KR20230112832A - 요변성 매체를 이용한 입자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하고 전단응력을 가해 상기 고분자 수지를 입자화시킨 후, 전단응력을 가하는 것을 중단하여 상기 요변성 매체가 유리화되도록 하여 정적 상태에서 입자화된 고분자 수지가 응고되도록 하여, 응고 과정에서 불필요한 전단응력이 배제되고 정적 상태에서 응고되므로, 입자의 변형을 막아 품질을 향상시킬 수 있고, 에너지의 사용없이 단시간에 대량으로 고분자 미세입자를 생산할 수 있는 제조방법에 대한 것이다.

Description

요변성 매체를 이용한 입자의 제조방법{Method for manufacturing particles using thixotropic medium}

본 발명은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하고 전단응력을 가해 상기 고분자 수지를 입자화시킨 후, 전단응력을 가하는 것을 중단하여 상기 요변성 매체가 유리화되도록 하여 정적 상태에서 입자화된 고분자 수지가 응고되도록 하여, 응고 과정에서 불필요한 전단응력이 배제되고 정적 상태에서 응고되므로, 입자의 변형을 막아 품질을 향상시킬 수 있고, 에너지의 사용없이 단시간에 대량으로 고분자 미세입자를 생산할 수 있는 제조방법에 대한 것이다.

고분자 미세입자는 의학, 물질 과학, 로봇 공학 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는데, 상기 고분자 미세입자를 제조하는 대표적인 방법으로 하기의 특허문헌에 기재된 바와 같은 에멀젼 공정(emulsion processing)을 들 수 있다.

<특허문헌>

특허 제10-1705114호(2017. 02. 03. 등록) "고분자 입자의 제조방법"

상기 에멀젼 공정에서는 유화(emulsification) 및 응고(solidification) 과정이 필요하며, 응고 시 입자가 분리된 상태로 유지되어야 한다. 유화액 상태로 존재하는 입자를 응고시키는 과정에서 입자의 응고가 완료되기 이전에 크리밍(creaming), 침강(sedimentation) 등의 유화액의 불안정화가 일어나면 제조된 입자의 품질에 큰 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 입자의 응고가 완료될 때까지 유화액을 안정적으로 유지하기 위해 멤브레인(membrane), 초음파처리(sonication)/분사(injection), 미소유체(microfluidic), 전기방사(electrspinning), 교반(mixing), 교반(mixing)/분사(injection), 교반(mixing)/동결 건조(lyophilization), 피커링 에멀젼(Pickering emulsions) 등의 추가적인 공정을 방법들이 활용 및 보고되고 있다.

상기 멤브레인 방법은 특수한 형태의 멤브레인 유화(membrane emulsification)를 이용하여 PDMS 나노입자를 생산하는데 활용되고 있는데, 10-20m 사이즈의 필터로 연결된 두 주사기에 PDMS-물 혼합물을 넣고 왕복운동을 5회 정도 반복하는 것으로 마이크로 사이즈의 에멀젼을 생성하고 이를 70℃로 가열하여 PDMS 입자를 경화시켜 생산한다. 상기 방법은 공정 준비 절차가 간편하고 균일한 크기의 PDMS 입자를 제작할 있으나, 일회 공정의 처리 가능한 용액의 용량이 작아 대량 생산에 한계가 있으며, 제조에 사용된 필터가 2-3회 사용 후 손상되기 때문에 주기적인 필터 교체가 필요하다.

상기 초음파/분사 방법은 Oganic solvent, hydrophobic polymer 및 amphiphilic copolymer 용액을 sonication emulsification 후 emulsion 용액을 nebulizer로 분사 후 가열하여 microparticle을 생산하는 방법이 활용되고 있다. Organic solvent에 microparticle의 주재료인 hydrophobic polymer(PLGA)와 amphiphilic copolymer(PEG)를 녹여 준비하고 이를 물에 넣고 sonication을 진행해 o/w emulsion을 생성한다. 이 emulsion을 nebulizer로 mist의 형태로 분사하며 열을 가해 solvent를 증발시키고, 이 과정에서 hydrophobic polymer와 amphiphilic copolymer가 결합을 형성하며 표면처리된 PLGA microparticle이 제조되는 방법이다. polymer-copolymer의 배합에 따라 서로 다른 특성의 microparticle이 형성되며, 표면에 dimple을 가진 microparticle을 형성할 수 있다. 하지만, chemical을 준비하는 과정과 particle fabrication 공정이 모두 복잡하여 대량생산에 한계가 있다.

