JP2016505563A

JP2016505563A - ヘイズが改善されたフィルム

Info

Publication number: JP2016505563A
Application number: JP2015546730A
Authority: JP
Inventors: リョルソン、ジン; ソクピョン、キル
Original assignee: Samsung Fine Chemicals Co Ltd
Current assignee: Lotte Fine Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2016-02-25
Also published as: WO2014088177A1; US20150307672A1; TWI617600B; TW201422692A; KR20140072716A

Abstract

フィルムに係り、該フィルムは、水溶性セルロースエーテル、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５〜１．５重量部のゲル化剤、及び前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０〜０．３重量部のゲル化補助剤を含み、光透過率が８０％以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、フィルムに係り、さらに詳細には、ヘイズが改善されたフィルムに関する。

一般的に、硬質カプセルは、牛や豚から由来したゼラチンを使用して製造されてきた。

ゼラチンを含む水性組成物は、ゼラチンを高温（例えば、６０℃）の水に直接溶解させることができ、水性組成物の製造時間が短く、水性組成物にモールドピンを浸漬した後に取り出し、前記モールドピンに塗布された水性組成物を乾燥させる場合、乾燥時間が短く、弾性、光沢性及び崩壊性にすぐれる高品質の硬質カプセルを得ることができ、硬質カプセルの生産収率も非常に高い。しかし、最近、ゼラチンの使用が、狂牛病などの問題によって制限を受けており、ゼラチンではない植物性セルロースエーテルを使用して製造されたカプセルが脚光を浴びている実情である。

しかし、セルロースエーテルは、常温（２５℃）の水に溶解されはするが、水に投入されるとすぐに、ほとんどが凝集されて凝集体を形成するので、完全に溶解されるまでは、長時間を要するという問題点がある。それを防止するために、フィルム製造用水性組成物を製造する場合、凝集が起きないように、セルロースエーテルを高温（例えば、８０℃以上）の水に投入した後、十分に分散させて分散液を製造し、次に、前記分散液を、第１温度（例えば、４０〜５０℃）に放冷し、前記分散されたセルロースエーテルを水に溶解させる。その後、前記結果物を、第２温度（例えば、５５〜６５℃）に昇温させた後、前記結果物にゲル化剤、及び選択的にゲル化補助剤を添加する。このとき、前記結果物を、前記第２温度に昇温させる理由は、前記ゲル化剤及びゲル化補助剤の固化を防止するためである。ところが、前記第２温度では、セルロースエーテルが水に完全に溶解されず、セルロースエーテルを含む水性組成物及び最終硬質カプセルは、下記のような短所を有してしまう：
（１）水性組成物は、位置によって、粘度が均一ではないばかりか、長期間保管する場合、層分離が起こる。
（２）水性組成物において、セルロースエーテルとゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）との混合度（degree of mixing）が落ち、ゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）の添加量が増加されなければならない。しかし、それにより、カプセル表面にヘイズ現象が発生する。
（３）水性組成物から、異物（例えば、纎維）を除去するための後続濾過工程において、濾過効率が低い。
（４）濾過工程を経た後にも、水性組成物に異物が残留し、カプセル化剤及び／またはカプセル補助剤の機能を弱化させるので、カプセル成形性が落ちる。
（５）カプセル成形工程において、基材（例えば、モールドピン）に塗布された水性組成物中の水分を蒸発させるための乾燥工程を遂行する場合、乾燥速度が遅い。
（６）水性組成物の製造時間及び乾燥時間が長く、硬質カプセルの生産収率が低い。
（７）水性組成物に残留する異物が、最終製品である硬質カプセルに混入され、そのように混入された異物によって、硬質カプセルの品質（弾性、光沢度、崩壊性など）が低くなり、硬質カプセルの製造単位別に、品質が一定に維持され難い。

本発明の一具現例は、ヘイズが改善されたフィルムを提供するものである。

本発明の一側面は、水溶性セルロースエーテル；前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５〜１．５重量部のゲル化剤；及び前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０〜０．３重量部のゲル化補助剤を含み、光透過率が８０％以上であるフィルムを提供する。

前記水溶性セルロースエーテルは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記ゲル化剤は、カラギーナン（carrageenan）、ゲランガム（gellan gum）、キサンタンガム（xanthan gum）、ペクチン（pectin）、またはそれらのうち２以上の水溶性ガム類を含んでもよい。

前記ゲル化補助剤は、塩化カリウム、酢酸カリウム、塩化カルシウム、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記フィルムは、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、その他添加剤０〜５．０重量部をさらに含んでもよい。

前記その他添加剤は、可塑剤、乳化剤、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記フィルムは、硬質カプセル、平板フィルム、食品用フィルム、医薬品用フィルムまたは産業用フィルムでもある。

本発明の一具現例によるフィルムは、低含量のゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）を含むにもかかわらず、すぐれた引っ張り強度及び硬度を有し、ヘイズが低く、すぐれた光透過率を有することができる。

以下、本発明の一具現例によるフィルムについて詳細に説明する。

本発明の一具現例によるフィルムは、水溶性セルロースエーテル、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５〜１．５重量部のゲル化剤、及び前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０〜０．３重量部のゲル化補助剤を含み、光透過率が８０％以上（例えば、９０％以上）である。本明細書において、用語「光透過率」とは、ＵＶ（ultraviolet）分光光度計を利用して、フィルムに４２０ｎｍ波長の光を照射して測定した光透過率を意味する。

前記ゲル化剤の含量が、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５重量部未満であるならば、フィルム成形性に劣り、１．５重量部を超えれば、前記フィルムの製造コストが増大するだけではなく、破断伸び率が低く、脆性（brittleness）が高く、不均一な膜厚を有するフィルムが得られる。

前記ゲル化補助剤の含量が、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．３重量部を超えれば、ヘイズが高く、光透過率が低いフィルムが得られる。

前記水溶性セルロースエーテルは、前記フィルムの主成分である。このような水溶性セルロースエーテルは、植物性セルロースから由来したものであり、人体に無害であるという利点を有する。本明細書で、「セルロースエーテル」は、セルロースのヒドロキシ基を、エーテル化剤を使用してエーテル化させたセルロース誘導体を意味する。

前記ゲル化剤は、後述するフィルム製造用水性組成物をゲル化させる役割を行う。

前記ゲル化剤は、水溶性ガム類を含んでもよい。

前記水溶性ガム類は、カラギーナン（carrageenan）、ゲランガム（gellan gum）、キサンタンガム（xanthan gum）、ペクチン（pectin）、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記ゲル化補助剤は、前記ゲル化剤のゲル化能を補完し、前記フィルム製造用水性組成物のフィルム成形性を向上させる役割を行う。

前記可塑剤は、前記フィルムの被膜強度を向上させる役割を行う。

前記可塑剤は、グリセロール、ソルビトール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記可塑剤の含量は、前記フィルム製造用水性組成物のうち、０〜５．０重量％でもある。前記可塑剤の含量が、前記範囲以内であるならば、破断伸び率及び透明度が高い（すなわち、ヘイズが低い）フィルムを得ることができる。

前記乳化剤は、前記フィルム製造用水性組成物のフィルム成形性を向上させる役割を行う。

前記乳化剤は、ＳＬＳ（sodiuｍ lauryl sulfate）、ショ糖脂肪酸エステル（sucrose esters of fatty acids）、またはそれらの混合物を含んでもよい。

前記乳化剤の含量は、前記フィルム製造用水性組成物のうち、０〜１．０重量％でもある。前記乳化剤の含量が、前記範囲以内であるならば、品質が高く、人体にも無害なフィルムを得ることができる。

前記その他添加剤の含量が、前記範囲（０〜５．０重量部）であるならば、透明度、品質及び人体安定性にすぐれたフィルムを得ることができる。

前記フィルムは、硬質カプセル、平板フィルム、食品用フィルム、医薬品用フィルムまたは産業用フィルムでもある。前記硬質カプセルは、胃溶性（gastric juice soluble）でもある。

以下、前記フィルムの製造方法について詳細に説明する。

（フィルム製造用水性組成物の製造）
前記フィルム製造用水性組成物は、水、アルコール類及び水溶性セルロースエーテルを含み、大気温度（０〜３９℃）より高い第１温度（４０〜７０℃）で維持されるセルロースエーテル溶液を製造する段階を経て製造される。具体的には、前記フィルム製造用水性組成物は、水及びアルコール類を混合し、アルコール水溶液を製造する段階（Ｓ１）、前記アルコール水溶液を加熱する段階（Ｓ２）、前記加熱されたアルコール水溶液に、水溶性セルロースエーテルを溶解させ、セルロースエーテル溶液を製造する段階（Ｓ３）、前記セルロースエーテル溶液を熟成させる段階（Ｓ４）、及び前記結果物にゲル化剤を添加する段階（Ｓ５）を経て製造される。

前記段階（Ｓ２）において、前記アルコール水溶液の加熱は、常温（２０〜３０℃）から４０〜７０℃の温度まで行われる。この段階（Ｓ２）は、段階（Ｓ３）において、水溶性セルロースエーテルが、アルコール水溶液に十分に分散されて凝集されていない状態で、良好に溶解させるためのものである。前記加熱温度が、前記範囲以内であるならば、前記ゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）が固くなく、高いフィルム成形性を有し、不可避な加熱によるエネルギーコストの増大を最小化させるフィルム製造用水性組成物を得ることができる。

前記段階（Ｓ３）は、撹拌（例えば、３００ｒｐｍ）下で、前記加熱されたアルコール水溶液に、前記水溶性セルロースエーテルを徐々に投入することによって遂行される。

しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、前記段階（Ｓ１〜Ｓ３）の代わりに、水（またはアルコール類）に、水溶性セルロースエーテルを溶解させ、第１セルロースエーテル溶液を製造した後、前記セルロースエーテル溶液に、アルコール類（または水）を添加し、第２セルロースエーテル溶液を製造することもできる。また、その場合、セルロースエーテル溶液を製造する過程において、加熱された水及び／またはアルコール類を使用するか、あるいは水（またはアルコール類）に、水溶性セルロースエーテルを溶解させ、第１セルロースエーテル溶液を製造した後、前記第１セルロースエーテル溶液を加熱した後、前記第１セルロースエーテル溶液にアルコール類（または水）を添加し、第２セルロースエーテル溶液を製造することができる。

前記セルロースエーテル溶液の熟成段階（Ｓ４）は、４０〜７０℃の温度で、２〜１２時間遂行される。前記段階（Ｓ４）の遂行時間（すなわち、熟成時間）が、前記範囲以内であるならば、前記結果物から気泡が十分に除去され、その組成が均一化される。

前記段階（Ｓ４）においては、前記結果物に、ゲル化剤以外に、ゲル化補助剤及び／またはその他添加剤（可塑剤、乳化剤など）をさらに添加することができる。

前記段階（Ｓ１〜Ｓ５）のうち少なくとも１段階は、攪拌下で遂行される。

前記段階（Ｓ５）後、前記フィルム製造用水性組成物から気泡を除去する段階を、追加して含んでもよい。該段階（Ｓ５）は、撹拌によって遂行される。

前記方法によって製造されたフィルム製造用水性組成物は、水溶性セルロースエーテル、ゲル化剤、アルコール類及び水を含み、前記ゲル化剤の含量は、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５〜１．５重量部でもある。前記ゲル化剤の含量が、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５重量部未満であるならば、熱処理時、前記フィルム製造用水性組成物が十分にゲル化されず、フィルム成形性が落ち、１．５重量部を超えれば、前記フィルム製造用水性組成物の製造コストが上昇するだけではなく、前記フィルム製造用水性組成物の粘度及びゲル化能が過度に増大し、破断伸び率が低く、脆性（brittleness）が高く、フィルム成形段階において、前記フィルム製造用水性組成物のフロー性が低下し、不均一な膜厚を有するフィルムが得られる。

また、前記フィルム製造用水性組成物は、ゲル化補助剤を含まないか、あるいは前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．３重量部以下のゲル化補助剤をさらに含んでもよい。

前記フィルム製造用水性組成物は、前記水溶性セルロースエーテル１０〜２５重量％を含んでもよい。

前記フィルム製造用水性組成物において、前記水溶性セルロースエーテルの含量が、前記範囲（１０〜２５重量％）以内であるならば、粘度が適切であり、気泡除去が容易であり、適切な厚みのフィルムを得ることができる。

前記フィルム製造用水性組成物は、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、その他添加剤０〜５．０重量部をさらに含んでもよい。

前記アルコール類は、前記水溶性セルロースエーテルが、前記フィルム製造用水性組成物内で、液化（すなわち、溶解）されるように一助となる役割を行う。それについて具体的に説明すれば、下記の通りである：すなわち、前記水溶性セルロースエーテルは、常温（２０〜３０℃）の水に投入される場合、水と直接接触する部分は、溶解されるが、水と直接接触しない残りの部分は、凝集されて塊を形成し、高温（４０〜７０℃）の水に投入される場合には、湯と直接接触する部分であるとしても、良好に溶解されないという性質を有する。ところが、前記アルコール類は、水と混合されてアルコール水溶液を形成し、前記水溶性セルロースエーテルは、常温（２０〜３０℃）のアルコール水溶液だけではなく、高温（４０〜７０℃）のアルコール水溶液でも良好に溶解される。

前記アルコール類は、エタノール、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、またはそれらのうち２以上の混合物を含んでもよい。

前記フィルム製造用水性組成物は、前記アルコール類５〜３０重量％を含んでもよい。

前記アルコール類の含量が、前記範囲（５〜３０重量％）以内であるならば、セルロースエーテルの溶解性が高くなり、フィルム製造時、アルコール類の蒸発速度が適切になり、しわなしに滑らかなフィルム膜を得ることができる。

前記水溶性セルロースエーテル、ゲル化剤、ゲル化補助剤、可塑剤及び乳化剤の機能、種類及び含量比は、前述のところと同一であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。

前記フィルム製造用水性組成物は、フィルム成形温度（４０〜７０℃）に加熱される場合、水溶性セルロースエーテルの完全溶解がなされ、下記のような利点を有する：第一に、製造時間が短縮される。第二に、均質度が高くて粘度が均一であり、長期間保管しても、層分離が起こらない。第三に、製造単位別に、粘度が一定に維持される。第四に、ゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）の機能を抑制する未溶解物（例えば、セルロースエーテル）が存在せず、フィルム成形性が高い。第五に、セルロースエーテル、ゲル化剤及びゲル化補助剤の混合度が高く、ゲル化剤（及び選択的なゲル化補助剤）の添加量が減少する。第六に、前記フィルム製造用水性組成物から異物を除去するための後続濾過工程において、濾過効率が高い。第七に、フィルム成形工程において、基材（例えば、モールドピン）に塗布された水性組成物中の溶媒成分（すなわち、アルコール類）によって、乾燥工程を遂行する場合、乾燥速度が迅速である。第八に、前記フィルム製造用水性組成物の製造時間及び乾燥時間が短く、フィルムの生産収率が高い。

また、前記フィルム製造用水性組成物は、高価なゲル化剤を少量含み、選択的に、前記ゲル化剤のゲル化能を補完することができる低価なゲル化補助剤を少量含むことにより、前記フィルム製造用水性組成物は、製造コストが低く、均質度及びゲル強度が高いだけではなく、ヘイズが低いフィルムを形成することができる。

（フィルムの製造）
前記フィルム製造用水性組成物を、基材（モールドピン、ガラス基板など）に塗布して乾燥させてフィルムを製造する。例えば、前記フィルムが硬質カプセルである場合、前記フィルムは、高温（４０〜７０℃）に加熱されたフィルム製造用水性組成物に、常温（２０〜３０℃）のモールドピンを浸漬した後、前記モールドピンを、前記水性組成物から取り出して乾燥させることによって製造される。

前記フィルムは、前記フィルム製造用水性組成物が、纎維のような異物を含まず、高い品質（弾性、光沢度、崩壊性など）を有し、製造単位別に品質が一定に維持される。

以下、実施例を挙げ、本発明に対してさらに詳細に説明するが、本発明は、そのような実施例に限定されるものではない。

＜実施例１〜４、及び比較例１、２＞
（フィルム製造用水性組成物の製造）
エタノール及び水（精製水）を、下記表１の比率で混合し、エタノール水溶液を製造した。その後、前記エタノール水溶液を、下記表１の温度に加熱した後、前記エタノール水溶液に、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）（三星精密化学、ＡＷ４）を、下記表１の比率で添加して溶解させた。その後、前記結果物に、ゲル化剤であるＫ−カラギーナン（韓国カラーゲン、ＨＧ４０４）、及びゲル化補助剤である塩化カリウムを、下記表１の比率で添加し、フィルム製造用水性組成物を得た。

