JP2014141306A - ジアンヒドロヘキシトールを包装するための高含量の抗酸化剤を有する熱可塑性ポリマーベースの材料の使用 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿性が高く化学的に安定していないジアンヒドロヘキシトールを包装するための熱可塑性ポリマーベースの包装材を提供する。
【解決手段】包装材料は少なくとも０．１重量％の少なくとも１つの抗酸化剤を含有する少なくとも１つの熱可塑性ポリマー層（層（Ａ））を含み、前記層（Ａ）はジアンヒドロヘキシトールと直接接するか、または最大で１５０μｍに等しい厚さを有する熱可塑性ポリマー層（層（Ｂ））によってジアンヒドロヘキシトールから隔てられるかのどちらかであり、かつ層（Ａ）および／または層（Ｂ）の熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／ポリプロピレンのコポリマー、およびそれらの混合物から独立して選択される。
【選択図】なし

Description

本発明は、ジアンヒドロヘキシトールを包装するための高含量の抗酸化剤を有する層を含有する特定の熱可塑性材料の使用に関する。

イソヘキシドとしてもまた知られているジアンヒドロヘキシトールは、ソルビトール、マンニトール、およびイジトールなどのＣ₆水素添加糖（ヘキシトール）の内部脱水の生成物である。

上記生成物の二重に脱水された水素添加糖の内、現在それに対して最も多くの産業上の用途が開発されているのはイソソルビドであり、特に製薬分野、化学合成中間体分野、およびプラスチック分野における開発が想定される。

これらの用途の大多数では、できる限り純粋な組成物、特に少なくとも９８．５重量％に等しく、好ましくは少なくとも９９．５重量％に等しいジアンヒドロヘキシトール含量を有することが一般に必要である。

ジアンヒドロヘキシトール、特にイソソルビドが高度に吸湿性の製品であるだけでなく、化学的にもあまり安定していないという観察は、比較的最近のものである。

欧州特許出願第ＥＰ１２８７０００号明細書 国際特許出願公開第ＷＯ０３／０４３９５９号パンフレット 特開２００６−１１７６４９号公報

「Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（２００１），Ｃａｒｌ Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｉｃｈ（Ｇｅｒｍａｎｙ）

本出願人は、特に既知のプロセスに従って製造されたイソソルビドの保存が、大気中水分から保護された場合でさえ、特定の温度条件下では、とりわけギ酸の形成を引き起こす化学分解をもたらし得ることを観察した。ギ酸は特に製薬用途またはその他の用途において面倒である特徴的で不快な臭気を有する。

上記観察により、本出願人は、特に、特許文献１および特許文献２に記載されているジアンヒドロヘキシトールを精製し、安定化するプロセスの開発に至った。

これらの出願で開示される発明を導いた研究の文脈では、それぞれ６０℃または４０℃に等しいサーモスタットで調温された温度において、それぞれプラスチック製（特許文献１）またはガラス製（特許文献２）の容器内に試験されるサンプルを保存することで製品の安定性を評価した。したがってこれらの安定性試験は、本出願人によって販売される製品の保存安定性を予測することを可能にした。

特許文献１および特許文献２で記載されている安定性試験の条件下で判定されたジアンヒドロヘキシトールの貯蔵寿命が、実際の輸送および保存条件下にあるこれらの同製品の安定性を不完全にのみ反映することに本出願人が気付いたのは、ごく最近のことである。本出願人は特に場合によっては、ポリエチレン包装フィルム近傍に比較的高濃度のギ酸があることを明らかにした。この局所的に高い濃度は、イソソルビド、およびジアンヒドロヘキシトール一般の分解が、内在性の温度依存性動力学的経路に従ってのみ起きたのでなく、とりわけ包装材料との相互作用にも関連していることを示唆するかもしれない。

この発見は、少なくとも意外であった。実際、技術製品、医薬品、および食品の包装のために汎用的に使用されるプラスチックであるポリエチレンは、安定性のある不活性で無害な材料であるという評判を有する。それを異なるプラスチックで置き換えることは、いくつかの問題を提起する。具体的には、ポリエチレンは、販売される最も安価なポリマーの一つであり、とりわけ優れたヒートシール性を有する。この特徴は、酸素および水蒸気に対して不透過性である密封包装内に好ましくは保存される、ジアンヒドロヘキシトールなどの吸湿性および／または化学不安定性製品の包装のために必須であることが判明するかもしれない。

したがって本出願人は、高純度のジアンヒドロヘキシトール組成物を包装できるようにし、従来のポリエチレンとは異なりジアンヒドロヘキシトールの化学分解を加速しない、安価でヒートシール可能なプラスチックを見いだすことを目指した。

特許文献３は、イソソルビドを吸水から保護して、それを流体粉末形態に保ち凝集形成を防止するための、イソソルビドを包装するためのフィルムタイプ包装材料の使用を開示する。包装フィルムはプラスチックベースの多層フィルムであり、アルミニウムの上にあると非常に漠然と定義されている。さらに特許文献３は、包装材料と接するジアンヒドロヘキシトールの化学不安定性問題について言及していない。

このような包装材料の開発または既知の包装材料からのその選択を目標とする研究の文脈で、本出願人は、製品と接するプラスチック層の抗酸化剤濃度を実質的に増大させることにより、ジアンヒドロヘキシトール、特にイソソルビドの安定性を大幅に改善できることを意外にも観察した。さらに本出願人は、なおもより意外にも、抗酸化剤が製品と直接接する層内にある場合だけでなく、製品と接する層に直接隣接する層内にそれが導入された場合にも、製品が過剰な厚さを有さないという条件で、このような量の抗酸化剤の組み込みが安定化効果を与えることを発見した。

したがって本発明の一主題は、熱可塑性ポリマーベースの包装材料内に包装されるジアンヒドロヘキシトールであって、包装材料が、少なくとも０．１重量％、好ましくは少なくとも０．２重量％の少なくとも１つの抗酸化剤（層（Ａ））を含有する熱可塑性ポリマー層を少なくとも１つ含み、前記層（Ａ）が、直接ジアンヒドロヘキシトールと接するか、または最大で１５０μｍに等しく、好ましくは最大で１２０μｍに等しい厚さを有する熱可塑性ポリマー（層（Ｂ））からできた補助層によってジアンヒドロヘキシトールから隔てられるかのどちらかであり、かつ層（Ａ）および／または層（Ｂ）の熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンおよびプロピレンのコポリマー、並びにそれらの混合物から独立して選択されることを特徴とするジアンヒドロヘキシトールである。

さらに本発明の一主題は、ジアンヒドロヘキシトールを包装するためのこのような熱可塑性ポリマーベース包装材料の使用、または前記ジアンヒドロヘキシトールをこのような材料からできた包装内に導入するステップと、前記包装を密封するステップとを含む、ジアンヒドロヘキシトールを包装する方法である。

ジアンヒドロヘキシトール（１，４：３，６−ジアンヒドロヘキシトール）は、イソソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロソルビトール）、イソマンニド（１，４：３，６−ジアンヒドロマンニトール）、イソイジド（１，４：３，６−ジアンヒドロイジトール）、および少なくとも２つのこれらの生成物の混合物を包含する。好ましくは本発明による包装されたジアンヒドロヘキシトールはイソソルビドを含み、または本質的にイソソルビドからなる。それは好ましくはイソソルビド含量が少なくとも９８．５重量％（乾燥重量／乾燥重量）に等しい組成物である。

本発明の用途は、原則としてジアンヒドロヘキシトールの固体および液体双方の組成物にあてはまるが、上記用途は特に固形形態にとって重要である。

固形形態としては、これらは例えば冷却および凝固された留出物または結晶であってもよく、これらの全ての生成物は、おそらく特に粉末またはフレークの形態である。

したがって固形形態、特に無水結晶形態のジアンヒドロヘキシトールを包装するための本出願で定義されるようなプラスチックの使用は、本発明の好ましい一実施態様を構成する。

本発明で使用される「抗酸化剤」という用語は、自己酸化という用語によっても知られている、有機化合物、特に有機ポリマーの熱酸化的分解を制限または排除できる全ての化合物を包含する。

これらの化合物の非包括的一覧は、非特許文献１の「抗酸化剤（Antioxidants）」と題された第１章にある。

好ましい抗酸化剤化合物としては、次が挙げられる。
−二級芳香族アミンおよび立体障害の大きなヒンダードフェノールなどの水素供与体、
−ホスファイトおよびホスホナイトなどのリンベースのヒドロペルオキシド分解剤、および３，３−チオジプロピオン酸エステルなどのイオウベースのヒドロペルオキシド分解剤、および
−カーボンブラックと、立体障害の大きなヒンダードアミンと、ヒドロキシルアミンと、ベンゾフラノン誘導体と、アクリロイル基によって修飾されたフェノールなどのフリーラジカル捕捉剤。

フェノールタイプの水素供与体には、例えば次のＣＡＳ番号を有するものが包含される。１０１９１−４１−０（トコフェロール）、１２８−３７−０、２０８２−７９−３、１２６４３−６１−０、１１９−４７−１、３５０７４−７７−２、２３１２８−７４−７、９７６−５６−７、６５１４０−９１−２、３６４４３−６８−２、８５−６０−９、９０４９８−９０−１、１７０９−７０−２、１８４３−０３−４、３４１３７−０９−２、２７６７６−６２−６、４０６０１−７６−１、６６８３−１９−８、３２５０９−６６−３、３１８５１−０３−３、１３４７０１−２０−５、９６−６９−５、９０−６６−４、１１０５５３−２７−０、４１４８４−３５−９、９９１−８４−４、１０３−９９−１、６３８４３−８９−０、４２２１−８０−１、６７８４５−９３−６、１３６−３６−７、６１１６７−５８−６、１２８９６１−６８−２、１８１３１４−４８−７、１４３９２５−９２−２、１３５−８８−６、２６７８０−９６−１、１０１−７２−４、９０−３０−２、６８４１１−４６−１、１００８１−６７−１、および１１８８３２−７２−７。

ホスファイトまたはホスホナイトタイプのヒドロペルオキシド分解剤には、例えば次のＣＡＳ番号を有するものが包含される。２６５２３−７８−４、３１５７０−０４−４、２６７４１−５３−７、８０６９３−００−１、１４０２２１−１４−３、１１９３４５−０１−６／３８６１３−７７−３、１１８３３７−０９−０、３８０６−３４−６、８０４１０−３３−９、１４５６５０−６０−８、１６１７１７−３２−４、および１５４８６２−４３−８。イオウベースのヒドロペルオキシド分解剤には、次のＣＡＳ番号を有するものが包含される。６９３−３６−７、１２３−２８−４、１６５４５−５４−３、および２５００−８８−１。

立体障害の大きなヒンダードアミンには、次のＣＡＳ番号を有する化合物が包含される。５２８２９−０７−９、６５４４７−７７−０、７１８７８−１９−８、１０６９９０−４３−６、４１５５６−２６−７、６３８４３−８９−０、１２９７５７−６７−１、１９２２６８−６４−７、９０７５１−０７−８、２１９９２０−３０−６、７９７２０−１９−７、１０６９１７−３０−０、２４８６０−２２−８、１３１２９０−２８−３、１０９−４２３−００−９、１２４１７２−５３−８、１９９−２３７−３９−３、９１７８８−８３−９、６４０２２−６１−３、１０７１１９−９１−５、１００６３１−４３−４、１１５０５５−３０−６、１００６３１−４４−５、９５０７８−４２−５、８５０９９−５１−１／８５０９９−５０−９、７８２７６−６６−１、７６５０５−５８−３、１３６５０４−９６−６、７１０２９−１６−８、９６２０４−３６−３、１３０２７７−４５−１、８５０９９−５１−０、１４７７８３−６９−５、１５４６３６−１２−１、８４２１４−９４−８、９９４７３−０８−２、１６４６４８−９３−５、および４２７７４−１５−２。

本発明の特に好ましい一実施態様では、抗酸化剤はカーボンブラックを含み、または本質的にカーボンブラックからなる。層（Ａ）中に均質に組み込まれるためには、このカーボンブラックは有利には十分に細かい粒度を有さなくてはならない。したがってカーボンブラックの最も適切な粒度は、特に層（Ａ）の厚さに左右される。

それがカーボンブラックであるか、または上記で参照した非特許文献１に指定されるものから選択される別の抗酸化剤であるかに関わらず、抗酸化剤濃度は、好ましくは０．１重量％〜１０重量％の間、特に０．２重量％〜５重量％の間、なおもより好ましくは０．３重量％〜３重量％の間である。

上述の通り、抗酸化剤を含有する層（Ａ）は、直接ジアンヒドロヘキシトールと接してもよい。この実施態様では、前記抗酸化剤、特にカーボンブラックの粒度が層（Ａ）の厚さと比較して相対的に小さくなることを確実にすることが特に推奨される。包装の内面が平滑であって、剥がれたりまたは壊れることにより包装製品を汚染し得る突出粒子を含まないように、前記抗酸化剤、特にカーボンブラックの粒子がポリエチレン層、ポリプロピレン層、および、エチレンとプロピレンとのコポリマーの少なくとも１つの層内に完全に組み込まれることが、実際、特に有利である。

第２の実施態様では、抗酸化剤を含有する層（Ａ）は、抗酸化剤を含まないか、または０．１重量％未満、好ましくは０．０５重量％未満の抗酸化剤含量を有する熱可塑性ポリマーからできた層（Ｂ）によって、ジアンヒドロヘキシトールから隔てられる。

この補助層（Ｂ）は、ジアンヒドロヘキシトールと、抗酸化剤が充填される層（Ａ）との間に挿入され、好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンとプロピレンのコポリマー（ＰＥ／ＰＰ）、またはそれらの混合物から本質的になる。

１つの有利な変形によれば、層（Ｂ）にはカーボンブラックが充填されておらず、ジアンヒドロヘキシトールと直接接するポリエチレン層である。

しかしこの層（Ｂ）は、その１つ以上がＰＥ、ＰＰ、ＰＥ／ＰＰまたはその混合物ベースであり、任意に１つ以上のその他の層が異なる熱可塑性ポリマーベースである、それ自体が２つ以上の層から構成される多層タイプ構造であってもよい。

当然ながら、本発明で使用される包装の層（Ｂ）の厚さに関する指標は、単層構造の厚さ、または適切であれば多層構造を形成する層のアセンブリーの全厚のどちらかである。

導入部で示唆されたように、この層（Ｂ）の厚さは、それが単層または多層であるかに関わらず１５０μｍを超えてはならない。この最大値を超えると、隣接する層（Ａ）中に存在する抗酸化剤の安定化効果は実質的に不十分になる。層（Ｂ）は好ましくは最大で１２０μｍに等しく、有利には１０μｍ〜１００μｍの間、特に１５μｍ〜５０μｍの間の厚さを有する。

上述の通り、本発明の包装材料は、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥ／ＰＰまたはその混合物ベースの少なくとも１つの層を含む。これらのポリマーまたはポリマーの組み合わせは、それらの優れたヒートシール性、それらの低価格、およびそれらの広範な入手可能性のために選択される。

層（Ａ）および／または層（Ｂ）の熱可塑性ポリマーは、好ましくはポリエチレンである。これは特にラジカル重合によって得られる分枝ポリエチレン、チーグラー・ナッタ重合によって調製される直鎖ポリエチレンおよび／または亜鉛／ジルコニウム触媒重合によって得られるメタロセンポリエチレンである。

本発明の好ましい一実施態様に従って、層（Ａ）はカーボンブラックが充填されたポリエチレンからできており、層（Ｂ）はカーボンブラックが充填されていないポリエチレンからできており、ジアンヒドロヘキシトールと直接接する。

別の好ましい実施態様では、ジアンヒドロヘキシトールは密封包装され、すなわちジアンヒドロヘキシトールを含有する、例えば小袋、ライナーまたはパウチまたはバッグなどの包装は、包装内部と周囲空気との間のあらゆるガス交換をできる限り制限し、可能ならば排除するように、例えばヒートシールによって、または適切な留め具によって密封される。包装の密封性能は、固体状態では極めて吸湿性の製品であるイソソルビドのために特に重要である。

特定の条件下では、例えば窒素雰囲気下などの無水および／または不活性雰囲気下でジアンヒドロヘキシトールを包装することが有利かもしれない。

輸送および保存中におけるジアンヒドロヘキシトールの最適安定性を保証するために、空気中酸素、水蒸気および／または光に対して部分的にまたは完全に保護された補助層を提供することが、時に有用かもしれず、または必要でさえあるかもしれない。水蒸気および酸素に対して、好ましくは光に対してもあまり透過性でなく、不透過性でさえあるこのようなバリア層（層（Ｃ））は、好ましくは層（Ａ）の外側に位置し、すなわちそれは層（Ａ）と包装製品との間に挿入されない。この層（Ｃ）は好ましくは層（Ａ）の外面と直接接触する。

このようなバリア層（Ｃ）の一例としては、エチレン／ビニルアルコールコポリマー（「ＥＶＯＨ」）、ポリ塩化ビニリデン（「ＰＶＤＣ」）、ポリアミド（「ＰＡ」）、ポリアクリロニトリル（「ＰＡＮ」）および／またはポリグリコール酸（「ＰＧＡ」）ベースの層が挙げられる。バリア層（Ｃ）はまた、例えば層（Ａ）外面に蒸着されるアルミニウムおよび／または別の適切な金属の蒸着であっても、または好ましくは層（Ａ）外面と直接接触するアルミニウムおよび／または別の適切な金属のシートであってもよい。

包装の全厚は、本発明において決定的役割を果たさない。それは実際、例えばその厚さが数十μｍまたは数百μｍを超えないフィルムまたはシートタイプなどの薄い可撓性材料であってもよいが、また一定形状を有する容器形態のより硬質の材料であってもよい。主にコストの理由から、包装材料は好ましくは最大で３００μｍに等しい全厚を有する。３０μｍ〜２５０μｍの間の全厚を有する本発明による包装材料は、十分な機械的堅固さと製造コスト間の満足できる両立を一般に達成できるようにする。次に包装は、有利には任意の形状、寸法、および容量の小袋、ライナーまたはパウチまたはバックの形態であり、例えばジアンヒドロヘキシトールの輸送または保存を考慮して、アルミニウムバッグなどの可撓性の容器、または布帛または織物製の「ビッグバッグ」または「可撓性中間容器」（ＦＩＳ）、またはボール箱などの硬質容器に既に入っていてもよく、またはその中に入れることが意図されてもよい、ライナーまたはパウチの形態である。

本出願人は、約２重量％のカーボンブラックが充填されたポリエチレン製の層（Ａ）と、総重量の０．０５％未満の抗酸化剤を含有して特にカーボンブラックを含まずジアンヒドロヘキシトールと直接接するポリエチレン製の層（Ｂ）とを含む、１５０μｍ未満の全厚を有するフィルムで、特に貯蔵安定性の観点から優れた結果を得た。内部ポリエチレンコーティング（層（Ｂ））のおかげで、フィルムは従来のヒートシール機で容易に融着され、カーボンブラックによる包装製品汚染のリスクがない。

純粋に例示的な性質を有する下の実施例において、総重量の０．０５％未満の抗酸化剤を含有して特にカーボンブラックを含まない４種の従来のポリエチレンフィルムに対する、このような包装フィルムの優位性を例示する。

試験される包装材料から構成される小袋（２５ｃｍ×２５ｃｍ）に、５０ｇの固形形態（フレーク）のイソソルビドを入れる。インパルスヒートシーラー（Ｊｏｉｓｔｅｎ ＆ Ｋｅｔｔｅｎｂａｕｍ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ，Ｂｅｒｇｉｓｃｈ Ｇｌａｄｂａｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙによって販売されるモデルＳＺ ３８０）を使用して、小袋を融着によって即座に密封する。

次にこのように密封された小袋を外気に対する密封性能を確実にするために、ポリエチレンコーティングを含むアルミニウム製の第２の小袋に入れて、同じヒートシーラーを使用して融着によって密封する。このようにして包装されたサンプルを５０℃の温度サーモスタットで調温される通気オーブン内に入れる。対照サンプルはガラスフラスコ内に封入して、同一条件下に保存する。

一定期間後、イソソルビドサンプル全体を包装から取りだして、純水（ｏｓｍｏｓｅｄ ｗａｔｅｒ）に４０重量％固形分になるまで溶解する。各サンプルについて溶液のｐＨを測定する。

ｐＨ測定結果を下の表１に示す。

ガラス容器内で保存された対照サンプルのｐＨは、３ヶ月めまで、全体的に安定していた（７．２〜７．７の間のｐＨ変化）。しかし４ヶ月の保存後には、３．０の値に低下するｐＨの非常に顕著な低下が測定された。

本実施例は、低含量の抗酸化剤を含有してカーボンブラックを含まない４種の従来のポリエチレンフィルムと比較して、そしてガラス包装と比べた場合でさえも、本発明に従って使用できる包装フィルムの優位性を明らかに示した。

本発明に従って包装されなかった全サンプルは、４ヶ月後（ガラス包装）、またはわずか２ヶ月後（小袋１）、１ヶ月後（小袋２および４）、またはさらには２週間後（小袋３）に、４を顕著に下回るｐＨとギ酸に特徴的な臭気を有していた。

逆に本発明に従って包装されたイソソルビドは、４ヶ月の保存後にｐＨの低下を示さなかった。その時点で包装製品について実施した分析では、酸化現象、ひいては不安定性の指標である、いかなる過酸化物の存在も示されなかった。

Claims (1)

1. ジアンヒドロヘキシトールを包装するための熱可塑性ポリマーベースの包装材料であって、
   前記包装材料が、少なくとも０．１重量％の少なくとも１つの抗酸化剤（層（Ａ））を含有する熱可塑性ポリマー層を少なくとも１つ含み、前記層（Ａ）が、直接ジアンヒドロヘキシトールと接するか、または最大で１５０μｍに等しい厚さを有する熱可塑性ポリマー（層（Ｂ））からできた層によってジアンヒドロヘキシトールから隔てられるかのどちらかであり、かつ前記層（Ａ）および／または前記層（Ｂ）の熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンおよびプロピレンのコポリマー、並びにそれらの混
   合物から独立して選択されることを特徴とする包装材料。