상기 미소유체의 에멀젼을 이용해 유기 코어와 무기 껍질을 가진 복합체 입자를 생산하는 방법은 광중합이 가능한 monomer를 Disperse phase로 사용하고 2 wt% PVA 수용액을 continuous phase로 사용해 미세유체 장치를 이용해 emulsion을 진행하고 UV Exposure를 통해 입자를 경화시킨다. 코어 입자를 가수분해한 후 폴리아민 나노 복합체를 투입해 교반을 통해 복합체 입자를 생산하는 방법이다. microfluidics를 사용한 emulsion의 특성상 monodisperse한 입자를 생산할 수 있으며, 미세유체 장치 내의 유속을 세밀하게 조정함으로 입자의 크기를 정밀하게 제어할 수 있다. 하지만, 미세유체 장치를 수 마이크론규모의 높은 정확도로 만들어야 하며, disperse phase의 유속이 수 μl/min 수준으로 대량 생산성이 크게 저하된다.

상기 전기방사 타입의 organic solvents에 PMMA와 bioactive material들을 담은 입자를 전기방사 장치를 이용해 마이크로 입자를 제조하는 방법으로, 유기용매 아세톤에 PMMA와 Ethyl을 혼합해 Syringe pump를 이용해 electro spray를 진행하여 고분자 마이크로입자를 생산한다. electro spray를 진행하는 과정에서 용매가 증발하여 용매와 입자를 분리하는 추가적인 공정을 줄일 수 있으나, electro spray의 특성상 대량 생산성이 낮다. 안정적인 electro spray를 위해서는 전문화된 기계가 필요하며, 이러한 전문 기계를 사용해도 분사 속도가 10ml/h 수준으로 생산 속도가 현저히 낮다. 또한, 입자가 구형이 아닌 일그러진 형태로 제작되며, 품질이 외부 변수에 크게 영향받을 수 있다. 용액의 농도에 따라서 입자가 아닌 섬유의 형태로 분사가 진행될 수 있고, 얇은 분사용 바늘에 용액의 점착이 진행될 수 있는 등 많은 외부 조건들을 조절해야 한다. 용매의 전도도에 따라 전기장에 의해 용액이 분산되는 정도가 달라지기에 용매의 선정에 있어서 타 방법들 대비 제약이 많은 방법이다.

상기 교반 타입의 방법으로 폴리스티렌 입자의 표면을 sulfonation을 통해 emulsion의 안정성을 높이고, stirring을 통해 만들어진 emulsion을 감마선을 이용해 경화시키는 기술이 활용되고 있다. 해당 기술에서는 먼저 제조된 폴리스티렌 입자를 사용하는 것을 전제로 하며, 폴리스티렌 입자는 침전-증류법, 에멀젼 중합 등 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 제조된 폴리스티렌 입자의 표면에 sulfonation을 진행하고, 폴리스티렌 입자를 탈이온수와 MMA를 첨가하여, 교반을 통해 에멀젼을 형성하고 감마선을 조사해 입자를 경화시키는 과정의 생산 방법이다. 수 마이크로미터 수준의 다공성 고분자 입자를 제작할 수 있으나, 기존 에멀젼 공정을 응용하는 방법들 대비 추가적인 복잡한 화학 처리 공정이 요구된다.

상기 교반과 분사를 이용한 고분자 입자의 제조 방법으로 500rpm으로 교반이 진행되고 있는 에탄올에 PAA와 PSS의 혼합 용액을 1.9L/min의 고속으로 분사해 고분자 입자 분산액을 제작하는 과정이 활용되고 있다. 공정이 단순하여 빠르게 고품질의 입자를 제작할 수 있으며, 교반과 분사만으로 최소 53nm수준의 고분자 입자를 형성할 수 있다. 하지만, 500rpm 수준의 자성 교반으로는 해당 크기 수준의 입자를 제작하기에 한계가 있다, nm수준의 타공을 갖는 노즐에서의 고속 분사 단계에서 고분자 입자의 크기가 결정되므로, 정밀한 노즐 및 분사 구조를 갖는 고가의 시스템이 요구되며 이에 따라 대량의 입자 생산을 위한 시스템 구현에 한계가 있다. 또한, 구형에 가까운 입자의 생산이 가능한 것으로 알려져 있으나, 이와 유사한 기술들의 특성상 입자들이 경화되는 과정에서 지속적인 교반이 일어날 경우, 일반적으로 shear stress에 의해 입자의 형태가 변형될 수 있으므로 이에 따른 잠재적 문제점을 내포하고 있다.

