KR20140077162A - 셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물 - Google Patents

셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20140077162A
KR20140077162A KR1020147008389A KR20147008389A KR20140077162A KR 20140077162 A KR20140077162 A KR 20140077162A KR 1020147008389 A KR1020147008389 A KR 1020147008389A KR 20147008389 A KR20147008389 A KR 20147008389A KR 20140077162 A KR20140077162 A KR 20140077162A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
starch
water
coating composition
dispersion
cellulose ether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020147008389A
Other languages
English (en)
Inventor
폴 제이. 시스키
토드 폴라 씨. 가르시아
데보라 엘. 홀브룩
카렌 엠. 발윈스키
마이클 디. 리드
제프리 디. 미칼로프스키
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 filed Critical 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Publication of KR20140077162A publication Critical patent/KR20140077162A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D101/00Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09D101/08Cellulose derivatives
    • C09D101/26Cellulose ethers
    • C09D101/28Alkyl ethers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A61K47/38Cellulose; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D101/00Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09D101/08Cellulose derivatives
    • C09D101/26Cellulose ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D101/00Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09D101/08Cellulose derivatives
    • C09D101/26Cellulose ethers
    • C09D101/28Alkyl ethers
    • C09D101/284Alkyl ethers with hydroxylated hydrocarbon radicals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D103/00Coating compositions based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09D103/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
  • Confectionery (AREA)

Abstract

a) 셀룰로즈 에테르 및 b) 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 수분산성 전분을 포함하고, 셀룰로즈 에테르와 수분산성 전분 간의 중량비가 1:2 내지 20:1인 피복 조성물은, 낮은 투습성으로 투여형을 효과적으로 피복시키는데 유용하다.

Description

셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물{COATING COMPOSITION COMPRISING A CELLULOSE ETHER AND STARCH}
본 발명은, 빛, 습기, 대기 가스 등과 같은 환경 조건으로부터의 보호막으로서 투여형(dosage form) 상에 필름을 제공하기 위한, 약제학적 투여형과 같은 투여형, 영양 보충제, 식료품, 과자류 또는 농업용 종자를 위한 피복 조성물에 관한 것이다.
하이드록시프로필 메틸셀룰로즈(HPMC), 메틸 셀룰로즈 또는 에틸 셀룰로즈와 같은 셀룰로즈 에테르는 이들의 불활성 성질 및 광범위한 수성 또는 비수성 희석제 속에서의 용해성으로 인해 피복 조성물에 매우 유용한 것으로 입증되었다. 피복 제형업자들은 물 중의 셀룰로즈 에테르의 약 12wt% 수용액을 제조할 수 있었다. 피복 제형의 고체 함량의 일부인 셀룰로즈 에테르 함량을 더욱 증가시키면, 셀룰로즈 조성물의 점도가 실제 사용하기에 부적절한 수준으로 증가된다. 예를 들면, 셀룰로즈 에테르 조성물은 거의 투여형 상에 분무하기가 어렵다. 그러나, 투여형을 효율적으로 피복시키고 피복된 투여형을 건조시키기 위해서는, 높은 고체 함량을 갖는데도 불구하고 투여형 상에 분무가능한 피복 조성물을 제공하는 것이 매우 바람직하다.
높은 고체 함량을 갖는 피복 조성물을 제공하기 위해, 국제 특허 출원 제WO 2010/052727 A1호에는, a) 저점도 셀룰로즈성 중합체, 예를 들면, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈 또는 메틸 셀룰로즈, b) 변성 전분; 및 c) 임의의 기타 수용성 중합체, 희석제, 활주제, 가소제 및 안료를 포함하는, 약제학적 정제, 영양 보충제, 식료품, 과자류 또는 농업용 종자에서 사용하기 위한 건식 필름 피복 조성물이 제안되어 있다. 성분 b)를 "변성 전분(US 등급)"이라고 부른다. 불행하게도, 제WO 2010/052727 A1호에는 전분이 어떠한 방식으로 변성되는지는 기재되어 있지 않다. 온라인 백과사전 위키피디아(Wikipedia)에는 과도한 열, 산, 전단, 시간, 냉각 또는 동결에 대한 안정성을 증가시키거나; 텍스쳐를 변화시키거나; 점도를 감소 또는 증가시키거나; 젤라틴화 시간을 늘리거나 단축시키거나; 점도-안정성(visco-stability)을 증가시키기 위해 생 전분(native starch)을 물리적, 효소적 또는 화학적으로 처리함으로써 변성 전분을 제조하는 매우 다양한 방법들이 나열되어 있다. 일부의 사람들은, 전분 또는 전분 과립을 무기 산, 예를 들면, 염산으로 처리하고, 전분 분자를 분해하여 점도를 감소시킴으로써 제조된 산-처리된 전분을 "변성 전분"이라고 한다. 또는, 용어 "변성 전분"은 열 없이 농후화되고 겔화되는 냉각된 수용성, 예비젤라틴화된 또는 인스턴트 전분을 의미한다. 그러나, 예비젤라틴화된 전분이 동일 농도에서 보통의 옥수수 전분을 포함하는 수성 조성물보다 상당히 낮은 점도를 갖는 수성 조성물을 제공하는데 유용하기는 하지만, 동일한 전분 농도에서 더 낮은 점도를 갖는 신규한 피복 조성물을 제공하는 것이 여전히 요구되고 있다. 이러한 신규한 피복 조성물은 투여형에 편리하게 피복되도록 액체 조성물 형태에서도 충분히 낮은 점도를 갖는 조성물을 제공하기 위해 과도하게 다량의 액체 희석제를 필요로 하지 않을 것이다.
게다가, 전분을 포함하는 피복 조성물은 피복시키고자 하는 투여형이 습기에 민감한 일부 용도에서 습도에 대해 충분히 높은 보호를 제공하지 못한다는 것은 널리 공지되어 있다. 따라서, 낮은 투습성을 갖는 신규한 피복 조성물을 제공하는 것이 매우 바람직하다.
놀랍게도, 이러한 목적은 셀룰로즈 에테르 및 특정한 수분산성 전분을 특정 중량비로 포함하는 피복 조성물에 의해 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 하나의 측면은, a) 셀룰로즈 에테르 및 b) 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 수분산성 전분을 포함하고, 셀룰로즈 에테르와 수분산성 전분 간의 중량비가 1:2 내지 20:1인 피복 조성물이다.
본 발명의 또 다른 측면은, i) 수성 액체 중의 전분 입자의 분산액을, 상기 전분 입자가, 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖도록 제조하고; ii) 상기 전분 분산액을 수-재분산성 전분 분말로 되도록 임의로 건조시키며; iii) 상기 전분 분산액 또는 상기 수-재분산성 전분 분말을, 셀룰로즈 에테르와 전분 간의 중량비가 1:2 내지 20:1로 되도록, 셀룰로즈 에테르를 임의의 성분들과 블렌딩하여, 상기 피복 조성물을 제조하는 방법이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 본 발명의 피복 조성물로부터 제조된 피막을 갖는 투여형이다.
본 발명의 또 다른 측면은, 본 발명의 액체 피복 조성물을 제조하는 단계, 임의로 상기 액체 피복 조성물로부터 포움(foam)을 제조하는 단계, 상기 액체 또는 포움 발생된 피복 조성물을 투여형에 도포하는 단계 및 상기 피복 조성물을 건조시키는 단계를 포함하여, 상기 투여형을 피복시키는 방법이다.
본 발명의 피복 조성물의 제1 필수 성분은 셀룰로즈 에테르이다. 셀룰로즈 에테르는 필름-형성제로서 작용한다. 본원에서 사용되는 "셀룰로즈 에테르"는 셀룰로즈의, 일부 또는 전부, 에테르-결합된 유도체이다. 셀룰로즈 에테르는 전형적으로 목재 또는 면으로부터 수득되는 셀룰로즈 펄프로부터 제조된다. 셀룰로즈 펄프를 알칼리 수산화물로 알칼리화시킨 다음, 알칼리화된 셀룰로즈를 건조, 가스-상 또는 슬러리 공정으로 하나 이상의 에테르화제로 에테르화시킴으로써, 셀룰로즈 펄프를 알칼리성 셀룰로즈로 전환시킨다. 이어서, 셀룰로즈 에테르를 염화수소와 같은 산으로 해중합시키고, 임의로, 해중합된 셀룰로즈 에테르를 무수 중탄산나트륨과 같은 염기성 화합물로 중화시킴으로써 이러한 셀룰로즈 에테르의 분자량을 감소시킬 수 있다. 또는, 셀룰로즈 에테르를 산 촉매된 분해, 산화적 분해, 고에너지 방사선에 의한 분해, 및 미생물 또는 효소에 의한 분해에 의해 해중합시킬 수 있다.
셀룰로즈 에테르는 일반적으로 25℃ 및 1기압에서 증류수 100그램 중의 적어도 2그램의 수중 용해도를 갖는 수용성 셀룰로즈 에테르이다. 수용성 셀룰로즈 에테르의 비제한적인 예는 카복시-C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 카복시메틸 셀룰로즈; 카복시-C1-C3-알킬 하이드록시-C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 카복시메틸 하이드록시에틸 셀룰로즈; C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 메틸셀룰로즈; C1-C3-알킬 하이드록시-C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 하이드록시에틸 메틸셀룰로즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 또는 에틸 하이드록시에틸 셀룰로즈; 하이드록시-C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 하이드록시에틸 셀룰로즈 또는 하이드록시프로필 셀룰로즈; 혼합 하이드록시-C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 하이드록시에틸 하이드록시프로필 셀룰로즈, 혼합 C1-C3-알킬 셀룰로즈, 예를 들면, 메틸 에틸 셀룰로즈, 또는 알콕시 하이드록시에틸 하이드록시프로필 셀룰로즈를 포함하며, 상기 알콕시 그룹은 직쇄 또는 측쇄이고 2 내지 8개의 탄소원자를 함유한다.