（平板フィルムの製造）
６０℃に維持される前記各フィルム製造用水性組成物を、フィルムキャスタ（三星精密化学自社製作）を利用して、ガラス基板上に塗布した。その後、前記フィルム製造用水性組成物が塗布されたガラス基板を、常温（２５℃）で２４時間乾燥させ、１００μｍ厚の平板フィルムを得た。

（硬質カプセルの製造）
前記各フィルム製造用水性組成物（組成物の温度：６０℃）に常温（２５℃）の金属モールドピン（サイズ０号）を浸漬し、前記モールドピンに、前記各フィルム製造用水性組成物を塗布した。その後、前記各フィルム製造用水性組成物から、前記モールドピンを取り出し、３０℃で４５分間乾燥させ、硬質カプセルを製造した。ただし、比較例２で製造されたフィルム製造用水性組成物は、ゲル化能が不足し、硬質カプセルを形成することができなかった。

＜評価例＞
前記実施例１〜４、及び比較例１、２で製造されたフィルム製造用水性組成物のゲル強度、前記実施例１〜４、及び比較例１、２で製造された平板フィルムの引っ張り強度と硬度、及び前記実施例１〜４及び比較例１で製造された硬質カプセル（すなわち、カプセル膜）のヘイズを、下記のような方法で測定し、その結果を下記表２に示した。

（フィルム製造用水性組成物のゲル強度評価方法）
６０℃に維持される前記各フィルム製造用水性組成物を、常温（約２５℃）に冷却してゲル化させた。その後、Texture Analyzer（Brookfield、CT3-4500、Probe No:TA10）を使用して、前記各フィルム製造用水性組成物から形成されたゲルの強度を測定した。ただし、比較例１、２で製造されたフィルム製造用水性組成物は、ゲル化能が不足し、ゲルが形成されず、ゲル強度を測定することができなかった。

（平板フィルムの引っ張り強度及び硬度の評価方法）
前記各平板フィルムを、１ｃｍ×１０ｃｍサイズに切断した後、LLOYD Instrument testing machine（LRX plus、LLOYD Instrument、英国）を利用して、平板フィルムの引っ張り強度を測定した。また、前記各平板フィルムを、４ｃｍ×５ｃｍサイズに切断した後、Texture Analyzer（Brookfield、CT3-4500、Probe No.TA-39）を利用して、平板フィルムの硬度を測定した。

（硬質カプセルのヘイズ評価方法）
前記実施例１〜４及び比較例１で製造された硬質カプセルを、４０ｍＬバイアル瓶に入れた後、４０℃及び７５％のＲＨ条件で４週間放置した。その後、前記各硬質カプセルに、ＵＶ（ultraviolet）分光光度計（JASCO、V-550）を利用して、４２０ｎｍ波長の光を照射した後、光透過率を測定した。ここで、光透過率が高いほど、ヘイズが低いということを意味する。

前記表２を参照すれば、実施例１〜４で製造された平板フィルムは、比較例１、２で製造された平板フィルムに比べ、高い引っ張り強度及び硬度を有するということが分かった。また、実施例１〜４で製造された硬質カプセルは、比較例１で製造された硬質カプセルに比べ、高い光透過率を有するということが分かった。

本発明は、実施例を参照して説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるのである。

Claims

水溶性セルロースエーテルと、
前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０．５〜１．５重量部のゲル化剤と、
前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、０〜０．３重量部のゲル化補助剤と、を含み、
光透過率が８０％以上であるフィルム。
前記水溶性セルロースエーテルは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、またはそれらのうち２以上の混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム。
前記ゲル化剤は、カラギーナン、ゲランガム、キサンタンガム、ペクチン、またはそれらのうち２以上の水溶性ガム類を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム。
前記ゲル化補助剤は、塩化カリウム、酢酸カリウム、塩化カルシウム、またはそれらのうち２以上の混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム。
前記フィルムは、前記水溶性セルロースエーテル１００重量部に対して、その他添加剤０〜５．０重量部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルム。
前記その他添加剤は、可塑剤、乳化剤、またはそれらのうち２以上の混合物を含むことを特徴とする請求項５に記載のフィルム。
前記フィルムは、硬質カプセル、平板フィルム、食品用フィルム、医薬品用フィルムまたは産業用フィルムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルム。