있다.The
상기 유효 성분은 생성된 캡슐에 의해서 그 활성이 유지되길 희망하는 물질이며 추후 외벽이 파괴됨으로 그 활성이 발현되는 물질이다. 상기 유효 성분은 상온에서 액체인 경우 용매인 분산상을 대체 할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 용해도에 따라 달라질 수 있다. 상기 유효성분의 예를 들면, 향, 염료, 촉매, 항산화제, 약물 등이 포함될 수 있으며, 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.The active ingredient is a substance whose activity is desired to be maintained by the resulting capsule, and is the substance whose activity is expressed as the outer wall is later destroyed. The active ingredient may be substituted for the disperse phase which is a solvent when the liquid at room temperature, otherwise it may vary depending on solubility. Examples of the active ingredient may include flavors, dyes, catalysts, antioxidants, drugs, and the like, and may be used to select one or more kinds.
상기 유효 성분은 미량 포함되어도 그 특성이 발현될 수 있으며, 그 자체가 분산상이 될 수 있으므로 필요에 따라 분산상 용액 100 중량부를 기준으로 최대 100 중량부까지 포함될 수 있다. 따라서, 유효 성분의 함량은 크게 제한되지 않으며, 사용된 성분 물질에 따라 그 함량이 설정될 수 있고, 이 분야에 알려진 바에 따라 사용될 수 있다.Even if the active ingredient is included in a small amount, its properties may be expressed, and since the active ingredient may itself be a dispersed phase, it may be included up to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the dispersed phase solution as necessary. Thus, the content of the active ingredient is not greatly limited, and the content can be set according to the ingredient material used, and can be used as known in the art.
또한, 본 발명은 캡슐 안정성을 높이기 위해, 생분해성 고분자인 폴리(β-아미노 에스테르)외에, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리우레아 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자를 형성하기 위한 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the present invention provides a step for forming at least one polymer selected from the group consisting of polyamide, polyurethane, polyurea and polyester, in addition to the poly (β-amino ester) which is a biodegradable polymer in order to increase the capsule stability It may further include.
예를 들면, 상기 분산상 용액 제조시, 2이상의 에시드 클로라이드 구조를 포함하는 화합물, 2이상의 이소시아네이트 구조를 포함하는 화합물 및 2이상의 클로로포메이트 구조를 포함하는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 전구체3을 더 포함할 수 있다.For example, in preparing the dispersed phase solution, at least one polymer precursor selected from the group consisting of a compound containing at least two acid chloride structures, a compound containing at least two isocyanate structures, and a compound containing at least two
상기 2이상의 에시드 클로라이드 구조를 포함하는 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound including the two or more acid chloride structure may be a compound represented by the following formula (4).
[화학식 4][Formula 4]
(상기 화학식 4에서,(In
R4는 각각 독립적으로 동시에 1이상의 에시드 클로라이드(-COCl) 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있다)Each R 4 independently of one or more acid chlorides (-COCl) or one or more heteroatoms at the same time, alkylene having 1 to 50 carbon atoms, cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or having 1 to 50 carbon atoms Alkylene and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms)
상기 2이상의 이소시아네이트 구조를 포함하는 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound including two or more isocyanate structures may be a compound represented by the following
[화학식 5][Formula 5]
(상기 화학식 5에서, (In
R5는 각각 독립적으로 동시에 1이상의 이소시아네이트 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있다)Each R 5 is independently independently having at least one isocyanate or at least one hetero atom at the same time, alkylene having 1 to 50 carbon atoms, cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or alkylene having 1 to 50 carbon atoms and having 3 carbon atoms. To 60 cyclic hydrocarbon groups)
상기 2이상의 클로로포메이트 구조를 포함하는 화합물은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound containing the two or more chloroformate structures may be a compound represented by the following formula (6).
[화학식 6][Formula 6]
(상기 화학식 6에서, (In Chemical Formula 6,
R6은 각각 독립적으로 동시에 1이상의 클로로포메이트(-OCOCl) 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있다)Each R 6 independently of each other has one or more chloroformates (-OCOCl) or one or more heteroatoms, alkylene of 1 to 50 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group of 3 to 60 carbon atoms, or 1 to 50 carbon atoms Alkylene and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms)
더 구체적으로, 상기 2이상의 에시드 클로라이드를 갖는 화합물은 말로닐 클로라이드(Malonyl chloride), 숙시닐 클로라이드(Succinyl chloride), 글루타릴 클로라이드(Glutaryl chloride), 아디포일 클로라이드(Adipoyl chloride), 피멜로일 클로라이드(Pimeloyl chloride), 수베로일 클로라이드(Suberoyl chloride), 세바코일 클로라이드(Sebacoyl chloride), 아제라익 에시드 디클로라이드(Azelaic acid dichloride) 및 도데칸디오일 디클로라이드(Dodecanedioyl dichloride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more acid chlorides may be malonyl chloride, succinyl chloride, glutaryl chloride, adipoyl chloride, pimeloyl chloride. At least one selected from the group consisting of (Pimeloyl chloride), suberoyl chloride, sebacoyl chloride, azelaic acid dichloride, and dodecanedioyl dichloride This can be used.
더 구체적으로, 상기 2이상의 이소시아네이트를 갖는 화합물은 메틸렌 디이소시아네이트(Methylene diisocyanate), 1,4-페닐렌 디이소시아네이트(1,4-Phenylene diisocyanate), 톨릴렌-2,4-디이소시아네이트(Tolylene-2,4-diisocyanate), 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이토벤젠(1-Chloromethyl-2,4-diisocyanatobenzene), 4-클로로-6-메틸-1,3-페닐렌 디이소시아네이트(4-Chloro-6-methyl-1,3-phenylene diisocyanate), 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠(1,3-Bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene), 3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 디이소시아네이트(3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate), 3,3'-디클로로-4,4'-디이소시아네이토-1,1'-비페닐(3,3'-Dichloro-4,4'-diisocyanato-1,1'-biphenyl), 4,4'-옥시비스(페닐 이소시아네이트)(4,4'-Oxybis(phenyl isocyanate)), 4,4'-메틸렌비스(페닐 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(phenyl isocyanate)), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디에틸렌페닐 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(2,6-diethylphenyl isocyanate)), 이소프렌 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 트랜스-1,4-시클로헥실렌 디이소시아네이트(trans-1,4-Cyclohexylene diisocyanate), 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산(1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexane), 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)), 디이소시아네이토부탄(Diisocyanatobutane), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 디오시아네이토옥탄(Diisocyanatooctane), 디이소시아네이토도데칸(Diisocyanatododecane) 및 1,6-디이소시아네이토-2,2,4-트리메틸헥산(1,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethylhexane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more isocyanates includes methylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate (Tolylene-2). , 4-diisocyanate), 1-Chloromethyl-2,4-diisocyanatobenzene, 4-chloro-6-methyl-1,3-phenylene diisocyanate (4 -Chloro-6-methyl-1,3-phenylene diisocyanate), 1,3-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (1,3-Bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene ), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate), 3,3'-dichloro-4,4'-diisocy Anato-1,1'-biphenyl (3,3'-Dichloro-4,4'-diisocyanato-1,1'-biphenyl), 4,4'-oxybis (phenyl isocyanate) (4,4'- Oxybis (phenyl isocyanate)), 4,4'-methylenebis (phenyl isocyanate) (4,4'-Methylenebis (phenyl isocyanate)), 4,4'-methylenebis (2,6-die Phenylphenyl isocyanate) (4,4'-Methylenebis (2,6-diethylphenyl isocyanate)), isoprene diisocyanate, trans-1,4-cyclohexylene diisocyanate , 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (1,3-Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane), 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate) (4,4'-Methylenebis (cyclohexyl isocyanate) ), Diisocyanatobutane, Hexamethylene diisocyanate, Diisocyanatooctane, Diisocyanatododecane and 1,6-diisocyanato-2,2 At least one selected from the group consisting of, 4-trimethylhexane (1,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethylhexane) may be used.
더 구체적으로, 상기 2이상의 클로로포메이트를 갖는 화합물은 에틸렌비스(클로로포메이트)(Ethylenebis(chloroformate)), 디글리콜릴 클로라이드(Diglycolyl chloride), 옥시디에틸렌 비스(클로로포메이트)(oxydiethylene bis(chloroformate)), 트리(에틸렌 글리콜)비스(클로로포메이트)(Tri(ethylene glycol) bis(chloroformate)), 1,4-페닐렌 비스(클로로포메이트)(1,4-Phenylene bis(chloroformate)), 비스페놀 A 비스(클로로포메이트)(Bisphenol A bis(chloroformate)) 및 비스페놀 Z 비스(클로로포메이트)(Bisphenol Z bis(chloroformate))로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.More specifically, the compound having two or more chloroformates includes ethylene bis (chloroformate), diglycolyl chloride, oxydiethylene bis (chlorodimate) chloroformate)), tri (ethylene glycol) bis (chloroformate), 1,4-phenylene bis (chloroformate) (1,4-Phenylene bis (chloroformate)) , Bisphenol A bis (chloroformate) (Bisphenol A bis (chloroformate)) and bisphenol Z bis (chloroformate) (Bisphenol Z bis (chloroformate)) One or more selected from the group consisting of can be used.
한편, 상기 제3단계는 연속상 용액과 분산상 용액을 이용하여 피커링 에멀젼을 형성한 후, 계면 중합을 진행하여 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐을 제조하는 단계이다.Meanwhile, the third step is a step of preparing a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules by forming a pickling emulsion using a continuous phase solution and a dispersed phase solution, and then performing interfacial polymerization.
구체적으로, 본 발명의 마이크로캡슐은 도 2에 도시된 바대로, 연속상과 분산상 용액의 혼합 후 피커링 에멀젼을 형성하고, 계면 중합을 통해 형성된다. 상기 계면에는 캡슐 외벽 소재인 고분자 및 무기 입자가 존재한다.Specifically, the microcapsules of the present invention, as shown in FIG. 2, form a pickling emulsion after mixing of a continuous phase and a dispersed phase solution, and are formed through interfacial polymerization. At the interface, there are polymer and inorganic particles, which are capsule outer wall materials.
더 바람직하게, 연속상의 제1용액과 분산상 용액을 혼합하여 피커링 에멀젼을 형성한 후, 여기에 연속상의 제2용액을 첨가하고 계면 중합을 진행시켜 마이크로캡슐을 형성할 수 있다.More preferably, the first solution of the continuous phase and the dispersed phase solution may be mixed to form a pickling emulsion, and then the second solution of the continuous phase may be added thereto and the interfacial polymerization may be performed to form microcapsules.
상기 제3단계에서, 연속상의 제1용액과 분산상 용액의 혼합으로 피커링 에멀젼을 형성시, 그 교반 조건은 상온에서 10 이상 16000 RPM 이하, 바람직하게 50이상 13000 RPM 이하, 더욱 바람직하게는 100 이상 10000 RPM 이하일 수 있다.In the third step, when the pickling emulsion is formed by mixing the first solution and the dispersed phase solution of the continuous phase, the stirring conditions are 10 or more and 16000 RPM or less, preferably 50 or more and 13000 RPM or less, and more preferably 100 or more and 10000 or less at room temperature. It may be below RPM.
또한, 상기 연속상의 제2용액이 첨가된 이후의 계면 중합 반응은, 0 내지 100 ℃에서 1 내지 48시간 동안 진행하며, 바람직하게는 10 내지 90 ℃에서 2 내지 24시간 동안 진행하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 80 ℃에서 3내지 12시간 동안 진행할 수 있다. 이때, 교반 조건은 상온에서 10 이상 6000 RPM 이하 바람직하게 50이상 5000 RPM 이하이며, 더욱 바람직하게는 100 이상 4000 RPM 이하일 수 있다.In addition, the interfacial polymerization reaction after the addition of the second solution of the continuous phase is performed at 0 to 100 ° C. for 1 to 48 hours, preferably at 10 to 90 ° C. for 2 to 24 hours, more preferably May proceed at 20 to 80 ° C for 3 to 12 hours. At this time, the stirring conditions are at least 10 6000 RPM or less preferably 50 or more 5000 RPM or less, more preferably 100 or more 4000 RPM or less at room temperature.
필요에 따라, 본 발명의 방법은, 캡슐 제조 과정에서 분산 안정화제를 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 분산 안정화제는 캡슐의 외벽 형성시 사용될 수 있다.If necessary, the method of the present invention may further comprise the step of adding a dispersion stabilizer in the capsule manufacturing process. Specifically, the dispersion stabilizer may be used when forming the outer wall of the capsule.
바람직한 일 구현예에 따라, 본 발명의 방법은 상기 제1단계 또는 제3단계에서 분산 안정제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one preferred embodiment, the method of the present invention may further comprise the step of adding a dispersion stabilizer in the first or third step.