하나의 양태에서, 셀룰로즈 에테르는 메틸셀룰로즈, 하이드록시에틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필 셀룰로즈, 하이드록시에틸메틸 셀룰로즈, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈, 하이드록시부틸메틸 셀룰로즈, 에틸하이드록시에틸 셀룰로즈, 카복시메틸 셀룰로즈 및 카복시메틸 하이드록시에틸셀룰로즈이다.
추가의 양태에서, 셀룰로즈 에테르는 하이드록시프로필메틸셀룰로즈(HPMC) 또는 메틸셀룰로즈(MC)이다. HPMC 및/또는 MC는 미시간주 미들랜드에 소재하는 더 다우 케미칼 캄파니로부터 METHOCEL 상품명 하에 시판되고 있다. 하이드록시프로필메틸셀룰로즈는 고-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르 또는 저-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르일 수 있다. 본원에서 사용되는 "고-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르"는 28 내지 30중량% 메톡실 그룹과 7.0 내지 12.0중량% 하이드록시프로폭실 그룹을 갖는 하이드록시프로필메틸셀룰로즈이다. 고-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르의 비제한적인 예는 미시간주 미들랜드에 소재하는 더 다우 케미칼 캄파니로부터 상품명 METHOCEL E 하에 시판되는 하이프로멜로즈(Hypromellose) 2910이다. "저-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르"는 27 내지 30중량% 메톡실 그룹과 4.0 내지 7.5중량% 하이드록시프로폭실 그룹을 갖는 하이드록시프로필메틸셀룰로즈이다. 저-하이드록시프로필 셀룰로즈 에테르의 비제한적인 예는 미시간주 미들랜드에 소재하는 더 다우 케미칼 캄파니로부터 상품명 METHOCEL F 하에 시판되는 하이프로멜로즈 2906이다.
본 발명의 피복 조성물에서 바람직하게 사용되는 셀룰로즈 에테르는, 20℃에서 물 중의 이의 2중량% 용액이 1.2mPa·s(millipascal times seconds) 내지 1000mPa·s의 점도를 갖도록 하는 분자량을 갖는 셀룰로즈 에테르이다. 본 발명의 양태에서, 점도 하한치는 2mPa·s 또는 2.5mPa·s 또는 3mPa·s이다. 점도 상한치는 바람직하게는 500mPa·s, 보다 바람직하게는 100mPa·s, 가장 바람직하게는 50mPa·s이다.
달리 명시하지 않는 한, 본원에 기재된 점도 값은 우베로데 튜브(Ubbelohde tube)를 사용하여 측정한다. 우베로데 튜브를 사용하여 점도 값을 측정하는 이러한 방법은 ASTM D1347-72(1995년 재승인)(메틸 셀룰로즈에 대해) 및 ASTM D2363-79(2006년 재승인)(하이드록시프로필 메틸셀룰로즈에 대해)에 기재되어 있다. ASTM D1347-72(1995년 재승인) 및 ASTM D2363-79(2006년 재승인)에 기재된 시험 방법은 또한 다른 수용성 셀룰로즈 에테르에 대해서도 사용될 수 있다.
적합한 HPMC 및 MC의 비제한적인 예는 아래 표 1에 나타내어져 있다.
METHOCELTM 제품 화학 타입 메톡시 함량, % 하이드록시프로필 함량, % 물 중의 2% 용액의 점도, mPaㆍs
METHOCELTM A15
프리미엄 LV
메틸셀룰로즈, USP 27.5-31.5 0 12-18
METHOCELTM E3
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2910 28-30 7-12 2.4-3.6
METHOCELTM E5
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2910 28-30 7-12 4-6
METHOCELTM E6
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2910 28-30 7-12 5-7
METHOCELTM E15
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2910 28-30 7-12 12-18
METHOCELTM E50
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2910 28-30 7-12 40-60
METHOCELTM F50
프리미엄
하이프로멜로즈 2906 27-30 4-7.5 40-60
METHOCELTM K3
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2208 19-24 7-12 2.4-3.6
METHOCELTM K100
프리미엄 LV
하이프로멜로즈 2208 19-24 7-12 80-120
본 발명의 피복 조성물의 제2 필수 성분은 특정한 수분산성 전분이다. 전분 입자는 물 중의 분산액으로서 0.01㎛ 이상, 전형적으로 0.05㎛ 이상의 수 평균 입자 크기를 갖는다. 전분 입자는 물 중의 분산액으로서 2㎛ 이하, 전형적으로 1㎛ 이하, 보다 전형적으로 0.5㎛ 이하, 가장 전형적으로 0.2㎛ 이하의 수 평균 입자 크기를 갖는다. 전분 입자는, 이들이 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정되는 경우에 상기한 수 평균 입자 크기를 갖지만, 수성 분산액의 고체 농도 및 온도는 수 평균 입자 크기에 상당한 영향을 미치지 않는다. 전분 입자는 어떠한 농도에서도 상기한 수 평균 입자 크기를 갖는다.
입자 크기 측정은 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 수득한다. 입자 크기를 측정하는 특수한 방법에 따르면, 수분산성 전분의 샘플을 물로 희석시킨 다음, 400메쉬 FORMVAR-피복된 TEM 격자에 흡입시킨다. 격자를 액체 질소로 예비냉각시킨 Gatan 크리오-트랜스퍼 홀더(cryo-transfer holder)에 즉시 배치한 다음, 120keV에서 작동하는 FEI-Philips Tecnai 12 TEM에 삽입한다. 크리오-트랜스퍼 홀더는 샘플이 현미경에 삽입된 동안에도 응축없이 냉각된 상태로 유지되도록 할 수 있다. 홀더를 -90℃로 가온시키고, Gatan 멀티스캔 CCD 카메라를 사용하여 영상을 디지털 방식으로 기록한다. 이후, 입자 직경을 그림 도구를 사용하여 수동으로 측정한다. 최소 40개의 입자를 측정한 다음, 평균 입자 크기를 계산한다. 광 산란 기술은, 물질이 느슨하게 응집된 것으로 보여 부정확한 결과를 제공하기 때문에, 전분 입자의 평균 입자 크기 직경을 측정하는데 효과적이지 않다.
전분 입자는, 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 2000mPa·s 이하, 전형적으로 1000mPa·s 이하의 점도를 갖는다. 다양한 양태에서, 이렇게 하여 측정된 전분 입자의 점도는 800mPa·s 이하, 전형적으로 600mPa·s 이하 또는 심지어 400mPa·s 이하이다. 물 중의 15wt% 분산액의 점도는 유리하게는 1mPaㆍs 이상이고, 다양한 양태에서 5mPa·s 이상 또는 10mPaㆍs 이상이다. 이러한 점도는 심지어 광범위한 고체 함량에 걸쳐 찾아볼 수 있다. 하나의 양태에서, 물 중의 분산액의 점도는 20 내지 65wt%의 고체 함량에서 2000mPa·s 이하, 전형적으로 1,000mPa·s 이하이다. 달리 명시하지 않는 한, 언급된 전분 입자의 점도는 100rpm, 스핀들 번호 3에서 Brookfield 점도계를 사용하여, 분산액을 제조한지 24시간 후에 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정된다.
수성 액체 중의 전분 입자의 안정한 분산액은 아래에 기재된 바와 같이 제조할 수 있다. 전분 분산액의 고체 함량은 유리하게는, 전분 분산액의 총 중량을 기준으로 하여, 다양한 양태에서, 전분 입자의 적어도 15중량%, 적어도 35%, 적어도 40% 또는 적어도 45%이고, 유리하게는 최대 65%, 최대 60%, 최대 55% 또는 최대 50%이다. 상한치와 하한치의 어떠한 조합도 가능하다. 다양한 양태에서, 높은 고체 함량은, 분산액의 총 중량을 기준으로 하여, 전분 입자의 20wt% 내지 65wt% 또는 전분 입자의 35 내지 60wt% 또는 45 내지 55wt%이다.
본원에서 사용되는 용어 "분산액"은, 하나의 상이 본원에 정의된 바와 같은 전분 입자로 이루어지고, 이것이, 연속 상을 형성하는, 본원에 정의된 바와 같은 수성 액체 전반에 걸쳐 분산되어 있는 2상(two-phase) 시스템을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "수성 액체"는 물, 또는 미량의 알콜과 혼합된 물을 포함한다. 메탄올 또는 에탄올과 같은 알콜이 물과 혼합된 경우, 알콜 양은, 물과 알콜의 총 중량을 기준으로 하여, 전형적으로 30중량% 이하, 바람직하게는 15중량% 이하, 보다 바람직하게는 5중량% 이하이다. 가장 바람직하게는, 물 만이 액체로서 사용된다.
본원에서 사용되는 용어 "안정한" 또는 "안정성"은 본 발명의 전분 입자가 전분 입자의 침강이 교반에 의해 역전될 수 있는 수성 액체에서의 전분 입자의 브라운 운동(Brownian movement)으로 인해 수성 액체 중의 분산액으로서 남을 수 있는 능력 및 지속시간을 의미한다. 본 발명의 전분 입자의 안정한 분산액은 본원에 제공된 분산액의 상태 하에서 겔화되거나 "침강(set-up)"되지 않는다.
수성 액체 중의 전분 입자의 안정한 분산액을 제조하는 방법 둘 다는 공지된 공급 전분으로부터 출발한다. 공급 전분은 찰 전분(waxy starch), 생 전분 및 고 아밀로즈 전분을 포함하여, 옥수수, 감자, 타피오카, 쌀, 밀, 보리 등을 포함한 광범위한 공급원으로부터 선택될 수 있다. 다수의 전분들이 시판되고 있다. 전분의 혼합물이 사용될 수 있다. 하나의 양태에서, 공급 전분은 변성되지 않은 생 전분이다. 하나 이상의 양태에서, 공급 전분은 다수의 상이한 특성 및/또는 형태를 가질 수 있다. 이들은 건조 분말 및/또는 중간 전분 산물, 예를 들면, 케이크, 및/또는 80중량% 이하, 예를 들면, 35 내지 80중량% 범위; 또는 대안적으로 35 내지 75중량%; 또는 대안적으로 35 내지 65중량% 범위의 수분 함량을 갖는 슬러리를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
건조 공급 전분은 일반적으로 흡수되고/되거나 결합된 물을 8 내지 14중량% 이상으로 갖지 않는다. 공급 전분은 일반적으로 15 내지 40마이크로미터(㎛); 예를 들면, 15 내지 35㎛ 또는 대안적으로 15 내지 30㎛ 또는 대안적으로 20 내지 40㎛의 평균 입자 크기 직경을 갖는 이산 단위(discrete unit)를 갖는다. 본원에 제공된 공급 전분 중의 둘 이상의 혼합물이 또한 가능하며, 본원에 제공되고 논의된 바와 같은 "공급 전분"으로 간주된다.
하나의 양태에서, 수성 전분 분산액은, 공급 전분과 수성 액체를 압출기에 도입하고, 바람직하게는 가교결합제의 실질적인 부재하에서 압출기에서 전단력을 전분과 액체에 적용하고, 수성 액체 중의 전분 입자의 안정한 분산액을 형성하는 방법으로 제조된다.
공급 전분은 압출기로의 건조 공급물로서 또는 예비습윤된 물질로서 사용될 수 있다. 건조 전분을 공급하는 경우, 적합한 양의 물을 공정의 초기에 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하여 공급 전분 입자를 위한 습윤 매질을 제공할 수 있다. 압출기로의 공급물로서 물과 전분과의 혼합물을 사용하는 경우, 고체 함량은 광범위하게 변할 수 있다. 예를 들면, 공급 물질로서 건조시키지 않은 제분된 전분(milled starch), 예를 들면, 필터 케이크, 슬러리 등을 사용하는 것이 가능하다. 전분을 공급하는 스테이지보다 나중에 있는 압출기의 스테이지에 액체를 공급하는 것이 가능하며, 이것이 바람직하고, 그 반대도 가능하다.
유리하게는, 수성 액체는 압출기에서 작업가능한 혼합물을 제공하기에 충분한 양으로 사용된다. 하나의 양태에서, 압출기에서 사용되는 수성 액체의 양은, 수성 액체와 전분의 중량을 기준으로 하여, 40 내지 60중량%이다. 하나의 양태에서, 사용되는 수성 액체의 양은, 수성 액체와 전분의 중량을 기준으로 하여, 45 내지 55중량%이다. "건조" 전분은 전형적으로 그 안에, 예를 들면, 대략 8 내지 14%일 수 있는 소량의 물을 갖도록 전분 제조업자에 의해 제공된다. 이러한 물은 압출기에서 액체의 양 측정시 수성 액체로서 계수되며, 물의 중량은 전분의 건조 중량의 계산으로부터 제외된다.
하나의 양태에서, 임의의 첨가제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 가소제가 수성 액체 이외에 존재할 수 있다. 가소제의 예는 폴리올(예: 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리글리콜, 글리세롤, 수크로즈, 말토즈, 말토덱스트린 및 당 알콜, 예를 들면, 소르비톨), 우레아, 나트륨 락테이트, 아미노산 또는 시트르산 에스테르를 전분의 건조 중량을 기준으로 하여, 5 내지 40중량%의 수준으로 포함한다. 그러나, 물이 이미 가소제로서 작용할 수 있다. 가소제(즉, 물 및 추가의 가소제)의 총 양은, 전분의 건조 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 5 내지 65중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 50중량%이다. 윤활제, 예를 들면, 레시틴, 기타의 인지질 또는 모노글리세라이드가 또한, 전분의 건조 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.5 내지 2.5중량%의 수준으로 존재할 수 있다. 분자량 감소 산 개질제, 바람직하게는 고체 또는 반고체 유기 산, 예를 들면, 말레산, 말레산 무수물, 시트르산, 옥살산, 락트산, 글루콘산 또는 탄수화물-분해 효소, 예를 들면, 아밀라제는, 전분의 중량을 기준으로 하여, 0.01 내지 5중량%의 수준으로 존재할 수 있다. 어떠한 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 산 개질제 또는 효소는 특정 크기의 입자를 포함하는 전분 분산액을 제조하는 공정에서 유리한 것으로 추정되는 약한 해중합에 도움이 되는 것으로 믿어진다. 유리하게는, 압출기로의 공급물은 가교결합제를 실질적으로 함유하지 않는다. 유리하게는, 압출기 내의 물질은 실질적으로 어떠한 가교결합제도 함유하지 않는다.
어떠한 적합한 압출기라도 사용될 수 있다. 압출기는 당업계의 숙련가들에게 널리 공지되어 있으며, 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 바람직하게는, 압출기는 회전방향이 같은 자정형(self wiping) 이축 압출기이다. 하나의 양태에서, 압출기의 배럴은 볼트로 조이거나, 달리 함께 매여져 있는 배럴 섹션으로부터 형성된다. 유리하게는, 압출기에는 온도 제어대(temperature control zone)가 장착되어 있다. 압출기 스크류 설계는 유리하게는 압출기 초기에서의 내용물의 혼련 및 전단 및 압출기 후미에서의 분배 혼합을 제공하도록 설정된다. 하나의 양태에서, 압출기는 액체 주입을 위한 기기의 길이를 따라 다수의 주입점(injection point)을 갖는다.
유리하게는, 압출기에는 압출기 내의 물질이 목적하는 양의 비기계적 에너지(SME: specific mechanical energy)에 확실히 적용되도록 하는 수단이 장착되어 있다. 이러한 기술 내용의 목적을 위해, 비기계적 에너지(SME)는 시스템을 통해 유동하는 물질의 단위 질량당 압출기 드라이브에 의한 기계적 에너지의 순 투입량(net input)으로서 정의된다. SME의 단위는 전형적으로 J/g이다. 예를 들면, 압출기에는 배압 조절기(back pressure regulator)가 제공될 수 있고, 이것이 바람직하거나, 적합한 다이 플레이트가 제공될 수 있다. 이러한 장치들은 당업계의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다. 배압 조절기는 압출기에서 압력을 변화시키는 간편 수단을 제공하기 때문에 바람직하다. 배압 조절기는 압출 시스템에서 일정한 배출 압력(constant discharge pressure)을 유지하는데 사용될 수 있다. 배압 조절기는 유로(flow path)에서 스프링 탑재된 제한 또는 기계적 제한을 통해 가변 압력 강하(variable pressure drop)를 부여할 수 있다. 이축 압출기는 전형적으로 부분 충전 방식(partially filled mode)으로 작동하지만, 압출기 말단의 다이 플레이트 또는 배압 조절기 밸브에 의해 부여된 제한이 압출기 말단이 물질로 완전히 충전되도록 할 것이다. 출구에서의 압력이 증가됨에 따라, 충전된 영역의 길이는 길어진다. 배압 조절기는 배출 압력을 압출기의 상이한 충전 길이를 야기하는 특정 값으로 설정하는 신속한 수단을 제공한다. 충전된 섹션의 길이가 증가하면 압출기에서의 체류 시간이 증가하고 물질에 더 많은 기계적 에너지 투입이 제공된다.
압출기에서의 가공은 바람직하게는 실온보다 높고 전분의 분해점보다 낮은 승온에서 수행된다. 온도는 25℃, 바람직하게는 30℃, 보다 바람직하게는 40℃, 가장 바람직하게는 60℃ 내지 최대 140℃, 바람직하게는 최대 130℃, 보다 바람직하게는 최대 120℃, 가장 바람직하게는 최대 110℃에 이른다. 상기 공정은 하나의 양태에서 전분 g당 적어도 100J의 SME가 적용되도록 하는 방식으로 수행되지만, 또 다른 양태에서 압출기 내용물의 레올로지에 따라 적어도 250J/g 및 적어도 500J/g이 사용될 수 있다. 가공을 촉진시키기 위해서는, 예를 들면, 1.5 내지 13bar와 같은 압력을 적용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 압력은 3 내지 12bar, 또는 5 내지 10bar일 수 있다.
압출 후, 전분 분산액을, 추가의 물을 가하여 고체 함량을 출구 고체 농도보다 낮은 목적하는 수준으로 변화시킬 수 있는 기계적 교반 수단이 있는 별도의 용기로 옮길 수 있다.
또 다른 양태에서, 전분 입자는, 공급 전분과 수성 액체를 로터 스테이터 혼합기(rotor stator mixer)에 도입하고, 공급 전분과 수성 액체를 공급 전분의 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지의 온도 범위로 스테이터 혼합기에서 유지시키고, 공급 전분을 로터 스테이터 혼합기를 사용하여 전분 입자들로 되도록 전단시켜 수성 액체 중의 전분 입자의 안정한 분산액을 형성하는 공정에서 수성 전분 분산액의 형태로 제조된다.
