CS252831B2

CS252831B2 - Injection moulded product

Info

Publication number: CS252831B2
Application number: CS855547A
Authority: CS
Inventors: Fritz Wittwer; Ivan Tomka
Original assignee: Warner Lambert Co
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS554785A2

Abstract

Vstřikovaný výrobek ve tvaru farmaceutické kapsle nebo obalového materiálu pro potraviny, farmaceutické výrobky a jiné chemikálie má teplotu skelného přechodu nad teplotou použití, samonosný tvar a zanedbatelnou vratnou elastickou deformaci při tavení. Je tvořen kompozicí na bázi nativního škrobu, obsahujícího 5 až 30 % hmotnostních vody a popřípadě další přísady, přičemž tato kompozice byla podrobena vstřikování při teplotě 80 až 240 °C a tlaku 600.105 Pa za udržování obsahu vody v kompozici v rozmezí 5 až 30 % hmotnostních.Injected product in pharmaceutical form capsule or packaging material for food, pharmaceutical products and other chemicals have a glassy temperature transition over use temperature, self-supporting shape and negligible reversible elastic deformation during melting. It consists of a composition based on native starch containing 5 to 30% by weight of water and optionally other ingredients, wherein the composition was injected at temperature 80 DEG-240 DEG C. and 600 bar the water content of the composition in the range 5 to 30% by weight.

Description

Vynález se týká vstřikovaných výrobků na bázi kompozice nativního škrobu a vody. Používá se škrob získaný z pšenice, brambor, kukuřice, rýže, tapioky apod. Tyto typy škrobu mají obvykle rozmezí molekulové hmotnosti 10 000 až 20 000 000.The invention relates to injection molded articles based on a native starch and water composition. Starch obtained from wheat, potatoes, corn, rice, tapioca, etc. is used. These types of starch usually have a molecular weight range of 10,000 to 20,000,000.

Škrob obsahuje asi 0 až 100 % amylosy a asi 100 až 0 % amylopektinu, výhodně 0 až 70 % amylosy a asi 95 až 10 % amylopektinu.The starch contains about 0 to 100% amylose and about 100 to 0% amylopectin, preferably 0 to 70% amylose and about 95 to 10% amylopectin.

Termín škrob, používaný v dalším textu, zahrnuje rovněž pěny, modifikace nebo deriváty škrobu a jejich kombinace s hydrofilními polymerními kompozicemi, jejichž vlastnosti jsou přijatelné pro požadované vstřikované výrobky, zejména kapsle.The term starch, as used herein, also includes foams, modifications or derivatives of starch and combinations thereof with hydrophilic polymer compositions whose properties are acceptable for the desired injection products, especially capsules.

77

Hydrofilní polymery jsou polymery s molekulovou hmotností přibližně 10 až 10 as molekulárními skupinami v hlavním a/nebo v postranních řetězcích, které jsou schopné tvořit vodíkové můstky a/nebo se na nich účastnit. Tyto hydrofilní polymery vykazují na isothermě adsorpce vody (v teplotním rozmezí přibližně 0 až 200 °C) inflekční bod v blízkosti bodu aktivity vody při 0,5.Hydrophilic polymers are polymers having a molecular weight of about 10 to 10 and having molecular groups in the main and / or side chains that are capable of forming and / or participating in hydrogen bridges. These hydrophilic polymers exhibit an inflection point near the water activity point at 0.5 at the water isothermal adsorption (in the temperature range of about 0 to 200 ° C).

Hydrofilní polymery podle tohoto vynálezu se odlišují od skupiny tak zvaných hydrokoloidů svou molekulární disperzitou - v pracovním rozmezí podle tohoto vynálezu musejí obsahovat podíl vody činící 5 až 30 S hmotnostních, pokud je teplota hydrofilního polymeru v pracovním rozmezí 80 až 240 °C podle vynálezu.The hydrophilic polymers of the present invention are distinguished from the group of so-called hydrocolloids by their molecular dispersity - within the operating range of the present invention they must contain a water fraction of 5 to 30% by weight if the hydrophilic polymer is within 80

Předběžným požadavkem na materiál, který má být vstřikovatelný, je schopnost skelného přechodu při teplotě kompatibilní s tepelnou stabilitou materiálu a s technickými možnostmi vstřikovacího zařízení. Předběžným požadavkem na materiál, ze kterého se mají vstřikováním vyrábět tvarované produkty s vysokou rozměrovou stálosti, je jeho minimální elastická relaxace po otevření formy. Toho je možno dosáhnout tak, že se během vstřikování upraví na molekulární úrovni disperzita materiálu.A preliminary requirement for the material to be injectable is the ability of the glass transition at temperature to be compatible with the thermal stability of the material and the technical capabilities of the injection device. A preliminary requirement for the material from which molded products of high dimensional stability are to be injection molded is its minimal elastic relaxation upon opening the mold. This can be achieved by adjusting the material dispersion at the molecular level during injection.

Shirai a d. v patentu USA č. 4 216 240 popisují vstřikování za vzniku orientovaného vláknitého proteinového produktu. Vláknitý produkt, získaný tímto způsobem, se zásadně liší od transparentního sklovitého materiálu na kapsle podle našeho vynálezu. Kromě toho za účelem získání tekuté hmoty pro vstřikování musejí být proteinové směsi podle Shiraie a d. denaturovány a tak ztrácejí schopnost podléhat rozpouštění.Shirai et al. In U.S. Patent No. 4,216,240 disclose injection molding to provide an oriented fibrous protein product. The fibrous product obtained in this way differs substantially from the transparent glassy capsule material of our invention. In addition, in order to obtain a liquid mass for injection, the protein compositions of Shirai et al. Must be denatured and thus lose their ability to dissolve.

Nakatsuka a d. v patentu USA č. 4 076 846 používají pro získáni jedlého tvarovaného výrobku vstřikováním binární směsi škrobu se solemi bílkovinných látek. Podle našeho vynálezu lze získávat tvarované výrobky ze škrobu bez přísady solí bílkovinných látek.Nakatsuka et al. In U.S. Pat. No. 4,076,846 utilize a binary mixture of starch with protein salts to obtain an edible shaped product. According to our invention, starch shaped articles can be obtained without the addition of protein salt.

Heusdens a d. v patentu USA č. 3 911 159 popisují tvorbu vláknitých bílkovinných struktur za vzniku jedlých produktů o zlepšené měkkosti. Podle našeho vynálezu se tvarované produkty vyrábějí bez vláknité bílkovinné struktury.Heusdens et al. In U.S. Patent No. 3,911,159 disclose the formation of fibrous protein structures to produce edible products with improved softness. According to our invention, shaped products are manufactured without a fibrous protein structure.

Předmětem vynálezu je vstřikovaný výrobek s teplotou skelného přechodu nad teplotou použití, mající samonosný tvar a zanedbatelnou vratnou elastickou deformaci při taveni, který je tvořen kompozicí na bázi nativního škrobu, obsahujícího 5 až 30 % hmotnostních vody.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an injection molded article having a glass transition temperature above the use temperature, having a self-supporting shape and negligible elastic melting deformation, consisting of a native starch composition containing 5 to 30% by weight water.

Takovéto výrobky lze získat vstřikováním uvedené kompozice, obsahující popřípadě další přísady, při teplotě 80 až 240 °C a tlaku 600.10$ až 3 000.10^ Pa za udržováni obsahu vody v kompozici v rozmezí 5 až 30 % hmotnostních.Such articles can be obtained by injecting said composition, optionally containing other ingredients, at a temperature of 80 to 240 ° C and a pressure of 600-10,000 bar to maintain the water content of the composition in the range of 5-30% by weight.

Je výhodné, má-li výrobek podle vynálezu tvar farmaceutické kapsle. Kromě kapslí lze ze škrobu vstřikováním vyrábět mnoho užitečných produktů, vyžadujících vysokou tvarovou stálost a minimální rozměrové odchylky. Patří mezi ně například cukrovinky, obaly pro potraviny, farmaceutické výrobky, chemikálie, barviva, koření, hnojívové kompozice, semena, kosmetické výrobky, zemědělské produkty a matrice ze škrobových kompozic různých tvarů a velikostí, obsahující látky a/nebo aktivní přísady, mezi něž patří potraviny, farmaceutické· výrobky, chemikálie, barvivá, koření, hnojivove kompozice, semena, kosmetické výrobky a zemědělské produkty, které jsou v matrici mikrodispergovány a jsou z ni uvolňovány desintegrací a/nebo rozpouštěním a/nebo bioerozí a/nebo difúzí v závislosti na rozpouštěcích charakteristikách použité škrobové kompozice. Některé z těchto produktů se mohou rovněž nacházet v systému řízeného uvolňování obsažené látky. Dále je možno vstiíkováním škrobových kompozic získávat medicinální a lékařské produkty. Biodegradovatelnost. škrobu způsobuje, že je z hlediska ochrany prostředí výhodnější než určité v současnosti používané látky. Netoxičnost směsí <éi < zvyšuje její vhodnost jako materiálu pro vstřikování. Předmět našeho vynálezu sc lis' < é ' \ · popsaného stavu techniky poznatkem, že teplotní interval mazovatění škrobu leží v top]ol i i rozmezí vhodném pro vstřikování, pokud obsah vody ve škrobu leží v charakteristickém rom-n, které umožňuje obejít se bez dalšího sušení nebo zvlhěování kapslí.It is preferred that the product of the invention is in the form of a pharmaceutical capsule. In addition to capsules, many useful products can be made from starch by injection molding, requiring high dimensional stability and minimal dimensional variation. These include, for example, confectionery, food packaging, pharmaceutical products, chemicals, dyes, spices, fertilizer compositions, seeds, cosmetics, agricultural products and matrices of starch compositions of various shapes and sizes, containing substances and / or active ingredients, including food, pharmaceutical products, chemicals, dyes, spices, fertilizer compositions, seeds, cosmetics and agricultural products that are microdispersed in the matrix and released from it by disintegration and / or dissolution and / or bioerosion and / or diffusion depending on dissolution characteristics of the starch composition used. Some of these products may also be present in a controlled release system. Further, medical and medical products can be obtained by injecting starch compositions. Biodegradability. of starch makes it more environmentally preferable than certain currently used substances. The nontoxicity of the <éi <blends increases its suitability as an injection material. The object of the present invention has been described in the prior art by recognizing that the temperature range for starch lubrication lies in the top range of injection molding when the water content of the starch lies in a characteristic rom which allows it to be bypassed without further drying or wetting the capsules.

Nad teplotou mazovatění je škrob ve stavu molekulární dispezitv. Během vstřikovacího pro cesu podle vynálezu se škrob po značnou dobu nachází při teplotě vyšší než je teplota mn/<v,.tění. Dispergují-li se ve škrobových kompozicích léky, potraviny a jiné látky, nelze používat takového množství, které by natolik ovlivnilo vlastnosti škrobu, že by přestal být vstřikovatelným.Above the lubricating temperature, the starch is in a state of molecular dispersion. During the injection process according to the invention, the starch is present for a considerable time at a temperature above the m / v melting point. When medicaments, foodstuffs and other substances are dispersed in starch compositions, an amount which would affect the properties of the starch so that it would no longer be injectable cannot be used.

Škrob, používaný v kompozicí podle vynálezu, má molekulovou hmotnost v rozmezí 10 000 až 20 000 000, přičemž obsahuje asi 0 až 100 % čimylosy a asi 100 až 0 * amylopektinu.The starch used in the composition of the invention has a molecular weight in the range of 10,000 to 20,000,000, containing about 0 to 100% chimylose and about 100 to 0% amylopectin.

škrobová kompozice podle vynálezu je vhodná pro vstřikování bez výše uvedených nevýhod známého stavu techniky. Ze škrobové kompozice podle vynálezu je možno vstřikováním vyrábět kapsle s vysokou rychlostí a přesností, a je pak možno je použít v plnicím zařízení s vysokou rychlostí.The starch composition of the invention is suitable for injection molding without the aforementioned disadvantages of the prior art. Capsules of high speed and accuracy can be made from the starch composition of the present invention by injection molding and can be used in a high speed filling machine.

V nás - In U.S - • ;·!> i·: t-.říkladeč.h •;!> I ·: t -example.h jsou použity tyto zkratky the following abbreviations are used t.-j· r . t.-j · r. Ύη'.·;] šneku ( Ύη '. ·;] Worm ( tc pln. - tc pln. - .•trecu šneku t <. • worm friction t <. ') ') teplota temperature na konci šneku (°C) at end of screw (° C) teplota temperature v trysce (°C) in nozzle (° C)

LFV lineární rychlost toku (mm/s)LFV linear flow rate (mm / s)

L délka toku (cm)L flow length (cm)

D tloušřka filmu (cm)D film thickness (cm)

Vyhovující škrobové kapsle byly vyrobeny z níže uvedených škrobových kompozic a za níže uvedených pracovních podmínek.Compliant starch capsules were made from the starch compositions below and under the operating conditions below.

Příklad 1 škrobová kompozice:Example 1 starch composition:

Pšeničný Škrob 8,2 % hmotnostních, želatina 73,8 % hmotnostních, voda 18 % hmotnostníchWheat starch 8.2% by weight, gelatin 73.8% by weight, water 18% by weight

Pracovní podmínky:Working conditions:

číslo number T. T. T T T T T T b b m m e E n n 765 765 125 125 130 130 140 140 140 140 Příklad Example 2 2 Škrobová Starch kompozice: composition:

LFVLFV

000000

Pšeničný škrob 41 % hmotnostních, želatina 41 % hmotnostníchWheat starch 41%, gelatin 41%

Pracovní podmínky:Working conditions:

voda 18 % hmotnostních.water 18% by weight.

číslo number Tu Here T T T T T T L L LFV LFV b b m m e E n n D D 126S 126S 125 125 135 135 140 140 140 140 66 66 820 820 Příklad Example 3 3 Škrobová Starch kompozice: composition: Pšeničný škrob Wheat starch 67,6 % hmotnostních, 67.6% by weight, želatina 24,6 gelatin 24.6 % hmotnostních, % by weight, voda 151 water 151 ,8 % hmotnostních % By weight číslo number Tu Here T T T T T T L L LFV LFV b b m m e E n n D D 298S 298S 125 125 135 135 140 140 140 140 66 66 1 200 1 200

Příklad 4Example 4

Škrobová kompozice: Starch composition: Pšeničný škrob 79,4 % hmotnostních, voda 20,6 % Pracovní podmínky: Wheat starch 79.4% by weight, water 20.6% Working conditions: hmotnostních. % by weight. Číslo Έ Number Έ T T T T T T L L LFV LFV b b m e m e n n D D 305S 115 Příklad 5 305S 115 Example 5 130 140 130 140 140 140 66 66 820 820

Škrobová kompozice:Starch composition:

Pšeničný škrob 78,32 % hmotnostních, voda 21,6 % hmotnostních, erythrosin 0,007 8 % hmotnost nich.Wheat starch 78.32% by weight, water 21.6% by weight, erythrosine 0.007 8% by weight.

Pracovní podmínky čísloWorking conditions number

349S 110349S 110

125 135 135125 135 135

L LFVL LFV

DD

000000

Příklad 6Example 6

Škrobová kompozice:Starch composition:

Pšeničný škrob 9,2 % hmotnostních, ftalát hydroxypropylmethylcelulózy (HPMCP) 74,1 % hmotnostních, maziva + změkčovadla 5,1 % hmotnostních, voda 7,5 % hmotnostních.Wheat starch 9.2% by weight, hydroxypropyl methylcellulose phthalate (HPMCP) 74.1% by weight, lubricants + plasticizers 5.1% by weight, water 7.5% by weight.

Pracovní podmínky:Working conditions:

^Tb ^T b

349S 110 číslo349S 110 no

125125

135135

LFVLFV

000 z této škrobové kompozice byla získána enterická kapsle.An enteric capsule was obtained from this starch composition.

Příklad 7Example 7

Škrobová kompozice:Starch composition:

Pšeničný škrob 78,5 i hmotnostních, voda 21,5 % hmotnostních.Wheat starch 78.5% by weight, water 21.5% by weight.

Pracovní podmínky: Working conditions: číslo number Tu Here T T T T T T L L LFV LFV b b m m e E n n D D 400S 400S 130 130 150 150 160 160 160 160 66 66 820 820 404S 404S 110 110 115 115 125 125 125 125 66 66 820 820 Příklad Example 8 8 Škrobová Starch kompozice: composition: Pšeničný škrob 87,3 % hmotnostních, voda Wheat starch 87,3% by weight, water 12,7 % 12.7% hmotnostních. % by weight. Pracovní Working podmínky: conditions: číslo number T, T, T T T T T T L L LFV LFV b b m m e E n n D D 4 4 150 150 160 160 170 170 170 170 66 66 820 820

Příklad 9Example 9

Škrobová kompozice:Starch composition:

Pšeničný škrob 75,8 Ϊ hmotnostních, stearan vápenatý 3 % hmotnostní, voda 20,2 % hmotnostníchWheat starch 75.8% by weight, calcium stearate 3% by weight, water 20.2% by weight

Pracovní podmínky:Working conditions:

číslo number T, T, T T T T T T X, X, nr v nr v b b m m e E n n D D 411S 411S 100 100 ALIGN! 110 110 135 135 135 135 66 66 880 880 413S 413S 130 130 140 140 160 160 160 160 66 66 820 820

252031252031

Příklad 10Example 10

Škrobová kompozice:Starch composition:

Pšeničný škrob Wheat starch 77,2 % hmotnostních, 77.2% by weight, glycerin 3 % glycerin 3% hmotnostní, weight, voda 19,8 % water 19,8% hmotnostních % by weight Pracovní Working podmínky conditions číslo number T_u T _u T T T T T T L L LFV LFV b b m m e E n n D D 410S 410S 100 100 ALIGN! 110 110 130 130 130 130 66 66 860 860 414S 414S 130 130 140 140 160 160 160 160 66 66 840 840

Příklad 11 škrobová kompozice:Example 11 starch composition:

Pšeničný škrob 72,5 % hmotnostních, polyethylenglykol (molekulová hmotnost 10 000) 3 % hmot-Wheat starch 72,5% by weight, polyethylene glycol (molecular weight 10 000) 3% by weight

nostní, voda 22,5 % hmotnostních, water, 22.5% by weight, , talek 2 % hmotnostní. , talc 2% by weight. Pracovní Working podmínky: conditions: číslo number ^Tb ^T b T m T m ^Te ^T e ^Tn ^T n L D L D LFV LFV 412S 412S 100 100 ALIGN! 110 110 130 130 130 130 66 66 840 840 415S 415S 130 130 140 140 160 160 160 160 66 66 840 840 Příklad Example 12 12 Škrobová Starch kompozice: composition: Bramborový škrob 80,7 % hmotnostních, voda Potato starch 80.7% by weight, water 19,3 % hmotnostních. 19.3% by weight. Pracovní Working podmínky: conditions: číslo number ^Tb ^T b T m T m T e T E ^Tn ^T n L D L D LFV LFV 417S 417S 100 100 ALIGN! 110 110 130 130 130 130 66 66 840 840

Příkladl3 ·Example13 ·

Tento příklad demonstruje závislost desintegrace kapslí na obsahu amylosy. Při testech se kapsle plní laktosou.This example demonstrates the dependence of the disintegration of the capsules on the amylose content. In the tests, the capsules are filled with lactose.

Škrobová komposice pracovní podmínky (°C) charakteristikaStarch composition working conditions (° C) characteristics

T_b, T , T , T , i, LFV desintegrace kapslíT _b , T, T, T, i, LFV capsule disintegration

kukuřičný škrob (asi 20 % amylosy) cornstarch (about 20% amylose) 110, 110, 120, 120, 140, 140, 140, 140, 66, 66, 840 840 flokulace ve vodě při 36 °C, desintegrace během 30 min flocculation in water at 36 ° C, disintegration within 30 min kukuřičný škrob (65 % amylosy) 80 %, voda 20 % hm. corn starch (65% amylose) 80%, water 20% wt. 110, 110, 120, 120, 140, 140, 140, 140, 66, 66, 840 840 ve vodě při 36 °C během 30 min žádné otvory in water at 36 ° C for 30 min no holes

P ř í k 1 a' d 13 pokračováníEXAMPLE 13 continued

Škrobová kompozice Starch composition Pracovní podmínky (°C) V V ^Te- V 5' ^LFV Operating conditions (° C) VV ^T e- V 5 ' ^LFV Charakteristika desintegrace kapslí Characteristics disintegration of capsules kukuřičný škrob (0 % amylosy, 100 % amylopektinu) 79,2 % corn starch (0% amylose, 100% amylopectin) 79,2% 110, 120, 140, 140, 66, 836 110, 120, 140, 140, 66, 836 desintegrace ve vodě při 36 °C, desintegrace během 30 min disintegration in water at 36 ° C, disintegration within 30 min

hm., voda 20,8 % hm.wt., water 20.8 wt.

Je nutno upozornit, že výše popsaná konkrétní provedení vynálezu slouží pouze pro ilustraci a vynález na ně není v žádném případě omezen. Z popisu jsou odborníkům zřejmé různé obměny a varianty, uskutečnitelné bez překročení rozsahu vynálezu.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described above are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the invention thereto. Various variations and variations are practiced without departing from the scope of the invention.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Injection product having a glass transition temperature above the use temperature, having a self-supporting shape and negligible reversible elastic deformation upon melting, characterized in that it is a composition based on native starch containing 5 to 30% by weight of water.