JP2004519249A

JP2004519249A - 改善された性質を示す生物分解可能なガムベース

Info

Publication number: JP2004519249A
Application number: JP2002574758A
Authority: JP
Inventors: セデルガルド、アンデルス
Original assignee: ヒカイルベー．フェー．
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: EP1406505B2; ES2275852T3; EP1406505A1; DE60214853T2; ATE339896T1; WO2002076232A1; DE60214853D1; EP1406505B1; PT1406505E; US20040091573A1; EP1306013A1; US7247326B2; JP4129579B2; DK1406505T3

Abstract

本発明は、ガムベース及び少なくとも１つのその他の従来のチューイングガム成分を含むチューイングガムを対象とする。該チューイングガムはガムベースとして、主に生物分解可能な及び／又は加水分解可能なエステル基に基づく少なくとも１つの分岐ポリマーを有する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物分解可能なポリマーに基づく従前に記述された物質において、より一層の柔軟性と噛みやすさを示す生物分解可能な材料からなるガムベース及び／又は添加物を含むチューイングガムに関する。チューイングガムにおいてガムベースとして使われている従来の生物分解不可能なポリマーよりも生物分解可能で環境的により容認できるポリマーから、チューイングガム物質が作られるということは公知である。こういったものの例は、例えば脂肪族ポリエステルを使用したものがUS-A-5,672,367及びEP-A-0711506に、ポリ（乳酸）のコポリマーからなるオキサゾリン又はウレタンを開示したUS-A-6,153,231に、並びにＣ₄からＣ₃₀の側鎖を有するバクテリアルポリヒドロキシアルカノエートをチューイングガム物質に使用しているものがWO-A-99/39588に記述されている。
【０００２】
脂肪族ポリエステルから調製される生物分解可能なガムベースを含有するチューイングガムのさらなる例がWO-A-00/19837に記載されている。しかしながら、これらの開示されたポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）及びそのコポリマーに基づくガムベースは、ガムベースにおいて必須の柔軟性及び噛み易さを得るため、可塑剤を必要とする。さらに、４２２００ｇ／ｍｏｌの粘度平均分子量をもった純粋なポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）のガラス転移温度は３５．８℃である。このような種類のポリマーはそれより高いガラス転移温度を有することが公知であるから、何の可塑剤も持たないこの分子量の純粋なポリ（Ｄ，Ｌ−乳酸）はこういった低い軟化温度を示すことができないのは明らかである。
【０００３】
EP-A-0882751は、グリセロール又はブチロラクトンを含んだごく微量の共触媒存在下で、生物分解可能な脂肪族ポリエステルを調製するための方法を開示する。調製されたポリエステルは、約１８０℃の好ましい成形温度にて、共触媒なしで調製されたポリマーよりも低い溶解粘度を示した。
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら本発明においてはガムベースを、中心の多官能性化合物に付加しているいくつかのポリエステル分岐又はアームを有する分岐又は星型のポリマーを作ることによって調製する。すると、驚くべきことにより優れた柔軟性及び噛み易さを有するガムベースが結果として得られる。本発明のさらなる進歩性は、最終的なチューイングガムに付加的に機能する性質を与える特定の開始化合物又は調製条件を使用したことにある。
【０００５】
本発明は生物分解可能なガムベースに関するものであり、その特殊な性質が開始化合物の選択によって、及び／又はポリマー合成の間若しくは重合後処理の間の調製条件によって得られるものに関する。
【０００６】
本発明おいて使用されるポリマーは、所望の性質を伴う多官能性化合物に重合したいくつかのポリエステル分岐又はアームを有する分岐ポリマーである。概要的に以下の式（I）で表される：
【０００７】
【化１】

【０００８】
式中、Ｃは中心の多官能基であり、ｎはＣに付加したポリマーアームである。
【０００９】
本発明によるポリマーは、Ｌ，Ｌ−ラクチド、Ｄ，Ｄ−ラクチド、rac−ラクチド、メソ−ラクチド、若しくはその混合物、グリコライド、トリメチレンカルボネートなどの環状エステル、β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどのラクトン、又は環状アミドのようなその他の相当する環状化合物から調製される。ポリマーはまた乳酸、グリコール酸、アミノ酸のようなヒドロキシ酸、又はジオール及び二価酸の単量体単位の、縮合反応によっても調製されうる。そのようなポリマーは例えばブロックコポリマー、ランダムコポリマー、グラフトコポリマー又は２つ以上のホモ−、及び／又はコポリマーの混合物の形態で使うことができる。本発明は、重合における開始化合物がより多くの異なった性質に影響を及ぼすというコンセプトで説明することができる。それらの異なった性質のいくつかを以下に示す：
【００１０】
１．開始剤がポリマーの構造、すなわちガムベースの粘弾性に反映され、そしてそれは同様にチューイングガムのチューイング性質を決める分岐の程度を決定する（そのような化合物の例は、デカノール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールである）。
【００１１】
２．使用される開始成分の種類は、チューイングガムの性能と見た目に関する他の性質に影響を与えうる。そのような性質の例としては、甘味効果、他の原料との適合性、及び味の保持率が挙げられる（そのような化合物の例は、デカノール、ソルビトール、イノシトールである）。
【００１２】
３．開始成分及び／又は調製条件、又は重合後の処理の選択は、例えば抗菌効果（乳酸とラクトンが公知の抗菌物質である）若しくはその他の効果（そのような化合物の例としてはラクトン、キシリトール、有機酸、ヒドロキシルアパタイトなど）をガムベースに付与することによって、健康面の見地からの利点を提供する可能性がある。
【００１３】
４．開始成分、調製方法、及び加工条件は、ガムベースに使用されるポリマーの加水分解安定性に重大な影響を有する。そしてそのことは、そのコンポスタビリティに影響し、いらないチューイングガムを、例えば衣服、家具、道路、及び床から取り除くことを可能にする。分解促進化合物は、親水性を増加させる化合物（例えば、無水物、若しくはカルボン酸化合物）又は加水分解率を触媒する化合物（例えばアミノ若しくはアミド化合物）でありうる。
【００１４】
本発明による多官能性化合物は、通常、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ブタントリオール、フロログルシノール、エリトリトール、ペンタエリトリトール又はジペンタエリトリトールなどの、３つ又はそれ以上のヒドロキシル基を含む。ヘキソース若しくはペントース、又はマルチトール、ソルビトール、マニトール、キシリトール、イノシトールなどの一糖、二糖、又は三糖類の糖の、天然で産出する多官能性化合物を任意で使用してもよい。多官能性化合物を単独で用いても、他の単官能性又は多官能性化合物といかなる組み合わせで用いてもよい。しかしながら、本発明がここで例として挙げられたいくつかの多官能性化合物に限定されるのではなく、本発明の精神と範囲においてより幅広い意味で考察されるべきであるということを理解すべきである。当業者にとって、例えば、多官能性化合物が必ずしもヒドロキシル基含有化合物である必要はなく、他の、例えばアミノ基のような開始種からなるものでもいいというようなことは明白である。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態では、ラクチドを含む少なくとも１つのポリマーを伴う、ラクチド及びグリコリドなどの１つ以上の環状エステル、トリメチレンカーボネート、β−プロピオラクトン、δ−バレロラクトンやε−カプロラクトン若しくはより大きなサイズのラクトンなどのラクトン、又は２つ以上のポリマーの混合物の星型コポリマー或いはブロックコポリマーをガムベースにおいて用いる。好ましくは、少なくとも５０モル％のラクチドを含む、より好ましくは少なくとも６５モル％のラクチドを含むシステムを用いる。
【００１６】
重合は、例えば、一般的に適切な重合触媒が適量存在する中で行うバルク又は溶液中における重合のような、従来のいかなる重合技術によっても行うことができる。
【００１７】
チューイングガムは通常、水溶性バルク部分、非水溶性ガムベース及び味付け成分からなる。チューイングガムの水溶性部分は、例えば可塑剤、甘味料及びそれらの組み合わせを含む。グリセリン、レシチン及びその組み合わせといったような可塑剤は、従来は非水溶性ガムベースの柔らかさと噛み易さを向上させるために加えられていた。しかしながら、本発明において驚くべきことに、可塑剤の使用はチューイングガムに必要な噛み易さと口当たりを得るために必要ではないことがわかった。可塑剤は本明細書中に記載されたガムベース物質に任意に用いてもよい。
【００１８】
水溶性甘味料は、例えば従来チューイングガムに使われていた成分を含む糖類、乾燥転化糖、ショ糖、デキストローズ、麦芽糖、フルクトース、レブロース、ガラクトースなど、単独で又は他の甘味料と組み合わせにより構成されている。例えば、ソルビトール、マニトール、キシリトール、マルチトール、水素化でんぷん加水分解物などの糖アルコールを含む無糖甘味料もまた、単独で又は他の甘味料と組み合わせて一般的に用いられる。他の代表的な甘味料、例えばアスパルテーム、アセスルファム、及び糖類といったようなものを、単独で又は組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
チューイングガムはさらに約０．１から１０％の味付け成分を含みうる。味付け成分は、例えば、シトラス油、フルーツエキス、ペパーミント油、スペアミント油、丁子油、アニス油などといった植物及び果実からの油を、単独で又は作用因子を含む他の味と組み合わせて含んでいてもよい。
【００２０】
さらに、炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウム、カオリン、リン酸三カルシウム、タルク、木質繊維、りんご繊維、ゼイン、グルテン、カゼインなどの充填剤をチューイングガムに任意で加えてもよい。本発明では、好ましくは天然の有機充填剤が用いられる。
【００２１】
着色剤、医薬成分、口内調節剤、及び酸化防止剤などの付加的成分もまた、重合の最中に又はその後でチューイングガムに加えてもよい。
【００２２】
本発明に限定を与えるわけではないが、以下に説明のため実施例を挙げる。全ての化学的操作、調製、乾燥、及び合成においては、標準的な実験手順を用いた。特定の数平均モル質量のポリマー及び／又はコポリマー組成を得るために、当業界で公知の計算法を用いた。他に記述がない場合、重合実験は電気的に熱したBrabender W50Eミキサーにて不活性雰囲気下で行った。通常の重合条件は以下の通りである：
−重合温度：１４０〜１７０℃
−重合時間：３０〜２４０分
−ミキサーの回転速度：１５ｒｐｍ
−触媒として０．０５重量％の２−エチルヘキサン酸スズを用いた
−モノマーと開始剤の量は、計算した数平均モル質量及び／又は結果として得るポリマーのコポリマー組成によって異なり、ミキサー内の合計量が４０ｇになるようにする。
【００２３】
GPC（ゲル透過クロマトグラフィー）装置をモル質量測定に用いた。モノマー転換、数平均モル質量、及びコポリマー組成はNMR法で決定した。熱性質、例えばガラス転移温度（T_g）を測定するために示差走査熱量測定（DSC）を用いた。
【００２４】
本発明を具体的な好ましい実施態様を用いて詳しく記述するが、上述のことを読んで理解するにあたり、当業者がすぐに考え付く好ましい形態の修正及び変形であっても、本発明の請求の範囲の精神と範囲に含まれることは十分理解されるべきである。
【実施例】
【００２５】
実施例１
（５０／５０）rac‐ラクチドの無定形の非結晶コポリマーを、開始剤として異なるヒドロキシル化合物を用いて溶解物の中で開環重合することによって調製した。開始剤といくつかのポリマー性質を表１に載せる。
【００２６】
【表１】