본원에서 사용되는 용어 "로터 스테이터 혼합기"는 전분 입자를 기계적 교반에 의해 본원에 제공된 바와 같은 수성 액체에 분산시키거나 전달하는 고전단 혼합 장치를 나타낸다. 하나 이상의 양태에서, 로터 스테이터 혼합기는 모터, 예를 들면, 전기 모터, 및 물질이 로터를 빠져나옴에 따라 물질(예를 들면, 공급 전분)을 위한 초고전단 지대를 생성하도록 로터와 가까운 조립 틈새(close clearance gap)를 만드는 적어도 하나의 정적 부품(예를 들면, 스테이터)에 의해 움직이는 적어도 하나의 임펠러(impeller) 또는 로터, 또는 일련의 임펠러 및/또는 로터를 포함한다. 로터의 직경 및 이의 회전 속도(예를 들면, 램프 및 사이클), 이빨(teeth)의 갯수와 렬(row)과 같은 스테이터 링의 설계, 로터와 스테이터 간의 각도 및 거리(예: 조립 틈새), 사용되는 로터 스테이터 혼합기의 체류 시간 및 갯수와 같은 인자들 모두가 수성 액체 중의 전분 입자의 분산액의 생성에 영향을 미친다. 이러한 고전단 혼합 장치의 예는 뱃치식 고전단 혼합기, 인라인 고전단 혼합기, 초고전단 인라인 혼합기 및 연마 밀(예: Kady Mill)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
공급 전분을 제조업자에 의해 제공된 바와 같이(예: 건조 분말, 케이크 및/또는 슬러리) 로터 스테이터 혼합기에 도입할 수 있고/있거나 로터 스테이터 혼합기에 도입하기 전에 예비-습윤시킬 수 있다. 공급 전분에 포함된 물의 양은, 이의 공급원에 상관없이, 로터 스테이터 혼합기 중의 수성 액체의 양을 측정하는데 있어서 수성 액체의 일부로서 계수된다. 그러나, 물의 중량은 공급 전분의 건조 중량의 계산으로부터는 제외된다. 적합한 양의 수성 액체를 공급 전분과 함께 도입하여 공급 전분으로의 수성 액체의 흡수를 보장하고 공급 전분의 팽윤 및 본 발명의 분산액의 형성을 가능케 할 수 있다. 또한, 공급 전분과 수성 액체의 초기 전단 공정 동안, 본 발명의 전분 입자의 안정한 분산액으로의 팽윤된 공급 전분의 전단을 촉진시키기 위해 출발 혼합물의 충분한 고체 함량(예: 공급 전분)을 갖는 것이 필요한 것으로 또한 믿어진다. 몇몇 경우에, 로터/스테이터 혼합기에는 공급 전분과 수성 액체가 둘 다 연속 방식으로 로터/스테이터 혼합기로 공급되도록 할 수 있는 분말 공급 부착기(powder feeding attachment)가 장착될 수 있다. 두 개의 스트림의 유속 비는 로터 스테이터 혼합기로 공급 전분과 함께 도입되는 목적하는 양의 수성 액체를 갖는 슬러리를 달성하도록 설정될 수 있다.
하나의 양태에서, 로터 스테이터 혼합기로 공급 전분과 함께 도입되는 수성 액체의 양은, 수성 액체와 공급 전분의 중량을 기준으로 하여, 40중량%(wt%) 내지 55wt%일 수 있다. 예를 들면, 로터 스테이터 혼합기로 공급 전분과 함께 도입되는 수성 액체의 양은 40wt% 내지 55wt%, 40wt% 내지 50wt%, 45wt% 내지 55 wt%, 45wt% 내지 50wt%, 또는 50wt% 내지 55wt%일 수 있다.
공급 전분과 수성 액체의 슬러리는 이것이 단일 패스로 혼합기를 통과하도록 로터/스테이터 혼합기에 펌핑시킬 수 있다. 슬러리의 온도 및 유속 뿐만 아니라 로터/스테이터 혼합기의 재킷의 온도는, 본원에 논의된 바와 같이 슬러리의 온도가 공급 전분의 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지로 되도록 유지시킬 수 있다. 이후, 전단력을, 본원에 제공된 범위로, 본원에 논의된 바와 같이, 전분 입자의 분산액을 생성하도록 팽윤된 상태의 공급 전분에 적용할 수 있다. 몇몇 경우에, 본원에 논의된 바와 같은 효소의 용액(예를 들면, 0.15wt% 효소와 0.19wt% 염화칼슘을 함유하는 물)을 별도의 주입 포트를 통해 로터/스테이터 혼합기에서 분산액에 연속적으로 가할 수 있다. 몇몇 경우에, 제2 로터/스테이터 혼합기(냉각용 제2 혼합기 재킷이 장착됨)를, 경우에 따라, 로터/스테이터 혼합기 뒤에 일렬로 배치하여 추가의 전단을 제공하여 분산액 중의 전분 입자의 크기를 더욱 감소시킬 수 있다.
공급 전분과 수성 액체를 공급 전분의 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지의 온도 범위로 가열한다. 이러한 온도에서, 공급 전분이 이의 결정 구조를 상실함에 따라 공급 전분의 구조가 팽윤되고 수성 액체의 적어도 일부를 흡수하여 무정형 구조를 달성한다. 팽윤된 상태의 공급 전분은 전단 가공되어 분산액의 전분 입자의 생성을 가능케 한다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 본 발명의 방법에 따라 제조된 전분 입자는 이들로부터 제조되는 팽윤된 공급 전분의 무정형 구조를 유지하는 것으로 믿어진다. 무정형 구조를 갖는 전분 입자는 또한 주위 조건에서 본 발명의 분산액에서 이산 상태를 유지할 수 있다. 이와 달리, 공급 전분의 가용화 온도가 달성되고/되거나 초과되고(예를 들면, 전분을 "익힌" 경우) 충분한 물이 이용가능하다면, 공급 전분의 무정형 구조는 구조 및 크기를 갖는 전분 입자가 본 발명의 방법에 따라 형성될 수 없는 정도로 파괴될 것으로 믿어진다.
하나의 양태에서, 로터 스테이터 혼합기는 열을 공급 및/또는 제거하여, 공급 전분과 수성 액체의 온도를 공급 전분의 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지로 달성 및/또는 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 로터 스테이터 혼합기는 로터 스테이터 혼합기 내에서 공급 전분과 수성 액체의 온도를 제어하는데 사용될 수 있는 가열/냉각 재킷을 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 가열 및/또는 냉각은 공급 전분과 수성 액체의 벌크 상(phase)이 원하는 만큼 가열 및/또는 냉각을 야기하도록 하기에 충분한 온도 차이를 갖는 스팀 및/또는 물을 통해 공급될 수 있다. 로터 스테이터의 작동은 또한 공급 전분과 수성 액체에 열 에너지를 제공할 수 있으며, 상기 열 에너지는 로터 스테이터 혼합기의 가열/냉각 재킷에 의해 제거될 수 있다.
하나의 양태에서, 공급 전분이 가공되는 온도는 전분 입자로의 전단을 위한 적절한 크기 및 수화를 달성하도록 공급 전분을 팽윤시킬 수 있으며, 전분 입자는 이들이 분산액에 계속 현탁되도록 하기에 충분한 브라운 운동을 생성하기에 적합한 크기를 갖는다. 공급 전분과 수성 액체를 공급 전분의 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지의 온도 범위에서 유지시키면 공급 전분이 이의 결정 구조를 상실하고 수성 액체의 흡수가 촉진된다. 결정 구조가 상실되고 공급 전분이 수성 액체를 흡수함에 따라, 이것은 팽윤되기 시작한다. 그러나, 수성 액체 중의 공급 전분의 온도는 공급 전분의 가용화 온도를 달성하거나 초과하지 않기 때문에 공급 전분은 수성 액체에 가용화되지 않는다(예를 들면, 수성 액체에 가용화되도록 허용되지 않는다).
인지되는 바와 같이, 정확한 온도 범위(예: 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만까지)는 선택된 공급 전분의 함수일 것이다. 예를 들자면, 찰옥수수가 공급 전분으로서 사용되는 경우, 온도는 약 68℃(대기압에서의 찰옥수수의 겔화 온도) 내지 약 82℃(대기압에서의 찰옥수수의 가용화 온도)의 범위일 수 있고, 여기서, 이러한 온도 값은 상이한 제조업자로부터 상이한 찰옥수수 등급에 대해 다를 수도 있다는 지식으로 및/또는 전분 원료의 계절적 변화에 기초하여 예로서 제공된다.
공급 전분의 겔화 온도 및 가용화 온도는 또한 로터 스테이터 혼합기에서 분산 공정이 수행되는 압력에 의해 영향을 받을 수 있는 것으로 인지된다. 가공을 촉진시키기 위해, 예를 들면, 101kPa 내지 3447kPa와 같은 압력을 적용할 수 있다. 또 다른 양태에서, 압력은 101kPa 내지 1379kPa, 또는 101kPa 내지 689kPa일 수 있다. 이러한 예시적인 압력은 연속 공정, 반-연속 공정 및/또는 뱃치 공정으로서 작동하는 로터 스테이터 혼합기에 적합할 수 있다.
공급 전분이 수성 액체를 흡수함에 따라 팽윤되는 이외에, 로터 스테이터 혼합기 중의 공급 전분은 또한 분산액의 전분 입자의 형성이 가능하도록 충분한 크기의 전단력에 노출된다. 하나 이상의 양태에서, 로터 스테이터 혼합기는 본 발명의 분산액을 형성하기에 충분한 비기계적 에너지(SME)를 부여할 수 있다. 예를 들면, 로터 스테이터 혼합기는, 전분 입자로의 공급 전분의 전단 동안, 전분 분산액을 야기하는 성분들 그램당 100Joule(J/g) 내지 2000J/g, 바람직하게는 1000J/g 범위의 SME를 부여할 수 있다. SME는 또한 또 다른 값 범위를 가질 수 있는데, 이것은 로터 스테이터 혼합기에 담긴 수성 액체, 공급 전분의 레올로지 및/또는 공정에서 사용되는 로터 스테이터 혼합기의 타입 및/또는 배치에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들면, SME 값은 100J/g, 150J/g 또는 200J/g의 하한치 내지 2000J/g, 1000J/g, 875J/g 또는 750J/g의 상한치일 수 있다. 로터 스테이터 혼합기에 의해 제공되는 SME는 그 안에 존재하는 공급 전분, 수성 액체 및 전분 입자의 벌크 상에 열을 가할 수 있다. 구체적으로, 이 에너지는 로터 스테이터 혼합기의 전단 영역 안과 근처(실제 로터 스테이터 및/또는 혼합기 구조 안과 바로 근처 영역)에 가해질 수 있으며, 이것은 국부 온도 증가를 야기할 수 있다. 그러나, 이러한 영역에서의 공급 전분, 수성 액체 및 전분 입자의 체류 시간은 매우 짧다. 또한, 전단 영역에서 가열되었던 공급 전분, 수성 액체 및 전분 입자는 이후 거의 즉시 수성 액체의 큰 벌크 상과 다시 혼합되는데, 이것은 온도를 본원에 제공된 범위로 제어하는데 도움을 준다. 이것은 다른 시스템, 예를 들면, 제트 쿠커(jet cooker)들을 갖는 경우는 아니다.
하나의 양태에서, 로터 및/또는 스테이터의 기하학적 구조는 로터 스테이터 혼합기에 대해 목적하는 SME 및/또는 전단 속도를 달성하도록 조정할 수 있다. 로터의 작동 속도(예: 분당 회전수) 또한 목적하는 입자 크기 감소에 적합한 양의 전단을 생성하도록 조절할 수 있다. 로터와 맞물리고 해제될 수 있는 스테이터 링을 갖는 것이 또한 가능하다. 이것은 공정 동안 초래된 공급 전분, 수성 액체 및 전분 입자의 온도가 공급 전분의 가용화 온도에 접근하기 시작하지만 이를 초과하지는 않기 때문에 로터로부터 스테이터를 해제할 수 있다. 로터 스테이터 혼합기의 혼합 영역을 통한 생성물의 재순환에 의해 로터 스테이터 혼합기 중의 공급 전분에 대한 체류 시간 값을 조절하는 것이 또한 가능하다. 로터 스테이터 혼합기는 로터 스테이터 혼합기 내에서의 적절한 혼합 및 턴오버를 보장하기 위해 배플링(baffling) 및/또는 독립 구동식 분산 혼합 임펠러(예: 터빈 또는 프로펠러)를 또한 포함할 수 있다.
하나 이상의 안정제, 가소제, 윤활제, 분자량 감소용 산 개질제 또는 탄수화물-분해 효소와 같은 임의의 첨가제가 사용될 수 있다. 예를 들면, 음이온성 및 이온성 안정제가 건조 동안의 입자 응집을 감소시키기 위해 전단 공정 동안 분산액에 첨가될 수 있다. 임의의 첨가제의 바람직한 양 및 타입은 압출기에서 전분 분산액이 제조되는 상기한 공정에서의 것이다.
하나 이상의 양태에서, 임의의 첨가제를 또한 상기한 바와 같은 압출기 또는 로터 스테이터 혼합기에서 제조된 분산액에 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제는 살생물제, 항균성 첨가제, pH 조절용 염기 및/또는 산, 안료, 풍미 또는 향 증진제, 무기 및/또는 유기 불활성 충전제 또는 안료, 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
공급 전분을 압출기 또는 로터 스테이터 혼합기에서 전단시키면 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 직경을 갖는 전분 입자가 생성되며, 바람직한 범위 또는 전형적인 범위는 위에 추가로 열거되어 있다. 본 발명의 조성물에서 전분 입자의 크기는 전형적으로 공급 전분보다 10배 더 작다. 이러한 크기 감소는, 공급 전분 단독 사용과 비교하여, 단위 용적당 전분 입자의 수를 크게 증가시킨다. 본원에 논의된 바와 같이 단위 용적당 전분 입자의 수가 높은 고체 함량을 야기할 수는 있지만, 분산액의 점도는 주위 조건에서 여전히 놀랍도록 낮다. 이러한 놀랍도록 낮은 점도는, 분산액을 형성하기 전에 공급 전분이 완전히 용해된 상황과 비교하여, 본원에 기재된 바와 같은 전분 분산액을 형성하기 위한 공정에서 전분 입자들 간의 감소된 상호작용에 적어도 부분적으로 기인할 수 있는 것으로 믿어진다.
하나의 양태에서, 전분 분산액은, 이것이 유리하게는 물질을 분말 형태로 농축시키는 몇몇 선행 기술의 방법들에서 요구되는 건조 단계와 관련된 비용을 감소시키기 때문에, 압출기 또는 로터 스테이터 혼합기로부터 있는 그대로 즉시 사용가능하다. 하나의 양태에서, 고체 함량을 목적하는 수준으로 변화시키기 위해 분산액에 추가의 물을 가하는 것이 또한 가능할 수 있다.
그러나, 분산액의 고체 함량을 농축시키거나 나중에 재분산을 위해 전분 입자의 재분산가능한 건조 분말을 형성하기 위해 분산액의 전분 입자로부터 수성 액체를 적어도 부분적으로, 즉, 90% 미만, 실질적으로, 즉, 적어도 90%, 및/또는 완전히, 즉, 적어도 98% 제거할 수 있다. 이러한 본 발명의 양태는 수분산성 전분을 본 발명의 피복 조성물에 혼입하기 전에 이를 저장하고/하거나 장거리에 걸쳐 수송하고자 하는 경우에 특히 바람직하다. 분산액의 전분 입자로부터 수성 액체를 적어도 부분적으로, 실질적으로 및/또는 완전히 제거하면, 일반적으로 20㎛ 이하, 예를 들면, 10㎛ 이하, 대안적으로 5㎛ 이하, 대안적으로 4㎛ 이하, 대안적으로 2㎛ 이하의 평균 입자 크기 직경을 갖는 수-재분산성 건조 분말을 형성할 수 있다. 수-재분산성 건조 분말 입자는 건조 단계 동안 응집하여 분산액 중의 전분 입자보다 더 큰 입자를 형성할 수 있다. 응집된 입자들은 물에 재분산가능하며, 즉, 이들은 2㎛ 이하의 평균 입자 크기 직경, 예를 들면, 1㎛ 이하의 평균 입자 크기 직경 또는 10 내지 200nm의 평균 입자 크기 직경을 갖는 전분 입자의 수성 분산액으로 분산될 수 있다.
분산액의 수성 액체 함량을 감소시키고/시키거나 분산액을 건조시키기 위한 다양한 수단들이 당업계의 숙련가들에게 공지되어 있다. 이러한 수단의 예는 그중에서도 공기 건조, 강제식 공기 건조, 분무 건조, 가압 여과 및 원심분리를 포함한다. 하나의 양태에서, 전분 입자의 건조 분말을 더욱 밀링하여 입자 및/또는 입자 응집체를 목적하는 크기로 분해할 수 있다. 상기한 전분 분산액으로부터 수-재분산성 전분 분말을 제조하는 바람직한 방법은 분무 건조 또는 동결 건조이다. 이어서, 본 발명의 전분 입자의 건조 분말을 원하는 시간에 분산액에 재현탁시킬 수 있다.
하나 이상의 분산 조제와 같은 다양한 임의의 첨가제가 수-재분산성 전분 분말을 제조하는데 사용될 수 있다. 분산 조제는 하나 이상의 물질이 다른 물질에 분산되는 것을 촉진시키는 물질이다. 본 발명의 경우에, 분산 조제는 전분 분말을 수성 상에 분산시키는 것을 촉진시킬 수 있다. 바람직한 분산 조제는 폴리비닐 알콜(PVOH), 셀룰로즈 유도체, 예를 들면, 하이드록시프로필 셀룰로즈; 메틸 비닐 에테르의 중합체; 폴리 비닐 피롤리돈; 및 아크릴산과 같은 단량체성 산의 공중합체를 포함한다. 다른 분산 조제는 소분자 수용성 화합물, 예를 들면, 당, 염, 킬레이트화제 및 계면활성제, 바람직하게는 음이온성 계면활성제 등을 포함할 수 있다.
분말 유동 거동 및 저장 수명 안정성을 향상시키기 위해 이러한 분말 물질의 수분 흡수를 조절하는데 케이킹-방지제(anti-caking agent)가 또한 사용될 수 있다. 전형적인 케이킹-방지제는 광물 충전제, 예를 들면, 탄산칼슘, 카올린, 황산바륨, 산화티탄, 활석, 수화 알루미나, 벤토나이트, 칼슘 설포알루미네이트 및 실리카를 포함한다.
우수한 재분산성 물질을 만들기 위해서는, 재분산성 전분의 수분 함량이 2 내지 15%, 보다 바람직하게는 5 내지 12%의 범위로 되도록 공정 조건을 조절하는 것이 바람직하다. 전분 입자의 화학적 변형 없이 높은 고체 함량/낮은 점도의 분산액이 달성될 수 있는 것이 유리하다. 전분 입자의 크기 감소는 상기한 바와 같이 제조된 전분 분산액으로부터 제조되는 전분 분산액 또는 수-재분산성 전분 분말을 포함하는 피복 조성물로부터 형성된 피막의 증진된 안정성 및 보다 양호한 특성들을 야기할 수 있는 것으로 또한 믿어진다.
