JPH10506841A - シームレスカプセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、同心円的に整列したノズルを通って充填材料の流量フラックスに等しいシェル材料の流量フラックスを設定することによって充填材料を包むシェル材料を有するシームレスカプセルの製造方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 シームレスカプセルの製造方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、同心円的に整列した複合ノズル装置を使用することによって充填材 料をカプセルに包むシェル材料を有するシームレスカプセルの製造装置に関する 。 従来技術の説明 充填材料をカプセルに包むシェル材料を有するシームレスカプセルは、中央充 填チュウインガム、医薬品のカプセル、食品、化粧品、工業用化学薬品等のよう な種々の用途のために使用される。これらのシームレスカプセルは、通常押し出 されたシェル材料が押し出された充填材料のカプセルで包むように同心円的に整 列したノズルを通ってシェル材料及び充填材料を同時に押し出すことによって製 造される。これまで、カプセル内のシェル材料対充填材料の重量比は、通常、ノ ズルを通る充填材料の流量に対してシェル材料の流量を操作することによって通 常制御される。例えば、日本のＫＯＮＡパウダーサイエンス及び技術第３巻（１ ９８５）ｐｐ３２−３５のToshiyuki、Suzukiらの“同心円型ノズル装置によって シームレスカプセルを形成する方法”には、異なる流量のシェル及び充填材料を 活用することによってシームレスカプセルを形成する方法が示されている。しか しながら、流量を変化させることによって量の比を制御することは、異なるシェ ル及び充填材料の異なる流量に関する実験が必要になる。さらに、比を制御する ために流量を調整することは、シェル材料とは異なる材料でコア材料を移動させ る必要があり、その結果、方法の不安定性及び漏れやすいコアを有するカプセル を生じる結果となる。 本発明は、同心円的に整列したノズルを通って充填材料の流量フラックスに等 しいシェル材料の流量フラックスを設定することによってシームレスカプセルを 準備する新しい方法を提供することによって従来技術の欠点を克服する。その結 果、カプセル内のシェル材料対充填材料の比は、流量を試みることなく、単に同 心円的に整列するノズルのオリフィス面積の寸法を変化させることによって、制 御することができ、その結果、その方法を安定した状態を達成するのに十分で容 易な方法を達成することができる。 発明の概要 本発明は、少なくとも外側ノズル及び内側ノズルを有する同心円的に整列した 複合ノズル装置を準備する工程と、 シェル材料を前記外側ノズルに、充填材料を前記内側ノズルに供給する工程と 、 前記外側ノズルを通って前記シェル材料を、前記内側ノズルを通って前記充填 材料を同時に押し出す工程とを有し、前記外側ノズルを通る前記シェル材料の流 量フラックスは、前記内側ノズルを通る前記充填材料の流量フラックスと等しい 充填材料を包むシェル材料を有するシームレスカプセルの製造方法を提供する。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明に使用するのに適した同心円的に整列した複合ノズル装置の 外力断面図である。 第２図は、第１図に示した同心円的に整合した複合ノズル装置の複合ノズルオ リフィスの底面図である。 発明の詳細な説明 本発明において、ノズルから流れる材料の流量フラックスは、ノズルオリフィ ス面積に対してノズルを通る材料の流量比として定義される。同心円的に整列し たノズルを通る充填材料の流量フラックスに等しいシェル材料の流量フラックス を設定することによって、カプセル内のシェル材料に対する充填材料の重量比は 、ノズルのオリフィス領域の寸法を変化させることによって制御することができ る。 第１図は、本発明において使用する適切に同心円的に整列した複合ノズル装置 を示す。複合ノズル装置は、例えば、次の部品、Ａから内側ノズル１に供給され る充填材料を受け分配する内側ノズル１と、Ｂから出口ノズル２に供給されたシ ェル材料を受け及び分配する外側ノズル２とを有する。内側ノズル１及び外側ノ ズル２は同心円的に整列している。充填材料及びシェル材料は内側ノズル１及び 外側ノズル２から同時に押し出され同軸的な流れを、下流に流れる担体流６内に 形成することができる。押出シェル材料４は、押し出された充填材料５を包囲し てカプセル３を形成する。通常、形成されたカプセルは、約１〜８ｍｍ、好まし くは４〜６ｍｍの範囲の外径と、約９：１〜１．５：１、好ましくは、約３．５ 〜１．７：１の充填材料対シェル材料の重量比とを有する。 形成されたカプセルは、多数の後処理が行われる。通常、カプセルは、シェル 材料を硬化し、溶剤で洗浄し、次に乾燥することができるように、担体流体で冷 却される。適当な洗浄溶剤は、イソパラフィンペトロレアム炭化水素、イソプロ パノル、エチルアセテート、アセトン、ｎ−ヘキサン、メタノール及びエタノー ルを含む。洗浄されたカプセルは、カプセル上の過剰な溶剤を除去するために遠 心力が加えられる。流体ベッド乾燥、トレイ乾燥等によって乾燥が行われる。ま た、乾燥前に、カプセルグルタラルデヒドでゼラチンシェルを処理することによ ってシェル材料を架橋してシェル強度を改良するために化学的に処理される。 第２図は、第１図に示すような同心円的に整列した複合ノズル装置の複合ノズ ルオリフィスの底面を示す。複合ノズルオリフィスは、オリフィス面積Ａ₁を有 する内側ノズルオリフィス１ａと、環状オリフィス面積Ａ₂を有する出口ノズル オリフィス２ａとを有する。充填材料は、内側ノズルオリフィスを通って内側ノ ズル１から押し出され、シェル材料は、外側ノズル環状オリフィス２ａを通って 外側ノズル２から押し出される。通常、オリフィス面積Ａ₁は、約０．７９〜約 ４．６９ｍｍ²の範囲であり、環状オリフィス面積Ａ₂は、約１．７０〜約１８． ３１ｍｍ²の範囲である。 本発明に限定することなく、本発明の利点を次のように示すことができる。外 側ノズル２を通るシェル材料の流量フラックスが、内側ノズル１を通って充填材 料のものと同じであるとき、シェル材料の流量Ｖ₂対外側ノズル環状オリフィス 面積Ａ₂の流量の比は、次の公式（Ｉ）によって示されるように内側ノズルオリ フィス面積Ａ₁に対する充填材料の流量Ｖ₁の比に等しくなる。 Ｖ₂／Ａ₂＝Ｖ_l／Ａ₁ （Ｉ） その結果、シェル材料の流量Ｖ₂対充填材料の流量Ｖ₁の比は、次の公式（II） によって示されるように外側環状オリフィス面積Ａ₂に対する内側オリフィス面 積Ａ₁の比に等しくなる。 Ｖ₁／Ｖ₂＝Ａ₁／Ａ₂ （II） シェル材料の量Ｍ₂対充填材料の量Ｍ₁の重量比は、次の公式（III）によって 決定することができる。 Ｍ₁／Ｍ₂＝ｄ₁ｖ₁／ｄ₂ｖ₂ （III） ここでｄ₁は、充填材料の密度、ｄ₂は、シェル材料の密度、ｗは、シェル材料 の固体の重量の百分率である。流量の比が本発明によるＶ₁／Ｖ₂が、本発明によ るオリフィス面積比Ａ₁／Ａ₂に等しいので、重量比Ｍ₁／Ｍ₂は次の公式（IV）に よって決定することができる。 Ｍ₁／Ｍ₂＝ｄ₁／ｄ₂ｗ×Ａ₁／Ａ₂ （IV） その結果、シェル材料に対する充填材料の量の比は、外側環状ノズルオリフィ ス面積に対する内側ノズルオリフィス面積の比を変化させることによって、すな わち、使用するノズルのオリフィス面積の寸法を単に変化させることによって制 御することができる。 本発明に使用することができる同心円的に整列した複合ノズル装置は、２つ以 上の同心円的に整合した内側及び外側ノズルを有することもできる。内側と外側 のノズルとの間に配置された１またはそれ以上の同心円的に整合した中間ノズル があり、そのノズルから１またはそれ以上の中間シェル材料を押し出すことがで きる。このような実施例において、外側のノズルから押し出されたシェル材料は 、中間ノズルから押し出された中間のシェル材料をカプセルに包み、これは、内 側ノズルから押し出された充填材料を包囲する。本発明によれば、中間ノズルを 通る中間シェルの流量フラックスに、外側ノズルを通るシェル材料の流量フラッ クス及び内側ノズルを通る充填材料の流量フラックスに等しくなるように設定さ れる。 本発明において、シームレスカプセルをつくるために従来のシェル材料及び充 填材料を使用することができる。通常、適当なシェル材料はフィルム成形材料で ある。適当なシェル材料の例は、ゼラチン、炭化水素ワックス、炭化水素ポリマ ー、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースのような水溶性ポリマ ー、水溶性ポリバレントアルコールまたはポリグリセリン、ソルビトル、エチレ ングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレ ングリコール、オリゴサッカライド、シュガーエステル、グリセライド、ソルビ タンエステルのような水溶性誘導体、天然及び合成ガムを含む。 好ましい実施例において、表面活性剤がシェル材料に付加される。理論によっ て制限することはしないが、表面張力を低下させるように作用し、表面活性剤は 、シェル材料を充填材料上に広げ、カプセルの形成を容易にする。適当な表面活 性剤は、ソルンビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノス テアレートのようなエソキシレートポリオルステアレートのようなポリオルステ アレートを含み、これらは米国特許第３，７７９，９４２号に説明されており、 これは参照によりここに組み込まれている。 適当な充填材料は、液体の形または可溶性固体材料の態様である。適当な充填 材料の例は、ココナツオイル、ペパーミントオイル、シナモンオイル、フェネル オイル、クローブオイル、ウイートガームオイル、ベジタブルオイル、ビタミン 、薬剤の溶液、天然及び人工の甘味料、メントール等のような中位鎖トリグリセ ライドオイル（ＭＣＴ）を含む。本発明による好ましい充填材料は、ＭＣＴオイ ルである。 本発明は、中央がチュウインガム、カプセルに包まれた医薬品、食品、化粧品 、工業用薬品等のような種々の用途のシームレスカプセルをつくるのに有効であ る。 本発明は、次の非制限的な例によって説明する。 実施例１ 内側ノズル及び外側ノズルを有する同心円的に整列した複合ノズル装置を使用 することによってシームレスカプセルが製造される。、内側ノズルは、２ｍｍの 内径と、２．５ｍｍの外径と、３．１４ｍｍ²のオリフィス面積とを有する。外 側ノズルは、３．５ｍｍの内径と、４．７１ｍｍ²の環状オリフィスとを有する 。シェル材料として７５°の温度及び２７ｍｌ／分の流量で３３重量％のゼラチ ン固体を有する１．１ｇ／ｍｌの密度を有するゼラチン溶液が外側ノズルに供給 される。０．９７５ｇ／ｍｌの密度を有するＭＴＣオイルは、２５℃の温度及び １８ｍｌ／分の流量で充填材料として内側ノズルに供給される。ゼラチン溶液及 びＭＣＴオイルは、１０℃の温度まで冷却され、２０００ｍＬ／分の流量で下流 に流れるココナツオイルに５．７３ｍｌ／分．ｍｍ²の流量フラックスで外側及 び内側ノズルからそれぞれ同時に押し出される。押し出されたゼラチンはＭＣＴ オイルを包囲してシームレスカプセルを形成する。その結果形成されるカプセル は、４乃至５ｍｍの直径を有し、１．７の充填：シェル材料重量比の６２．９５ の重 量％の充填材料及び３７．０５重量％のシェル材料を有し、これは、公式（IV） を使用することによって得られる予測値に対応する。 実施例２ 異なるノズル寸法及び異なる流量を使用することを除いて実施例１と同じ方法 でシームレスカプセルが製造される。内側ノズルは、２．４３９ｍｍの内径と、 ３．４２９ｍｍの外径と、４．６７ｍｍ²のオリフィス面積とを有する。外側ノ ズルは、４ｍｍの内径と、３．３３ｍｍ²の環状オリフィスとを有する。ゼラチ ン溶液が９．２８ｍｌ／分の流量で外側ノズルに供給され、１３ｍｌ／分の流量 でＭＣＴオイルが内側ノズルに供給され、その結果の双方の流量フラックスは２ ．７８ｍｌ／分．ｍｍ²である。その結果形成されるカプセルは、２〜４ｍｍの 直径を有し、３．７５の充填：シェル材料重量比の７８．１１の重量％の充填材 料及び２１．８８重量％のシェル材料を有し、これは、公式（IV）を使用するこ とによって得られる予測値に対応する。 実施例３ ０．５％重量％のポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレエート表面 活性剤がゼラチン溶液に付加されることを除いて実施例１と同じ方法でシームレ スカプセルが製造される。さらに、ゼラチン溶液の流量は、１５ｍｌ／分に変更 され、ＭＣＴオイルの流量は、１０ｍｌ／分に変更され、その結果双方の流量フ ラックスは、３．１８ｍｌ／分．ｍｍ²になる。形成されるカプセルは、１〜４ ｍｍの直径を有し、１．７の充填：シェル材料重量比の６２．９５重量％の充填 材料及び３７．０５重量％のシェル材料を有し、これは、公式（IV）を使用する ことによって得られる予測値に対応する。 実施例４ １重量％のポリオキセチレン（２０）のソルビタンモノオレート表面活性剤を ゼラチン溶液を含む２５％重量の固体に付加し、異なるノズル寸法及び異なる流 量を使用することを除いて実施例１と同じ方法で製造する。内側ノズルは、２ｍ ｍの内径と、２．６ｍｍの外径と、３．１４ｍｍ²のオリフィス面積とを有する 。外側ノズルは、３．３ｍｍの内径と、３．２４ｍｍ²の環状オリフィスとを有 する。ゼラチン溶液が１６．１１ｍｌ／分の流量で外側ノズルに加えられ、ＭＣ Ｔ オイルが１５．６ｍｌ／分の流量で内側ノズルに加えられ、その結果の流量フラ ックスは、４．９７ｍｌ／分．ｍｍ²になる。その結果形成されるカプセルは、 １〜４ｍｍの直径を有し、３．２６の充填：シェル材料重量比の７６．５１の重 量％の充填材料及び２３．４９重量％のシェル材料を有し、これは、公式（IV） を使用することによって得られる予測値に対応する。 本発明を好ましい実施例と考慮されるものに関して説明したが、本発明は説明 した実施例には制限されないことを理解すべきである。本発明は請求の範囲の精 神及び範囲内に含まれる種々の変形及び等価機構をカバーするように意図するも のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも外側ノズル及び内側ノズルを有する同心円的に整列した複合ノ ズル装置を準備する工程と、 シェル材料を前記外側ノズルに、充填材料を前記内側ノズルに供給する工程と 、 前記外側ノズルを通って前記シェル材料を、前記内側ノズルを通って前記充填 材料を同時に押し出す工程とを有し、前記ノズルを通る前記シェル材料の流量フ ラックスは、前記内側ノズルを通る前記充填材料の流量フラックスと等しい充填 材料を包むシェル材料を有するシームレスカプセルの製造方法。 ２．前記充填材料に対するシェル材料の重量比が、内側ノズル面積対外側環状 ノズルオリフィス面積に対する比を変化させることによって制御される請求項１ に記載のシームレスカプセルの製造方法。 ３．充填材料対シェル材料に対する重量比が、内側ノズル面積及び／または外 側ノズルオリフィス面積の寸法を変化させることによって制御される請求項１に 記載のシームレスカプセルの製造方法。 ４．表面活性剤が、シェル材料に付加される請求項１に記載のシームレスカプ セルの製造方法。 ５．前記カプセルを洗浄及び乾燥する工程を有する請求項１に記載のシームレ スカプセルの製造方法。 ６．乾燥工程の前に前記シェル材料を架橋するように前記カプセルを化学的に 処理する行程を有する請求項５に記載のシームレスカプセルの製造方法。 ７．前記充填材料対シェル材料の重量比が、約９：１〜１．５：１である請求 項７に記載のシームレスカプセルの製造方法。 ８．前記充填材料対シェル材料の重量比が、約３．５：１〜１．７：１である 請求項７に記載のシームレスカプセルの製造方法。 ９．前記シェル材料が、ゼラチンである請求項１に記載のシームレスカプセル 。 １０．前記充填材料は中位鎖トリグリセライドオイルである請求項１に記載の シームレスカプセルの製造方法。 １１．前記シームレスカプセルが、約１ｍｍ〜約８ｍｍの範囲の外径を有する 請求項１に記載のシームレスカプセルの製造方法。 １２．前記シームレスカプセルが、約４ｍｍ〜約６ｍｍの範囲の外径を有する 請求項１１に記載のシームレスカプセルの製造方法。 １３．前記内側ノズルが、約０．７９〜約４．６９ｍｍ²の内側のオリフィス 面積を有し、前記外側ノズルは約１．７〜約１８．３１ｍｍ²の内側のオリフィ ス面積を有する請求項１に記載のシームレスカプセルの製造方法。 １４．同心円的に整列した複合ノズル装置の内側ノズルと外側ノズルとの間に 配置された少なくとも１つの中間のノズルを通って少なくとも１つの中間のシェ ル材料を供給する工程と、 同じ流量フラックスで前記中間ノズルを通って前記中間のシェル材料を同時に 押し出す行程とを有する請求項１に記載のシームレスカプセルの製造方法。