【００２７】
実施例２
ラクチド及びε−カプロラクトンの星型コポリマーを、星型のポリ（ε−カプロラクトン）をマクロ開始剤としてペンタエリトリトール核と共に用いて溶解物の中で開環重合することによって調製した。他の成分を加えない星型重合体のガムベースは、従来の市販のチューイングガムの一種と似たような噛み心地を示した。実験中条件とそのシリーズの結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
実施例３
ε−カプロラクトン及び（５０／５０）rac-ラクチドから成る星型ランダムコポリマーを、溶解物の中でペンタエリトリトールによって開始される開環重合によって調製した。ポリマーの性質を表３に示す。
【００３０】
【表３】

【００３１】
実施例４
８００ｇの８８％L-ラクチドを乾燥させ、０．２重量％酸化スズ（II）の存在下、１８０℃にて、減圧及びアルゴン流という状況下での標準実験回転蒸発器中で、ポリ（L-乳酸）のMnが１９００g/mol（Mw/Mn=3.12）になるまで縮合重合させた。ポリ（L-乳酸）をそれからさらに実験回転蒸発器で１９５℃（ｐ＝５mbar）にて、ペンタエリトリトール核を伴ったヒドロキシル基を末端にもつ星型ポリ（ε−カプロラクトン）９６ｇと結合させた。その結果、Mn＝7400g/molの星型コポリマーが得られた。DSCはTg=-22℃及びTm=130℃を示した。
【００３２】
実施例５
８００ｇの８８％L-乳酸を乾燥させ、２０ｇ琥珀酸及び０．１重量％２−エチルヘキサン酸スズの存在下、１８０℃にて、減圧した標準実験回転蒸発器中で、ポリ（L-乳酸）のMwが3800g/mol（Mw/Mn=3.12）になるまで縮合重合させた。４０ｇの不安定なポリ（L-乳酸）をさらに実験回転蒸発器で１８０℃（ｐ＝２５mbar）にて、ペンタエリトリトール核を伴ったヒドロキシル基を末端にもつ星型ポリ（ε−カプロラクトン）４０ｇと、Mw=40600g/molの柔らかい星型多分岐コポリマーが結果として得られるまで結合させた。
【００３３】
実施例６
８８％D,L-乳酸を乾燥させ、０．１重量％２−エチルヘキサン酸スズの存在下、１８０℃にて、減圧した標準実験回転蒸発器中で、ポリ（D,L-乳酸）のMwが3000g/mol（Mw/Mn=2.70）になるまで縮合重合させた。不安定なポリ（D,L-乳酸）をそれからさらに実験回転蒸発器で１８０℃（p=23mbar）にて、ペンタエリトリトール核を伴ったヒドロキシル基を末端にもつ星型ポリ（ε−カプロラクトン）１１７．０ｇと重合させた。その結果、Mw＝8500g/molの星型コポリマーが得られた。いかなる可塑剤も加えなかったが、この柔らかいコポリマーは、DSCで測定したところ６℃のTgを示した。
【００３４】
実施例７
ε−カプロラクトン及び（５０／５０）rac-ラクチドから成る星型ランダムコポリマーを、溶解物の中でペンタエリトリトールによって開始される開環重合によって調製した。加水分解に利用可能な残渣ラクチド（最終的には乳酸になる）の量は、重合時間の選択によって決まる（表４）。
【００３５】
【表４】

【００３６】
実施例８
rac-ラクチド及びε−カプロラクトンの星型コポリマーを実施例２と同様の方法で調製し、そのガムベースのレオロジー性質を調べた。他の成分を付加しないガムベースは従来のガムベースに匹敵する、レオロジー性質を示した。

Claims

ガムベース及び少なくとも１つのその他の従来のチューイングガム成分を含有するチューイングガムであって、ガムベースとして主に生物分解可能な及び／又は加水分解可能なエステル基に基づく少なくとも１つの分岐ポリマーを含有するチューイングガム。
ガムベース及び少なくとも１つのチューイングガム添加物を含有するチューイングガムであって、チューイングガム添加物として主に生物分解可能な及び／又は加水分解可能なエステル基に基づく少なくとも１つの分岐ポリマーを含有するチューイングガム。
上述の少なくとも１つの分岐ポリマーとして、中心の多官能性化合物に付加しているいくつかの分岐又はアームを有する星型の生物分解可能なポリマーを含有する、請求項１又は２に記載のチューイングガム。
上述の多官能性化合物が少なくとも３つのヒドロキシル基又はアミノ基を有する１つ又はそれ以上の化合物に基づいている、請求項３に記載のチューイングガム。
上述の少なくとも１つの分岐ポリマーが、開環重合によって、１つ又はそれ以上の環状エステル（例えばＬ，Ｌ−ラクチド、Ｄ，Ｄ−ラクチド、rac−ラクチド、メソ−ラクチド、ε−カプロラクトン、グリコリド又はその他のサイズの環など）、環状カルボネート（例えばトリメチレンカルボネート）、環状アミド（例えばカプロラクタム）に基づいている、請求項１に記載のチューイングガム。
上述の少なくとも１つの分岐ポリマーが、重縮合によって、１つ又は以上のジオール／二価酸コンビネーションから、若しくは乳酸及びグリコール酸といったようなヒドロキシ酸から、若しくはアミノ酸からつくられる請求項５に記載のチューイングガム。
開始成分が最終物質に、軟化温度、粘弾性、味、親和性若しくは分解性といったような１つ又はいくつかの機能を与える、請求項１に記載のチューイングガム化合物。
加工条件が最終物質に、軟化温度、粘弾性、味、親和性若しくは分解性といったような１つ又はいくつかの機能を与える、請求項１に記載のチューイングガム化合物。