KR20180134375A - 용해된 기능화제를 사용하여 알칼리 금속 카보네이트, 바이카보네이트 및 세스퀴카보네이트 제형을 제조하기 위한 압출 방법 - Google Patents

용해된 기능화제를 사용하여 알칼리 금속 카보네이트, 바이카보네이트 및 세스퀴카보네이트 제형을 제조하기 위한 압출 방법 Download PDF

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KR20180134375A
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호르헤 알레한드로 카바베 말라베
티보 데토와지엥
카린 카발리예
에릭 피에르 뒤보아
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솔베이(소시에떼아노님)
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Abstract

본 발명은 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 (a) 용매 중에 기능화제(functionalizing agent)를 용해시키는 단계; (b) 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하여 페이스트-유사 조성물을 형성하는 단계; (c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계; (d) 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명은 추가로 상기 방법으로부터 수득 가능한 분말, 필라멘트 및 과립, 및 플라스틱 발포 또는 식품 및 사료 팽창(leavening) 조성물에서와 같은 다양한 응용에 있어서의 분말, 필라멘트 또는 과립의 용도에 관한 것이다.

Description

용해된 기능화제를 사용하여 알칼리 금속 카보네이트, 바이카보네이트 및 세스퀴카보네이트 제형을 제조하기 위한 압출 방법
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2016년 4월 13일에 출원된 유럽 출원 16165118.7에 대한 우선권 이익을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 모든 목적을 위하여 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기능화제(functionalizing agent)를 용매 중에 용해시키고, 기능화제를 포함하는 이 용액을 알칼리 금속 염과 혼합함으로써 수득되는 페이스트-유사 조성물의 압출에 의해 행해진다. 본 발명은 추가로 상기 방법으로부터 수득 가능한 알칼리 금속 염을 포함하는 과립 또는 필라멘트로서의, 또는 분말 형태의 알칼리 금속 염 제형, 및, 예를 들어 식품 팽창(leavening) 조성물에서의 그리고 플라스틱용 발포제로서의 이 제형의 용도에 관한 것이다.
알칼리 금속 바이카보네이트 입자, 예컨대 중탄산나트륨 입자 및 중탄산칼륨 입자가 당업계에 알려져 있다. 이들 생성물은, 그들을 몇몇 기술 분야, 예컨대 제약 산업, 사료 및 식품 산업, 및 화장품 산업에서 흥미롭게 하고 광범위하게 사용되게 하는 많은 특성을 갖는다.
바이카보네이트 입자를 제조하는 가장 일반적인 방법은 상응하는 알칼리 금속(예를 들어, 탄산나트륨 또는 탄산칼륨)의 용액 또는 현탁액 또는 상응하는 알칼리 금속의 수산화물의 용액 또는 현탁액을 이산화탄소로 탄화시켜 결정화하는 것이다. 또한, 바이카보네이트 용액 또는 현탁액의 제어된 냉각에 의해, 또는 그러한 용액 또는 현탁액의 용매를 증발시킴으로써 바이카보네이트을 결정화하는 것은 일반적이다.
알칼리 금속 바이카보네이트 입자의 산업적 이용을 위하여, 입자의 특정 특성, 예컨대 분해 온도 또는 이의 용해 시간의 제어가 요구된다.
알칼리 금속 바이카보네이트 입자의 일부 파라미터, 예컨대 벌크 밀도를 제어하기 위한 방법은 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, US 5,411,750은 벌크 밀도가 70 kg/m3 내지 500 kg/m3인 중탄산나트륨 분말을 생성하는 방법을 개시한다. 이들 입자는 첨가제로서 알칼리 금속 염을 사용하여 바이카보네이트의 묽은 수용액 또는 현탁액을 분무-건조시킴으로써 제조된다.
WO 2014/096457은 마그네슘 염, 나트륨 알킬 벤젠 설포네이트 및 대두 레시틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제 중에 1 중량% 내지 10 중량%의 중탄산나트륨을 포함하는 수용액을 분무-건조시킴으로써 중탄산나트륨 입자를 생성하기 위한 방법을 개시한다.
분무-건조에 의해 생성된 알칼리 금속 바이카보네이트 입자는 대체로 미세 입자이다. 따라서, 입자의 형상을 변형시키기 위하여, 결정화 공정, 그라인딩 공정, 건조 공정 및/또는 체분리 공정과 같은 상이한 단위 조작이 수행될 필요가 있다. 이들 절차적인 단계는 비용이 많이 들며, 시간 소모적이고, 알칼리 금속 바이카보네이트의 특정 응용에 필요한 특정 입자 형상을 생성하는 데 적합하지 않을 수 있다.
CN 104393077 A에는, 태양 전지용 코팅제가 개시되는데, 이는 실리콘, 중탄산나트륨, 3-클로로프로필-알킨, 우레탄 아크릴레이트, 안정화제 및 계면활성제를 포함하는 조성물을 용융, 압출, 과립화한 후, 추가의 중탄산나트륨을 첨가함으로써 수득된다. 코팅제 중 중탄산나트륨의 농도는, CN 104393077 A의 실시예에 개시된 바와 같이, 9.6 중량% 내지 12.3 중량%의 범위이다. 그러나, 이 방법은 Na2O에 대한 공급원으로서 중탄산나트륨을 사용하는 것으로 보이는데, 이는, 용융이 600℃ 내지 800℃의 고온에서 수행되며, 그럼으로써 Na2O의 형성 하에서 CO2를 방출하기 때문으로, 이에 의해 압출이 수행된 후에 추가의 중탄산나트륨을 첨가하는 것이 필요해진다.
상기 내용을 고려해 볼 때, 형상 및 크기의 관점에서 용이하게 변형될 수 있고, 또한 제형의 다공도 및 벌크 밀도의 조정을 가능하게 하는 알칼리 금속 카보네이트, 바이카보네이트 및 세스퀴카보네이트 제형의 제조 방법에 대한 필요성이 여전히 있다. 동시에, 상기 방법으로부터 수득되는 제형은 증가된 용해 시간 및 대체로 80℃ 초과 및 바람직하게는 400℃ 미만의 CO2 방출 온도, 그리고 원하는 응용에 대해 조정될 수 있는 화학 반응성과 같은 유리한 특성을 나타낸다면 바람직할 것이다.