하나의 양태에서, 바람직하게는 상기 방법에 따라 제조되는 상기한 전분 입자의 수성 분산액을 있는 그대로 상기한 셀룰로즈 에테르를 임의의 성분들과 블렌딩한다.
또 다른 양태에서, 상기한 전분 입자의 수성 분산액을 위에 추가로 기재된 바와 같이 건조시켜 수-재분산성 전분 분말을 제조한 다음, 이를 상기한 셀룰로즈 에테르를 임의의 성분들과 블렌딩한다. 이러한 양태에서, 피복 조성물은 고체 형태이며, 수분산성 전분은 수-재분산성 전분 분말의 형태로 피복 조성물에 존재한다.
상기한 셀룰로즈 에테르 a) 및 전분 b)는 셀룰로즈 에테르와 전분 간의 중량비가 적어도 1:2, 바람직하게는 적어도 1:1, 보다 바람직하게는 적어도 1.5:1, 가장 바람직하게는 적어도 2:1로 되도록 하는 비로; 셀룰로즈 에테르와 전분 간의 중량비가 20:1 이하, 바람직하게는 9:1 이하, 보다 바람직하게는 5:1 이하, 가장 바람직하게는 4:1 이하로 되도록 하는 비로 블렌딩된다. 블렌드는 상기한 셀룰로즈 에테르 중의 하나 이상 및 상기한 전분 중의 하나 이상을 함유할 수 있지만, 이들의 총 양은 상기한 중량비 내에 존재하는 것이 바람직하다.
임의의 첨가제를 상기한 셀룰로즈 에테르 및 전분과 블렌딩할 수 있다. 이러한 첨가제는 착색제, 풍미 및 맛 증진제, 산화방지제, 가소제, 계면활성제, 고체-부하 증진제, 예를 들면, 불활성 충전제, 제2 셀룰로즈 에테르, 제2 전분, 윤활제, 연마제, 안료, 점착방지제, 활주제, 불투명화제 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적합한 고체-부하 증진제의 비제한적인 예는 고분자량 수용성 폴리(에틸렌 옥사이드) 중합체(POLYOXTM WSP), 아카시아 및 당(예를 들면, 락토즈)을 포함한다. 윤활제/연마제는, 예를 들면, 카나우바 왁스 또는 밀납과 같은 왁스일 수 있다. 안료는, 예를 들면, 이산화티탄일 수 있다. 점착방지제 및/또는 활주제는, 예를 들면, 활석, 콜로이드성 이산화규소, 글리세릴 모노스테아레이트 및 이들의 배합물일 수 있다. 불투명화제는, 예를 들면, 탄산칼슘일 수 있다.
운반 및 저장 목적을 위해, 본 발명의 피복 조성물은 바람직하게는 고체 형태, 즉, 실질적으로 건조한 형태로 존재한다. 당해 양태에서, 수분산성 전분은, 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 전분의 수성 분산액을 건조시킴으로써 수득되는 수-재분산성 전분 분말의 형태로 피복 조성물에 존재한다.
실질적으로 건조한 형태의 피복 조성물은 일반적으로 전분 및/또는 셀룰로즈 에테르에 흡수되고/되거나 결합된 물을 3 내지 15중량% 이상 갖지 않는다. 이러한 잔류량의 물은 셀룰로즈 에테르, 전분 및 임의의 성분들의 양에 계산되지 않는다. 본 발명의 피복 조성물은, 고체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 적어도 30%, 보다 바람직하게는 적어도 35%, 가장 바람직하게는 적어도 45%의 셀룰로즈 에테르를 포함하고, 바람직하게는 94% 이하, 보다 바람직하게는 80% 이하, 가장 바람직하게는 70% 이하의 셀룰로즈 에테르를 포함하며, 바람직하게는 적어도 5%, 보다 바람직하게는 적어도 15%, 가장 바람직하게는 적어도 25%의 수-재분산성 전분 분말을 포함하고, 바람직하게는 60% 이하, 보다 바람직하게는 50% 이하, 가장 바람직하게는 35% 이하의 수-재분산성 전분 분말을 포함하며, 바람직하게는 적어도 1%, 보다 바람직하게는 적어도 2%, 가장 바람직하게는 적어도 5%의 하나 이상의 임의의 첨가제를 포함하고, 바람직하게는 50% 이하, 보다 바람직하게는 40% 이하, 가장 바람직하게는 30% 이하의 하나 이상의 임의의 첨가제를 포함한다. 본 발명의 피복 조성물은 상기한 셀룰로즈 에테르 중의 하나 이상 및 상기한 전분 중의 하나 이상을 함유할 수 있지만, 이들의 총 양은 상기한 중량 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 피복 조성물은, 피복 조성물이 투여형을 피복시키는데 사용되는 경우, 액체 형태인 것이 편리하다. 액체 형태의 피복 조성물은 셀룰로즈 에테르와 임의의 첨가제를 상기한 바와 같이 제조된 전분의 분산액에 가하여 제조할 수 있다. 또는, 액체 형태의 피복 조성물은 셀룰로즈 에테르, 수-재분산성 전분 분말, 임의의 첨가제 및 목적하는 양의 수성 희석제를 블렌딩함으로써 제조할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "수성 희석제"는 물, 또는 미량의 알콜과 혼합된 물을 포함한다. 메탄올 또는 에탄올과 같은 알콜을 물과 혼합하는 경우, 알콜 양은, 물과 알콜의 총 중량을 기준으로 하여, 전형적으로 30% 이하, 바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하이다. 가장 바람직하게는, 물 만이 액체로서 사용된다.
본 발명의 피복 조성물이 수성 희석제를 포함하는 액체 형태인 경우, 셀룰로즈 에테르 a), 전분 b) 및 임의의 첨가제의 합계는, 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 5 내지 40%, 보다 바람직하게는 8 내지 30%, 가장 바람직하게는 10 내지 20%이고, 수성 희석제의 양은, 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 60 내지 95%, 보다 바람직하게는 70 내지 92%, 가장 바람직하게는 80 내지 90%이다. 피복 조성물은 20rpm, 스핀들 번호 3에서 Brookfield 점도계를 사용하여, 일반적으로 25℃에서 1000mPa·s 이하, 바람직한 양태에서 800mPa·s 이하, 보다 바람직한 양태에서 600mPa·s 이하, 가장 바람직한 양태에서 심지어 560mPa·s 이하의 점도를 갖는다. 본 발명의 피복 조성물은, 상기 제시된 바와 같이 측정하는 경우, 일반적으로 50mPa·s 이상, 전형적으로 200mPa·s 이상, 보다 전형적으로 350mPa·s 이상 또는 대안적으로 450mPa·s 이상의 점도를 갖는다.
본 발명의 피복 조성물에서 셀룰로즈 에테르 a)와 전분 b)의 제공은 몇 가지 잇점을 갖는다. 셀룰로즈 에테르 a)와 전분 b)를 수성 환경에서 고농도로 분무할 수 있는 능력은 피복 조성물을 경구 고체 투여형, 사료, 수의학 용품 및 영양 보충제에서, 예를 들면, 맛 차폐제(taste masking agent)로서 그리고 풍미 고정제(flavor fixative)로서 매우 유용하게 만든다. 이들은 또한 에징(edging) 없이 균일한 피막 및 평활한(비-스티플된(non-stippled)) 표면을 제공함으로써 피복된 조성물의 시각적 매력을 향상시킨다. 셀룰로즈 에테르 a)와 전분 b)의 배합물은 또한 경구 고체 투여형, 수의학 및 농업 용품, 식품, 사료, 영양 보충제 및 화장품을 제조하기 위한 캡슐화 기술에 매우 유용하다.
본 발명은 상당히 다량의 전분 입자를 갖는 수성 피복 조성물을 상당히 낮은 점도로 제공한다. 고농도의 셀룰로즈 에테르 a)와 전분 b)는 이러한 조성물을 함유하는 필름-피복 제형을 기판에 분무하거나 균일하게 피복시킬 수 있는 능력을 손상시키지 않는다. 상당히 높은 필름-형성 중합체 농도가 수성 피복 조성물에 혼입될 수 있기 때문에, 피복 시간이 상당히 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 피복 조성물로부터 제조된 피막은 놀랍도록 낮은 투습성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 구체적으로, 본 발명의 피막은 동일한 타입 및 양의 셀룰로즈 에테르 a)를 포함하지만 본원에 기재된 바와 같은 전분 b) 대신에 위에 추가로 기재된 바와 같은 동량의 공급 전분을 포함하는 상응하는 피복 조성물로부터 제조된 피막보다 훨씬 더 낮은 투습성을 갖는다. 게다가, 놀랍게도, 본원에 기재된 바와 같은 셀룰로즈 에테르 a)와 전분 b)를 포함하는 피복 조성물로부터 제조된 피막은 전분 b)가 상응하는 양의 셀룰로즈 에테르 a)로 대체된 상응하는 피복 조성물로부터 제조된 피막보다 훨씬 더 낮은 투습성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이것은, 셀룰로즈 에테르로부터 제조된 피막이 일반적으로 전분으로부터 제조된 피막보다 더 낮은 투과성을 갖는 것으로 공지되어 있기 때문에 매우 놀랍다.
