Preparation and characterization of microcapsules for cleaning products and cosmetics

Abstract

Çoklu katman içeren mikrokapsüllerin tek katlı mikrokapsüllerden koruma ve kontrollü salınım açısından daha etkili olduğu beklenmektedir. Tek çekirdekli poliüre ve üre-formaldehit (PU/UF) çift duvarlı mikrokapsüllerin salınımı Sudan Kırmızısı'nın rengi ile gözlemlemek için gerçekleştirilen önceki çalışması, daha çok miktarda çekirdek maddenin çift duvarlı mikroenkapsüllerle uzun süre ve yüksek sıcaklıklarda korunduğu ortaya çıkmıştır. Önceki çalışmanın sonuçlarının mikroenkapsülasyon için iyimser olmasına rağmen, kırık mikrokapsüllerin oluşumu gözlemlenmiştir. Temizlik ürünlerinde kullanılan esanslar için yapılan çalışmayı geliştirmek için, öncelikle esansı çekirdek madde olarak barındıran tek duvarlı tek çekirdekli UF mikrokapsüller oluşturulmuş ve çalışılmıştır. En başarılı deneme, in-situ reaksiyon 600 rpmde iki saat boyunca gerçekleştirilirken, polimerik materyal olarak Polyvinil Prolidon'un kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. PU/UF mikrokapsüllerin oluşturulması işleminde, mikrokapsüllerin vakum fırınında kurutulma işleminden dolayı kırılmış oldukları gözlemlenmiştir. Alternatif metodlarla çeşitli sorunların çözülmesinden sonra, aglomerasyonsuz, daha çok miktarda düzgün şekilli (2.1 m ebatında), toz benzeri ve homojen olarak dağılımlı (önceki çalışmaya göre) yüksek termal stabiliteli mikrokapsüller elde edilmiştir. Bu çalışmaların dışında, çay ekstraktlı kafein, bitki ekstraktları ve esans içeren matriks tipi biyo-mikrokapsüller kozmetik ürün uygulaması olan anti-selülit peelingi olarak kullanılmak üzere kompleks koaservasyon metodu ile elde edilmiş ve çalışılmıştır. Kapsüller, polimerik matriksin karboksimetil selüloz (anyonik polimer) ve suda kitosan (katyonik polimer) içerdiği, jel benzeri bir formda gözlemlenmiştir. Mikrobiyolojik analizler ve gönüllü kişilerden elde edilen datalara göre, peelingin son mamulünün selülit tedavisinde etkili olduğuna ve sürekli endüstriyel üretim için mikrobiyolojik olarak uygun olduğuna karar verilmiştir. Bu sebeple, bu çalışma çeşitli amaçlarla farklı mikroenkapsülasyon tekniklerini uygulamak için faydalı bir rehber olacaktır.

Microcapsules including multilayer are expected to be more effective in protection and controlled release than single layered microcapsules. A previous study of mononuclear polyurea and urea-formaldehyde (PU/UF) double wall microcapsules, which was performed to observe the release of the color of Oil Red that was used as a core material, revealed that more amount of core material can be protected for a long time and at high temperatures by the double wall microcapsules. Although the results of the previous study were optimistic for microencapsulation, formation of broken microcapsules were observed. For the improvement of the microensapsulation for fragrances to be used in cleaning products, firstly the single wall mono-core urea-formaldehyde (UF) microcapsules including fragrance as core material were formed and studied. The most successful trial was performed by using Polyvinylpyrrolidone as polymeric material while the in-situ reaction was carried out at 600 rpm in two hours. In the formation process of PU/UF microcapsules, microcapsules were observed to be broken down due to drying process under vacuum oven. After solving varying problems with alternative methods, well-formed (size of 2.1 m), powder-like and homogenously dispersed microcapsules having high thermal stability without agglomeration were obtained in high amount. Apart from these studies, a matrix type of bio-microcapsules including tea extracted caffeine, plant extracts and fragrance to be used as an anti-cellulite peeling in the cosmetics applications was obtained and studied by using complex coacervation method. The capsules were observed in gel-like form in that the polymeric matrix includes carboxymethyl cellulose (anionic polymer) and aqueous chitosan (cationic polymer). According to the data obtained from microbiological analyses and human volunteers, the final product of the peeling was determined to be effective on cellulite treatment and to be microbiologically available for continuous industrial production. Thus, the study will be a useful guide for applying different microencapsulation techniques for various purposes.