알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로부터 선택되는 알칼리 금속 염이, 상기 알칼리 금속 염을 용매 중에 용해된 기능화제와 혼합함으로써 압출에 적합한 페이스트-유사 조성물로 제공될 수 있다는 것을 놀랍게도 알아내었다. 압출에 의해, 생성되는 페이스트-유사 조성물은 그의 형상 및 크기, 다공도 및 벌크 밀도가 용이하게 변경되어, 용해의 탁월한 지속시간을 나타내는 필라멘트 또는 과립 형태의 알칼리 금속 염 제형을 제공할 수 있으며, 탁월한 CO2 방출 특성은 페이스트-유사 조성물을 압출함으로써 수득될 수 있다. 본 발명의 압출 방법은 또한 분말 형태의 알칼리 금속 제형(이 또한 용해의 탁월한 지속시간 및 탁월한 CO2 방출 특성을 나타냄)을 직접 제공할 수 있거나, 분말을 수득하기 위하여 필라멘트 및 과립이 추가로 밀링될 수 있다. 알칼리 금속 염 제형의 화학 반응성이 기능화제의 선택에 의해 조정될 수 있다.
상기 내용을 고려해 볼 때, 본 발명은 하기에 관한 것이다:
항목 1. 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법으로서,
(a) 용매 중에 기능화제를 용해시켜 기능화제를 포함하는 용액을 수득하는 단계;
(b) 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 페이스트-유사 조성물이 형성되도록 하는 중량비로 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하는 단계;
(c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 용매, 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계;
(d) 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계
를 포함하는 방법.
항목 2. 항목 1에 있어서, 기능화제는 폴리비닐알코올(PVOH), 폴리글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 다당류, 폴리아크릴산(PAA), 폴리(아크릴산-코-말레산), 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피롤리돈(PVP), N-(2-하이드록시프로필) 메타크릴아미드(HPMA), 폴리-갈락토만난, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체인, 방법.
항목 3. 항목 2에 있어서, 다당류는 가수분해된 전분, 카르복시메틸셀룰로스(CMC), 아라비아 검, 카라기난, 구아 검, 로커스트 빈 검, 잔탄 검, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
항목 4. 항목 1에 있어서, 기능화제는 아미노산인, 방법.
항목 5. 항목 4에 있어서, 아미노산은 카제인, 젤라틴, 글리신, 프롤린, 하이드록시프롤린, 글루탐산, 알라닌, 아르기닌, 아스파르트산, 라이신, 펙틴, 세린, 류신, 발린, 페닐알라닌, 트레오닌, 아이소류신, 하이드록시라이신, 메티오닌, 히스티딘, 티로신, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
항목 6. 항목 1에 있어서, 기능화제는 수용성 무기 염이되, 단 수용성 무기 염은 규산나트륨이 아닌, 방법.
항목 7. 항목 6에 있어서, 수용성 무기 염은 규산염(규산나트륨은 제외함), NaCl, KCl, MgCl2, 인산나트륨, 붕산염, 질산염, 아질산염, 황산염, 아황산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
항목 8. 항목 1 내지 항목 7 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 금속 염은 바이카보네이트 또는 세스퀴카보네이트 염, 특히 중탄산나트륨 또는 나트륨 세스퀴카보네이트인, 방법.
항목 9. 항목 1 내지 항목 8 중 어느 하나에 있어서, 단계 (b)에서 사용되는 알칼리 금속 염은 입자로 제조되며, 상기 입자의 중간 입자 크기(D50, 중량 단위)는 10 μm 내지 300 μm, 바람직하게는 20 μm 내지 200 μm, 더 바람직하게는 30 μm 내지 150 μm, 더 바람직하게는 40 μm 내지 130 μm인, 방법.
항목 10. 항목 1 내지 항목 9 중 어느 하나에 있어서, 용매는 물인, 방법.
항목 11. 항목 10에 있어서, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 적어도 5 g, 바람직하게는 적어도 10 g, 더 바람직하게는 적어도 20 g의 기능화제를 포함하는, 방법.
항목 12. 항목 10 또는 항목 11에 있어서, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 최대 100 g, 바람직하게는 최대 50 g, 더 바람직하게는 최대 40 g의 기능화제를 포함하는, 방법.
항목 13. 항목 12에 있어서, 기능화제는 PVOH이고, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 20 g 내지 40 g의 PVOH를 포함하고, 단계 b)에서 알칼리 금속 염 입자를 PVOH의 용액과 혼합하는 것은 알칼리 금속 염 입자 대 기능화제를 포함하는 용액의 적어도 1/1 내지 최대 3/1의 중량비로 행해지는, 방법.
항목 14. 선행하는 항목들 중 어느 하나에 있어서, 단계 (b)에서, 무기 화합물, 유기 화합물, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 제3 화합물이 알칼리 금속 염에 또는 기능화제를 포함하는 용액에 첨가되어 페이스트-유사 조성물을 수득하는, 방법.
항목 15. 항목 14에 있어서, 무기 화합물은 실리카, 제올라이트, 탄산칼슘이고/탄산칼슘이거나, 유기 화합물은 시트르산인, 방법.
항목 16. 항목 1 내지 항목 16 중 어느 하나에 있어서, 압출은 일축 압출기 또는 이축 압출기 상에서 수행되는, 방법.
항목 17. 선행하는 항목들 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 금속 염 또는 입자는 기능화제에 의해 캡슐화되는, 방법.
항목 18. 항목 1 내지 항목 17 중 어느 하나의 방법에 의해 수득 가능한, 기능화제 및 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 19. 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 75%, 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염, 및 0.1% 내지 60%(중량 기준)의 기능화제, 및 최대 49.9%, 바람직하게는 최대 24.9%, 더 바람직하게는 최대 14.9%(중량 기준)의 물을 포함하는, 기능화제 및 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 과립, 필라멘트 또는 분말, 또는 항목 18에 따른 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 20. 항목 19에 있어서, 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 60%, 더 바람직하게는 적어도 65%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 70%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 75%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 80%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염을 포함하는, 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 21. 항목 18 내지 항목 20 중 어느 하나에 있어서, 직경이 100 μm 내지 100 mm, 바람직하게는 200 μm 내지 50 mm, 더 바람직하게는 500 μm 내지 5 mm, 또는 1 mm 내지 2 mm인, 과립 또는 필라멘트.
항목 22. 항목 18 내지 항목 21 중 어느 하나에 있어서, 길이 대 직경 비가 적어도 0.4이고, 바람직하게는 최대 4인, 과립 또는 필라멘트.
항목 23. 항목 18 내지 항목 22 중 어느 하나에 있어서, 적어도 40%(중량 기준)의 알칼리 금속 바이카보네이트, 적어도 5% 및 최대 55%(중량 기준)의 PVOH, 및 최대 55%(중량 기준)의 물을 포함하는, 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 24. 항목 18 내지 항목 23 중 어느 하나에 있어서, 제형 내의 알칼리 금속 염은 적어도 100 초의 용해 시간을 나타내는, 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 25. 항목 18 내지 항목 24 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 금속 염은 바이카보네이트 또는 세스퀴카보네이트 염이고, 제형은 열중량 분석(TGA)에 의해 결정될 때, 적어도 150℃의 CO2 방출 최대 온도를 나타내는, 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 26. 항목 18 내지 항목 25 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 금속 염 또는 입자는 기능화제에 의해 캡슐화되는, 과립 또는 필라멘트 또는 분말.
항목 27. 플라스틱 가공, 플라스틱 발포, 연도 가스(flue gas) 세정, 제약학적 또는 화장용 조성물, 세정제 조성물, 식품 및 사료 팽창(leavening) 조성물, 식품 및 사료 보충 첨가물 또는 식품 및 사료 pH 완충제(특히, 수생 동물 또는 어류용)에 있어서의 항목 18 내지 항목 26 중 어느 한 항의 과립 및 필라멘트의 용도.
항목 28. 항목 18 내지 항목 26 중 어느 하나의 과립 또는 필라멘트를 연도 가스 세정제로서, 또는 플라스틱 조성물, 제약학적 조성물, 화장용 조성물, 세제, 식품 및 사료 팽창 조성물 내의 성분으로서, 식품 및 사료 보충 첨가물 또는 식품 및 사료 pH 완충제(특히, 수생 동물 또는 어류용)로서 사용하는 것을 포함하는, 플라스틱 산업, 연도 가스 세정, 제약 산업, 화장품 산업, 세정제 산업, 식품 및 사료 산업과 같은 하나 이상의 응용에 있어서의 생성물을 제조하기 위한 방법.
정의
본 명세서에서, 요소 또는 조성물이 언급된 요소들 또는 성분들의 목록 내에 포함되어 있고/있거나 그로부터 선택되는 것으로 되어 있는 경우, 본 명세서에서 명시적으로 고려되고 있는 관련 구현예에서, 요소 또는 성분은 또한 개별적으로 언급된 요소들 또는 성분들 중 어느 하나일 수 있거나, 또한 명시적으로 열거된 원소들 또는 성분들의 임의의 둘 이상으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 장치, 공정 또는 방법의 요소들 및/또는 특징부들은, 본 명세서에 명시되어 있든 암시되어 있든 간에 관계 없이, 본 교시내용의 범주 및 개시내용으로부터 벗어나지 않고서 다양한 방식으로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "알칼리 금속 염"은 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "압출(extrusion 또는 extruding)"은 연화된 재료, 즉 본 명세서에서는 하기에 정의된 페이스트-유사 조성물을 형상화된 디바이스, 예를 들어 시린지를 통해 가압하여 분말 형태의 또는 특정 형상, 예를 들어 필라멘트 또는 과립의 재료를 수득하는 방법을 지칭한다. 압출 방법으로부터 수득되는 필라멘트 또는 과립은 본 발명의 일 구현예에서 추가로 밀링될 수 있다. 압출 방법은 또한 연속 혼합/압출 방법에 의해 수행될 수 있는데, 여기서는 재료가 저압의 온도-제어되고, 패들-구비된 이축 기기(low pressure, temperature-controlled, paddle-equipped twin screw instrument) 내에서 혼합 및 압출된다. 액체 또는 용융된 첨가제가 이 방법 동안의 임의의 시점에서 재료 상에 분무될 수 있다. 연속 혼합/압출 방법에서 적용되는 온도는 -20℃ 내지 300℃의 범위일 수 있다. 체류 시간은 2 분 내지 20 분의 범위일 수 있다. 패들-구비된 이축 기기 내의 샤프트의 회전 속도는 30 rpm 내지 160 rpm의 범위일 수 있다.
적합한 연속 혼합/압출 가공기는 고점도 재료들의 균질한 혼합물을 혼합, 혼련 및 압출하는 것을 가능하게 하는 가공기를 포함한다. 바람직한 연속 혼합/압출 가공기는 확실하고 완전한 혼합을 가능하게 하는 이축 및 패들을 포함하며, 이와 함께 동방향-회전 샤프트, 및 패들들 사이뿐만 아니라 패들과 배럴 벽 사이의 근접 클리어런스(close clearance)를 포함하는데, 이는 통상적인 믹서보다 더 적은 시간 내에 균일한 혼합이 가능하게 한다. 추가의 바람직한 연속 가공기는 용량이 1 kg 내지 10 ton/hr인 대량 응용을 가능하게 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "기능화제"는 중탄산나트륨 단독에 비하여 중탄산나트륨과 함께 제형화될 때 중탄산나트륨의 적어도 하나의 CO2 방출 특성을 개선할 수 있는 화합물을 지칭한다. 예를 들어, 기능화제는 실시예 3 및 본 출원에 따라 결정된 CO2 방출 시작 온도 및/또는 CO2 방출 최대 온도를 증가시킬 수 있다. 바람직하게는, 기능화제는 상기 기재된 항목 2, 항목 4, 및 항목 6에 정의된 화합물이다.