본 발명의 액체 피복 조성물을 투여형에 도포하고 건조시켜 피복된 투여형을 형성할 수 있다. 유동상 피복 장치, 팬 피복 장치 및/또는 병류(flow-through) 회전 드럼 타입 피복 장치와 같은 피복 장치를 사용하여 투여형의 외면에 조성물을 도포, 분무 또는 분사할 수 있다. 액체 피복 조성물은 액체 형태로 또는 포움 형태로 투여형에 도포할 수 있다. 액체 조성물로부터 포움을 제조하는 방법 및 포움을 투여형에 도포하는 방법은 일반적으로 미국 특허 제7,070,828호에 기재되어 있다.
적합한 투여형의 비제한적인 예는, 예를 들면, 정제, 과립, 비드, 펠렛, 캐플릿, 캡슐, 로젠지, 좌제, 페서리, 이식가능한 투여형, 분말, 트로키, 또는 미립자 물질이 피막에 의해 캡슐화(마이크로- 또는 마크로-캡슐화)되어 있는 캡슐화제(encapsulate) 형태의 식료품, 의약품, 종자, 동물 사료 또는 비료를 포함한다.
본 발명의 몇몇 양태들은 이하에서 하기 실시예에 상세하게 기재될 것이다.
달리 언급하지 않는 한, 모든 부 및 %는 중량 기준이다.
실시예에서는, 다음의 시험 과정 및 재료를 사용하였다.
피복 조성물의 점도는 20rpm, 스핀들 번호 3에서 Brookfield 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다. 셀룰로즈 에테르와 전분의 중량의 합계는, 셀룰로즈 에테르, 전분 및 물의 총 중량을 기준으로 하여, 15wt%이다.
Mocon 투습도(moisture permeation)는 ASTM 1249에 따르지만 MOCON AQUATRAN 검출기를 사용하여 23℃에서 측정하였다.
더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판되고 28 내지 30의 메톡실 함량, 7 내지 12의 하이드록시프로필 함량 및 물 중의 2% 용액으로서 측정하여 5 내지 7mPa·s의 점도를 갖는 METHOCELTM E6 Premium LV 하이프로멜로즈를 사용하였다.
네덜란드 코흐에 소재하는 테이트 앤드 라일(Tate and Lyle)로부터 시판되는 생 찰옥수수 전분(Merizet 300)을 사용하였다.
콜로콘 인코포레이티드(Colorcon Inc.)로부터 시판되는 Starch 1500® 부분 예비젤라틴화 옥수수 전분을 사용하였다. Starch 1500은 공지된 약제학적 부형제이다.
물 중의 염화칼슘의 10중량% 용액을 사용하였다(뉴 저지주 페어 론에 소재하는 피셔 사이언티픽(Fischer Scientific)으로부터의 염화칼슘)
효소: 효소 제제(덴마크 백스베어드에 소재하는 노보자임스 아/게(Novozymes A/S)로부터 시판되는 BAN 480L).
킬레이트화제: 물 중의 킬레이트화 제제(미시간주 미들랜드에 소재하는 다우 케미칼로부터 시판되는 VERSENOL 120).
본 발명에서 사용되는 바와 같은 수-재분산성 전분은 다음의 과정에 따라 제조하였다:
장치:
GAW 교반기, 오스트리아 그랏츠에 소재하는 GAW Pidlner-Steinburg GmbH로부터의 50 hp 모터 드라이브를 갖는 모델 RW 60 S-VST 로터 스테이터 및 473리터 용기.
과정:
먼저 45중량%의 고체 함량을 갖는 혼합물을 제조하는 양의 생 찰옥수수 전분과 물을 둘 다 실온(25℃)에서 측정함으로써 분산액을 제조한다. 113.4kg의 생 찰옥수수 전분과 126.6kg의 물을 GAW 혼합기 본체의 탱크에 넣는다. GAW 혼합기의 속도 셋팅을 모터 드라이브 속도 제어하에 1800rpm으로 설정하고, 45중량%의 고체 함량을 갖는 혼합물을, 생성되는 분산액이 65.5℃의 온도에 도달할 때까지 30분 동안 혼합한다. 10% 용액을 통해 건조 중량을 기준으로 하여 200ppm의 염화칼슘을 가한다. 건조 생 찰옥수수 전분 100부를 기준으로 하여 0.00005부의 효소를 분산액에 가하고, 추가로 30분 동안 혼합한다. GAW 혼합기의 속도 세팅을 모터 드라이브 속도 제어하에 600rpm으로 감소시킨다. 킬레이트화제 2000ppm을 가하고, 분산액을 추가로 10분 동안 혼합한다.
결과는 실온(25℃)에서 24시간 동안 저장한 후에도 겔화되지 않는 수성 액체 중의 전분 입자의 안정한 분산액이다.
재분산가능한 전분 분말은, 전분 분산액을 Mobile Minor(제조원; GEA Process Engineering Inc, Columbia, MD) 분무 건조기 상에서 분수식 이중 노즐 애토마이저(fountain mode two-fluid nozzle atomizer)에 펌핑시킴으로써 제조한다. 노즐에 대한 공기압을 70% 유동으로 1.5bar로 고정하며, 이는 9kg/hr의 기류에 상당한다. 분무 건조는 N2 환경에서 수행하며, 입구 온도는 130℃로 고정하고 출구 온도는 혼합물의 공급 속도를 조정함으로써 50℃±1℃에 맞춘다. 분무 건조된 물질을 사이클론에 의해 수집한다. 분말 물질은 물에 쉽게 분산될 수 있다.
실시예 1 및 비교 실시예 A 및 B
피복 조성물은 아래 표 2에 열거된 바와 같이 METHOCELTM E6 Premium LV 하이프로멜로즈와 전분 분말을 블렌딩함으로써 제조하였다. 용액은 분말 믹스를 탈이온수를 함유하는 3개의 블레이드 샤프트가 장착된 800ml 비이커에 빨리 분산시킴으로서 제조하였다. 회전 속도는, 분말 첨가 동안, 분말을 물로 계속해서 인출시키는 볼텍스를 유지시키도록 설정하였다(>400rpm). 용액을 90℃ 이상에서 제조하고, 80℃ 초과의 온도에서 2분 동안 교반(400rpm)한 다음, 덮고 실온에서 추가로 3시간 동안 교반(400rpm)하였다. 이후, 제조된 모든 용액을 냉장고(약 5℃)에서 밤새(18시간 이상) 수화시켜 중합체가 완전히 수화되도록 하였다.
하이프로멜로즈:전분 분말의 중량비는 7:3이고, 하이프로멜로즈와 전분 분말의 중량의 합계는, 하이프로멜로즈, 전분 및 물의 총 중량을 기준으로 하여, 15%이었다. 피복 조성물의 점도는 23℃에서 Brookfield 디지털 점도계 DVII(모델 RVTDV II-20)에서 측정하였다. 기기에는 분석된 점도 범위에 대해 특이적인 스핀들(스핀들 #3)이 장착되었다. 각 용액의 점도 판독을 완료하고 10 및 20rpm에서 기록하였다. 20rpm에서의 점도 판독치가 아래 표 2에 열거되어 있다.
조성 점도(mPa·s)
실시예 1:
하이프로멜로즈/수-재분산성 전분 분말/물
550
비교 실시예 A:
하이프로멜로즈/생 옥수수 전분/물
3360
비교 실시예 B:
하이프로멜로즈/Starch 1500®/물
1150*
* 점도는 불균일 샘플로 인해 실제 조성을 대표하지 않을 수 있다. 샘플은 전분의 불량한 분산성으로 인해 균일하지 않았다.
표 2의 결과는 본 발명의 피복 조성물이 동일한 고체 함량의 공지된 전분과 동일한 타입 및 양의 셀룰로즈 에테르를 포함하는 필적하는 피복 조성물보다 훨씬 더 낮은 점도를 가짐을 예시한다.
필름은 다음과 같이 상기 액체 피복 조성물로부터 제조하였다: 모든 필름 제조 및 저장은 22℃ 및 50% 상대 습도에서 완료하였다. 15% 용액을 1mm 캐스팅 바의 가장자리 근처에 서서히 부은 다음, 용액을 서서히 인출시켜 거품(bubble) 및 결함을 최소화함으로써 1mm 두께의 습윤 필름을 유리 플레이트 상에 수동 인출시켰다. 4 × 8inch(10.2 × 20.3cm)의 필름을 2일 동안 플레이트 상에서 건조시키고, 제거하고, 필름 특성을 측정하기 전에 하루 더 어닐링시켰다. 모든 필름 시험은 샘플 간의 변동성(sample to sample variance)을 최소화하도록 필름을 제거하기 4일 내에 완료하였다. 각각의 시험 전에, 각 표본에서 샘플 두께를 측정하였다. 프리 필름(free film)의 투습도는 미국에 소재하는 모콘 인코포레이티드(MOCON Inc.)로부터 시판되는 수증기 투과율 시험 시스템인 Mocon Permatran-W® 모델 3/33 상에서 측정하였다. 시험은 23℃ 및 100% 상대 습도에서 100 SCCM(0℃ 및 1.013bar에서 표준 ㎤/min)의 유속에서 수행하였다. 결과가 아래 표 3에 열거되어 있다.
조성 Mocon 투습도
[gm/(cm hour)]
실시예 1:
하이프로멜로즈/수-재분산성 전분 분말
1.050E-05
비교 실시예 A:
하이프로멜로즈/생 옥수수 전분
9.252E-05
비교 실시예 B:
하이프로멜로즈/Starch 1500®
평가 불가*
하이프로멜로즈, 물 중의 15% 1.493E-05
* 덩어리진 불균일한 혼합물로 인해 이러한 제형으로부터는 필름을 제조할 수 없었다.
표 3의 결과는 본 발명의 프리 필름을 통한 놀랍도록 낮은 투습도를 예시하며, 이것은 전분을 동량의 하이프로멜로즈로 대체한 상응하는 프리 필름보다 훨씬 더 낮다.
실시예 2 및 비교 실시예 C 및 D
피복 조성물은 실시예 1과 비교 실시예 A 및 B에 기재된 바와 같이 METHOCELTM E6 Premium LV 하이프로멜로즈와 전분 분말을 블렌딩함으로써 제조하였다. 하이프로멜로즈:전분 분말의 중량비는 실시예 1과 비교 실시예 A 및 B에서와 같이 7:3이지만, 하이프로멜로즈와 전분 분말의 중량의 합계는, 하이프로멜로즈, 전분 및 물의 총 중량을 기준으로 하여, 20%이었다. 점도는 실시예 1과 비교 실시예 A 및 B에서와 같이 측정하였으며, 아래 표 4에 열거되어 있다. 실시예 2는, 높은 고체 농도에서도, 피복 조성물은 액체 조성물의 형태로 충분히 낮은 점도를 가져 투여형에 편리하게 피복된다는 것을 예시한다.
조성 점도(mPa·s)
실시예 2:
하이프로멜로즈/수-재분산성 전분 분말/물
2000
비교 실시예 C:
하이프로멜로즈/생 옥수수 전분/물
8800

Claims (14)

  1. 피복 조성물로서,
    a) 셀룰로즈 에테르 및
    b) 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 수분산성 전분을 포함하고,
    셀룰로즈 에테르와 수분산성 전분 간의 중량비가 1:2 내지 20:1인, 피복 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 셀룰로즈 에테르와 수분산성 전분 간의 중량비가 1:1 내지 9:1인, 피복 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셀룰로즈 에테르가, 20℃에서 물 중의 2wt% 용액으로서 측정하여 1.2 내지 1000mPa·s의 점도를 갖는 셀룰로즈 에테르인, 피복 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로즈 에테르가 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 또는 메틸셀룰로즈인, 피복 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복 조성물이 고체 형태이고, 수분산성 전분이, 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 전분의 수성 분산액을 건조시킴으로써 수득된 수-재분산성 전분 분말의 형태로 피복 조성물에 존재하는, 피복 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복 조성물이 고체 형태이고, 고체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 30 내지 94%의 셀룰로즈 에테르, 5 내지 60%의 수-재분산성 전분 분말 및 임의로 1 내지 50%의 하나 이상의 첨가제를 포함하는, 피복 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수분산성 전분이 수성 분산액의 형태로 피복 조성물 중에 존재하는, 피복 조성물.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복 조성물이 수성 희석제를 포함하는 액체 형태이고, 셀룰로즈 에테르, 전분 및 임의의 첨가제의 합계가, 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 5 내지 40%이고, 상기 수성 희석제의 양이, 액체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 60 내지 95%인, 피복 조성물.
  9. 제1항 내지 제4항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 20rpm, 스핀들 번호 3에서 브룩필드 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하여 1000mPa·s 이하의 점도를 갖는, 피복 조성물.
  10. i) 수성 액체 중의 전분 입자의 분산액을, 상기 전분 입자가, 25℃에서 물 중의 15wt% 분산액으로서 측정하는 경우, 0.01 내지 2㎛의 수 평균 입자 크기 및 2000mPa·s 이하의 점도를 갖도록 제조하고;
    ii) 상기 전분 분산액을 수-재분산성 전분 분말로 되도록 임의로 건조시키고;
    iii) 상기 전분 분산액 또는 상기 수-재분산성 전분 분말을, 셀룰로즈 에테르와 전분 간의 중량비가 1:2 내지 20:1로 되도록, 셀룰로즈 에테르를 임의의 성분들과 블렌딩하는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 피복 조성물의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전분 입자의 분산액이, 공급 전분과 수성 액체를 압출기에 도입하고, 상기 압출기에서 상기 전분 및 상기 수성 액체에 전단력을 적용하여 상기 수성 액체 중의 전분 입자의 분산액을 형성함으로써 제조되는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전분 입자의 분산액이, 상기 공급 전분과 상기 수성 액체를 로터 스테이터 혼합기(rotor stator mixer)에 도입하고; 상기 공급 전분과 상기 수성 액체를 상기 로터 스테이터 혼합기 중에서 겔화 온도로부터 가용화 온도 미만 까지의 온도 범위로 유지시키고; 상기 로터 스테이터 혼합기를 사용하여 상기 공급 전분을 전분 입자들로 되도록 전단시켜 상기 수성 액체 중의 전분 입자의 분산액을 형성함으로써 제조되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 피복 조성물로부터 제조된 피막을 갖는 투여형(dosage form).
  14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법에 따라 액체 피복 조성물을 제조하는 단계, 임의로 상기 액체 피복 조성물로부터 포움(foam)을 제조하는 단계 및 상기 액체 또는 포움 발생된 피복 조성물을 투여형에 도포하는 단계 및 상기 피복 조성물을 건조시키는 단계를 포함하는, 투여형을 피복시키는 방법.
KR1020147008389A 2011-08-30 2012-08-13 셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물 Withdrawn KR20140077162A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161528882P 2011-08-30 2011-08-30
US61/528,882 2011-08-30
PCT/US2012/050568 WO2013032673A1 (en) 2011-08-30 2012-08-13 Coating composition comprising a cellulose ether and starch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140077162A true KR20140077162A (ko) 2014-06-23

Family

ID=46724652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147008389A Withdrawn KR20140077162A (ko) 2011-08-30 2012-08-13 셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140201872A1 (ko)
EP (1) EP2750663A1 (ko)
JP (1) JP2015502980A (ko)
KR (1) KR20140077162A (ko)
CN (1) CN103764124A (ko)
BR (1) BR112014004362A2 (ko)
WO (1) WO2013032673A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105189563B (zh) * 2013-04-10 2018-09-11 盛禧奥欧洲有限公司 使用多级降解法生产高固体份淀粉分散液的工艺
WO2017127641A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-27 Flurry Powders Encapsulation of lipophilic ingredients in dispersible spray dried powders suitable for inhalation
KR102453961B1 (ko) * 2017-03-15 2022-10-12 롯데정밀화학 주식회사 어류 양식용 사료 조성물, 이를 포함하는 사료 및 그 제조방법
CN107629554A (zh) * 2017-10-18 2018-01-26 常德金德新材料科技股份有限公司 天然防霉涂料及其制备方法和应用
MX2021009568A (es) * 2019-02-22 2021-09-08 Corn Products Dev Inc Composicion de recubrimiento de papel que contiene altos niveles de almidon.
WO2021158387A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-12 Nutrition & Biosciences Usa 1, Llc Hpmc composition for coating of paper and board for reducing migration of mineral oil hydrocarbons (moh)
US20240368438A1 (en) * 2021-07-28 2024-11-07 Nutrition & Biosciences Usa 1, Llc Hpmc composition for providing a heat-sealable coating on paper and board

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2619428A (en) * 1950-03-01 1952-11-25 Corn Prod Refining Co Process for modifying starch with aluminum chloride and enzyme and applications of such modified starch
ATE252114T1 (de) * 1999-01-25 2003-11-15 Ecosynthetix Inc Nanopartikel auf der basis von biopolymer
US7595015B1 (en) * 2000-05-25 2009-09-29 Grain Processing Corporation Cold-water soluble extruded starch product
US6660302B1 (en) * 2000-09-06 2003-12-09 Chr. Hansen, Inc. Dry-powder film coating composition and method of preparation
ATE368451T1 (de) * 2001-09-04 2007-08-15 Dow Global Technologies Inc Verfahren zum überziehen von feststoffteilchen
WO2009003111A2 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 H R D Corporation High shear process for dextrose production
WO2010052727A1 (en) 2008-11-04 2010-05-14 Ideal Cures Private Limited High performance film coating compositions
US9068062B2 (en) * 2009-12-10 2015-06-30 Dow Global Technologies Llc Process for preparing stable starch dispersions
JP2011132443A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Fujifilm Corp 成形材料、成形体、及びその製造方法、並びに電気電子機器用筐体
WO2011155979A2 (en) * 2010-06-07 2011-12-15 Dow Global Technologies Llc Process for preparing stable dispersions of starch particles

Also Published As

Publication number Publication date
CN103764124A (zh) 2014-04-30
WO2013032673A1 (en) 2013-03-07
US20140201872A1 (en) 2014-07-17
BR112014004362A2 (pt) 2017-03-21
EP2750663A1 (en) 2014-07-09
JP2015502980A (ja) 2015-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140077162A (ko) 셀룰로즈 에테르와 전분을 포함하는 피복 조성물
KR101724177B1 (ko) 전분 입자의 안정한 분산액의 제조 방법
CN101848965B (zh) 纤维素醚涂料组合物和方法
EP2694041B1 (en) Process for producing cellulose derivatives of high bulk density, good flowability and improved dispersibility in cold water
EP2836517B1 (en) Melt-extruded composition comprising a cellulose ether
JP2015149929A (ja) 食品用分散安定剤
CN105189563B (zh) 使用多级降解法生产高固体份淀粉分散液的工艺
EP2722354B1 (en) Preparation of cellulose ether powder
KR20120022583A (ko) 가수분해 세팅 조성물을 위한 조절된 입자형태를 가지는 폴리사카라이드 유도체
EP3077098B1 (en) Process for preparing a mixture of a cellulose derivative and a liquid diluent
EP3362484B1 (en) Cellulose ethers with temporary cross-links, a process to make them, and their use
JP6901317B2 (ja) 大豆麹菌発酵組成物の粉末

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20140328

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid