KR100429469B1 - Spherical polymer microcapsules by solute co-diffusion method (SCM) and their preparation method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용질 공확산법(본 발명자가 명함)을 이용하여 구형 고분자 마이크로켑슐을 제조하는 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 0.1∼1 중량%의 분산안정제가 녹아있는 수용액에 고분자 입자를 분산시키는 1단계; 상기 1단계에서 제조된 분산액에 0.1∼1 중량%의 유화제를 이용하여 용질을 포함하는 용매 에멀젼을 제조하여 첨가하는 2 단계; 상기 용매 에멀젼을 고분자 입자에 완벽하게 팽윤시키는 3 단계; 팽윤이 종결된 후 고분자/용질/용매 액적에서 완벽하게 용매만 선택적으로 제거하는 4단계로 이루어져 있다.The present invention relates to a method for producing a spherical polymer microsulfes using the solute co-diffusion method (business card of the present inventors), and more specifically, to disperse the polymer particles in an aqueous solution in which 0.1 to 1% by weight of a dispersion stabilizer is dissolved. Stage 1; 2 steps of preparing and adding a solvent emulsion containing a solute to the dispersion prepared in step 1 by using an emulsifier of 0.1 to 1% by weight; Three steps of swelling the solvent emulsion completely on the polymer particles; After the swelling is complete, there are four steps to remove only the solvent completely from the polymer / solute / solvent droplets.
본 발명에서 제안하는 용질 공확산법은 미크론크기의 고분자 켑슐을 제조할 수 있는 신기술로서 용질의 포집률을 팽윤도에 따라 임의로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 방법보다 사용되는 용매의 량이 극히 적어 용매 제거 과정이 용이하다는 큰 장점을 지니고 있어, 다양한 고분자 캡슐의 제조에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 예상된다.The solute co-diffusion method proposed by the present invention is a new technique for preparing a micron-sized polymer capsule, and can not only arbitrarily adjust the trapping rate of the solute according to the degree of swelling, but also the amount of solvent used is much smaller than that of the conventional method. It is expected to be very usefully applied to the preparation of various polymer capsules because of its great advantage of ease.
Description
본 발명은 미크론 크기의 구형 고분자 켑슐을 제조할 수 있는 신기술에 대한 것으로, 좀 더 자세하게는 본 발명자가 제안하는 용질 공확산법에 의하여 고분자 켑슐을 보다 효과적이고 간단하게 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a new technology capable of producing micron-sized spherical polymer capsules, and more particularly, to a method for producing polymer capsules more effectively and simply by the solute co-diffusion method proposed by the present inventors.
일반적으로 고분자 마이크로켑슐은 에멀젼 중합법, 다중 유화중합법, 축합중합법, 용매 축출 및 증발법, 현탁가교법, 코아세르법, 압출법, 스프레이법 등 다양한 방법에 의하여 제조된다. 특히, 용매 축출 및 증발법은 다양한 용질의 도입이 비교적 용이하고 구형의 고분자 켑슐을 얻을 수 있어 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 이 방법은 용매에 용질 및 고분자를 완전히 용해시킨 후, 안정제 혹은 유화제가 녹아있는 극성용액에 분산시켜 고분자/용질/용매 액적을 형성시키고, 이어서 액적에 존재하는 용매를 제거하는 방법이다. 이에 관해서는 이미 다양한 연구결과가 문헌에 발표되어 있다(J. Pharm. Sci., Vol 71, Page 1323-27 (1982); React. Polym., Vol 1, Page 159-74 (1993); J. Controlled Release Vol 17, Page 1-22 (1991); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 627-638 (1995); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 617-25 (1995); J. Controlled Release Vol 14, Page 25-32 (1986); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 59-69 (1995); J. Microencapsulation, Vol 13, Page 53-66 (1996); J. Microencapsulation, Vol 13, Page 257-67 (1996); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 557-67 (1995); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 287-305 (1995)). 그러나, 충분한 유동성을 지니는 고분자/용질/용매 용액을 제조하기 위해서는 과량의 용매을 도입해야만 한다는 단점을 지니고 있을 뿐만 아니라, 상기 용액의 분산 과정에서 교반 속도, 온도, 유화제의 농도 등 다양한 인자들에 의하여 평균 입자 및 그 분포도가 크게 의존하여 의도하는 고분자 켑슐의 제조가 상당히 어렵다는 큰 단점을 지니고 있다. 따라서, 이와 같은 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 기술이 절실히 요구되어 진다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같이와 같은 문제점을 일소할 수 있는 신기술로서 용질 공확산법을 제안한다.In general, polymer microcapsules are prepared by various methods such as emulsion polymerization, multiple emulsion polymerization, condensation polymerization, solvent extraction and evaporation, suspension crosslinking, coacer, extrusion and spray. In particular, the solvent extraction and evaporation method is relatively easy to introduce a variety of solutes to obtain a spherical polymer capsule has been a lot of research in recent years. This method is a method of completely dissolving a solute and a polymer in a solvent, and then dispersing it in a polar solution in which a stabilizer or an emulsifier is dissolved to form a polymer / solute / solvent droplet, and then removing the solvent present in the droplet. Various studies have already been published in the literature (J. Pharm. Sci., Vol 71, Page 1323-27 (1982); React. Polym., Vol 1, Page 159-74 (1993); Controlled Release Vol 17, Page 1-22 (1991); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 627-638 (1995); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 617-25 (1995); J. Controlled Release Vol 14, Page 25-32 (1986); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 59-69 (1995); J. Microencapsulation, Vol 13, Page 53-66 (1996); J. Microencapsulation, Vol 13, Page 257-67 ( 1996); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 557-67 (1995); J. Microencapsulation, Vol 12, Page 287-305 (1995)). However, in order to prepare a polymer / solvent / solvent solution having sufficient fluidity, it is disadvantageous to introduce an excessive amount of solvent, and in addition, the average rate is varied by various factors such as stirring speed, temperature, and emulsifier concentration in the dispersion process of the solution. It has a big disadvantage that the preparation of the intended polymer capsules is very difficult due to the large dependence of the particles and their distribution. Therefore, there is an urgent need for a new technology that can solve these problems. Therefore, the present invention proposes a solute co-diffusion method as a new technology capable of eliminating these problems.
본 발명은 공정이 보다 간단하고 다양한 용질이 도입된 미크론 크기의 구형 고분자 켑슐을 제조하는 신기술을 제공하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여본 발명은 도 1에서 모식화되어 있는 용질 공확산법을 제안한다. 이 용질 공확산법은 다음과 같은 점에서 그 우수성을 지닌다. 첫째, 사용되는 고분자 입자의 종류, 사슬구조, 입자의 형태, 등의 제한을 전혀 고려하지 않아도 된다. 이는 기존 방법과는 달리 용매를 입자 내에 열역학적 상용성과 계면 특성을 고려하여 의도하는 도입량을 고분자 입자 대비 수 백배까지 임의로 조절할 수 있기 때문이다. 둘째, 상대적으로 도입하는 용매의 량이 매우 적기 때문에 마지막 단계에서 용매를 제거하는 공정이 매우 쉬워진다. 기존 방법은 고분자/용질/용매 용액이 수상에서 교반에 의하여 액적을 충분히 형성할 수 있을 정도의 낮은 점도를 지녀야만 한다. 이러한 목적을 이루기 위해서는 필수적으로 고분자 입자 대비 1000중량% 이상의 용매를 도입하여야만 한다. 이렇게 과량의 용매가 고분자 용액 액적 내에 존재하기 때문에 용매 제거 단계에서 많은 시간과 노력이 필요하다. 셋째, 용질의 포집률이 용매에 대한 용해도와 고분자 입자에 도입되는 용매의 량에 의존하여 결정될 수 있다는 장점을 지내고 있다. 따라서, 용매 포집률만 고려한다면, 수 백%까지 이를 수 있다. 여기서, 극대화된 용매의 포집은 용질/용매 에멀젼의 제조 과정에 의존한다. 특히, 고분자 입자와 에멀젼 사이의 입자 크기 차이가 용매의 팽윤을 결정하는 중요한 인자가 된다. 따라서, 이 과정에서 용질/용매 에멀젼을 가능한한 작게 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 고분자 켑슐 자체의 기계적 물성을 고려하여야만 하기 때문에 적용하고자 하는 목적에 맞추어 적절한 영역에서 포집률을 선택할 수 있다. 넷째, 이상의 결과로부터 본 발명에서 제안하는 용질 공확산법은 적용하고자 하는 분야의 요구조건에 따라, 다양한 고분자 켑슐의 제조가 가능하다. 특히, 공정이 매우 단순하고 쉽기 때문에, 최종 고분자 켑슐의 제조를 위한 시간절약과 생산성의 면에서 매우 우수하다고 판단된다.The present invention provides a novel technique for producing a micron-sized spherical polymer capsule in which the process is simpler and various solutes are introduced. In order to achieve the above object, the present invention proposes a solute co-diffusion method that is modeled in FIG. 1. This solute co-diffusion method is superior in the following ways. First, there is no need to consider the limitations of the type, chain structure, particle shape, etc. of the polymer particles used. This is because unlike the conventional method, the intended amount of introduction can be arbitrarily adjusted up to several hundred times in consideration of the thermodynamic compatibility and interfacial properties in the solvent. Second, the relatively small amount of solvent introduced is very easy to remove the solvent in the last step. Existing methods must have a viscosity low enough that the polymer / solute / solvent solution can sufficiently form droplets by stirring in the water phase. In order to achieve this purpose, it is essential to introduce a solvent at least 1000% by weight relative to the polymer particles. Since such excess solvent is present in the polymer solution droplets, a lot of time and effort is required in the solvent removal step. Third, the solubility of the solute can be determined depending on the solubility in the solvent and the amount of the solvent introduced into the polymer particles. Thus, considering only the solvent collection rate, it can be up to several hundred percent. The collection of the maximized solvent here depends on the preparation of the solute / solvent emulsion. In particular, the particle size difference between the polymer particles and the emulsion is an important factor in determining the swelling of the solvent. Therefore, it is desirable to make the solute / solvent emulsion as small as possible in this process. However, since the mechanical properties of the polymer capsule itself must be taken into consideration, the collection rate can be selected in an appropriate area according to the intended purpose. Fourth, from the above results, the solute co-diffusion method proposed in the present invention can produce various polymer capsules according to the requirements of the field to be applied. In particular, since the process is very simple and easy, it is judged to be very excellent in terms of time saving and productivity for producing the final polymer capsule.
도 1은 본 발명에서 제안하는 용질 공확산법에 대한 모식도1 is a schematic diagram of the solute co-diffusion method proposed in the present invention
도 2는 인도메타신 30%가 포집된 PMMA 마이크로켑슐에대한 광학 현미경사진2 is an optical photomicrograph of PMMA microcapsule with 30% indomethacin collected.
도 3은 저분자액적 30%가 포집된 PMMA 마이크로켑슐에대한 편광 현미경사진3 is a polarized light micrograph of PMMA microcapsule with 30% low molecular weight droplets collected
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the present invention in more detail as follows.
먼저, 고분자 입자를 분산안정제가 녹아있는 수용액에 완전히 재분산시킨다. 본 발명에 적용되는 고분자 입자는 구조, 형태, 크기, 제조방법에 관계없어 적용 가능하다. 구체적으로는 라디칼 혹은 이온 개시에 의하여 중합된 아크릴 혹은 비닐 고분자 입자, 용매 침적에 의하여 제조된 올레핀계 고분자 입자, 용매침적에 의하여 제조된 엔지니어링 고분자 입자, 금속 혹은 무기 입자에 표면 처리된 금속/고분자 복합입자 혹은 무기/고분자 복합입자 등을 들 수 있는데, 전체 함량에 대비 1∼50중량%가 적절하다. 이 이하의 농도에서는 생산성이 저하되고 이 이상의 농도에서는 입자 응집이 발생할 수 있다. 한편, 본 발명에서 사용되는 분산 안정제는 수상에 녹는 수용성 고분자로서, 구체적으로는 젤라틴, 스타치, 잔탄검, 소듐 폴리아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오즈, 카복시메틸셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알킬 에테르, 폴리비닐 알콜, 친수성기를 주쇄에 지니고 있는 랜덤 혹은 블록공중합체 등이 포함된다. 사용되는 농도는 전체 중량 대비 0.1-1중량%가 적절하다. 이 이하의 농도에서는 고분자 입자의 재분산이 어렵고 이 이상의 농도에서는 제거 공정이 어려운 단점이 있다.First, the polymer particles are completely redispersed in the aqueous solution in which the dispersion stabilizer is dissolved. The polymer particles to be applied to the present invention can be applied regardless of the structure, shape, size, and manufacturing method. Specifically, acrylic or vinyl polymer particles polymerized by radical or ion initiation, olefin polymer particles prepared by solvent deposition, engineering polymer particles prepared by solvent deposition, metal / polymer composites surface-treated on metal or inorganic particles Particles or inorganic / polymer composite particles, etc., 1 to 50% by weight relative to the total content is appropriate. Productivity may fall at concentrations below this, and particle aggregation may occur at concentrations above this. On the other hand, the dispersion stabilizer used in the present invention is a water-soluble polymer soluble in water, specifically gelatin, starch, xanthan gum, sodium polyacrylate, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl Alkyl ethers, polyvinyl alcohols, random or block copolymers having hydrophilic groups in the main chain, and the like. The concentration used is suitably 0.1-1% by weight based on the total weight. At concentrations below this, the redispersion of the polymer particles is difficult, and at concentrations above this, the removal process is difficult.
본 발명에서 사용되는 용매는 고분자 입자에 대해서 뛰어난 상용성을 지니고 용질에 대하여 우수한 용해력을 보여야만 한다. 부수적으로, 물에 대하여 0.03∼3중량% 정도의 용해력을 지니는 용매가 물에서 높은 확산력을 지니기 때문에 본 용질 공확산법에서는 매우 적절하다. 최종 용매 제거 단계에서 증발법을 적용할 경우에는 끓는점이 10∼60℃ 정도로 낮은 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 카본 테트라클로라이드 류의 클로리네이티드 용매, 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디부틸 에테르 류의 에테르, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필 아세테이트 류의 에스테르, 등을 포함하는 휘발성 용매가 적용된다. 또한 최종 용매 제거 단계에서 용매 교환법을 적용할 경우에는 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 류의 히드로카본 용매 등을 포함한다.The solvent used in the present invention should have excellent compatibility with the polymer particles and show good solubility with respect to the solute. Incidentally, since the solvent having a solubility of about 0.03 to 3% by weight with respect to water has a high diffusivity in water, it is very suitable in the solute co-diffusion method. In the case of applying the evaporation method in the final solvent removal step, the chloride of low methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, etc., having a boiling point of 10 to 60 ° C, ether of diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, etc. And volatile solvents including methyl acetate, ethyl acetate, esters of isopropyl acetate, and the like. In addition, when the solvent exchange method is applied in the final solvent removal step, pentane, hexane, benzene, toluene, xylene, hydrocarbon solvents, and the like.
용질을 포함하는 용매의 수상 내에서 효과적인 에멀젼 형성을 돕기 위하여 전체 물량 대비 0.1∼1중량%의 유화제를 첨가한다. 이 이하의 농도에서는 작은 크기의 에멀젼 형성이 어렵고 이 이상의 농도에서는 유화제에 의한 안정도 증가로 액적 간 합일을 유도하기 어렵다. 유화제의 첨가량은 유화제의 종류와 형태에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 이온성을 지니는 모든 음이성 유화제 및 양이온성 유화제를 포함하고, 친수성 유기 화합물에 의하여 제조된 비이온성 유화제를 포함한다.용매 제거 후 마이크로캡슐은 용질과 고분자로만 이루어진다. 이 때 용질은 전체 마이크로캡슐 함량 대비 0.001∼90중량% 포집이 가능하다. 이 이하의 농도에서는 용질의 효능 발현이 어렵고, 이 이상의 농도에서는 캡슐이 붕괴될 수 있다. 사용될 수 있는 용질은 지용성 성분으로서, 비타민 A, 바타민 E, taxol, 인도메타신 등과 같은 약제류와 MLC series (MERK Co.)와 같은 nematic 액정 , cholesterol (및 그 유도체)와 같은 smectic 액정 등을 포함한다.0.1 to 1% by weight of an emulsifier is added to the total amount to assist in the formation of an emulsion in the aqueous phase of the solvent containing the solute. At concentrations below this, formation of emulsions of small size is difficult, and at concentrations above this it is difficult to induce coalescence between droplets due to increased stability by the emulsifier. The addition amount of the emulsifier can be changed in various ways depending on the type and form of the emulsifier. Specifically, it includes all anionic emulsifiers and cationic emulsifiers with ionicity, and nonionic emulsifiers prepared by hydrophilic organic compounds. After solvent removal, the microcapsules consist only of solutes and polymers. At this time, the solute can collect 0.001 to 90% by weight relative to the total microcapsule content. At concentrations below this, the efficacy of the solute is difficult to express, and at concentrations above this the capsule may collapse. Solutes that can be used include fat-soluble components such as vitamin A, batamine E, taxol and indomethacin, nematic liquid crystals such as MLC series (MERK Co.), smectic liquid crystals such as cholesterol (and derivatives thereof), and the like. Include.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 방법을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.
실시예 1Example 1
1∼15㎛의 고분자 입자는 분산중합에 의하여 제조된다. 반응기에 메틸메타크릴레이트 단량체를 전체 중량 대비 10∼30중량%, 지용성 개시제인 아조비스이소부티로니트릴를 단량체 대비 1중량%, 폴리비닐피롤리돈 K-30 (분자량 40,000g/mol) 분산 안정화제를 전체 중량 대비 4중량%를 메탄올에 완전히 용해시킨다. 이어서 질소 분위기에서 45∼65℃의 온도에서 24시간 동안 40 rpm의 교반속도로 중합한다. 제조된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자는 원심분리기를 이용하여 미반응물과분산 안정제를 제거한 후 진공 오븐에서 24시간 건조시켜 분말 형태로 얻는다.Polymer particles of 1 to 15 탆 are prepared by dispersion polymerization. 10-30% by weight of methyl methacrylate monomer in the reactor, 1% by weight of azobisisobutyronitrile, a fat-soluble initiator, and polyvinylpyrrolidone K-30 (molecular weight 40,000 g / mol) dispersion stabilizer 4% by weight of the total weight is completely dissolved in methanol. Subsequently, the polymerization was carried out at a stirring speed of 40 rpm for 24 hours at a temperature of 45 to 65 ° C. in a nitrogen atmosphere. The prepared polymethyl methacrylate (PMMA) particles are obtained in powder form by removing unreacted materials and dispersion stabilizers using a centrifuge and drying in a vacuum oven for 24 hours.
제조된 PMMA 고분자 입자 1그램을 0.1중량% 잔탄 검 수용액 100그램에 재분산시킨다. 이어서, 메틸렌클로라이드 10∼20그램에 인도메타신 약제 0.1∼2그램이 녹아 있는 용액을 0.25% 소듐라우릴설페이트 수용액 50∼100그램에 첨가한 후 혼합믹서를 이용하여 15,000 rpm에서 5분간 유화시킨다. 얻어진 에멀젼은 약 0.1∼1㎛의 액적크기를 지닌다. 유화된 메틸렌클로라이드/인도메타신 에멀젼을 PMMA 분산액에 첨가한 후, 10℃의 온도에서 200 rpm의 교반속도로 3시간 동안 완전히 팽윤시킨다.1 gram of the prepared PMMA polymer particles are redispersed in 100 grams of 0.1 wt% xanthan gum solution. Then, a solution in which 0.1-2 grams of indomethacin drug is dissolved in 10-20 grams of methylene chloride is added to 50-100 grams of 0.25% sodium lauryl sulfate aqueous solution, and then emulsified at 15,000 rpm for 5 minutes using a mixed mixer. The resulting emulsion has a droplet size of about 0.1-1 μm. The emulsified methylenechloride / indometacin emulsion is added to the PMMA dispersion and then fully swollen for 3 hours at a stirring speed of 200 rpm at a temperature of 10 ° C.
팽윤된 PMMA/인도메타신/메틸렌클로라이드 액적 내에 존재하는 메틸렌클로라이드 용매는 감압 증발기를 이용하여 충분히 제거하고, 이어서 분산 안정제와 기타 첨가제를 반복적인 원심분리를 통하여 완전히 제거함으로서 인도메타신이 포집된 PMMA 마이크로캡슐을 제조한다.The methylene chloride solvent present in the swollen PMMA / indometacin / methylenechloride droplets is sufficiently removed using a reduced pressure evaporator, followed by complete removal of the dispersion stabilizer and other additives through repeated centrifugation to collect indomethacin Prepare capsules.
실시예 2Example 2
상기 실시예 1과 동일하게 PMMA 마이크로캡슐을 제조하되, 본 발명자가 대한민국 특허 제 0205280 호와 출원 제 10-2000-14905 호에 소개한 아킬렌 옥시드 디아크릴레이트를 메틸메타크릴에이트 단량체 대비 3∼10중량% 도입하여 가교 PMMA 입자를 이용한다.The PMMA microcapsules were prepared in the same manner as in Example 1, except that the present inventors introduced the alkylene oxide diacrylate, which was introduced in Korean Patent No. 0205280 and Application No. 10-2000-14905, in comparison with methyl methacrylate monomer, 10 wt% of the crosslinked PMMA particles are used.
실시예 3Example 3
상기 실시예 1과 동일하게 PMMA 마이크로캡슐을 제조하되, 실시예 2에서 제조된 가교 PMMA 입자에 인도메타신을 포집한다.Prepare PMMA microcapsules in the same manner as in Example 1, but collect indomethacin in the cross-linked PMMA particles prepared in Example 2.
실시예 4Example 4
상기 실시예 1과 2에서 제시하는 과정과 동일하게 선형 및 가교 PMMA 마이크로캡슐을 제조하되, 인도메타신 대신 저분자 액정(MLC series, MERK社)을 포집한다.The linear and crosslinked PMMA microcapsules were prepared in the same manner as described in Examples 1 and 2, but low molecular liquid crystals (MLC series, MERK, Inc.) were collected instead of indomethacin.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1과 2에서 제조되는 PMMA 입자의 입자크기와 분산도는 광학형미경 (Optical Microcsope)과 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope) 사진 결과를 이용하여 측정한다. 시편은 분말 형태의 입자를 유리 위에 단층으로 도포시키고 금으로 코팅하여 제조한다. 약 200개 이상 입자를 측정하고 수평균입경과 중량평균입경을 각각 얻는다. 분산지수는 중량평균입경에 대한 수평균입경의 비율로부터 얻는다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.The particle size and dispersion of the PMMA particles prepared in Examples 1 and 2 were measured using optical microcsope and scanning electron micrographs. Specimens are prepared by coating particles in powder form in a single layer on glass and coating with gold. About 200 or more particles are measured and a number average particle diameter and a weight average particle diameter are obtained, respectively. The dispersion index is obtained from the ratio of the number average particle diameter to the weight average particle diameter. The results are shown in Table 1.
얻어진 PMMA 입자는 가교 유무에 관계없이 극도의 단분산도를 보였다. 이와 같은 결과는 기존 본 발명자가 대한민국 특허 출원 제 10-2000-14905호 소개한 내용과 동일하다.The obtained PMMA particles showed extreme monodispersity with or without crosslinking. These results are the same as the contents introduced by the present inventors Korean Patent Application No. 10-2000-14905.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 1과 3에서 제시하는 인도메타신 약물이 포집된 PMMA 입자는 광학현미경을 이용하여 인도메타신/메틸렌클로라이드 에멀젼이 포집되는 과정을 관찰하였다. 에멀젼 도입 후, 약 1시간 이내에 모든 에멀젼이 연속상에서 사라지고 유관으로는 관찰이 어려웠다. 약 3시간의 팽윤시간이면 모든 에멀젼이 팽윤되기에 충분함을 알 수 있었다. 그러나, 인도메타신/메틸렌클로라이드 에멀젼을 사용한 PMMA 입자보다 크게 제조하였을 경우에는 24시간의 팽윤 후에도 연속상에 에멀젼이 계속 존재함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 보다 효과적인 에멀젼 팽윤을 유도하기 위해서는 고분자 입자보다 작은 액적크기를 가지는 용매 에멀젼의 제조가 필수적임을 알 수 있다.PMMA particles collected in the indomethacin drug shown in Examples 1 and 3 were observed by using an optical microscope to collect the indomethacin / methylene chloride emulsion. Within about 1 hour after the introduction of the emulsion, all emulsions disappeared in a continuous phase and were difficult to observe with milk ducts. A swelling time of about 3 hours was found to be sufficient for all emulsions to swell. However, when prepared larger than PMMA particles using an indomethacin / methylene chloride emulsion, it was confirmed that the emulsion continued to exist after 24 hours of swelling. From these results, it can be seen that the preparation of a solvent emulsion having a droplet size smaller than that of the polymer particles is essential to induce more effective emulsion swelling.
메틸렌클로라이드를 제거한 후, 인도메타신 30%가 포집된 PMMA 마이크로캡슐의 광학현미경 사진을 도 2에 나타내었다. 인도메타신이 PMMA 입자 내에 monolithic 형태로 포집됨을 확인할 수 있었다. 이러한 상형태는 인도메타신과 PMMA와의 상용성에 기인하는 것으로 두 상간에 어느 정도 상용성이 있기 때문에 인도메타신이 다수의 매우 작은 영역을 형성하며 PMMA 입자 내에 포집된다. 그러나, 100% 이상으로 인도메타신이 포집된 켑슐의 경우에는 용매 제거 단계에서 액적상에서 핀홀이 형성되어 자신의 형태를 유지하지 못하고 결과적으로 켑슐이 파괴됨을 관찰하였다. 이러한 문제점은 가교 PMMA를 사용할 경우 현저하게 개선되었다. 이는 가교망이 용매 제거 단계에서 불안정한 액적상의 상안정성을 크게 향상시키기 때문인 것으로 판단된다. 다음 표 2에 그 결과를 정리하였다.After removing the methylene chloride, optical micrographs of PMMA microcapsules collected with 30% of indomethacin are shown in FIG. 2. Indomethacin was found to be collected in monolithic form in PMMA particles. This phase morphology is due to the compatibility of indomethacin with PMMA and because there is some compatibility between the two phases, indomethacin forms many very small regions and is trapped within the PMMA particles. However, it was observed that in the case of a capsule in which indomethacin was collected at 100% or more, pinholes were formed on the droplets in the solvent removal step, thereby not maintaining their shape and consequently destroying the capsule. This problem is markedly improved when using crosslinked PMMA. It is believed that this is because the crosslinked network greatly improves the phase stability of the unstable droplet phase in the solvent removal step. Table 2 summarizes the results.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 4에서 제시하는 액정이 포집된 PMMA 입자는 비교예 2와 동일한 방법을 적용하여 관찰하였다. 그 결과를 표 3에 정리하였다.PMMA particles collected in the liquid crystal shown in Example 4 was observed by applying the same method as in Comparative Example 2. The results are summarized in Table 3.
액정/용매 에멀젼 제조 및 팽윤과정은 비교예 2와 유사한 결과를 보였다. 그러나, 메틸렌클로라이드를 제거한 후, 액정이 포집된 PMMA 입자는 mononuclear 형태로 포집되었다. 도 3에 액정 30%가 포집된 PMMA 마이크로캡슐의 편광현미경 사진을 나타내었다. 이러한 상형태는 산업적인 응용과 학문적인 관점에서 매우 독특하고 잠재력이 뛰어난 결과이다. 액정이 PMMA와 매우 낮은 상용성을 지니고 있으므로 PMMA의 내상에서 하나의 커다란 영역을 형성하며 상분리가 일어나는 결과를 보인다. 특히, 액정은 유동성을 지니고 있는 액상이므로 용맹의 제거 과정에서 그 상분리 현상은 매우 용이하게 진행될 것이다. 결론적으로 본 발명에서는 약 50%의 액정이 포집된 PMMA 마이크로캡슐을 성공적으로 제조할 수 있었다. 50% 이상의 액적을 포집시킨 PMMA 캡슐의 경우에는 대부분 홀을 형성하며 캡슐이 파괴되었다. 가교 PMMA을 이용할 경우, 다소 포집률을 높일 수는 있었으나, 과량의 액정을 포집시킬 경우에는 동일한 결과를 관찰할 수 있었다. 그러나, 이상의 결과는 기존 액정을 포집시키는 방법과 완전한 차별성을 보이는 결과로 그 포집 형태와 포집률의 관점에서는 매우 우수한 결과라고 할 수 있다.The liquid crystal / solvent emulsion preparation and swelling process showed similar results as in Comparative Example 2. However, after removing the methylene chloride, the liquid crystal trapped PMMA particles were collected in the mononuclear form. 3 shows a polarization micrograph of the PMMA microcapsules in which 30% of the liquid crystals are collected. This feature is a very unique and potential result from an industrial application and from an academic point of view. Since the liquid crystal has a very low compatibility with PMMA, phase separation occurs as one large area is formed in the inner phase of PMMA. In particular, the liquid crystal is a liquid phase having a fluidity, so the phase separation phenomenon will proceed very easily during the removal of the solvent. In conclusion, in the present invention, PMMA microcapsules containing about 50% of the liquid crystals were successfully prepared. In the case of PMMA capsules that collected more than 50% of the droplets, most of them formed holes and the capsules were destroyed. In the case of using crosslinked PMMA, the collection rate could be slightly increased, but the same result was observed when the excess liquid crystal was collected. However, the above results show complete differentiation from existing methods of collecting liquid crystals, and thus can be said to be excellent results in terms of their collection form and collection rate.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 용질 공확산법은 기존 고분자 마이크로켑슐의 제조 방법과는 상당한 차별성을 지니는 신기술로서 다양한 용질을 함유하는 고분자 켑슐을 평균입경, 포집율, 포집형태 등을 조절하며 임으로 제조할 수 있으므로, 현재 다양한 산업에서 매우 중요한 첨가물로서 사용되고 있는 고분자켑슐을 보다 안정하고 효과적으로 제조할 수 있을 것으로 크게 기대된다.As described above, the solute co-diffusion method proposed by the present invention is a new technology having considerable differentiation from the existing method for preparing a polymer microsulphur, and the polymer capsules containing various solutes are controlled in average particle diameter, collection rate, collection form, and the like. And since it can be manufactured at any time, it is expected that the polymer capsules, which are currently used as additives which are very important in various industries, can be manufactured more stably and effectively.
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