BIODEGRADABLE CAPSULE WITH SAFETY DUE TO NO IRRITATION TO HUMAN BODY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐은, 캡슐벽이 향료 또는 오일을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자, 지방족 폴리에스테르폴리올, 지방족계 가교제, 천연유래 계면활성제 수용액 및 아미노산이 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽을 이루고, 상기 캡슐은 0.1∼300㎛의 직경을 갖는다.

상기 섬유질의 천연고분자는 메틸 셀룰로오스, 에틸에테르 셀룰로오스, 에틸-2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시부틸 메틸셀룰로오스, 2-아미노에틸 2-하이드록시프로필 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 6-카르복시 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 에테르 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 알지네이트 및 솔비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연 단백질 고분자는 하이드롤라이즈드귀리단백질, 하이드롤라이즈드옥수수단백질, 하이드롤라이즈드효모단백질, 하이드롤라이즈드콩단백질, 하이드롤라이즈드밀단백질, 하이드롤라이즈드쌀단백질, 하이드롤라이즈드감자단백질, 하이드롤라이즈드실크단백질, 하이드롤라이즈드콜라겐, 하이드롤라이즈드케라틴, 하이드롤라이즈드엘라스틴, 하이드롤라이즈드카제인, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콩단백질, 라우릴디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콜라겐, 미리스토일하이드롤라이즈드콜라겐, 올리보일하이드롤라이즈드밀단백질, 코코디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 티이에이-코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘운데실레노일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘팔미토일하이롤라이즈드밀단백질, 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드실크 및 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드콜라겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 아디프산, 아젤라산, 클로렌산, 클로렌산무수물, 푸마르산, 이소프탈산, 말레산무수물, 프탈산무수물, 석신산, 석신산무수물, 세바스산, 디글리콜산, 테레프탈산무수물, 시트르산, 트리멜리트산, 트리멜리트산무수물, 이타콘산 및 시트라콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산(acid)과, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 메틸글루코시드, 디펜타에리스리톨 및 소르비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.

상기 지방족계 가교제는 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 트랜스-1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연유래 계면활성제 수용액은 디소듐라우레스설포석시네이트, 코카미도프로필베타인, 라우라미도프로필베타인, 소듐폴리에틸렌글리콜-7올리브오일카복실레이트, 소듐코코일애플아미노산, 데실폴리글루코사이드, 알킬폴리글루코사이드, 바바수아미도프로필베타인, 소듐라우릴설포아세테이트, 소듐코코일이세티오네이트, 소듐코코일알라니네이트, 라우릴글루코사이드, 팜커넬-코코글루코사이드, 데실글루코사이드, 소듐코코일글루타메이트 및 포타슘코코일글리시네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 수용액일 수 있다.

상기 아미노산은 글리신, 알라닌, 프롤린, 발린, 루신, 아이소루신, 메싸이오닌, 페닐알라닌, 타이로신, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라진, 글루타민, 라이신, 히스티딘, 아르지닌, 아스파트산 및 글루탐산으로이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐의 제조방법은, (a) 향료 또는 오일과, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자와, 지방족 폴리에스테르폴리올을 혼합하는 단계와, (b) 향료 또는 오일과, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자와, 지방족 폴리에스테르폴리올의 혼합물에 지방족계 가교제를 혼합하는 단계와, (c) 상기 지방족계 가교제가 혼합된 혼합물에 천연유래 계면활성제 수용액을 혼합하고 유화시켜 유상/수상 에멀젼을 형성하는 단계 및 (d) 상기 유상/수상 에멀젼에 아미노산을 투입하고 반응시켜 캡슐을 수득하는 단계를 포함한다.

상기 섬유질의 천연고분자는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 섬유질의 천연고분자는 메틸 셀룰로오스, 에틸에테르 셀룰로오스, 에틸-2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시부틸 메틸셀룰로오스, 2-아미노에틸 2-하이드록시프로필 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 6-카르복시 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 에테르 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 알지네이트 및 솔비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연 단백질 고분자는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 천연 단백질 고분자는 하이드롤라이즈드귀리단백질, 하이드롤라이즈드옥수수단백질, 하이드롤라이즈드효모단백질, 하이드롤라이즈드콩단백질, 하이드롤라이즈드밀단백질, 하이드롤라이즈드쌀단백질, 하이드롤라이즈드감자단백질, 하이드롤라이즈드실크단백질, 하이드롤라이즈드콜라겐, 하이드롤라이즈드케라틴, 하이드롤라이즈드엘라스틴, 하이드롤라이즈드카제인, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콩단백질, 라우릴디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콜라겐, 미리스토일하이드롤라이즈드콜라겐, 올리보일하이드롤라이즈드밀단백질, 코코디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 티이에이-코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘운데실레노일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘팔미토일하이롤라이즈드밀단백질, 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드실크 및 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드콜라겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 아디프산, 아젤라산, 클로렌산, 클로렌산무수물, 푸마르산, 이소프탈산, 말레산무수물, 프탈산무수물, 석신산, 석신산무수물, 세바스산, 디글리콜산, 테레프탈산무수물, 시트르산, 트리멜리트산, 트리멜리트산무수물, 이타콘산 및 시트라콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산(acid)과, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 메틸글루코시드, 디펜타에리스리톨 및 소르비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.

상기 지방족계 가교제는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하고, 상기 지방족계 가교제는 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 트랜스-1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연유래 계면활성제 수용액은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 천연유래 계면활성제를 1∼10중량부 혼합하고 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 물을 10∼90중량부 투입하여 만든 수용액일 수 있다.

상기 천연유래 계면활성제는 디소듐라우레스설포석시네이트, 코카미도프로필베타인, 라우라미도프로필베타인, 소듐폴리에틸렌글리콜-7올리브오일카복실레이트, 소듐코코일애플아미노산, 데실폴리글루코사이드, 알킬폴리글루코사이드, 바바수아미도프로필베타인, 소듐라우릴설포아세테이트, 소듐코코일이세티오네이트, 소듐코코일알라니네이트, 라우릴글루코사이드, 팜커넬-코코글루코사이드, 데실글루코사이드, 소듐코코일글루타메이트 및 포타슘코코일글리시네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 아미노산은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 아미노산은 글리신, 알라닌, 프롤린, 발린, 루신, 아이소루신, 메싸이오닌, 페닐알라닌, 타이로신, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라진, 글루타민, 라이신, 히스티딘, 아르지닌, 아스파트산 및 글루탐산으로이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 (c) 단계 또는 상기 (d) 단계에서 상기 유상/수상 에멀젼의 pH를 산 또는 염기로 조정할 수 있다.

상기 (d) 단계에서 상기 반응은 30∼50℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명은 생분해성이 우수하고 인체에 안전하며 기능성을 효과적으로 사용가능한 생분해성 캡슐 및 그의 제조방법을 제시한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐은, 캡슐벽(10)이 향료 또는 오일(20)을 둘러싸고 있는 형태를 갖는 캡슐로서, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자, 지방족 폴리에스테르폴리올, 지방족계 가교제, 천연유래 계면활성제 수용액 및 아미노산이 반응하여 형성된 폴리머가 상기 캡슐의 캡슐벽(10)을 이루고, 상기 캡슐은 0.1∼300㎛의 직경을 갖는다.

상기 섬유질의 천연고분자는 메틸 셀룰로오스, 에틸에테르 셀룰로오스, 에틸-2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시부틸 메틸셀룰로오스, 2-아미노에틸 2-하이드록시프로필 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 6-카르복시 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 에테르 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 알지네이트 및 솔비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연 단백질 고분자는 하이드롤라이즈드귀리단백질, 하이드롤라이즈드옥수수단백질, 하이드롤라이즈드효모단백질, 하이드롤라이즈드콩단백질, 하이드롤라이즈드밀단백질, 하이드롤라이즈드쌀단백질, 하이드롤라이즈드감자단백질, 하이드롤라이즈드실크단백질, 하이드롤라이즈드콜라겐, 하이드롤라이즈드케라틴, 하이드롤라이즈드엘라스틴, 하이드롤라이즈드카제인, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콩단백질, 라우릴디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콜라겐, 미리스토일하이드롤라이즈드콜라겐, 올리보일하이드롤라이즈드밀단백질, 코코디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 티이에이-코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘운데실레노일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘팔미토일하이롤라이즈드밀단백질, 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드실크 및 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드콜라겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 아디프산, 아젤라산, 클로렌산, 클로렌산무수물, 푸마르산, 이소프탈산, 말레산무수물, 프탈산무수물, 석신산, 석신산무수물, 세바스산, 디글리콜산, 테레프탈산무수물, 시트르산, 트리멜리트산, 트리멜리트산무수물, 이타콘산 및 시트라콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산(acid)과, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 메틸글루코시드, 디펜타에리스리톨 및 소르비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다.

상기 지방족계 가교제는 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 트랜스-1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연유래 계면활성제 수용액은 디소듐라우레스설포석시네이트, 코카미도프로필베타인, 라우라미도프로필베타인, 소듐폴리에틸렌글리콜-7올리브오일카복실레이트, 소듐코코일애플아미노산, 데실폴리글루코사이드, 알킬폴리글루코사이드, 바바수아미도프로필베타인, 소듐라우릴설포아세테이트, 소듐코코일이세티오네이트, 소듐코코일알라니네이트, 라우릴글루코사이드, 팜커넬-코코글루코사이드(글루코스로 팜커넬산과 코코넛산을 축합반응하여 얻어진 화합물), 데실글루코사이드, 소듐코코일글루타메이트 및 포타슘코코일글리시네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 수용액일 수 있다.

상기 아미노산은 글리신, 알라닌, 프롤린, 발린, 루신, 아이소루신, 메싸이오닌, 페닐알라닌, 타이로신, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라진, 글루타민, 라이신, 히스티딘, 아르지닌, 아스파트산 및 글루탐산으로이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생분해성 캡슐을 제조하기 위하여 향료 또는 오일과, 섬유질의 천연고분자와, 천연 단백질 고분자와, 지방족 폴리에스테르폴리올을 혼합한다.

상기 향료는 아로마허브향료, 장미향료, 자스민향료, 라벤더향료, 민트향료, 바나나향료, 사과향료, 딸기향료, 바닐라향료, 이들의 혼합물 등과 같은 물질일 수 있다.

상기 오일은 천연오일, 합성오일 및 유성오일로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질일 수 있다. 상기 천연오일은 호호바오일, 올리브오일, 로즈힙오일, 동백오일, 아르간오일, 아보카도오일, 코코넛오일, 아몬드오일, 티트리오일, 유칼립투스오일, 로즈마리오일, 라벤더오일, 이들의 혼합물 등일 수 있다. 상기 합성오일은 에스테르오일, 실리콘오일, 이들의 혼합물 등일 수 있다. 상기 유성오일은 레티놀, 세라마이드, 에칠헥실살리실레이트, 에칠헥실메톡시신나메이트, 알파-비사보롤, 유용성감초추출물, 이들의 혼합물 등과 같이 화장품 원료로 쓰여지는 물질일 수 있다.

상기 섬유질의 천연고분자는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 섬유질의 천연고분자는 수백에서 수천 개의 포도당 단위체들이 글리코사이드 결합으로 연결된 선형사슬의 다당성 고분자 화합물로, 다른 화합물과의 반응성이 우수하기 때문에 반응 후에 형성된 폴리머로 인해 캡슐 내에 담지하고자 하는 물질을 안정화 하는데 많은 기여를 할 수 있으며, 아울러 캡슐이 제품에 적용되고 사용된 이후에는 자연계에 존재하는 미생물이나 효소에 의해 생분해가 쉽게 진행될 수 있는 잇점이 있다. 이에 섬유질의 천연고분자 함유로 캡슐의 반응성 및 생분해도 조절이 용이해진다.

상기 섬유질의 천연고분자는 메틸 셀룰로오스, 에틸에테르 셀룰로오스, 에틸-2-하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시부틸 메틸셀룰로오스, 2-아미노에틸 2-하이드록시프로필 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 6-카르복시 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 에테르 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 알지네이트 및 솔비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 천연 단백질 고분자는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 천연 단백질 고분자는 분자량이 큰 단백질을 가수분해하여 물에 용해시킬 수 있는 형태로서 합성 고분자에 비해 불규칙적인 반복단위로 인해 결정성이 낮고 유연성이 커 생분해에 유리한 천연 단백질 고분자 중에서 선택되어지는 것이 바람직하다.

상기 천연 단백질 고분자는 하이드롤라이즈드귀리단백질, 하이드롤라이즈드옥수수단백질, 하이드롤라이즈드효모단백질, 하이드롤라이즈드콩단백질, 하이드롤라이즈드밀단백질, 하이드롤라이즈드쌀단백질, 하이드롤라이즈드감자단백질, 하이드롤라이즈드실크단백질, 하이드롤라이즈드콜라겐, 하이드롤라이즈드케라틴, 하이드롤라이즈드엘라스틴, 하이드롤라이즈드카제인, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콩단백질, 라우릴디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드콜라겐, 미리스토일하이드롤라이즈드콜라겐, 올리보일하이드롤라이즈드밀단백질, 코코디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질, 티이에이-코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘운데실레노일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘코코일하이드롤라이즈드콜라겐, 포타슘팔미토일하이롤라이즈드밀단백질, 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드실크 및 하이드록시프로필트리모늄하이드롤라이즈드콜라겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 지방족 폴리에스테르폴리올은 소수성과 친수성을 겸비하고 있고, 활성 자리가 분자쇄내에 있으며, 구조적으로 유연성을 가지고 있기 때문에 생분해성이 우수한 고분자로 천연 단백질 고분자가 가진 물리적 강도가 약하고 균일성이 낮은 단점을 보완하여 캡슐이 제품에 적용될 때는 캡슐이 파괴되지 않고, 캡슐이 적용된 제품이 사용될 때에는 물리적인 힘에 의해 쉽게 파괴되어 기능성을 가진 유용성 물질이 효과적으로 방출될 수 있게 한다.

상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 2가 이상의 산(acid)과 2가 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올인 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 지방족 폴리에스테르폴리올은 아디프산, 아젤라산, 클로렌산, 클로렌산무수물, 푸마르산, 이소프탈산, 말레산무수물, 프탈산무수물, 석신산, 석신산무수물, 세바스산, 디글리콜산, 테레프탈산무수물, 시트르산, 트리멜리트산, 트리멜리트산무수물, 이타콘산 및 시트라콘산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산(acid)과, 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 메틸글루코시드, 디펜타에리스리톨 및 소르비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올 간의 에스테르화 탈수축합반응에 의해 얻어지는 지방족계 불포화 폴리에스테르 폴리올일 수 있다.

향료 또는 오일과, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자와, 지방족 폴리에스테르폴리올의 혼합물에 지방족계 가교제를 혼합한다.

상기 지방족계 가교제는 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 지방족계 가교제는 구조적으로 유연하며 폴리에테르보다 생분해가 우수한 폴리에스테르에 기반한 고분자 물질을 일부 형성할 수 있는 것으로, 일반적인 플라스틱 소재를 형성할 때보다 현저하게 적은 양을 사용하면서도 캡슐의 강도를 올려 기능성을 가진 유용성 물질의 방출을 조정할 수 있고 반응시간을 줄여 기능성 및 경제성을 확보하는 것이 가능하게 한다.

상기 지방족계 가교제는 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 트랜스-1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 지방족계 가교제가 혼합된 혼합물에 천연유래 계면활성제 수용액을 혼합하고 유화시켜 유상/수상 에멀젼(Oil/Water, O/W 또는 Oil in Water)을 형성한다. 이때, pH를 산 또는 염기로 조정할 수 있다. 상기 pH는 물질의 등전점이나 성질에 따라 산성조건이 필요할 때는 pH 3∼5로, 염기성조건이 필요할 때는 pH 9∼11로 조정하는 것이 바람직하다. 단백질 및 아미노산계 물질은 pH에 따라 물질내에 존재하는 이온성 아미노산의 전하가 바뀌는 등전점이 존재하여 이온성이 달라지고 용해도 및 반응성이 변화하여 캡슐의 반응조건 및 다른 물질과의 상용성에 영향을 줄 수 있어 배합하는 물질에 따라 pH를 조정할 필요가 있다.

상기 유화에 의해 유상/수상(Oil/Water, O/W 또는 Oil in Water) 에멀젼이 형성되게 된다. 상기 혼합은 호모믹서기 등을 이용할 수 있으며, 1000∼5000rpm 정도의 속도로 수행하는 것이 바람직하다.

상기 천연유래 계면활성제 수용액은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 천연유래 계면활성제를 1∼10중량부 혼합하고 이를 가용화하기 위해 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 물을 10∼90중량부 투입하여 만든 수용액인 것이 바람직하다. 천연유래 계면활성제는 합성 계면활성제에 비해 생분해에 유리한 구조를 가지고 있고 생체 친화적이기 때문에 안전하며 보습이나 컨디션닝 등과 같은 부가적인 기능을 가지고 있다.

상기 천연유래 계면활성제는 디소듐라우레스설포석시네이트, 코카미도프로필베타인, 라우라미도프로필베타인, 소듐폴리에틸렌글리콜-7올리브오일카복실레이트, 소듐코코일애플아미노산, 데실폴리글루코사이드, 알킬폴리글루코사이드, 바바수아미도프로필베타인, 소듐라우릴설포아세테이트, 소듐코코일이세티오네이트, 소듐코코일알라니네이트, 라우릴글루코사이드, 팜커넬-코코글루코사이드(글루코스로 팜커넬산과 코코넛산을 축합반응하여 얻어진 화합물), 데실글루코사이드, 소듐코코일글루타메이트 및 포타슘코코일글리시네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 유상/수상 에멀젼에 아미노산을 투입하고 반응시켜 캡슐을 수득한다. 이때, pH를 산 또는 염기로 조정할 수 있다. 상기 pH는 물질의 등전점이나 성질에 따라 산성조건이 필요할 때는 pH 3∼5로, 염기성조건이 필요할 때는 pH 9∼11로 조정하는 것이 바람직하다. 상기 반응은 30∼50℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 단백질 및 아미노산계 물질은 pH에 따라 물질내에 존재하는 이온성 아미노산의 전하가 바뀌는 등전점이 존재하여 이온성이 달라지고 용해도 및 반응성이 변화하여 캡슐의 반응조건 및 다른 물질과의 상용성에 영향을 줄 수 있어 배합하는 물질에 따라 pH를 조정할 필요가 있다. 상기 반응은 300∼500rpm 정도의 속도로 교반하면서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 반응 시간이 지남에 따라 경화되어 캡슐벽이 형성되고, 최종적으로는 생분해성 캡슐이 형성되게 된다.

상기 아미노산은 향료 또는 오일 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 아미노산은 저분자 물질로서 가수분해 과정이 필요 없고 측쇄에 의한 방해가 적어 미생물에 의한 활성을 띄기 쉽고 미생물에 의한 분해가 더 용이하며 고분자의 가교로 인한 고분자 사슬의 유동성 제한 및 결정성을 낮춰 미생물의 접근성을 높일 수 있다. 또한, 아미노기의 존재로 인해 반응성이 좋고 단단한 캡슐벽을 형성할 수 있으며 이로 인해 향료 또는 오일의 방출조절이 용이해지고 저온반응 및 반응시간 단축을 가능하게 한다.

상기 아미노산은 글리신, 알라닌, 프롤린, 발린, 루신, 아이소루신, 메싸이오닌, 페닐알라닌, 타이로신, 트립토판, 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라진, 글루타민, 라이신, 히스티딘, 아르지닌, 아스파트산 및 글루탐산으로이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.

상기 반응은 30∼50℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 저온에서의 반응은 고온반응에서 발생할 수 있는 부반응 및 고분자 물질의 변형을 방지할 수 있고 산화나 휘발성이 큰 물질을 효율적으로 캡슐화하는 것이 가능하다.

이렇게 제조되는 캡슐은 생분해성이 우수하고 인체에 안전하며, 캡슐의 기능성을 보다 효과적으로 구현하고, 생산과정에서 발생하는 부작용을 방지하고 생산의 효율성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자, 지방족 폴리에스테르폴리올, 지방족계 가교제, 천연유래 계면활성제 수용액 및 아미노산이 반응하여 형성된 폴리머가 캡슐의 캡슐벽을 이루어 생분해성이 우수하면서도 안전하며 기능성 물질(향료 또는 오일)의 보호 및 사용이 용이한 생분해성 캡슐의 제조가 가능하다.

본 발명에 의해 제조된 생분해성 캡슐은, 섬유질의 천연고분자, 천연 단백질 고분자, 지방족 폴리에스테르폴리올, 지방족계 가교제, 천연유래 계면활성제 수용액 및 아미노산이 반응하여 형성된 폴리머가 캡슐의 캡슐벽을 이루어 향료 또는 오일을 보호하고 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

500㎖ 비이커에 아로마허브향료 100g, 메틸 셀룰로오스 10g, 하이드롤라이즈드밀단백질 10g, 아디프산과 1,3부틸렌글리콜을 에스테르화 탈수축합반응시켜 얻은 지방족 폴리에스테르폴리올 2g을 균일하게 혼합하고, 미리 준비해둔 이소포론디이소시아네이트 1g을 추가 혼합한 후, 천연유래 계면활성제인 바바수아미도프로필베타인 5g과 물 45g을 혼합하여 만든 천연유래 계면활성제 수용액을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,000rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 유상/수상 에멀젼을 제조하였다.

1ℓ 4구 플라스크에 상기 유상/수상 에멀젼을 투입하고, 미량의 가성소다를 가하여 pH를 9∼11로 조정한 후, 아스파트산 0.5g을 투입하고, 반응온도를 40℃로 조정한 후 약 3시간 동안 교반하면서 반응시켜 생분해성의 캡슐을 제조하였다.

<실시예 2>

500㎖ 비이커에 아로마허브향료 100g, 메틸 셀룰로오스 10g, 하이드롤라이즈드귀리단백질 10g, 아디프산과 펜탄디올을 에스테르화 탈수축합반응시켜 얻은 지방족 폴리에스테르폴리올 2g을 균일하게 혼합하고, 미리 준비해둔 이소포론디이소시아네이트 1g을 추가 혼합한 후, 천연유래 계면활성제인 바바수아미도프로필베타인 5g과 물 45g을 혼합하여 만든 천연유래 계면활성제 수용액을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,000rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 유상/수상 에멀젼을 제조하였다.

1ℓ 4구 플라스크에 상기 유상/수상 에멀젼을 투입하고, 미량의 아세트산을 가하여 pH를 3∼5로 조정한 후, 아르지닌 1.5g을 투입하고 반응온도를 40℃로 조정한 후 약 3시간 동안 교반하면서 반응시켜 생분해성의 캡슐을 제조하였다.

<실시예 3>

500㎖ 비이커에 아로마허브향료 100g, 메틸 셀룰로오스 10g, 라우르디모늄하이드록시프로필하이드롤라이즈드밀단백질 10g, 아디프산과 소르비톨을 에스테르화 탈수축합반응시켜 얻은 지방족 폴리에스테르폴리올 2g을 균일하게 혼합하고, 미리 준비해둔 이소포론디이소시아네이트 1g을 추가 혼합한 후, 천연유래 계면활성제인 바바수아미도프로필베타인 5g과 물 45g을 혼합하여 만든 천연유래 계면활성제 수용액을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,000rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 유상/수상 에멀젼을 제조하였다.

1ℓ 4구 플라스크에 상기 유상/수상 에멀젼을 투입하고, 미량의 아세트산을 가하여 pH를 3∼5로 조정한 후, 글루타민 1.5g을 투입하고 반응온도를 40℃로 조정한 후 약 3시간 동안 교반하면서 반응시켜 생분해성의 캡슐을 제조하였다.

<비교예 1>

1ℓ 4구 플라스크에 멜라민 10g, 증류수 40g, 35wt% 포름알데히드 수용액 20g과 소량의 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 8∼10으로 조절하고, 80℃에서 30분간 교반하여 멜라민-포름알데히드 전중합체(Prepolymer)를 제조하였다.

별도의 1ℓ 비이커에 에틸렌-말레인산 공중합 수지(상품명: EMA-31, Monsanto 社 제품)를 5wt% 함유하여 음이온 계면활성제 역할을 하는 유화제 200g을 제조하고, 여기에 아로마허브향료 100g을 투입하여 호모믹서기를 사용해 3,000rpm의 속도로 약 20분간 교반시켜 유상/수상 에멀젼을 제조하였다.

상기 멜라민-포름알데히드 전중합체(Prepolymer)와 상기 유상/수상 에멀젼을 혼합한 후, 70℃에서 약 3시간 동안 교반하여 캡슐벽을 경화함으로써, 멜라민 캡슐을 제조하였다.

<비교예 2>

옥테닐(n-octenyl)로 치환된 식품 전분(치환율 0.005) 50g을 물 50g에 넣어서 녹였다. 이 용액에 전분의 밀도를 증가시키기 위하여 5g의 NaCl을 첨가하여 단일상으로 잘 녹은 전분 수용액을 준비하였다.

상기 전분 수용액에 아로마허브향료 100g을 첨가하여 호모믹서기로 3000rpm, 20분동안 고속 교반시켜 유화를 실시하였다.

상기 전분 수용액에 상기 아로마허브향료를 유화시킨 용액에 가교제 역할을 하는 글루타르디알데하이드 5g을 넣고 40분 동안 3000rpm에서 가교시켜 캡슐을 제조하였다.

<비교 실험>

실시예 1∼3, 비교예 1∼2에 따라 제조한 각각의 캡슐에 대하여 생분해도, 파부자극 및 발향성능에 대한 평가를 실시하였다.

[생분해도 측정방법 및 판정기준]

상기 실시예 1∼3, 비교예 1∼2에서 제조한 각각의 캡슐을 수질-밀폐형 호흡측정계의 산소요구량 측정에 의한 액상 매질에서의 유기화합물의 호기성 최종 생분해도를 측정하는 KS I ISO 9408 및 이에 준하는 OECD 301F 방법으로 평가하였다.

구체적으로 생분해도 측정값에 따라 하기와 같이 표 1에 나타내었다.

○ : 생분해도 값이 기준물질 대비 60% 이상

△ : 생분해도 값이 기준물질 대비 30% 이상∼60% 미만

Ⅹ : 생분해도 값이 기준물질 대비 30% 미만

[피부자극 시험방법 및 평가기준]

상기 실시예 1∼3, 비교예 1∼2에서 제조한 각각의 캡슐을 피험자 31명의 등에 24시간 첩포한 후, 첩포 제거 30분, 24시간, 48시간 후에 관찰하여 국제접촉피부염학회(ICDRG) 및 미국화장품협회(PCPC) 기준을 응용한 기준에 따라 무자극/저자극/경자극/중자극/강자극으로 평가하여 표 1에 나타내었다.

[발향성능 시험방법 및 평가기준]

상기 실시예 1∼3, 비교예 1∼2에서 제조한 각각의 캡슐을 향료가 없는 고농축섬유유연제 Base에 0.5% 투입하고 고농축섬유유연제 표준사용량에 맞춰 수건을 세탁한 후, 실온에서 24시간 건조하여 발향성능 평가 샘플을 제작하였다.

발향성능 평가는 실시예 1∼3, 비교예 1∼2에서 제조한 각각의 캡슐별로, 패널 30명을 대상으로 하고 제작된 수건을 각각 손으로 5회 마찰한 후 코로 느껴지는 냄새의 정도에 대해 관능평가를 실시하여 1∼5점(5점:매우 강, 4점:강, 3점:보통, 2점:다소 약, 1점:약, 0점:나지 않음)으로 평가한 후, 합산 점수로 최종 평가하였다(150∼101점 : 좋음, 100∼51점 : 보통, 50∼0 : 나쁨).

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1∼3의 경우가 비교예 1∼2에 비해 생분해도가 모두 우수하고 피부자극이 없어 생분해성이 우수하고 인체에 안전한 캡슐로 평가되었다.

또한, 발향성능은 실시예 1∼3이 비교예 1∼2의 캡슐보다 우수한 성능을 나타내어 향료 또는 오일을 가장 효과적으로 사용가능함을 알 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.