상기 교반/동결 건조 타입의 방법은 Halloysite 용액을 교반기, 초음파 처리하여 간단하게 disperse 시킨 후 고속 교반기(19000 RPM)으로 emulsion 시키며, 이후 pH, ionic strength, 유기 바인더를 첨가함. 이후 이를 분사하며 급속 냉동시켜 다공성 과립 입자를 생산하는 기술 등이 활용되고 있다. 유기 바인더를 첨가함으로써 emulsion 용액의 viscosity가 감소하고 critical strain이 증가하여 emulsion을 안정적으로 이루어지도록 유도하고, 동결 건조를 통해 입자의 형상 유지를 용이하도록 할 수 있다. 하지만, 마이크로 입자의 생산에 있어 용액 분사, 동결 건조 등의 추가적인 공정을 필요로 하며, 목표로 하는 입자 크기 획득을 위해 분사 장비 및 환경의 정밀한 제어가 필요하여 대량 생산에 한계가 있다.

상기 피커링 에멀젼 방법은 계면활성제나 고분자 입체안정제의 사용 없이 열팽창 마이크로캡슐을 제조하는 방법으로, 피커링 안정제를 분산시킨 염이 녹아있는 수용성 용매(연속상)와 단량체, 가교제, 발포제, 그리고 중합개시제 혼합물(분산상)을 교반하여 에멀젼화하고, 이후 용액을 8시간 동안 3kPa, 섭씨 60도에서 중합을 진행하여 고분자 미세입자를 생산한다. 에멀젼 과정에서 계면활성제 없이 입자들이 뭉치는 것을 방지하기 위하여 계면활성제를 사용할 경우 에멀젼 결과물에 대해 이를 제거하는 복잡한 후처리 공정이 요구되지만, 피커링 에멀젼 방법을 활용하는 경우 피커링 안정제를 제거하는 후처리 과정이 매우 단순하다. 하지만, 뭉침 현상 방지 및 목표로 하는 캡슐 두께를 만족하기 위해서, 피커링 안정제/가교제/발포제의 종류 및 함량에 대한 적합한 선정과 일관성이 요구되어 대량 생산에 따른 스케일업 과정시 이를 정밀하게 조절하며 유지하기 위한 노력이 요구된다.

즉, 종래의 고분자 미세입자의 제조방법은 시간이 많이 소요되고 에너지 소요량이 많고 고품질의 고분자 미세입자를 대량으로 생산할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하고 전단응력을 가해 상기 고분자 수지를 입자화시킨 후, 전단응력을 가하는 것을 중단하여 상기 요변성 매체가 유리화되도록 하여 정적 상태에서 입자화된 고분자 수지가 응고되도록 하여, 응고 과정에서 불필요한 전단응력이 배제되고 정적 상태에서 응고되므로, 입자의 변형을 막아 품질을 향상시킬 수 있고, 에너지의 사용없이 단시간에 대량으로 고분자 미세입자를 생산할 수 있는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발병은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 입자의 제조방법은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합단계와, 상기 혼합물에 전단응력을 가해 요변성 매체에 액상의 고분자 미세 입자가 분산되어 있는 에멀젼을 형성하는 유화단계와, 상기 유화단계 후에 전단응력을 가하는 것을 중단하여 요변성 매체를 유리화시키는 유리화단계와, 상기 유리화단계 후 일정 시간 유지하여 정적 상태에서 액상의 고분자 미세입자를 응고시키는 응고단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 입자의 제조방법은 상기 응고단계 후 요변성 매체를 제거하여 고체 상태의 고분자 미세입자를 얻는 수득단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 입자의 제조방법에 있어서 상기 요변성 매체는 소디움 알지네이트 또는 전분을 물에 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하고 전단응력을 가해 상기 고분자 수지를 입자화시킨 후, 전단응력을 가하는 것을 중단하여 상기 요변성 매체가 유리화되도록 하여 정적 상태에서 입자화된 고분자 수지가 응고되도록 하여, 응고 과정에서 불필요한 전단응력이 배제되고 정적 상태에서 응고되므로, 입자의 변형을 막아 품질을 향상시킬 수 있고, 에너지의 사용없이 단시간에 대량으로 고분자 미세입자를 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 제조방법을 설명하기 위한 참고도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 제조방법에 사용되는 유성 믹서의 작동원리를 설명하기 위한 참고도.
도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 제조방법에 사용되는 요변성 매체의 점도와 응력이완 특성을 확인하기 위해 유동계를 사용하여 실험한 결과를 나타내는 도면.
도 6 내지 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 제조방법에 의해 제조된 고분자 미세입자의 특성 실험 결과를 나타내는 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 요변성 매체를 이용한 입자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우 에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 요변성 매체를 이용한 입자의 제조방법을 도 1 내지 10을 참조하여 설명하면, 상기 입자의 제조방법은 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합단계와, 상기 혼합물에 전단응력을 가해 요변성 매체에 액상의 고분자 미세 입자가 분산되어 있는 에멀젼을 형성하는 유화단계와, 상기 유화단계 후에 전단응력을 가하는 것을 중단하여 요변성 매체를 유리화시키는 유리화단계와, 상기 유리화단계 후 일정 시간 유지하여 정적 상태에서 액상의 고분자 미세입자를 응고시키는 응고단계와, 상기 응고단계 후 요변성 매체를 제거하여 고체 상태의 고분자 미세입자를 얻는 수득단계 등을 포함한다.

상기 혼합단계는 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계이다. 상기 요변성 매체는 전단응력을 가하는 경우 점도가 낮아지고 전단응력을 가하는 것이 중단되는 경우 점도가 급격하게 변하여 유리화되는 구성으로, 예컨대 소디움 알지네이트(sodium alginate) 또는 전분(starch)을 물에 혼합하여 형성할 수 있다.

상기 유화단계는 상기 혼합물에 전단응력을 가해 요변성 매체에 액상의 고분자 미세 입자가 분산되어 있는 에멀젼을 형성하는 단계로, 상기 유화단계에서는 전단응력을 가하기 위해 도 2에 도시된 바와 같은 유성 믹서(planetary mixer)가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 유성 믹서는 축을 중심으로 한 용기의 회전과 용기와 떨어진 거리 중심의 축을 중심으로 한 회전의 결합된 효과를 활용하는 세차식(precession-type) 혼합 장치인데, 세차 효과(precession effect)로 인해 용기 내부에 3차원 유동 불안정성이 발생하고 중심축 회전에 대한 용기의 회전의 비율인 세차 속도와 레이놀즈 수가 증가함에 따라 유동이 난류가 될 수 있다. 즉, 두 가지 움직임이 함께 결합되어 외부 개입 없이 혼합 효율이 향상될 수 있고, 일정한 출력을 지속적으로 반복할 수 있어, 서로 다른 물질을 균질한 상태로 섞는 가능하게 된다. 다만, 혼합물을 섞는 과정에서 유성 믹서의 사용시 더 높은 에너지를 전달하여 온도 상승을 촉진하고 입자의 특성을 변화시킬 수 있기 때문에 고분자 미세입자를 제조하는 과정에서의 활용성에 한계가 있었고, 높은 에너지 소비에 따라 제조되는 입자의 품질 증가 대비 생산 비용의 증가가 커질 수 있기 때문에 유화과정에서 유성 믹서의 우수한 능력은 입자 제조에 거의 사용되지 않고 있었다. 하지만, 본 발명은 요변성 매체(thixotropic medium)의 단기간 고전단 유화(high-shear emulsification in short-time) 과정을 위하여, 유성 믹서의 단기간 혼합 성능의 이점을 적용하여 정적 상태 입자의 제작에 활용하는 경우, 응고 과정 전 단계인 유화 과정에의 효율을 극적으로 개선할 수 있으며, 대량생산까지 가능한 미세입자 제작 방법으로 확장될 수 있다. 대량생산으로의 확장이 가능한 정적 상태의 유화 공정을 이용한 미세입자를 제조하는 방법은 전단응력이 증가함에 따라 점도가 감소한 다음 전단응력이 멈추면 빠르게 유리화되며 연속성을 갖는 전단박하(shear-thinning) 특성의 요변성 용매가 활용된다. 연속상(continuous phase)에서의 유변화적 반응(rheological response)은 동적 상태(dynamic state)에서의 전단 혼합(shear mixing)에 의한 유화(emulsification)와 전단 혼합이 끝난 후 정적 상태에서의 응고(solidification)를 동일한 배치 내에서 추가 처리 단계 없이 유도할 수 있다.

