KR100744655B1 - 비결정성 폴리올 시럽의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내열성 및 내알칼리성의 비결정성(non-crystalline) 폴리올 시럽의 제조방법에 관한 것으로, 당 시럽(sugar syrup)의 수소화 단계, 및 상기 수소화된 설탕시럽의 카라멜화 단계로 구성되는 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 상기 수소화 및 카라멜화된 당 시럽이 이온 교환 수지로 정제를 수행하고, 상기 정제가 50 ℃ 미만의 온도에서 강양이온 수지의 적어도 한번 이상 수행하고, 상기 온도는 비결정성 폴리올 시럽에 있어 목적하는 환워당의 비율에 따라 선택되는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 얻어진 폴리올 시럽을 치약의 제조에 이용하는 용도에 관한 것이다.

Description

비결정성 폴리올 시럽의 제조방법{METHOD FOR PREPARING A NON-CRYSTALLISABLE POLYOL SYRUP}
본 발명은 내열성 및 내알칼리성 비(非)결정성 폴리올 시럽의 새로운 제조방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 비누 또는 세제의 제조, 약학적 시럽 또는 치약의 제조, 예를 들면, 알칼리, 및/또는 고온 분위기하에 바람직하지 않은 착색의 형성 또는 미각에 있어 부적절한 화합물에 대한 내성이 요구되는 그 어떤 분야에도 이용될 수 있는 폴리올 시럽의 새로운 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 폴리올이란 단순 환원당류(simple reducing sugars), 이당류(disaccharides), 올리고당류(oligo-saccharides) 및 다당류(polysaccharides)와 같은 복합 환원당류(complex reducing sugars), 그리고 이들의 혼합물의 촉매화 수소반응에 의해 얻어지는 물질을 의미하며, 이하 "당 시럽(sugar syrup)"이라 한다.
일반적으로, 본 발명에 의한 촉매화 수소반응에 사용되는 단순 환원당류는 글루코스(glucose), 자일로스(xylose), 프룩토스(fructose) 및 만노스(mannose)를 포함한다. 그리고, 상기 얻어진 폴리올은 소르비톨(sorbitol), 자일리톨(xylitol) 및 만니톨(mannitol)을 포함한다.
이당류는 촉매화 수소반응에 의해 말티톨(maltitol), 이소말트(isomalt), 이소말티톨(isomaltitol) 및 락티톨(lactitol)을 얻을 수 있는 말토즈(maltose), 이소말토즈(isomaltose), 이소말투로스(isomaltulose), 말투로스(maltulose) 및 락토스(lactose)를 주로 사용한다.
본 발명에서, 비결정성 조성물이란 밀봉된 용기내에서 한달동안 밀폐시켜 저장한 경우, 20 ℃에서 70%의 건조 물질이 포함된 비결정성 시럽을 형성하는 폴리올의 혼합물을 의미한다. 본 발명에서 비결정성 소비톨은 The European Pharmacopoeia(1997, 0437 단락)에 정의한 바와 같다.
소르비톨 시럽은 농업 식품분야, 약학 및 화학 분야에서 널리 사용되고 있다. 치약 제조, 특히 소듐 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 치약의 제조에 있어, 습윤제(humectant)로서 소르비톨 시럽의 사용은, 소듐 바이카보네이트의 존재하에 안정해지고 저장하는 동안 그 어떠한 갈변(brown coloration)도 발생되지 않도록 한다. 이러한 변색(coloration)은 글루코스, 말토스, 올리고당 및 다당류와 같은 환원당에 존재하는 바이카보네이트(bicarbonate)의 반응에 의해 발생된다. 상기 변색 정도는 다당류의 단위수에 따라 증가하고, 이에 따라 말토스 하나의 분자는 덱스트로스 하나의 분자보다 더 큰 변색을 야기시킨다. 또한 변색은 시럽이 노출되는 온도에 따라 급격히 증가한다. 45 ℃에서 10일 동안 저장한 이후 및 20 ℃에서 15일 동안 저장한 이후의 변색의 정도가 동일하다는 것이 이미 주지된 사실이다. 이러한 시럽은 비결정성이고, 이들의 취급 및 이송이 용이해야 하며, 상기 시럽으로부터 제조된 최종 생산품이 기후 조건에 관계없이 안정하게 유지되는 것이 바람직하다.
또한 말티톨 시럽은 큰 분류를 나타내며, 비우식유발성(non-cariogenic) 약품 및 식품의 제조 분야에서 주로 사용된다.
자일리톨 시럽은 가격이 고가임에도 불구하고, 높은 감미제 분말 특성, 치과적 성질 및 우수한 습윤 특성으로 인하여 널리 사용되고 있다.
폴리올 시럽의 변색은, 알칼리 존재하에 글루코스, 말토스, 올리고당 및 다당류와 같은 환원 자유 당류의 존재와 관련되어 있음이 공지되어 있다.
따라서, 상기한 시럽의 안정성을 높이기 위하여 이러한 자유 당류(free sugar)의 제거가 요구된다.
이미 다양한 시도가 실험실 규모로 연구되고 있다.
일본특허 제51.86406호는, 비환원당(non-reduces sugar)을 미량 포함하고 있는 매우 순수한 소르비톨을 얻기 위하여, 환원반응 내내 알칼리 분위기로 유지되는 조건하에서 결정화된 글루코스의 환원에 의해 결정성 소르비톨 시럽의 순도를 향상시키는 가능성을 제공한다.
그러나, 상기한 방법은 고가의 원료, 모니터링 및 제어 시스템이 요구되고, 반응이 진행되는 동안 완충 용액 및 알칼리 용액의 지속적인 공급이, 이어지는 정제단계에 있어 불리하게 나타나기 때문에 산업적 규모에서는 실용적인 잇점이 전혀 없다. 또한 상기 방법은 사용된 다량의 반응물로 인하여 상대적으로 높은 오염이 발생된다. 나아가, 상기 언급된 방법으로 얻어지는 소르비톨 시럽의 안정성에 관 한 언급이 어디에도 없다.
일본특허 제41.12212호는, 소르비톨의 제조방법을 언급하고 있으며, 구체적으로 높은 압력에서의 수소 첨가, 그리고 환원반응을 종료하기 직전에 용액의 pH를 8 내지 10으로 조절하거나, 또는 상기 환원된 소르비톨 용액의 가열에 의한 환원 반응을 포함하는, 극도로 순수하며 내열성 및 내알칼리성의 소르비톨의 제조방법을 기재하고 있고, 보다 구체적으로 pH가 60 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 알칼리에 의해 미리 8 내지 10으로 조절되고, 이어서 산에 의한 중성화를 수행하거나 수행하지 않고, 그리고 차콜(charcoal)에 의한 탈색을 수행하거나 수행하지 않으며, 여과 분리에 의해 잔류물을 직접적으로 환원당으로 분해한 다음, 이어서 이온 교환수지를 이용한 정제를 수행하는 소르비톨의 제조방법을 기술하고 있다.
결정성의 소르비톨 용액을 이용하는 방법은, 상기 환원당이 5시간 이상이 걸리는 상대적으로 긴 공정시간이 수반되기 때문에 상당한 양의 불순물의 형성이 야기되고, 그리고 충분한 안정성을 제공하지 못한다.
일본특허 제63.79844호 및 제71.45090호는 내열성 및 내알칼리성의 폴리올의 제조방법을 기술하고 있으며, 구체적으로 카본 블랙의 처리 및 이어서 이온교환수지의 처리에 의해 최초 정제된 폴리올 수용액을 뜨거운 알칼리 용매하에 1시간 내지 2시간 동안 처리하고, 이어서 상기 얻어진 용액을 50 ℃에서 이온교환수지를 통과시켜 다시 정제하는 폴리올의 제조방법을 기재하고 있다. 특히 상기한 방법은 매우 순수한 글루코스 시럽에서 얻어진 결정성의 소르비톨 시럽을 사용한다. 이러한 종류의 결정성 시럽은 자체의 많은 단점들로 인하여 특히 치약분야에서의 이용이 바람직하지 않다. 또한, 상기한 방법은, 특히 복합(multiple) 공정을 포함하기 때문에 매우 복잡하고, 이에 따라 산업적이 규모에서의 응용이 어렵다.
본 출원인이 출원한 유럽특허 제0 711 743호는 알칼리 용매하에 화학적으로 매우 안정하고, 매우 낮은 반응성을 지닌 폴리올 조성물을 기술하고 있다.
상기 조성물은, 특히 염기성 매질하에서 변색이 발생하지 않음이 요구되는 분야의 이용이 바람직하고, 단순 또는 복합 환원당의 촉매화 수소반응과 이어서 상기 시럽의 안정화 반응 및 상기 안정화된 시럽의 정제에 의해 얻어진다.
안정화 단계는, 광학밀도가 S 테스트에서 0.100 또는 그 미만으로 나타나는 시럽을 얻기 위하여, 수소화 반응에 의해 얻어진 소르비톨 시럽을 산화, 카라멜화, 또는 발효 공정이 요구된다.
본 출원인은 상기한 테스트에서 낮은 수치에서 만족스러운 안정성이 얻어질 수 있음을 알아냈으며, 이러한 결과는 상기 조성물의 변색에 대한 민감성을 반영하고 있음을 알 수 있다.
또한, 상기한 종류의 방법의 수행을 향상시키기 위한 목적으로, 그리고 환경을 보호하기 위해 무기 및 유기 폐기물을 억제하기 위해서, 본 출원인은 장기간 연구 끝에, 정제방법을 조절하여 알칼리 매질하에 충분히 안정한 비결정성의 폴리올 시럽을 제조하는 새로운 방법을 개발하였고, 선행 기술에서 제시하지 못하였던 고수율 및 환경오염의 감소를 제공할 수 있었다.
따라서, 본 출원인은 내열성 및 내알칼리성의 비결정성 폴리올 시럽을 얻기 위하여, 당 시럽이 수소화 단계 및 카라멜화 단계를 수행하고, 50 ℃ 이하의 온도에서 적어도 하나 이상의 강양이온 수지를 이용한 정제단계의 수행이 요구되고, 이때 상기 온도가 최종 조성물내에 환원당의 목적하는 분율의 함수로서 선택되어지는 것임을 알아내었다.
따라서, 본 발명은 내열성 및 내알칼리성의 비결정성 폴리올 시럽의 새로운 제조방법을 제공하며, 구체적으로 당 시럽의 하나의 수소화 단계 및 상기 수소화된 당 시럽의 하나의 카라멜화 단계를 포함하는 비결정성 폴리올 시럽의 제조방법에 있어, 상기 수소화 및 카라멜화된 당 시럽이 이온교환 수지를 이용하여 정제를 수행하고, 상기 정제가 50 ℃ 미만의 온도에서 적어도 한번 이상 통과하여 수행하는 것을 포함하고, 이때 상기 온도가 비결정성 폴리올 시럽내에 존재하는 환원당의 목적하는 분율의 함수로서 선택되어 지는 것을 특징으로 하는 비결정성 폴리올 시럽의 제조방법을 제공한다.
본 출원인은 상당한 연구를 통해, 생성물의 품질을 유지하는데 강양이온 교환수지를 이용하여 정제하는 동안의 작업온도가 중요함을 알아내었다. 정제 이후의 조성물의 품질 및, 특히 환원당의 최종 비율은 강양이온 수지를 통과하는 온도에 반비례한다.
따라서, 본 발명에 따른 강양이온 수지를 이용한 정제는, 50 ℃ 미만의 온도에서 수행하고, 상기 온도는 정제후 최종 조성물 내에 존재하는 환원당의 목적하는 비율의 함수로서 선택된다. 본 출원인은, 수지를 통과하는 동안의 온도가 카라멜화 이후 얻어진 환원당의 비율 및 정제된 폴리올 시럽의 환원당의 목적하는 최종 비율의 함수로 조절된다는 것을 알아내었다. 상기 요구되는 비율은 시럽의 소기의 응용 분야의 목적에 따라 변한다. 치약의 제조시, 페이스트내 존재하는 알칼리제(alkaline agent)의 첨가에 있어, 특히 폴리올 시럽에 따른 내변색성의 수용 한계를 결정하는데 사용된 착색제에 대한 고려가 필요하다. 푸른색의 페이스트의 경우에 미색의 변색이 더욱 쉽게 발생된다. 또한 상기 사용된 향료는 환원당의 비율에 따라 수용 한계(acceptible limit)를 결정짓는 인자로 이해되고 있다. 따라서, 몇몇 바이카보네이트 페이스트에 있어, 상기 수용 한계는 환원당의 350 ppm이고(덱스트로즈 당량비로서 표현되고, 이하 "ppm"으로 한다), 이러한 피로포스페이트(pyrophosphate)를 함유하는 다른 경우에 있어서는 500 ppm 이상의 분율이 바람직하다. 이는 다른 제약 분야, 화장품 분야 및 식료품 분야에서도 동등하게 적용된다.
비결정성 폴리올 시럽의 수소화 및 잇따른 카라멜화의 적절한 조건하에, 환원당의 최소 분율은 50 ppm, 및 100 ppm 순으로 얻어진다. 본 출원인은, 상기 조건하에 이러한 종류의 시럽이 강양이온 수지를 이용하여 정제할 수 있는 최대 온도가 50 ℃이고, 상기 수지내에 환원당의 비율의 증가가 가능한 경우 환원당의 최대 수용 한계로 최대 가능한 수치가 500 ppm 또는 그 미만으로 얻어짐을 알아 내었다. 따라서, 이후 상세히 설명되는 바와 같이, 50 ℃ 미만에서 상기 수지를 통과하는 온도는 최종 조성물내 환원당의 요구되는 분율, 및 카라멜화 이후 초기에 존재하는 환원당의 비율의 함수로서 조절된다. 그 결과, 본 발명에 따르면 환원당이 매우 낮은 분율로 폴리올 조성물내에 존재하는 경우, 강양이온 수지 내의 통과는 바람직하게 40 ℃ 또는 그 미만의 온도에서 수행되며, 더욱 바람직하게는 30 ℃ 또는 그 미만의 온도에서 수행되고, 가장 바람직하게는 20 ℃ 내지 30 ℃에서 수행된다.
상기와 같은 정제는 최초로 강양이온 수지를 통과하고, 이어서 강음이온 수지 및 상기 두 수지가 동일한 양으로 혼합되어 있는 혼합된 베드(bed)를 통과하는 통상적인 기술(standard technique)을 이용하는 것이 효과적이다. 또한 상기 수지를 조합하는 순서는 변형이 가능하다.
강양이온 수지의 목적은, 특히 카라멜화에서 사용된 소듐 카보네이트로부터 나트륨, 및 수소화 촉매로부터 발생되는 용해성 있는 니켈 등의 양이온을 제거하는 것이다.
강음이온 수지의 목적은, 특히 카라멜화 단계에서 발생하는 분해 산물인 글루코네이트(gluconate)와 같은 유기 음이온을 제거하는 것이다.
최종 단계에서의 혼합된 베드의 사용은 이전 단계에서 발생될지도 모르는 이온의 누출을 완화시켜 정제를 최적화한다.
바람직한 양이온 교환수지는 일예로 ROHM 및 HAAS사의 IR 200C 수지와 같은 강산을 형성시키는 술폰익 타입의 SO3H 관능기를 포함하는 강양이온 수지이다. 바람직한 음이온 교환수지는 동일한 제조회사의 IRA 910 수지와 같은 강음이온 수지이다. 혼합된 베드는 상기 두 수지의 혼합물로 이루어진다.
본 발명에 의한 방법의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 수지내에서 정제된 폴리올 시럽이 오염 발생의 위험성을 수반하는 지나치도록 장시간 동안 체류하는 것을 효과적으로 방지하기 위하여, 수지를 이용한 정제는시간당 시럽이 수지 칼럼을 통과하는 부피의 1.5 배에 상응하는 유속에서 수행함이 효과적이다.
본 발명에 의한 방법의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 카라멜화 과정은 수소화 반응기 내에서 수행하고, 수소 존재하에 촉매의 분리 없이, 수소화 반응 말기에 알칼리제를 도입하고, 이와 동시에 완충용액을 사용하지 않고 상기 pH가 알칼리제 첨가에 의해 안정해진다.
본 출원인에 의한 많은 연구에서, 상기 수소화 단계가 정제 이후, 경제적이고 또한 오염을 덜 발생시키는 방식으로 당 시럽으로부터 뜨거운 알칼리 매질내에서 안정한 폴리올 조성물을 얻기 위하여, 완충 용액을 첨가하지 않고 동일한 반응기 내에서 카라멜화가 수행되고 있음을 나타내고 있다.
본 발명에 따르면, 카라멜화는 엔올(enol)과 유사하게 형성되는 수소화 물질(hydrogenate)이 환원당으로의 알칼리 분해를 의미한다. 카라멜화에 적합한 알칼리제는 강 또는 약염기를 포함한다. 바람직한 구현예에 따르면, 상기 카라멜화에 사용되는 알칼리제는 소듐카보네이트이다.
본 발명에 따른 방법이 적용되는 당 시럽은, 특히 글루코스 시럽, 프룩토스 시럽, 글루코스 시럽이 풍부한 말토즈 및 자일로스 시럽을 포함한다.
상기 당 시럽은 바람직하게 60 내지 95 중량% 덱스트로스, 0.1 중량% 내지 20 중량% 말토즈, 100 중량%에 대한 잔부로 다당 및 올리고당을 포함하며, 상기 퍼센트는 상술한 시럽에 함유된 당류의 건조중량에 대한 중량%이다.
상기 촉매화 수소화 반응은 선행 기술에서 공지된 방법과 같이, 트윈-자켓(twin-jacket) 반응기에서 모든 당의 수소화 반응 촉매가 적당하지만, 라이니 니켈(Raney nickel) 촉매를 이용하여 수행한다.
부반응을 억제하고, 수소화 반응속도를 최적화하기 위하여, 바람직하게는 수소압이 30 내지 100 bar, 온도가 120 내지 150 ℃에서 수행하고, 더욱 바람직하게는 130 내지 150 ℃에서 수행한다.
소듐 카보네이트는 pH가 9 내지 11, 바람직하게는 9.5 내지 11이 되도록 반응기에 주입하며, 동시에 상기 pH는 그 수치를 유지하기 위해 완충용액 또는 과량의 소듐 카보네이트의 첨가하지 않고도 충분히 안정하다. 이는 일반적으로 본 발명에 따른 상기 조건하에서 수소화 반응을 90분 동안 수행하여 이루어진다.
상기 소듐 카보네이트를 도입하는 기준은 수소화 반응 역학 및 카라멜화 조건에 대한 연구로 얻어진다. 상기 반응 매질 내에 여전히 자유 환원당이 풍부한 경우에 상기 알칼리제의 도입은 pH의 안정성을 깨뜨리고 자유환원당이 이에 상응하는 산으로 전환하기 때문에 pH가 크게 저하된다. 따라서, 환원당의 분율이 약 0.4% 이상에서, 과량의 산이 형성되고, 이에 따라 상기 pH가 저하하여, 카라멜화 반응의 안정화 거동이 비효과적이며 과량의 소듐 카보네이트의 첨가를 야기시킨다. 그 결과, 상기 알칼리제의 도입은 잔류 환원당의 비율이 0.2% 미만, 또는 그 더욱 바람직하게는 0.1%와 같거나 미만인 경우 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 반응기 내의 pH가 9 미만이면, 상기 카라멜화 반응은 불충분하다. pH가 11보다 더욱 커지게 되면, 상기 카라멜화 반응은 충분하나, 수소화 물질의 이온 전하가 너무 높아지게 되어 양이온 교환수지를 재생하는 경우 염소의 간접적인 방출을 야기시킨다. 본 출원인은 9 내지 11의 pH에서, 반응 매질내의 과량의 소듐 카보네이트가 당의 완전한 카라멜화를 수행하는데 충분함을 알아내었다.
본 발명에 따른 방법은 염기성 pH 제품, 예컨대 소듐 바이카보네이트 또는 소듐 포스페이트류를 기초로 하는 치약, 내산성(anti-acid) 조성물, 쉐이빙 폼(shaving foams) 또는 탈모용 크림의 제조 분야에 사용하기에 특히 적합하고, 또는 종래와는 다른 투자 회수를 달성하면서 고온에서의 제품의 제조 및 최소량의 유기 및 무기 폐기물에 사용하기에 특히 적합한 폴리올 시럽을 제조한다.
본 발명에 의한 방법의 바람직한 구현에에 따르면, 상기 얻어진 시럽은 비결정성의 소르비탈 시럽이다.
상기 얻어진 비결정성의 소르비탈 시럽은, 바람직하게는 최소 64 중량%의 소르비톨, 최소 6 중량%의 말티톨 및 100%에 대한 잔부로 올리고당 및 다당류로 구성되고, 이때 상기 %는 상기 조성물에 존재하는 폴리올의 건조중량에 대해 상대적인 값을 나타낸다.
따라서, 본 발명에 의한 방법으로 얻어질 수 있는 시럽은 알칼리제를 포함하거나 또는 고온에서 처리되거나 또는 얻어지는 염기성 pH 제품의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 의한 방법으로 얻어질 수 있는 폴리올 시럽을 포함하는 치약 조성물을 제공한다.
본 발명은 하기 한정되지 않는 실시예에 의해 상세히 기술한다.
실시예 1
하기 조성을 포함하는 당 시럽을 라이니(Raney) 니켈이 함유된 분산액이 포함된 20 ℓ트윈잭(twin-jack) 반응기에 주입하여 교반하였다.
- 덱스트로즈 : 75%/건조중량
- 말토즈 : 8%/건조중량
- 말토트리오즈 : 3.6%/건조중량
- 높은 DP : 13.4%/건조중량
상기 반응 매질의 건조물질은 40 중량%이고, 라이니 니켈이 5 중량%이며, 두가지 경우 모두 건조중량에 대한 상대적인 값이다.
수소화 반응은 50 bar의 압력 및 140 ℃의 온도에서 90 분동안 수행하였다.
3 중량%의 소듐 카보네이트 용액을 pH가 10.8의 수소화 물질(hydrogenate)을 얻기 위하여, 15분동안 주입하였다. 상기 pH에서 매우 안정하였고, 환원당의 비율이 0.4 중량% 미만으로 나타났다.
수소화 반응을 20 분 동안 연장하여 수행하였다.
이어서, 반응기의 교반을 멈추고, 상기 반응물을 15분동안 정치하였고, 그리고 촉매를 회수하기 위하여 상등액을 침전탱크(settling tank)에 주입하였다. 그리고 나서, 잔류 촉매를 제거하기 위하여 상기 침전탱크의 상등액을 여과하였다.
상기한 방법으로 얻어진 시럽을 25℃에서 냉각 후 강양이온 수지를 이용하여 정제한 다음, 음이온 수지 및 최종적으로 상기 혼합된 베드를 이용하여 정제하였 다.
이어서, 상기 얻어진 시럽은 내알칼리성의 측정을 수행하였다. S-test로 언급된, 시험은 본 출원인이 출원한 유럽특허 제 0 711 743 호에 기술되어 있다. S-test(광학 밀도가 0.1 보다 낮은)에서 얻어진 수치가 낮을수록, 폴리올 조성물이 더욱 안정하다.
초순수(ultrapure) NaHCO3 500 mg 및 20%의 암모니아 수용액 250 mg을 5 ml의 시럽에 첨가하였다.
반응물을 혼합한 후 수조에서 100 ℃에서 2시간동안 교반하지 않고 가열하였다.
상기 용액을 20℃에서 냉각하고, 자체 광학밀도를 퍼킨-엘머(PERKIN-ELMER) λ5 UV/VIS 스펙트로포토미터와 같은 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 420 nm의 파장에서 측정하였다.
보정범위는 5 ml의 시럽을, 순수 3 ml 및 100, 200, 300, 400, 500, 600 및 1000 ppm 농도의 무수 글루코스 용액 2 ml로 대체하여 수행하였다.
상기 글루코스 용액의 상대적인 흡수도는 0.04, 0.08, 0.120, 0.160, 0.205, 0.250, 0.413으로 나타났다.
본 발명에 의해 얻어진 시럽은 상대적으로 낮은 0.04의 광학밀도를 나타낸다.
상기 수치는 내알칼리성이 우수하게 나타나는 글루코스의 100 ppm/건조중량 분율에 상응한다.
따라서, 본 발명에 의한 방법은 선행 기술에 비하여 더욱 경제적이고 덜 오염시키는 방식으로, 우수한 내알칼리성 및/또는 내열성을 가지는 비결정성의 폴리올 조성물을 제조한다.
실시예 2 : 이온교환수지를 이용한 정제에서 온도의 영향
상기 실시예 1에서 얻어진 시럽을 정제하기 전에 7 개 성분(fraction)으로 분리하였다.
상기 성분을 비교 온도로 20, 30, 35, 40, 45, 50, 52 및 60 ℃에서(A 및 H 성분) 강양이온 수지를 이용하여 정제한 다음, 이어서 음이온 수지 및 최종적으로 상기 혼합된 베드를 이용하여 정제하였다.
S-test는 정제후 각 성분에 대해 수행하였으며, 각 지점에서의 편차는 최초 test와 비교하여 수치화하였다(δ S-test).
이러한 결과는 ppm 덱스트로즈 당량으로 나타낸다.
정제온도 성분 정제후 환원당의 함량 (ppm 덱스트로즈 당량) 환원당 분율의 증가 (ppm 덱스트로즈 당량)
20 ℃ A 100 0
30 ℃ B 200 100
35 ℃ C 260 160
40 ℃ D 350 250
45 ℃ E 450 350
50 ℃ F 560 460
52 ℃ G 600 500
60 ℃ H 950 850
상기 결과는 강양이온수지를 이용한 정제에서 작업온도의 영향을 명확히 나타낸다. 이는 최종적으로 사용하는 용도에 필수적인 환원당의 요구 정도에 따라 정제 동안 상기 조성물의 온도를 적용하는 것이 가능함을 알 수 있으며, 본 발명에 의한 방법 이전에 미처 언급하지 않은 바에 대해 작업상의 융통성을 제공한다.
실시예 3 : 소듐 바이카보네이트 치약의 제조
하기 조성을 따르는 소듐 바이카보네이트 치약을 실시예 2(20 ℃ 및 50 ℃에서 수지로 정제한)의 A 및 F 성분을 이용하여 제조하였다.
PASTE A(중량 %) PASTE B(중량 %)
시럽 A 45.00 -
시럽 F - 45.00
소듐 바이카보네이트 (Sodium bicarbonate) 10.00 10.00
틱소실 73 연마 실리카 (Tixosil 73 abrasiva silica) 9.00 9.00
틱소실 43 연마 실리카 (Tixosil 73 abrasiva silica) 10.00 10.00
소듐 로우릴 설패이트 (30% 수용액) (Sodium lauryl sulphate) 5.66 5.66
소듐 모노플루오로포스페이트 (Sodium monofluorophosphate) 0.80 0.80
소듐 카르복시메틸셀룰로오스 (Sodium carboxymethyl cellulose) 0.70 0.70
티타늄 다이옥사이드 (Titanium dioxide) 0.70 0.70
멘톨 향미료 (Menthol flavouring) 1.00 1.00
정제수 qs 100.00 id
소듐 사카리네이트 (Sodium saccharinate) 0.2 0.2
상기 얻어진 치약 A 및 B는 10% 용액내에서 상대적으로 pH가 8.4 및 8.7을 나타낸다.
상온에서 6개월 동안 저장한 후, A 물질이 매우 순수하기 때문에 상기 페이스트 A의 색은 변하지 않았다.
그러나, 페이스트 B는 같은 저장기간 동안 미색으로의 변색이 발생하였다.
실시예 4 : 소듐 피로포스페이트(sodium pyrophosphate)가 함유된 치석방지 치약
하기 조성물을 포함하는 치석방지 치약은 치석방지제로 알려진 소듐 피로포스페이트 및 실시예 2의 조성물 D(40 ℃에서 강양이온 수지로 정제한)를 사용하여 제조하였다:
시럽 D 45.00
소듐 피로포스페이트 (Sodium pyrophosphate) 4.00
틱소실 73 연마 실리카 (Tixosil 73 abrasiva silica) 9.00
틱소실 43 농축실리카 (Tixosil 73 thickening silica) 11.00
소듐 사카리네이트 (Sodium saccharinate) 0.20
메틸 파라하이드록시벤조에이트 (Methyl parahydroxybenzoate) 0.18
프로필 파라하이드록시벤조에이트 (Propyl parahtdroxybenzoate) 0.02
티타늄 다이옥사이드 (Titanium dioxide) 0.70
소듐 카르복시메틸 셀룰로오스 (Sodium carboxymethyl cellulose)) 0.70
소듐 모노플루오로포스페이트 (Sodium monofluorophosphate) 0.76
소듐 로우릴 설패이트 (30% 수용액) (Sodium lauryl phosphate) 5.66
멘톨 향미료 (Mehol flavouring) 1.00
정제수 100.00
상기 치약의 최종 pH는 7.8이며,10%로 희석후 8.6으로 나타났다.
상기 치약의 색은 상온에서 6개월동안 저장 후 변하지 않았다.
따라서, 실시예 2의 시럽 D는 치석방지제의 존재하에 치약 분야의 이용에 매우 적합하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제조된 폴리올 시럽은 소듐 바이카보네이트 또는 소듐 포스페이트류를 기초로 하는 치약, 내산성(anti-acid) 조성물, 쉐이빙 폼(shaving foams) 또는 탈모용 크림과 같은 염기성 pH 제품의 제조 분야에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 당 시럽의 수소화 단계 및 상기 수소화된 당 시럽의 카라멜화 단계를 포함하는 비결정성 폴리올 시럽의 제조방법에 있어서,
    상기 수소화 및 카라멜화된 당 시럽이 이온교환 수지를 이용하여 정제하고, 상기 정제가 20 ℃ ~ 50 ℃ 의 온도에서 강양이온 수지로의 통과를 적어도 한번 이상 포함하고, 이때 상기 온도가 비결정성 폴리올 시럽내에 존재하는 환원당의 목적하는 분율의 함수로서 선택되어 지는 것을 특징으로 하는
    내열성 및 내알칼리성의 비결정성 폴리올 시럽의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카라멜화 단계가 수소 존재하에 촉매의 분리 없이, 수소화 반응의 종료시에 소듐 카보네이트를 수소화 반응기에 주입하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    pH가 안정한 경우, 상기 카라멜화 단계가 상기 수소화 시럽의 pH를 9 내지 11로 조절함을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정제 단계가 20 ℃ ~ 50 ℃ 에서 강양이온 수지를 통과한 후, 음이온 수지 및 최종적으로 혼합 베드(bed)를 통과시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 강양이온 수지를 통과하는 온도가 20 ℃ ~ 40 ℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올 시럽이 비결정성의 소르비톨 시럽인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 비결정성의 소르비톨 시럽이 최소 64 중량%의 소르비톨, 최소 6 중량%의 말티톨, 및 100 중량%에 대한 잔부(remainder)로 올리고당 및 다당류를 포함하고, 이때 상기 %는 상기 조성물 내에 존재하는 폴리올의 건조물질에 대해 상대적인 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 강양이온 수지를 통과하는 온도가 20 ℃ ~ 30 ℃ 인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
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