본 명세서에 언급된 바와 같이, "페이스트-유사 조성물"은 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 조성물이며, 페이스트-유사 조성물은 압출 방법에 사용되기에 적합하다. 바람직하게는, 페이스트-유사 조성물은 페이스트 또는 겔이다. "페이스트" 또는 "겔"은 반고체 현탁액이며, 이는 외부 힘, 예를 들어 압출 방법 동안 발생되는 외부 힘이 적용되면 성형 가능하지만, 외부 힘의 부재 하에서 그의 형상을 유지한다. 페이스트-유사 조성물의 점도는 실온(25℃)에서 그리고 100 s-1의 전단율로 레올로지 분석에 의해 결정될 때 바람직하게는 5000 mPa·s 내지 25000 mPa·s, 더 바람직하게는 10000 mPa·s 내지 20000 mPa·s의 범위 이내에 있다. 페이스트-유사 조성물의 레올로지 분석은 회전 레오미터(예를 들어, Anton PAAR사의 "RheolabQC")를 사용하여 수행될 수 있다.
용어 "포함하는"은 "~로 본질적으로 이루어진" 및 "~로 이루어진"을 포함한다.
기호 "%"는 구체적으로 달리 언급되지 않는 한 "중량%"를 지칭한다.
용어 "중합체"는 반복 하위단위로 구성된 천연 및 합성 거대분자를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "벌크 밀도"는 성긴 벌크 밀도를 지칭하고, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한 ASTM D7481-09 "방법 A"에 따라 결정될 수 있다. 탭 밀도(tapped density)가 또한 구체적으로 달리 언급되지 않는 한 ASTM D7481-09 "방법 A"에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "용해 시간"은 25℃ ± 0.5℃에서 1 리터(1000 ml ± 1 g)의 탈이온수로 교반되는 비커 내에서 도전율계 다이빙 셀(conductivity meter diving cell)을 사용하여 측정된다. 교반 속도는 350 rpm이고, 교반기(4 개의 수직 블레이드)의 기하학적 형태는 높이 11 mm, 직경 42 mm이다. 각각의 블레이드는 길이 20 mm 및 높이 10 mm인 것으로 측정된다. 비커의 직경은 100 mm이다. 블레이드들과 비커 바닥 사이의 갭은 10 mm이다. 도전율계는 교반기 축의 40 mm에 그리고 액체 표면 아래 20 mm에 위치된다. 알칼리 금속 바이카보네이트 제형의 10 g ± 0.05 g 샘플이 용액 또는 현탁액 내로 도입된다. 용해 시, 용액 또는 현탁액의 도전율은 증가한다. "용해 시간"은 (제형 샘플이 용액 내로 도입될 때를 시작으로) 제형 샘플의 용해 동안 도전율의 최대 값의 95%에 도달하는 데 필요한 시간이다.
어구 'A 및/또는 B'는 하기 선택을 지칭한다: 요소 A; 또는 요소 B; 또는 요소 A와 요소 B의 조합(A+B). 어구 'A 및/또는 B'는 A 및 B 중 적어도 하나와 등가이다. 어구 'A 및/또는 B'는 A 및 B 중 적어도 하나와 동일하다.
본 명세서에서, 하한치에 의해, 또는 상한치에 의해, 또는 하한치와 상한치에 의해 정의된, 변수에 대한 값들의 범위에 대한 기재는 또한 변수가 각각 하한치를 제외하거나, 상한치를 제외하거나, 하한치와 상한치를 제외하는 값 범위 이내에서 선택되는 구현예를 포함한다.
본 명세서에서, 동일한 변수에 대한 값들의 몇몇 연속된 범위들의 기재는 또한 변수가 연속 범위들 내에 포함되는 임의의 기타 다른 중간 범위에서 선택되는 구현예의 기재를 포함한다. 따라서, 예시를 목적으로, "요소 X는 일반적으로 적어도 10, 유리하게는 적어도 15이다"라고 언급될 때, 본 기재는 또한 새로운 최소치가 10과 15 사이에서 선택될 수 있는 또 다른 구현예를 포함하며, 예를 들어 "요소 X가 적어도 11"인 경우, 또는 또한 "요소 X가 적어도 13.74"인 경우 등이며; 이때, 11 또는 13.74는 10과 15 사이에 포함되는 값이다. 또한 예시를 목적으로, "요소 X는 일반적으로 최대 15, 유리하게는 최대 10"이라고 지시되어 있을 때, 본 기재는 또한 새로운 최대치가 10과 15 사이에서 선택될 수 있는 또 다른 구현예를 포함한다.
본 명세서에서, 구현예에서, 요소들의 군으로부터의 요소의 선택이 기재되어 있을 때, 하기 구현예가 또한 명시적으로 기재된다:
- 군으로부터의 2 개 이상의 요소의 선택,
- 하나 이상의 요소가 제거된 요소들의 군으로 이루어진 요소들의 하위군으로부터의 요소의 선택.
본 발명의 알칼리 금속 바이카보네이트 제형의 CO2 방출 특성은 알칼리 금속 바이카보네이트 제형의 샘플의 열중량 분석(TGA)을 수행하고, 온도 의존적으로 샘플의 중량 손실을 측정함으로써 결정될 수 있다. CO2 방출 특성은 온도에 따른 중량 손실에 대한 미분계수 값에 의해 특징지어진다. CO2 방출 시작 온도는 중량 손실에 대한 미분계수 값이 상승하기 시작할 때의 온도이다. CO2 방출 최대 온도는 중량 손실에 대한 미분계수 값이 최대일 때의 온도이다. 통상적으로, 가열은 제형의 15 mg 샘플에 대해 10℃/min의 속도로 30℃ 내지 500℃에서 수행된다. 열중량 분석은, 예를 들어 STD Q600 V20.9 Build 20 열중량 분석 기기(TA Instruments사 제공)에서 수행될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
(a) 용매 중에 기능화제를 용해시켜 기능화제를 포함하는 용액을 수득하는 단계;
(b) 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 페이스트-유사 조성물이 형성되도록 하는 중량비로 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하는 단계;
(c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 용매, 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계;
(d) 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 기능화제는 폴리비닐알코올(PVOH), 폴리글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 다당류, 폴리아크릴산(PAA), 폴리(아크릴산-코-말레산), 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피롤리돈(PVP), N-(2-하이드록시프로필) 메타크릴아미드(HPMA), 폴리-갈락토만난, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체이다.
다당류는 바람직하게는 가수분해된 전분, 카르복시메틸셀룰로스(CMC), 아라비아 검, 카라기난, 구아 검, 로커스트 빈 검, 잔탄 검(예컨대, 로도폴), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 바람직한 기능화제는 폴리비닐알코올(PVOH)이다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서, 기능화제는 수지산이다. 수지산은 바람직하게는 트리사이클릭 디테르펜 카르복실산이며, 이는 바람직하게는 아비에탄 디테르펜 그룹에 속한다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에서, 기능화제는 아미노산이다. 바람직하게는, 아미노산은 카제인, 젤라틴, 글리신, 프롤린, 하이드록시프롤린, 글루탐산, 알라닌, 아르기닌, 아스파르트산, 라이신, 펙틴, 세린, 류신, 발린, 페닐알라닌, 트레오닌, 아이소류신, 하이드록시라이신, 메티오닌, 히스티딘, 티로신, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 이루어진 군으로부터 선택된다.
기능화제는 또한 수용성 무기 염일 수 있되, 단 상기 수용성 염은 규산나트륨이 아니다. 바람직하게는, 수용성 무기 염은 규산염(규산나트륨은 제외함), NaCl, KCl, MgCl2, 인산나트륨, 붕산염, 질산염, 아질산염, 황산염, 아황산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 압출을 거치는 페이스트-유사 조성물은 0.1% 내지 60%, 바람직하게는 0.5% 내지 55%, 더 바람직하게는 1.0% 내지 50%, 훨씬 더 바람직하게는 2.0% 내지 45%(중량 기준)의 기능화제를 포함한다. 0.1%(중량 기준) 미만의 양으로 존재하는 경우, 기능화제는 페이스트-유사 조성물의 제공의 관점에서 덜 효율적이다. 60%(중량 기준) 초과의 기능화제는 비용상의 이유로 불리하다.
바람직하게는, 압출을 거치는 페이스트-유사 조성물은 적어도 40%, 더 바람직하게는 적어도 50%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 60%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 65%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 70%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 75%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 80%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염을 포함한다.
알칼리 금속 염은 바람직하게는 바이카보네이트 또는 세스퀴카보네이트, 특히 중탄산나트륨 또는 나트륨 세스퀴카보네이트이다. 중탄산나트륨이 특히 바람직하다.
알칼리 금속 염 입자는 바람직하게는 중간 입자 크기(D50, 중량 단위)가 300 μm 미만, 바람직하게는 200 μm 미만, 더 바람직하게는 130 μm 미만이다. 입자는 통상적으로 중간 입자 크기(D50, 중량 단위)가 적어도 10 μm, 또는 적어도 20 μm, 또는 적어도 30 μm, 또는 적어도 40 μm, 또는 적어도 50 μm이다. 입자의 중간 입자 크기(D50, 중량 단위)는 10 μm 내지 300 μm, 또는 20 μm 내지 200 μm, 또는 30 μm 내지 150 μm, 또는 50 μm 내지 130 μm의 범위일 수 있다. 입자 크기 분포는 ISO 13320에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 중량-평균 직경 D50 값은, 파장이 632.8 nm이고 직경이 18 mm인 He-Ne 레이저 공급원, 후방산란 300 mm 렌즈(300 RF)가 구비된 측정 셀, 및 MS 17 액체 준비 유닛, 및 알칼리 금속 염으로 포화된 에탄올을 사용하는 자동 용매 여과 키트("에탄올 키트")(습식 방법)를 사용하여 Malvern Mastersizer S 입자 크기 분석기 상에서의 레이저 회절 및 산란에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 방법의 용매는 메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 용매는 물이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 적어도 5 g, 더 바람직하게는 적어도 10 g, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 20 g의 기능화제를 포함한다.
본 발명의 방법의 추가의 바람직한 구현예에서, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 최대 100 g, 더 바람직하게는 최대 50 g, 훨씬 더 바람직하게는 최대 40 g의 기능화제를 포함한다.
바람직하게는, 알칼리 금속 염 입자 대 기능화제를 포함하는 용액의 중량비는 적어도 1/3 내지 최대 4/1, 더 바람직하게는 적어도 1/1 내지 최대 4/1, 훨씬 더 바람직하게는 1/1 내지 최대 3/1이다.
본 발명의 특히 바람직한 방법에서, 기능화제는 PVOH이고, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 20 g 내지 40 g의 PVOH를 포함하고, 단계 b)에서 알칼리 금속 염 입자를 PVOH의 용액과 혼합하는 것은 알칼리 금속 염 입자 대 기능화제를 포함하는 용액의 적어도 1/1 내지 최대 3/1의 중량비로 행해진다. 기능화제, 물 및 알칼리 금속 염이 이들 양 및 비로 사용되는 경우, 탁월한 균질성을 나타내는 페이스트-유사 조성물이 수득된다.
바람직하게는, 단계 (b)에서, 무기 화합물, 유기 화합물, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 제3 화합물이 알칼리 금속 염에 또는 기능화제를 포함하는 용액에 첨가되어 페이스트-유사 조성물을 수득한다.
무기 화합물은 바람직하게는 실리카, 제올라이트, 탄산칼슘이고/탄산칼슘이거나, 유기 화합물은 바람직하게는 시트르산이다.
압출에 의해 알칼리 금속 바이카보네이트 제형을 제조하기 위한 방법에서, 당업계에 알려진 모든 적합한 압출 절차가 사용될 수 있다.
본 발명의 압출 단계 (c)는 바람직하게는 일축 압출기 또는 이축 압출기 상에서 수행된다.
압출 후에, 용매는 압출 방법으로부터 수득된 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 적어도 부분적으로 제거된다. 용매의 제거는 바람직하게는 50℃ 초과의 온도에서 수행된다.
본 발명의 방법은 생성되는 제형의 형상 및 크기의 제어를 가능하게 하며, 상기 생성되는 제형은 상기 기재된 바와 같이 분말로서, 또는 필라멘트 또는 과립으로서 수득될 수 있다. 본 발명의 알칼리 금속 바이카보네이트 제형의 형상 및 크기를 제어하는 능력은 당업계에 알려진 알칼리 금속 바이카보네이트의 다양한 응용에 대해 유리하다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 의해 수득된 과립 또는 필라멘트는 직경이 100 μm 내지 100 mm, 더 바람직하게는 200 μm 내지 50 mm, 훨씬 더 바람직하게는 500 μm 내지 5 mm, 또는 1 mm 내지 2 mm이다.
압출 방법으로부터 수득되거나 압출 방법으로부터 수득된 필라멘트 또는 과립을 추가로 밀링함으로써 수득된 분말은 중간 입자 크기(D50, 중량 단위)가 1 μm 내지 2 mm, 바람직하게는 10 μm 내지 500 μm의 범위인 입자를 포함한다. 입자 크기 분포는 ISO 13320에 따라 결정될 수 있다.
더욱이 본 발명은, 바람직하게는 상기 기재된 방법에 의해 수득 가능한, 기능화제 및 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 분말, 과립 또는 필라멘트에 관한 것이다.
바람직하게는, 분말, 과립 또는 필라멘트는 적어도 40%, 더 바람직하게는 적어도 50%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 60%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 65%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 70%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 75%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 80%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염, 및 0.1% 내지 60%, 바람직하게는 0.5% 내지 55%, 더 바람직하게는 1.0% 내지 50%, 훨씬 더 바람직하게는 2.0% 내지 45%(중량 기준)의 기능화제, 및 최대 49.9%, 바람직하게는 최대 24.9%, 더 바람직하게는 최대 14.9%(중량 기준)의 물을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 과립 또는 필라멘트는 직경이 100 μm 내지 100 mm, 더 바람직하게는 200 μm 내지 50 mm, 훨씬 더 바람직하게는 500 μm 내지 5 mm, 또는 1 mm 내지 2 mm이다. 필라멘트 또는 과립의 길이-대-직경 비는 약 0.4 내지 약 4의 범위일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 분말, 과립 또는 필라멘트는 적어도 40%(중량 기준)의 알칼리 금속 바이카보네이트, 적어도 5% 및 최대 55%(중량 기준)의 PVOH, 및 최대 55%(중량 기준)의 물을 포함한다.
바람직하게는, 알칼리 금속 염은 바이카보네이트 또는 세스퀴카보네이트 염, 특히 중탄산나트륨 또는 나트륨 세스퀴카보네이트이다. 중탄산나트륨이 특히 바람직하다.
본 발명의 방법에 의해 수득 가능한 분말, 과립 또는 필라멘트는 탁월하게 증가된 용해 시간을 나타낸다. 본 발명의 분말, 과립 또는 필라멘트는 적어도 30 초, 바람직하게는 적어도 100 초, 더 바람직하게는 적어도 200 초의 용해 시간을 나타낸다.
본 발명의 방법으로부터 수득 가능한 분말, 과립 또는 필라멘트는 또한 탁월한 CO2 방출 특성을 나타낸다. 본 발명의 방법으로부터 수득된 제형의 CO2 방출은 상기 기재된 TGA 방법에 의해 결정될 때, 적어도 120℃의 온도, 바람직하게는 적어도 125℃의 온도, 더 바람직하게는 적어도 130℃의 온도, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 135℃의 온도, 특히 바람직하게는 적어도 140℃의 온도에서 시작된다. CO2 방출은 통상적으로, 상기 기재된 TGA 방법에 의해 결정될 때, 적어도 150℃의 온도, 바람직하게는 적어도 155℃의 온도, 더 바람직하게는 적어도 160℃의 온도, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 165℃의 온도, 특히 바람직하게는 적어도 170℃의 온도에서 최대이다.
상기 기재된 그리고 본 발명의 방법에 의해 수득 가능한 제형의 이들 유리한 특성은 이러한 알칼리 금속 바이카보네이트 제형에 대한 다양한 응용을 구상할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명은 추가로 플라스틱 가공, 플라스틱 발포, 연도 가스 세정, 제약학적 또는 화장용 조성물, 세정제 조성물, 식품 및 사료 팽창 조성물, 식품 및 사료 보충 첨가물 또는 식품 및 사료 pH 완충제(특히, 수생 동물 또는 어류용)에 있어서의 상기 기재된 분말, 과립 및 필라멘트의 용도에 관한 것이다.
하기 실시예는 본 발명의 비제한적인 예시로서 제공되며, 이들의 변형은 당업자가 용이하게 이해할 수 있다.
실시예
실시예 1: 기능화제, 물 및 알칼리 금속 염의 최적비의 결정
폴리비닐알코올(KURARAY, Poval 4-88)을 실온(20℃ 내지 30℃)에서 물과 혼합하고, 2 시간 동안 교반하였다. 중탄산나트륨(SOLVAY BICAR® TEC 0/13)을 추가 10 분 동안 계속 교반하면서 폴리비닐알코올 용액에 첨가하였다. 생성된 페이스트-유사 조성물의 균질성이 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 결정되었다. "+"는 탁월한 균질성을 의미하고, "-"는 허용 가능한 균질성을 의미한다.
목록 PVOH
[%] 		물
[%] 		중탄산나트륨
[%] 		조성물의 균질성

1 5 20 75 +
2 5 45 50 -
3 10 40 50 +
4 10 65 25 -
목록 1 및 목록 3에서 수득된 조성물은 페이스트-유사 상태였고 탁월한 균질성을 나타내었다. 두 제형 모두에서의 폴리비닐알코올 농도는 물 100 g당 25 g이었으며, PVOH 용액과 중탄산나트륨의 비는 각각 1/3(목록 1) 및 1/1(목록 3)이었다.
실시예 2: 압출 생성물의 유동 저항성 및 마손도
폴리비닐알코올(KURARAY, Poval 4-88)을 실온(20℃ 내지 30℃)에서 물과 혼합하고, 2 시간 동안 교반하였다. 상이한 양의 중탄산나트륨을 추가 10 분 동안 교반하면서 폴리비닐알코올 용액에 첨가하여 3 개의 페이스트 조성물(조성물 1 내지 조성물 3)을 수득하였다. 조성물 1 내지 조성물 3의 조성이 하기 표 2에 제시되어 있다.
조성 물[g] PVOH
[g] 		바이카보네이트[g] PVOH
[%] 		바이카보네이트
[%]
1 40 10 100 6.67 66.67
2 40 10 150 5.00 75.00
3 40 10 200 4.00 80.00
조성물 1 내지 조성물 3을 시린지를 사용하여 압출시켰다. 압출 생성물을 그들의 유동 저항성 및 마손도에 대해 조사하였다. 결과는 하기 표 3에 제시되어 있으며, 여기서 "++"는 탁월함을 의미한다. "+"는 매우 우수함을 의미하고, "-"는 허용 가능함을 의미한다.
조성 유동 저항성 마손도
1 - -
2 + +
3 ++ ++
바이카보네이트의 양이 각각 75% 및 80%(중량 기준)인 조성물 2 및 조성물 3을 사용하는 경우, 매우 우수한 및 탁월한 유동 저항성 및 마손도를 갖는 압출 생성물이 특별히 수득되었다.
실시예 3: 압출 생성물의 용해 시간 및 CO 2 방출
10 g의 폴리비닐알코올(KURARAY, Poval 4-88)을, 상기 폴리비닐알코올의 완전한 용해가 달성될 때까지 2 시간 동안 교반하면서 실온(20℃ 내지 30℃)에서 40 ml의 물 중에 용해시켰다.
200 g의 중탄산나트륨을 생성된 용액과 혼합하고, 교반을 10 분 동안 계속한 결과, 중탄산나트륨 및 폴리비닐알코올을 포함하는 균질한 페이스트-유사 조성물이 형성되었다.
페이스트-유사 조성물을 시린지를 사용하여 압출시킨 결과, 직경이 2 mm인 필라멘트가 형성되었으며, 이를 약 3 mm 내지 5 mm 길이로 잘랐다. 후속으로, 60℃의 온도에서 필라멘트로부터 물을 제거하였다.
제형의 용해 시간 및 CO2 방출 온도는 상기 기재된 바와 같이 결정하였다. 그 결과가 하기 표 4에 제공되어 있다.
기능화제
농도
[kg 제형을 기준으로 한 기능화제의 g]		 용해 시간[s] TGA CO2 방출 시작 온도[℃] TGA CO2 방출 최대
온도[℃]
폴리비닐 알코올 60 203.0 143.1 174.8
TGA 방법: 35℃ 내지 250℃/10℃/min
실시예 3에서 얻어진 결과는 폴리비닐알코올이 본 발명의 압출 방법에서 기능화제로서 사용될 때 200 초 초과의 용해 시간이 달성될 수 있음을 나타낸다.
CO2 방출은 대략 143℃의 온도에서 시작하고, 대략 175℃에서 최대이다.
실시예 4: 분해 속도론
하기 표 5a는 본 발명에 따른 압출 방법에 의해 수득된 상이한 기능화제를 포함하는 5 개의 중탄산나트륨 생성물(목록 1 내지 목록 5)을 나타낸다.
표 5a의 목록 1 및 목록 2에 따른 중탄산나트륨 생성물은 시린지를 사용하여 압출에 의해 수득하였다. 후속 절차는 실시예 2에서 기재된 절차와 유사하였으며, 기능화제로서 (200 g의 중탄산나트륨을 기준으로) 표 5a의 목록 1 및 목록 2에 나타낸 양으로 폴리비닐알코올(PVOH)(목록 1) 및 로도폴(목록 2)을 사용하였다.
표 5a의 목록 3에 따른 중탄산나트륨 생성물은 연속 혼합/압출 방법에 의해 수득하였다. 바이카보네이트의 질량 유량은 10 kg/h 내지 30 kg/h였다. 기능화제를 표 5a에 나타낸 바와 같이 첨가하였다(목록 3 내지 10). 이 방법에 적용된 온도는 30℃ 내지 100℃였다. 체류 시간은 2 분 내지 20 분이었다.
표 5a의 목록 4에 따른 중탄산나트륨 생성물은 연속 혼합/압출 방법에 의해 수득하였는데, 이는, 기능화제로서 PEG4000을 사용하여, 목록 3에 따라 생성물에 대해 기재된 바와 같이 수행하였다. 후속으로, 수득된 생성물을 유성 볼 밀(Planetary ball mill)을 사용하여 밀링하여, 표 5a의 목록 4에 따른 생성물을 수득하였다.
참조 생성물은 SOLVAY BICAR® TEC 0/13(표 5, 목록 5)이다.
[표 5a]
Figure pct00001
표 5a에 나타낸 중탄산나트륨 생성물의 분해 속도론을 열평형 분석기(수분 분석기(Moisture Analyzer) Mettler Toledo HX204)에 의해 측정하였다. 2 g 내지 3 g의 생성물을 알루미늄 팬 상에 균일하게 펼치고, 수분 분석기 내에 넣고, 이것을 140℃의 원하는 온도까지 급속 가열하였다.
t95%[초]는 온도 T(예를 들어, 140℃)에서의 분해 시간으로서, 상기 원하는 온도에서 최종 손실의 95%에 도달하게 되는 시간이고, a[%중량/초]는 온도 T(즉, 140℃)에서의 분해 속도론의 15%와 95% 포인트 사이의 선 기울기(line slope)이다.
그 결과가 하기 표 5b에 제공되어 있다.
[표 5b]
Figure pct00002
기능화제를 포함하는 모든 중탄산나트륨 생성물은 참조 SOLVAY BICAR® TEC 0/13과 대비하여 140℃의 온도에서 증가된 가스 방출 시간을 나타낸다.

Claims (15)

  1. 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법으로서,
    (a) 용매 중에 기능화제(functionalizing agent)를 용해시켜 기능화제를 포함하는 용액을 수득하는 단계;
    (b) 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 페이스트-유사 조성물이 형성되도록 하는 중량비로 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하는 단계;
    (c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 용매, 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계;
    (d) 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계를 포함하며,
    기능화제는 폴리비닐알코올(PVOH), 폴리글리콜, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 다당류, 폴리아크릴산(PAA), 폴리(아크릴산-코-말레산), 폴리에틸렌이민, 폴리비닐피롤리돈(PVP), N-(2-하이드록시프로필) 메타크릴아미드(HPMA), 폴리-갈락토만난, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체인, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다당류는 가수분해된 전분, 카르복시메틸셀룰로스(CMC), 아라비아 검, 카라기난, 구아 검, 로커스트 빈 검, 잔탄 검, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  3. 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법으로서,
    (a) 용매 중에 기능화제를 용해시켜 기능화제를 포함하는 용액을 수득하는 단계;
    (b) 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 페이스트-유사 조성물이 형성되도록 하는 중량비로 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하는 단계;
    (c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 용매, 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계;
    (d) 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계를 포함하며,
    기능화제는 아미노산인, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아미노산은 카제인, 젤라틴, 글리신, 프롤린, 하이드록시프롤린, 글루탐산, 알라닌, 아르기닌, 아스파르트산, 라이신, 펙틴, 세린, 류신, 발린, 페닐알라닌, 트레오닌, 아이소류신, 하이드록시라이신, 메티오닌, 히스티딘, 티로신, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  5. 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 제형을 제조하기 위한 방법으로서,
    (a) 용매 중에 기능화제를 용해시켜 기능화제를 포함하는 용액을 수득하는 단계;
    (b) 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 페이스트-유사 조성물이 형성되도록 하는 중량비로 알칼리 금속 염을 기능화제를 포함하는 용액과 혼합하는 단계;
    (c) 페이스트-유사 조성물을 압출하여 용매, 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계;
    (d) 분말, 필라멘트 또는 과립으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 알칼리 금속 염 및 기능화제를 포함하는 분말, 필라멘트 또는 과립을 수득하는 단계
    를 포함하며,
    기능화제는 수용성 무기 염이되, 단 수용성 무기 염은 규산나트륨이 아닌, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수용성 무기 염은 규산염, NaCl, KCl, MgCl2, 인산나트륨, 붕산염, 질산염, 아질산염, 황산염, 아황산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 물인, 방법.
  8. 제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능화제는 PVOH이고, 단계 a)에서 기능화제를 포함하는 용액은 물 100 g당 20 내지 40 g의 PVOH를 포함하고, 단계 b)에서 알칼리 금속 염 입자를 PVOH의 용액과 혼합하는 것은 알칼리 금속 염 입자 대 기능화제를 포함하는 용액의 적어도 1/1 내지 최대 3/1의 중량비로 행해지는 것인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필라멘트 또는 과립은 추가로 밀링되는 것인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득 가능한, 기능화제 및 알칼리 금속 바이카보네이트 염, 알칼리 금속 카보네이트 염, 알칼리 금속 세스퀴카보네이트 염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알칼리 금속 염을 포함하는 분말, 과립 또는 필라멘트.
  11. 제10항에 있어서, 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 75%, 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염, 및 0.1% 내지 60%(중량 기준)의 기능화제, 및 최대 49.9%, 바람직하게는 최대 24.9%, 더 바람직하게는 최대 14.9%(중량 기준)의 물을 포함하는, 분말, 과립 또는 필라멘트.
  12. 제11항에 있어서, 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 60%, 더 바람직하게는 적어도 65%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 70%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 75%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 80%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 85%(중량 기준)의 알칼리 금속 염을 포함하는, 분말, 과립 또는 필라멘트.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 금속 염은 적어도 100 초의 용해 시간을 나타내며, 용해 시간은 350 rpm의 교반 속도로 25℃ ± 0.5℃에서 1 리터(1000 ml ± 1 g)의 탈이온수로 교반되는 비커 내에서 도전율계 다이빙 셀(conductivity meter diving cell)을 사용하여 측정되고, 교반기(4 개의 수직 블레이드)의 기하학적 형태는 높이 11 mm, 직경 42 mm이고, 각각의 블레이드는 길이 20 mm 및 높이 10 mm인 것으로 측정되고, 비커의 직경은 100 mm이고, 블레이드들과 비커 바닥 사이의 갭은 10 mm이고, 도전율계는 교반기 축의 40 mm에 그리고 액체 표면 아래 20 mm에 위치되고, 분말, 과립 또는 필라멘트의 10 g ± 0.05 g 샘플이 용액 또는 현탁액 내로 도입되고, 용해 시간은 (샘플이 용액 내로 도입될 때를 시작으로) 샘플의 용해 동안 도전율의 최대 값의 95%에 도달하는 데 필요한 시간인, 분말, 과립 또는 필라멘트.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 금속 염은 바이카보네이트 또는 세스퀴카보네이트 염이고, 과립 또는 필라멘트는 분말, 과립 또는 필라멘트의 15 mg 샘플의 열중량 분석(TGA)에 의해 결정될 때 적어도 150℃의 CO2 방출 최대 온도를 나타내며, 이때 가열은 10℃/min의 속도로 30℃ 내지 500℃에서 수행되는 것인, 분말, 과립 또는 필라멘트.
  15. 플라스틱 가공, 플라스틱 발포, 연도 가스(flue gas) 세정, 제약학적 또는 화장용 조성물, 세정제 조성물, 식품 및 사료 팽창(leavening) 조성물, 식품 및 사료 보충 첨가물 또는 식품 및 사료 pH 완충제(특히, 수생 동물 또는 어류용)에 있어서의 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 분말, 과립 또는 필라멘트의 용도.
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