상기 유리화단계는 상기 유화단계 후에 전단응력을 가하는 것을 중단하여 요변성 매체를 유리화시키는 단계이며, 상기 응고단계는 상기 유리화단계 후 일정 시간 유지하여 정적 상태에서 액상의 고분자 미세입자를 응고시키는 단계이고, 상기 수득단게는 상기 응고단계 후 요변성 매체를 제거하여 고체 상태의 고분자 미세입자를 얻는 단계이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 요변성 매체와 고분자 수지의 혼합물에 전단응력을 가하는 경우 요변성 매체는 점도가 감소하고 고분자 수지를 유화시키게 되며, 이후 전단응력을 더 이상 가하지 않는 경우 요변성 매체의 점도가 급격히 증가하여 연속상인 요변성 매체는 유리화되고, 액상의 고분자 미세입자는 유리화된 용액 내에서 고정되며 크림화, 침전 또는 서로 충돌하지 않고 유지된체로 응고되게 된다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명 하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 요변성 매체의 특성 확인

1. 소디움 알지네이트(SA: Food Grade E-401, 1007-50, Modernist Pantry, LLC., Maine, U.S.A)와 물을 상온에서 12시간 동안 overhead stirrer를 통해 혼합하여 1.5 ~ 7.5wt%의 농도의 요변성 매체(sodium alginate-water medium)를 제조하였다.

2. 제조된 요변성 매체의 점도와 응력이완(stress relaxation) 특성을 확인하기 위해 유동계(rheometer, MCR102; Anton Paar, Austria)를 사용하였으며, 이와 관련된 결과들은 도 3 내지 도 5에 나타내었다.

3. 도 3은 1Hz, LAOS 실험 결과를 나타내는데, 도 3을 보면 0.1 ~ 10% strain LVER영역이 확인되어, 선형 점탄성 영역(Linear viscoelastic region) 중 제일 안정적인 10% strain을 고정하였다. 그 뒤 SAOS 실험을 진행하였다.

4. 도 4는 SAOS 실험 결과를 나타내는데, 도 4를 보면 모든 샘플은 일반적인 폴리머 용액의 거동과 유사한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있고, 낮은 주파수(frequency)에서 G''(loss modulus)가 G'(storage modulus)보다 큰 것으로부터 액체의 거동 특성을 보임을 확인하였으며, 주파수 증가에 따라 G''와 G'사이의 교차하며 고체의 거동 특성을 보이는 크로스오버 주파수(crossover frequency)를 확인하였다.

5. 도 5를 보면, 소디움 알지네이트가 증가할수록 점도가 대체적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 상기 도 3 내지 5에 도시된 결과를 통해, sodium alginate-water medium가 요변성 매체의 특성의 가지고 있음을 알 수 있다.

<실시예 2> 고분자 미세입자의 제조 및 특성 확인

1. 소디움 알지네이트와 물을 상온에서 12시간 동안 overhead stirrer를 통해 혼합하여 1.5 ~ 7.5wt%의 농도의 요변성 매체를 제조하였다.

2. 실리콘 수지인 Eco-Flex 00-30 (SMOOTH-ON, Macungie, Pa)와 경화제를 1:1의 중량비로 혼합하여 실시콘 수지 혼합물을 형성하고, 200g의 요변성 매체를 유성 믹서(ARE-310, THINKY, Japan)의 혼합 용기(mixing container)에 채워 넣고 deform 모드로 3분간 구동 후, 앞서 준비된 약 10g의 실리콘 수지 혼합물을 첨가한 후 실험 조건에 따른 회전속도(rpm) 및 시간별로 유성 믹서를 구동하였다.

3. 유성 믹서 혼합 완료 후 분산되어 제조된 입자들은 그 무게가 유리화 매질의 점탄성(viscoelastic stress) 응력에 의해 고정되어 크림화, 침전 또는 서로 충돌하지 않고 유지될 수 있으므로, Eco-Flex 00-30의 상온 경화 시간인 4시간 동안 혼합액을 상온 경화 과정을 진행하며 응고 및 경화시켰다.

4. 충분한 상온 경화 이후 혼합 용기에 있던 혼합 매체를 물로 희석하여 요변성 매체를 제거한 후, 응고 및 경화된 입자들을 체(Standard Test sieve, 850 500 300 106 μm, DaULab, Korea)를 이용하여 사이즈 별로 분리하였다. 사이즈별로 분리된 입자들은 각 플라스크에 수집하여 수분을 증발시킨 후 걸러진 입자들의 무게를 측정하고, 총 무게비 대비 각 사이즈별 무게비를 기준으로 측정할 미세 입자의 개수를 결정하여 표본집단을 확보하였다.

5. 확보단 각 표본의 집단들은 형광현미경(Olympus BX53, Japan)을 사용하여 입자들을 이미지화하였고, image J 프로그램을 사용하여 입자의 넓이를 측정하여 직경 크기 정보로 변환하여 결과로 정리하였다.

6. 도 6 내지 10은 앞서 설명한 실험 과정으로 요변성 매체의 중량비, 유성 믹서의 회전속도와 구동 시간에 조건에 따라 제조된 고분자 소재 미세입자의 직경을 측정하여 정리한 결과이다.

7. 도 6과 7에서 볼 수 있듯이 다른 조건이 동일한 경우 혼합 시간이 증가할수록, 즉, 고분자 소재인 실리콘이 전단응력에 노출되는 시간이 증가할수록 입자의 크기가 작아지는 경향을 보인다. 유성 믹서의 회전속도를 조절하는 경우 유성 믹서의 회전속도와 고분자 소재에 가해지는 전단력이 비례하므로, 도 8과 같이 회전속도가 증가함에 따라 제조되는 입자의 직경 크기가 감소하는 경향이 있음을 알 수 있다.

8. 소디움 알지네이트의 중량비를 조절하는 경우, 혼합 시간이나 교반기의 rpm을 조정하는 경우와는 다른 독특한 경향성을 보인다. 도 9 및 10에서 확인할 수 있는 것처럼, 초기 일정 수준까지 중량비 증가에 따라 입자의 직경 크기가 감소하지만, 이후의 중량비 농도에서 다시 증가하는 C-curve의 경향성을 볼 수 있다. 이러한 유화 과정에서의 연속상의 중량비 농도에 따른 입자 직경 크기의 분포 특성은, 점도가 증가할수록 연속상이 탄성 젤과 같은 거동을 보이며 생성되는 입자의 크기를 감소시키는 경향을 보이나, 점도가 일정 이상으로 증가하는 경우 완전한 탄성 젤이 형성되면서 입자에 가해지는 전단력이 약해져 입자 크기가 커지는 경향을 보이기 때문이다. 이는 중량비와 점도가 비례하고, 중량비의 변화에 따라 입자 크기가 C-curve를 그리는 본 실험의 경향성과도 일치한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

1. 전단응력에 의해 점도가 급격하게 변하는 요변성 매체에 고분자 수지를 혼합하여 혼합물을 형성하는 혼합단계와, 상기 혼합물에 전단응력을 가해 요변성 매체에 액상의 고분자 미세 입자가 분산되어 있는 에멀젼을 형성하는 유화단계와, 상기 유화단계 후에 전단응력을 가하는 것을 중단하여 요변성 매체를 유리화시키는 유리화단계와, 상기 유리화단계 후 일정 시간 유지하여 정적 상태에서 액상의 고분자 미세입자를 응고시키는 응고단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 입자의 제조방법은 상기 응고단계 후 요변성 매체를 제거하여 고체 상태의 고분자 미세입자를 얻는 수득단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 입자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 요변성 매체는 소디움 알지네이트 또는 전분을 물에 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 입자의 제조방법.