상기 분산안정화제는 반응 후 생성된 캡슐의 분산성을 높이기 위한 목적으로 사용 될 수 있다. 상기 분산안정제로는 아라비아 검, 다당류, 펙틴, 알기네이트, 아라비노갈락탄, 카라기난, 젤란검, 잔탄 검, 구아 검, 아크릴레이트/아크릴 중합체, 전분, 수-팽윤성 점토, 아크릴레이트/아미노아크릴레이트 공중합체, 및 이의 혼합물, 말토덱스트린; 천연 검, 예를 들어 알기네이트 에스테르; 젤라틴, 단백질 가수분해 물 및 이들의 4 차화된 형태; 합성 중합체 및 공중합체, 예를 들어 폴리(비닐 피롤리돈-코-비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알코올-코-비닐 아세테이트), 폴리(말레산), 폴리(알킬렌옥사이드), 폴리(비닐메틸에테르), 폴리(비닐에테르-코-말레산 무수물) 등, 뿐만 아니라 폴리(에틸렌이민), 폴리((메트)아크릴아미드), 폴리(알킬렌옥사이 드-코-디메틸실록산), 폴리(아미노디메틸실록산) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.The dispersion stabilizer may be used for the purpose of increasing the dispersibility of the capsule produced after the reaction. The dispersion stabilizers include gum arabic, polysaccharide, pectin, alginate, arabinogalactan, carrageenan, gellan gum, xanthan gum, guar gum, acrylate / acrylic polymer, starch, water-swellable clay, acrylate / aminoacrylate Copolymers, and mixtures thereof, maltodextrin; Natural gums such as alginate esters; Gelatin, protein hydrolysates and their quaternized forms; Synthetic polymers and copolymers such as poly (vinyl pyrrolidone-co-vinyl acetate), poly (vinyl alcohol-co-vinyl acetate), poly (maleic acid), poly (alkylene oxide), poly (vinylmethyl Ethers), poly (vinylether-co-maleic anhydride) and the like, as well as poly (ethyleneimine), poly ((meth) acrylamide), poly (alkylene oxide-co-dimethylsiloxane), poly (aminodimethyl Siloxane) and the like can be used.
상기 분산안정제의 사용량은 이 분야에 잘 알려진 범위 내에서 사용 가능하다.The amount of the dispersion stabilizer can be used within a range well known in the art.
상기 제3단계의 중합 후, 필요에 따라 마이크로캡슐을 포함하는 용액에 대해 농축 또는/및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 그 조건이 제한되지는 않는다.After the polymerization of the third step, if necessary, further comprising the step of concentrating or drying the solution containing the microcapsules, the conditions are not limited.
또, 본 발명에서는 산 또는 염기성 물질을 이용하여 pH를 조절할 수 있으며, 그 조건이 제한되지는 않는다.In the present invention, the pH can be adjusted using an acid or a basic substance, and the conditions are not limited.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방법에 따른 캡슐로서, 코어에 위치하는 분산상 및 상기 분산상의 외부를 감싸는 하이브리드 캡슐 외벽을 포함하며, 상기 캡슐의 총 중량 대비 1 내지 90 중량%의 분산상을 포함하는, 유무기 하이브리드 마이크로캡슐이 제공될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a capsule according to the method, comprising a dispersed phase located in the core and a hybrid capsule outer wall surrounding the outside of the dispersed phase, the dispersed phase of 1 to 90% by weight relative to the total weight of the capsule Including an organic-inorganic hybrid microcapsules may be provided.
구체적으로, 본 발명의 유무기하이브드리 마이크로캡슐은 도 2에 기재된 바와 같이, 코어에는 분산상이 위치하며, 상기 분산상의 외부에는 계면 중합으로 형성된 유무기 하이브리드 외벽이 형성되어 있다.Specifically, in the organic-inorganic hybrid microcapsules of the present invention, as shown in FIG. 2, a dispersed phase is located in the core, and an organic-inorganic hybrid outer wall formed by interfacial polymerization is formed on the outside of the dispersed phase.
바람직하게, 상기 마이크로캡슐은 분산상; 및 상기 분산상의 계면에 형성된 폴리(β-아미노 에스테르) 및 무기 입자를 포함하는 하이브리드 캡슐 외벽을 포함할 수 있다.Preferably, the microcapsules comprise a dispersed phase; And a hybrid capsule outer wall including poly (β-amino ester) and inorganic particles formed at an interface of the dispersed phase.
여기서, 상기 폴리(β-아미노 에스테르) 고분자는 상술한 바대로 외벽 강화 물질 및 반응성 물질 간의 반응에 의해 형성되며, 선택적으로 촉매를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 경우, 최종 캡슐 구조의 외벽에 촉매가 포함될 수 있다.Herein, the poly (β-amino ester) polymer is formed by a reaction between the outer wall reinforcing material and the reactive material as described above, and may be optionally formed using a catalyst. In this case, a catalyst may be included on the outer wall of the final capsule structure.
또한, 상기 계면 중합 과정에 무기 입자가 포함되어 캡슐 외벽의 경도 및 탄성을 조절하여 깨짐성이 개선된다.In addition, the inorganic particles are included in the interfacial polymerization process to adjust the hardness and elasticity of the outer wall of the capsule to improve the breakability.
또한, 상기 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐은, 캡슐의 총 중량 대비 1 내지 90 중량%의 분산상을 포함할 수 있고, 바람직하게 3 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게 5 내지 80 중량%의 분산상을 포함할 수 있다. In addition, the biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules may include 1 to 90% by weight of the dispersed phase relative to the total weight of the capsule, preferably 3 to 85% by weight, more preferably 5 to 80% by weight of the dispersed phase. can do.
상기 마이크로캡슐의 계면에서 중합되어 포함되는 유무기 하이브리드 캡슐 외벽은 기존에 비해 강도 조절이 가능하여, 유효 성분의 활성의 발현을 쉽게 할 수 있다. 특히, 본 발명의 유무기 하이브리드 캡슐은 제품 적용에 적당한 강도 범위를 나타내고, 바람직한 일례를 들면 약 50 내지 200MPa 혹은 약 50 내지 160MPa의 강도를 나타낼 수 있으며, 제품 적용시 상기 범위 내에서 강도 조절이 용이한 장점이 있다.The organic-inorganic hybrid capsule outer wall which is polymerized and included at the interface of the microcapsules can control the strength of the organic-inorganic hybrid capsule, and thus can easily express the activity of the active ingredient. In particular, the organic-inorganic hybrid capsule of the present invention exhibits a suitable strength range for the product application, for example, may exhibit a strength of about 50 to 200 MPa or about 50 to 160 MPa, it is easy to control the strength within the range when applying the product There is one advantage.
또한, 본 발명의 마이크로캡슐의 평균 입경은 0.1 μm 이상 1000 μm 이하일 수 있다.In addition, the average particle diameter of the microcapsules of the present invention may be 0.1 μm or more and 1000 μm or less.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the operation and effect of the invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, this is presented as an example of the invention, whereby the scope of the invention is not limited in any sense.
<실시예><Example>
본 발명에서, 캡슐 강도 및 크기는 다음 방법으로 평가하였다.In the present invention, capsule strength and size were evaluated by the following method.
(1) 강도(1) strength
캡슐의 강도는 Nanoindentation test device(CMS instrument)를 이용하여 측정하였다. 이때 강도는 최고 load 값을 접촉 면적으로 나눠서 구하였다.The strength of the capsule was measured using a Nanoindentation test device (CMS instrument). The strength was calculated by dividing the maximum load by the contact area.
(2) 크기(2) size
캡슐의 크기는 Malvern사의 Mastersizer 3000을 이용하여 측정하였다.Capsule size was measured using a Malvern Mastersizer 3000.
[실험예 1] 다양한 무기입자 소재가 적용된 캡슐 강도 비교Experimental Example 1 Comparison of Capsule Strength with Various Inorganic Particle Materials
마이크로캡슐을 제품에 처방하여 사용하기 위해서는, 적정 강도가 요구되는데, 마이크로캡슐의 강도가 너무 높으면 제품에 적용하기 어려운 문제가 있기 때문에, 그 강도를 조절하는 것이 중요하다. 따라서, 기존 일반적인 유기 마이크로캡슐과 본 발명의 방법에 따른 유무기 하이브리드 마이크로캡슐에 대하여, 강도 비교 실험을 진행하였다.In order to prescribe and use the microcapsules in the product, proper strength is required, but if the strength of the microcapsules is too high, it is difficult to apply to the product, so it is important to adjust the strength. Therefore, strength comparison experiments were conducted on conventional organic microcapsules and organic-inorganic hybrid microcapsules according to the method of the present invention.
이를 위해, 하기 방법으로 비교예 1의 유기 마이크로캡슐 및 실시예 1 내지 5의 무기 입자 소재 기반, 생분해성 유무기 하이브리드 캡슐을 제조한 후, 각 캡슐에 대해, 강도 및 크기를 측정하였다. 측정 결과는 표 1에 나타내었다.To this end, the organic microcapsules of Comparative Example 1 and the inorganic particle material-based, biodegradable organic-inorganic hybrid capsules of Examples 1 to 5 were prepared by the following method, and then the strength and size of each capsule were measured. The measurement results are shown in Table 1.
비교예 1Comparative Example 1
제1단계First stage
소듐 도데실 설페이트(Sodium dodecyl Sulfate) 0.15g을 증류수 59.85g에 분산시켜 연속상1(제1용액)을 제조하였다. 또한, 폴리에틸렌이민 1g을 증류수 9g에 넣고 혼합하여 연속상2(제2용액)를 제조하였다.0.15 g of sodium dodecyl sulfate was dispersed in 59.85 g of distilled water to prepare a continuous phase 1 (first solution). In addition, 1 g of polyethyleneimine was added to 9 g of distilled water and mixed to prepare a continuous phase 2 (second solution).
제2단계2nd step
도데칸 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of dodecane and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1(제1용액)에 분산상 용액을 서서히 넣으면서 교반하여 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 에멀젼에 연속상2(제2용액)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 계면중합반응 진행하여, Poly(-amino ester) 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the emulsion was prepared by slowly adding the dispersed phase solution to the continuous phase 1 (first solution). Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, and the continuous phase 2 (second solution) was added to the emulsion, followed by interfacial polymerization at 80 ° C. for 12 hours. -amino ester) microcapsules were prepared.
실시예 1 내지 5Examples 1-5
제1단계First stage
무기입자(Silica, Laponite, Iron oxide, Alumina, Titanium oxide)를 각각 증류수 59g에 분산시켜 연속상1(제1용액)을 제조하였다. 또한 폴리에틸렌이민 1g을 증류수 9g에 넣어 연속상2(제2용액)를 제조하였다.Inorganic particles (Silica, Laponite, Iron oxide, Alumina, Titanium oxide) were each dispersed in 59 g of distilled water to prepare a continuous phase 1 (first solution). Also, 1 g of polyethyleneimine was added to 9 g of distilled water to prepare a continuous phase 2 (second solution).
제2단계2nd step
도데칸 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of dodecane and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1(제1용액)에 분산상 용액을 서서히 넣으면서 교반하여 피커링 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 상기 피커링 에멀젼에 연속상2(제2용액)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 계면중합반응 진행하여 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the continuous phase 1 (first solution) was slowly added while stirring the dispersed phase solution to form a pickling emulsion. Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, and then the continuous phase 2 (second solution) was added to the pickling emulsion, followed by interfacial polymerization at 80 ° C. for 12 hours to prepare a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
상기 표 1의 결과에서 보면, 비교예 1의 유기 마이크로캡슐은 443.1 MPa와 같이 강도가 지나치게 너무 높아서 제품에 적용하기 어려웠으며, 강도 조절도 어려운 문제를 나타내었다.In the results of Table 1, the organic microcapsules of Comparative Example 1 was too high strength, such as 443.1 MPa, it was difficult to apply to the product, it was also difficult to control the strength showed a problem.
반면, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 유무기 하이브리드 마이크로캡슐은 각 크기가 비슷하고, 56.3 내지 80.9 MPa 정도로 제품에 사용하기 적당한 강도로 만들 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 5는 강도 조절도 용이한 장점을 나타내어 작업성 및 사용성을 개선시켰다. On the other hand, the organic-inorganic hybrid microcapsules of Examples 1 to 5 of the present invention were similar in size, and could be made to a strength suitable for use in a product about 56.3 to 80.9 MPa. In addition, Examples 1 to 5 also showed the advantage of easy to adjust the strength to improve the workability and usability.
[실험예 2] 캡슐 강도 조절Experimental Example 2 Capsule Strength Adjustment
하기 방법으로 실시예 1 대비 고분자의 함량을 감소 또는 증가시키는 실시예 6 내지 9의 캡슐을 제조한 후, 각 캡슐에 대해, 캡슐 강도 및 크기를 측정하였다. 측정 결과는 표 3에 나타내었다.After preparing the capsules of Examples 6 to 9 to reduce or increase the content of the polymer compared to Example 1 in the following method, for each capsule, the capsule strength and size was measured. The measurement results are shown in Table 3.
실시예 6 내지 9Examples 6-9
제1단계First stage
실리카 1g을 각각 증류수 59g에 분산시켜 연속상1(제1용액)을 제조하였다. 또한 표 3에 개시된 함량 별로 폴리에틸렌이민을 증류수에 넣어 연속상2(제2용액)를 제조하였다.1 g of silica was dispersed in 59 g of distilled water, respectively, to prepare a continuous phase 1 (first solution). In addition, polyethyleneimine was added to distilled water according to the contents shown in Table 3 to prepare a continuous phase 2 (second solution).
제2단계2nd step
도데칸 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of dodecane and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1(제1용액)에 분산상 용액을 서서히 넣으면서 교반하여 피커링 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 상기 피커링 에멀젼에 연속상2(제2용액)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 계면중합반응 진행하여 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the continuous phase 1 (first solution) was slowly added while stirring the dispersed phase solution to form a pickling emulsion. Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, and then the continuous phase 2 (second solution) was added to the pickling emulsion, followed by interfacial polymerization at 80 ° C. for 12 hours to prepare a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
표 2의 결과에서 보면, 본 발명은 고분자 함량에 따라 캡슐 강도 조절이 가능하였으며, 실시예 11 및 12의 경우 실시예 1에 비해 폴리이소시아네이트 및 폴리에틸렌이민 함량이 증가함에 따라, 캡슐의 강도가 강해지는 것을 확인하였다.In the results of Table 2, the present invention was able to control the strength of the capsule according to the polymer content, in the case of Examples 11 and 12 as the polyisocyanate and polyethyleneimine content increases compared to Example 1, the strength of the capsule becomes stronger It was confirmed.
따라서, 본 발명은 캡슐 강도 조절이 가능한 다양한 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can provide various organic-inorganic hybrid microcapsules capable of adjusting capsule strength.
[실험예 3] 휘발성 오일의 방출 거동Experimental Example 3 Release Behavior of Volatile Oils
하기 방법으로 비교예 2의 마이크로 캡슐을 제조한 후, 강도 및 크기를 측정하여 결과를 표 3에 나타내었다.After preparing the microcapsules of Comparative Example 2 by the following method, the strength and size were measured and the results are shown in Table 3.
또한, 비교예1, 비교예2, 실시예1, 실시예 7 내지 9에 대해, 분산상의 휘발성 오일의 방출 거동을 비교하였다.In addition, in Comparative Example 1, Comparative Example 2, Example 1, Examples 7 to 9, the release behavior of the volatile oil in the dispersed phase was compared.
휘발성 오일의 방출 거동 측정방법은 120℃에서 4시간 동안 질량 변화를 측정하였고, Satorius사의 MA-100을 이용하여 측정하였다, 그 결과는 하기 표 4 및 도 3에 나타내었다.The release behavior of volatile oil was measured for 4 hours at 120 ° C., and measured using MA-100 manufactured by Satorius. The results are shown in Table 4 and FIG. 3.
비교예 2Comparative Example 2
제1단계First stage
25% CTAC(Cetyltrimethyl ammonium chloride)를 이용하여 실리카 표면을 처리한 뒤, 이를 증류수에 분산시켜 연속상을 제조하였다.After treating the silica surface with 25% CTAC (Cetyltrimethyl ammonium chloride), it was dispersed in distilled water to prepare a continuous phase.
제2단계2nd step
도데칸 30 g에 TEOS 3g를 넣어 분산상을 제조하였다.3 g of TEOS was added to 30 g of dodecane to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상에 분산상을 서서히 넣으면서 교반하여 피커링 에멀젼을 만들었다. 그 후, NaOH를 이용하여 에멀젼의 pH를 10으로 조절한 뒤, 25℃에서 12시간 동안 계면중합반응 진행하여 실리카 기반 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the pickling emulsion was prepared by slowly stirring the dispersed phase into the continuous phase. Thereafter, the pH of the emulsion was adjusted to 10 using NaOH, followed by an interfacial polymerization reaction at 25 ° C. for 12 hours to prepare a silica-based microcapsule.
잔량(%)After final drying
Remaining amount (%)
표 4 및 도 3의 결과에서 보면, 실시예 9 내지 12는 시간에 따라 내부 분산상이 서서히 방출되는 것을 확인하였다. 또한, 실시예 11 및 12와 같이 폴리이소시아네이트 및 폴리에틸렌이민 함량이 많을수록 방출되는 양이 감소되었지만 전체적으로 우수한 서방성 오일 방출도를 나타내었다.From the results of Table 4 and Figure 3, Examples 9 to 12 confirmed that the internal dispersed phase is gradually released over time. In addition, as in Examples 11 and 12, the higher the content of polyisocyanate and polyethyleneimine, the lower the amount released, but overall exhibiting excellent sustained release oil release.
[실험예 4] 향 캡슐 제조 및 세탁 평가Experimental Example 4 Preparation of Flavor Capsules and Laundry Evaluation
실 적용예로 하기와 같이 비교예 3 내지 4 및 실시예 10의 각 향 캡슐을 제조한 후, 강도 및 크기를 측정하고 세탁 평가도 진행하였다.As a practical application, after preparing the flavor capsules of Comparative Examples 3 to 4 and Example 10 as described below, the strength and size were measured, and laundry evaluation was also performed.
즉, 실시예의 생분해성 유무기 하이브리드 캡슐의 우수한 유효성분의 발현성 및 깨짐성으로 인하여 높은 발향성을 나타낼 것으로 생각하였고, 이를 검증하기 위하여, 비교예 2종 및 실시예 1종을 제조하여, 강도를 측정하고 세탁평가를 진행하였다.That is, the biodegradable organic-inorganic hybrid capsules of the present invention was expected to exhibit high odor due to the expression and breaking properties of the excellent active ingredient, in order to verify this, Comparative Example 2 and Example 1 was prepared, the strength Was measured and the laundry was evaluated.
향 오일은 시중에서 구매가 가능한 오일을 사용하였다. 그리고, 기존에 알려진 폴리우레아, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 멜라민-포름알데히드 수지 캡슐을 비교예 3 내지 4로 설정하였다.The fragrance oil used commercially available oil. Then, known polyurea, polyamide, polyurethane, polyester, melamine-formaldehyde resin capsules were set as Comparative Examples 3 to 4.
1) 강도 및 크기: 상술한 방법에 따라 측정하였다.1) Strength and size: Measured according to the method described above.
2) 세탁 평가2) laundry evaluation
시험용 섬유는 시판되는 면타올(30 X 20 cm)을 준비한 다음, 일반 세탁세제를 표준사용량 사용하고 세탁기로 5회 반복 세탁한 후 탈수한 것을 사용하였다. 비교예 및 실시예의 각 마이크로캡슐을 1% 수용액으로 만든 다음, 교반식 세탁기에 표준사용량(0.67 ml/1 l 세탁수)을 되도록 정량하여 넣은 뒤 헹굼코스로 처리하고, 탈수 후 면타올을 꺼내었다. 그리고 면타올을 습도 30%, 온도 25 ℃에서 12시간 동안 건조하였다. For the test fiber, a commercially available cotton towel (30 × 20 cm) was prepared, and a general laundry detergent was used in a standard use, and washed repeatedly with a washing machine five times, followed by dehydration. Each microcapsules of Comparative Examples and Examples were prepared in 1% aqueous solution, and then quantitatively added to a standard washing machine (0.67 ml / 1 l wash water) in a stirred washing machine, treated with a rinse course, and cotton towels were taken out after dehydration. . The cotton towels were dried at a humidity of 30% and a temperature of 25 ° C. for 12 hours.
이때 3 가지 시점(세탁 직후, 건조 후, 마찰 후)을 설정하여 20명의 숙련된 Panelist가 관능 평가를 진행하여 향 강도를 평가하였다. 향 강도는 캡슐을 무 처리한 면타올을 0점으로 기준하여 최저 0점에서 최고 5점까지 부여하게 하고 이것을 3회 이상 반복하여 그 평균값으로 잔향 평가를 진행하였다. 그 결과는 표 5 및 도 4와 같다.At this time, three time points were set (immediately after washing, after drying, and after rubbing), and 20 experienced panelists evaluated sensory strength by performing sensory evaluation. The fragrance intensity was given from the lowest zero to the highest five points based on the zero point of the non-treated cotton towel, and repeated three or more times to evaluate the reverberation with the average value. The results are shown in Table 5 and FIG.
비교예 3Comparative Example 3
제1단계First stage
소듐 도데실 설페이트 0.15g을 증류수 59.85g에 분산시켜 연속상1(제1용액)을 제조하였다. 또한 폴리에틸렌이민 1g을 증류수 9g에 넣어 연속상2(제2용액)를 제조하였다.0.15 g of sodium dodecyl sulfate was dispersed in 59.85 g of distilled water to prepare a continuous phase 1 (first solution). Also, 1 g of polyethyleneimine was added to 9 g of distilled water to prepare a continuous phase 2 (second solution).
제2단계2nd step
향료 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5 g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of the perfume and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1(제1용액)에 분산상을 서서히 넣으면서 교반하여 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 에멀젼에 연속상2(제2용액)를 넣고 80℃에서 12시간 동안 계면중합반응 진행하여, Poly(-amino ester) 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the emulsion was prepared by slowly stirring the dispersed phase into the continuous phase 1 (first solution). Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, and the continuous phase 2 (second solution) was added to the emulsion, followed by interfacial polymerization at 80 ° C. for 12 hours. -amino ester) microcapsules were prepared.
비교예 4Comparative Example 4
제1단계First stage
소듐 도데실 설페이트, Tween 20, 아라비아 검(Arabic gum), 프리멜라민 포름알데히드 용액(Pre-melamine formaldehyde solution)을 증류수 54g에 분산 시켜 연속상을 제조하였다.Sodium dodecyl sulfate,
제2단계2nd step
2000RPM 조건에서, 연속상에 향료 30 g(분산상)을 서서히 넣어 에멀젼을 만들었다.At 2000 RPM conditions, an emulsion was made by slowly adding 30 g of perfume (dispersed phase) to the continuous phase.
제3단계3rd step
교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 시트르산(Citric acid)으로 pH를 5로 낮춘 뒤 70℃에서 3시간 동안 캡슐 생성 반응을 진행하였다. Tromethamine을 이용하여 pH를 7.5로 맞춰 반응을 종결시킨 뒤, 멜라민-포름알데히드 수지(Melamine-formaldehyde resin) 캡슐을 제조하였다.After the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, the pH was lowered to 5 with citric acid and then capsule production was performed at 70 ° C. for 3 hours. After terminating the reaction using Tromethamine to pH 7.5, the melamine-formaldehyde resin capsules were prepared.
실시예 10Example 10
제1단계First stage
실리카 1g을 증류수 59g에 분산시켜 연속상1(제1용액)을 제조하였다. 또한 폴리에틸렌이민 1g을 증류수 9g에 넣어 연속상2(제2용액)를 제조하였다.1 g of silica was dispersed in 59 g of distilled water to prepare a continuous phase 1 (first solution). Also, 1 g of polyethyleneimine was added to 9 g of distilled water to prepare a continuous phase 2 (second solution).
제2단계2nd step
향료 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5 g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of the perfume and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1(제1용액)에 분산상을 서서히 넣으면서 교반하여 피커링 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 상기 피커링 에멀젼에 연속상2(제2용액)를 넣고 80℃에서 12시간동안 계면중합반응 진행하여 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the continuous phase 1 (first solution) was slowly added while stirring the dispersed phase to form a pickling emulsion. Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, and then the continuous phase 2 (second solution) was added to the pickling emulsion, followed by interfacial polymerization at 80 ° C. for 12 hours to prepare a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
상기 표 5 및 도 4의 결과를 보면, 본 발명의 실시예 10이 비교예 3 내지 4에 비해 세탁 평가에서 우수한 발향성이 있음을 확인하였다.Looking at the results of Table 5 and Figure 4, it was confirmed that Example 10 of the present invention has excellent odor in the laundry evaluation compared to Comparative Examples 3 to 4.
[실험예 5] 향 캡슐의 생분해도 평가Experimental Example 5 Evaluation of Biodegradation of Flavor Capsules
본 실험예에서는 하기 방법으로 실시예 11를 제조한 뒤, 본 발명의 향기 캡슐의 외벽 소재를 분리하여 생분해도를 평가 및 비교하였다. In this Experimental Example, Example 11 was prepared by the following method, and the outer wall material of the fragrance capsule of the present invention was separated to evaluate and compare biodegradability.
실시예Example 11 11
제1단계First stage
실리카 1g을 증류수 59g에 분산시켜 연속상1을 제조하였다. 또한 키토산(Chitosan) 1g을 증류수 9g에 넣어 연속상2를 제조하였다.Continuous phase 1 was prepared by dispersing 1 g of silica in 59 g of distilled water. In addition, 1 g of chitosan was added to 9 g of distilled water to prepare a
제2단계2nd step
향료 29.5 g에 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate) 0.5g을 넣고 혼합하여, 분산상을 제조하였다.0.5 g of 1,6-hexanediol diacrylate was added to 29.5 g of the perfume and mixed to prepare a dispersed phase.
제3단계3rd step
2000RPM 조건에서, 상기 연속상1에 분산상을 서서히 넣으면서 교반하여 피커링 에멀젼을 만들었다. 그 후, 교반기의 속도를 1000RPM으로 낮춘 뒤, 상기 피커링 에멀젼에 연속상2를 넣고 80℃에서 12시간동안 계면중합반응 진행하여 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로 캡슐을 제조하였다.At 2000 RPM, the continuous phase 1 was slowly added with stirring to form a pickling emulsion. Thereafter, the speed of the stirrer was lowered to 1000 RPM, the
캡슐 외벽 소재의 분리Separation of capsule outer wall material
먼저 캡슐 외벽 소재와 코어 오일(향 오일)을 분리하였다. 본 발명의 조성물(비교예 4 및 실시예 10, 11)을 먼저 에탄올에 분산시킨 뒤 원심분리기를 이용하여 캡슐 외벽 소재만 분리하였다. 그 후 같은 방법으로 3회 더 에탄올로 코어 오일(향 오일)을 제거 한 뒤 60℃에서 진공 펌프로 24h 동안 건조시켰다. First, the capsule outer wall material and the core oil (flavor oil) were separated. The composition of the present invention (Comparative Example 4 and Examples 10, 11) was first dispersed in ethanol, and then only the capsule outer wall material was separated using a centrifuge. Thereafter, the core oil (fragrance oil) was removed with ethanol three more times in the same manner, followed by drying for 24 h with a vacuum pump at 60 ° C.
생분해도 측정Biodegradation Measurement
생분해도 측정은 일반적으로 잘 알려진 OECD 301 F 방법에 따라 COD(Chemical Oxygen Demand) 및 BOD(Biochemical Oxygen Demand)를 측정한 후, 하기와 같은 계산법에 의거하여, 측정하였다.The biodegradability was measured according to the following calculation method after measuring the chemical oxygen demand (COD) and the biochemical oxygen demand (BOD) according to the well-known OECD 301 F method.
COD 측정은 ISO 6060 방법에 따라 측정하였다. 간략히 설명하면 적당량의 시료를 황산과 과량의 중크롬산 칼륨으로 산화시킨 뒤 남아있는 중크롬산 칼륨을 FAS(Ferrous ammonium sulfate)을 이용하여 적정한 뒤 산화반응에 이용된 중크롬산의 몰 수로부터 COD를 계산하였다.COD measurements were measured according to the ISO 6060 method. Briefly, the COD was calculated from the molar number of dichromic acid used in the oxidation reaction after titrating the appropriate amount of the sample with sulfuric acid and excess potassium dichromate and titrating the remaining potassium dichromate using FAS (Ferrous ammonium sulfate).
BOD 측정을 위해, OECD 301에 명시된 방법에 따라 미생물을 포함한 수용액을 준비하고 적절한 양의 시료(L당 0.1g 이상)를 넣은 뒤 28일간 Respirometer로 산소 소비량을 측정하였다. 이때 미생물에 의해 발생된 이산화탄소를 제거하기 위해 수산화칼륨(Potassium hydroxide) 용액을 사용하며, 시료가 포함되지 않은 blank 용액을 동시에 같이 측정하여 다음의 식 1을 통해 BOD를 계산하였다.For BOD measurement, an aqueous solution containing microorganisms was prepared according to the method specified in OECD 301, an appropriate amount of sample (0.1 g or more per L) was added, and oxygen consumption was measured by a respirometer for 28 days. At this time, potassium hydroxide (Potassium hydroxide) solution was used to remove the carbon dioxide generated by the microorganism, and the blank solution containing no sample was measured at the same time to calculate the BOD through the following Equation 1.
[식 1][Equation 1]
생분해도는 다음의 식 2를 이용하여 얻었다.Biodegradability was obtained using the following equation.
[식 2][Equation 2]
표 7에 기재된 바와 같이, 본 발명의 실시예 10이 비교예 3에 비해 우수한 생분해도를 나타냈으며, 천연고분자를 사용한 실시예 11이 좀 더 우수한 생분해도를 확인하였다.As shown in Table 7, Example 10 of the present invention showed an excellent degree of biodegradation compared to Comparative Example 3, Example 11 using natural polymers confirmed a better degree of biodegradation.
Claims (15)
상기 외벽강화용 고분자 전구체1과 반응하는 생분해성 고분자 전구체2, 또는 유효성분과 상기 고분자 전구체2를 포함하는 분산상 용액을 제조하는 제2단계; 및
상기 제1용액에 분산상 용액을 첨가하여 피커링 에멀젼을 형성 후, 제2용액을 첨가하여 계면 중합으로 캡슐 외벽을 형성하는 제3단계;를 포함하며,
상기 캡슐 외벽은 폴리(β-아미노 에스테르) 및 무기입자를 포함하고,
상기 외벽강화용 고분자 전구체1 및 생분해성 고분자 전구체2는 각각 독립적으로 폴리(β-아미노 에스테르)를 형성하기 위한 1종 이상의 전구체를 포함하는,
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법.
A first step of preparing a continuous solution including the inorganic particles and the second solution including the polymer precursor 1 for strengthening the outer wall;
A second step of preparing a biodegradable polymer precursor 2 reacting with the outer wall reinforcing polymer precursor 1 or an active ingredient and a dispersed phase solution including the polymer precursor 2; And
And a third step of forming a pickling emulsion by adding a dispersed phase solution to the first solution, and then forming a capsule outer wall by interfacial polymerization by adding a second solution.
The capsule outer wall comprises a poly (β-amino ester) and inorganic particles,
The outer wall reinforcing polymer precursor 1 and the biodegradable polymer precursor 2 each independently comprises one or more precursors for forming a poly (β-amino ester),
Method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
상기 고분자 전구체1은 하기 화학식 1로 표시되는 2이상의 아민기를 갖는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 2이상의 히드록시기를 갖는 화합물 및 천연 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인,
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1은 각각 독립적으로 동시에 1이상의 아민기 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있고,
n은 1 내지 5000의 정수이다)
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
R2는 각각 독립적으로 동시에 1이상의 히드록시기 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있고,
n은 1 내지 5000의 정수이다)
The method of claim 1,
The polymer precursor 1 is at least one selected from the group consisting of a compound having two or more amine groups represented by the following Chemical Formula 1, a compound having two or more hydroxyl groups represented by the following Chemical Formula 2, and a natural polymer,
Method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
[Formula 1]
(In Formula 1,
Each R 1 is independently independently having at least one amine group or at least one hetero atom, alkylene having 1 to 50 carbon atoms, cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or alkylene having 1 to 50 carbon atoms and carbon atoms May comprise 3 to 60 cyclic hydrocarbon groups,
n is an integer from 1 to 5000)
[Formula 2]
(In Formula 2,
Each R 2 independently or simultaneously has one or more hydroxy groups or one or more heteroatoms, an alkylene having 1 to 50 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or an alkylene having 1 to 50 carbon atoms and having 3 carbon atoms May comprise from 60 to 60 cyclic hydrocarbon groups,
n is an integer from 1 to 5000)
상기 2이상의 아민기를 갖는 화합물은 메틸렌디아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타아민, 트리스(2-아미노에틸)아민, 폴리에틸렌이민, 폴리(프로필렌글리콜) 비스(2-아미노프로필 에테르, 트리메틸올프로판 트리스[폴리(프로필렌글리콜), 아민 터미네이티드]에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 비스(아민), o-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,3-디아미노톨루엔, 2,5-디아미노톨루엔, 3,3'-디아미노디페닐메탄, 3,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-에틸렌디아닐린, 4,4'-디아미노디페닐 설파이드, 4,4'-옥시디아닐린, 파라로사닐린 베이스, 멜라민 및 테트라키스(4-아미노페닐)메탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법.
The method of claim 2,
Compounds having two or more amine groups include methylenediamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentaamine, tris (2-aminoethyl) amine, polyethyleneimine, and poly (propylene glycol) bis (2- Aminopropyl ether, trimethylolpropane tris [poly (propylene glycol), amine terminated] ether, poly (ethylene glycol) bis (amine), o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,3-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4 ' -Diaminodiphenylmethane, 4,4'-ethylenedianiline, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-oxydianiline, pararosanilin base, melamine and tetrakis (4-aminophenyl Biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules selected from the group consisting of methane Manufacturing method.
The method of claim 1, wherein the natural polymer is at least one selected from the group consisting of gelatin, chitosan and polylysine.
상기 고분자 전구체2는 하기 화학식 3으로 표시되는 2이상의 아크릴레이트 구조를 포함하는 화합물인, 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
R3은 각각 독립적으로 동시에 1이상의 아크릴레이트 또는 1이상의 헤테로 원자를 갖거나 갖지 않는, 탄소수 1 내지 50의 알킬렌, 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기, 또는 탄소수 1 내지 50의 알킬렌 및 탄소수 3 내지 60의 고리형 탄화수소기를 포함할 수 있다)
The method of claim 1,
The polymer precursor 2 is a compound containing two or more acrylate structures represented by the following formula (3), a method for producing a biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
[Formula 3]
(In Chemical Formula 3,
Each R 3 independently or simultaneously has one or more acrylates or one or more heteroatoms, an alkylene having 1 to 50 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 60 carbon atoms, or an alkylene and carbon number having 1 to 50 carbon atoms; May contain 3 to 60 cyclic hydrocarbon groups)
According to claim 1, wherein the compound having two or more acrylate groups are ethylene glycol diacrylate, di (ethylene glycol) diacrylate, tri (ethylene glycol) diacrylate, tetra (ethylene glycol) diacrylate, poly (Ethylene glycol) diacrylate, propylene glycol diacrylate, di (propylene glycol) diacrylate, tri (propylene glycol) diacrylate, tetra (propylene glycol) diacrylate, poly (propylene glycol) diacrylate, Butanediol diacrylate, hexanediol diacrylate, hexanediol ethoxylate diacrylate, neopentyl glycol propoxylate (1 PO / OH) diacrylate, trimethylolpropane ethoxylate (1 EO / OH) methyl ether Diacrylate, neopentylglycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane Triacrylate, trimethylolpropane propoxylate triacrylate, tris [2- (acryloyloxy) ethyl] isocyanurate, trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, di (trimethylolpropane) tetraacrylate , Pentaerythritol tetraacrylate, hydroxy pivalyl hydroxy pivalate bis [6- (acryloyloxy) hexanoate] at least one selected from the group consisting of, biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules manufacturing method.
The method of claim 1, wherein the inorganic particles comprise 0.001 to 30% by weight based on the total weight of the first solution of the continuous phase.
The method of claim 1, wherein the polymer precursor 1 comprises 0.001 to 20% by weight based on the total weight of the second solution of the continuous phase.
The method of claim 1, wherein the polymer precursor 2 comprises 0.001 to 30% by weight based on the total weight of the dispersed phase solution.
펜탄, 헥산 사이클로헥산, 헵탄, 옥탄, 이소도데칸, 도데칸, 에틸 에테르, 부틸 에테르, 메틸-t-부틸 에테르, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸 부티레이트, 메틸에틸케톤, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 클로로포름, 카본테트라클로라이드, 디메티콘 및 사이클로메티콘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 더 포함하는 생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the dispersed phase solution
Pentane, hexane cyclohexane, heptane, octane, isododecane, dodecane, ethyl ether, butyl ether, methyl-t-butyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl butyrate, methylethylketone, benzene, toluene, xylene, Dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, dimethicone and cyclomethicone further comprises at least one solvent selected from the group consisting of biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
상기 무기입자는 할로이사이트 나노튜브, 라포나이트, 카올리나이트 클레이, 콜로이달 실리카, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 알루미나, 수산화알미늄, 인산알루미늄, 피롤린산칼슘, 피롤린산알미늄 및 피롤린산아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인,
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조 방법.
The method of claim 1,
The inorganic particles are in the group consisting of halosite nanotubes, laponite, kaolinite clay, colloidal silica, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, alumina, aluminum hydroxide, aluminum phosphate, calcium pyrolate, aluminum pyrrolate and zinc pyrolate One or more selected
Method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
상기 유효성분은 향료, 염료, 촉매, 항산화제 및 약물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐의 제조 방법.
The method of claim 1,
The active ingredient is one or more selected from the group consisting of perfumes, dyes, catalysts, antioxidants and drugs
Method for preparing biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
코어에 위치하는 분산상 및 상기 분산상의 외부를 감싸는 하이브리드 캡슐 외벽을 포함하며, 상기 캡슐의 총 중량 대비 1 내지 90 중량%의 분산상을 포함하는,
생분해성 유무기 하이브리드 마이크로캡슐.
A capsule according to any one of claims 1 to 12,
A dispersed phase located in the core and a hybrid capsule outer wall surrounding the outside of the dispersed phase, comprising from 1 to 90% by weight of the dispersed phase relative to the total weight of the capsule,
Biodegradable organic-inorganic hybrid microcapsules.
14. The method of claim 13, further comprising: a dispersed phase; And a hybrid capsule outer wall including poly (β-amino ester) and inorganic particles formed at an interface of the dispersed phase.
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