JPH0284401A - 多孔性微小セルロース粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多孔性微小セルロース粒子に関するものであり
、さらに詳しくは従来のものにはない大きな比表面積と
発達した細孔構造を有し、かつ結晶形が１型であること
を特徴とする多孔性微小セルロース粒子に関するもので
ある。本発明物質は食品、医薬品の吸着担体、圧縮成形
助剤、流動性改良剤、化粧品の添加剤などに利用される
。

（従来の技術） 多孔性のセルロース粒子は従来、ゲル濾過剤、セルロー
ス性イオン交換体の原料、アフィニティクロマトグラフ
ィー用担体、高分子担体、化粧品添加剤等として種々の
分野で使用されている。

その製造方法としては例えばビスコースを凝固再生浴中
に粒状で落下させてａ固再生を行わせることにより１６
〜１７０メツシユの多孔性再生セルロース粒子を得る方
法（特開昭４８−６０７５３号）や、アンモニア性水酸
化銅溶液にセルロースを溶解し、乳化剤を含むベンゼン
中に滴下してセルロース溶液を分散後、再生浴にこれを
投入してセルロース小球を得る方法（特公昭５２−１１
２３７号）、三酢酸セルロースの粒状粒子をケン化する
ことにより多孔性セルロース球状粒子を得る方法（特公
昭６３１２０９９号）などが開示されている。しかしそ
れらはクロマトグラフィー用担体として用いられるため
製品は通常湿潤した状態であり、乾燥すると収縮を起こ
して充分な細孔容積を維持することができない。

またそれらはセルロースもしくはセルロース誘導体の溶
解・再生操作を行っているがために、その結晶形は■型
となっている。

乾燥状態の多孔性セルロース粒子としては特公昭５７−
４５２５４号に、水不混和性液体中のビスコース懸濁液
を加熱することにより固化し、次いで酸分解して球状セ
ルロース粒子を得る方法が示されており、その中に「約
３０％以下の気孔率を有する粒子は寸法安定性であり、
乾燥できる」との記載があるが、使用目的に適応しない
ため具体的な記述は示されていない。また、特開昭６３
−９０５０１号には、セルロースザンテートと水溶性高
分子化合物のアルカリ水溶液の混合物の微粒子状分散液
を凝固・中和後、該水溶性高分子を除去することにより
多孔性のセルロース粒子を得る方法が示されているが比
表面積に関する記載は全くない。これらとても溶解・再
生操作を行っているから製品の結晶形はやはり■型であ
る。

セルロースの結晶形は■型、■型、■型、■型などが知
られておりその中で特に■型は「天然セルロース」、■
型は「再生セルロース」と呼ばれている。天然セルロー
スは古来、植物繊維として食用に供しており、又、現在
では液状食品の分散安定剤や医薬品の賦形剤として広く
使用されており、再生セルロースは服飾材料であるレー
ヨン糸やキュプラ糸、前出のクロマトグラフィー用担体
としての球状粒子として使用されている。■型と■型で
は使用分野が異っており、結晶形の違いは使用目的によ
り留意すべき問題である。

比表面積の大なるセルロース粉末は有機溶媒置換法や臨
界点乾燥法を用いることにより調整し得ることが知られ
ている。（臼田誠人、紙バ技協誌、並　（４）、４２３
−４３３（１９８２））　　Ｌかしそれらはおおよそ３
００Å以下の細孔を有するにとどまり、それ以上の大き
な細孔を有することはなく、またその細孔容積も充分な
ものとはいえない。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明者は従来のものとは異なる、発達した細孔構造を
互し、かつ、充分な気孔容積を有し、さらには乾燥状態
で大なる比表面積を有する多孔質の天然セルロース微小
粒子を得るために鋭意努力を重ねた結果、本発明に到達
したものである。本発明の目的は新規な多孔性の微小セ
ルロース粒子を提供することにある。

従来知られている多孔性セルロース粒子は前述の通り、
いずれもセルロースもしくはセルロース誘導体の溶解・
再生操作を行っているがためにその結晶形は■型となっ
ており、また乾燥状態で発達した細孔構造（直径の大き
な細孔と充分な細孔容積）と大きな比表面積を合わせも
つものはなかった。

（問題を解決するための手段） 本発明は、結晶形が■型であり、比表面積が２０ｒｒｆ
　／　ｇ以上でかつ直径０．０１μｍ以上の細孔容積が
０．３ｃｍ３／ｇ以上の多孔構造を有し、そして平均粒
径が大きくとも１００μｍであることを特徴とする多孔
性セルロース微小粒子に関するものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明による多孔性セルロース微小粒子の結晶形は■型
であり、ラミー、コントンリンター、木材パルプ等の天
然セルロースと同じ結晶構造を有している。さらに本発
明による多孔性セルロース微小粒子は長径と短径の比が
比較的１に近い球状を呈している場合が多く、その表面
は１μｍ以下の微小な孔を無数に有するような状態か、
もしくはその多孔質面と棒状のセルロース粒子が混在す
るような状態となっている。多孔性は表面のみならず内
部にも及んでおり、直径ｏ、ｏｉμｍ以上の細孔の容積
は０．３ｃ＋ｆｌ／ｇ以上でかつ比表面積が２０ｒｄ　
／　ｇ以上であるという微細細孔構造を有している。

これら微細細孔構造を規定する３つの条件のいずれが欠
けても本発明の目的とする効果を発揮し得ない。一般に
細孔の直径が大きな場合、例えば０．１μｍ以上である
とすると細孔容積は大となりやすく、又、細孔直径が小
さな場合は比表面積が大となりやすい。しかし、特に溶
解・再生操作を取り得ない天然セルロース粒子の場合、
この３つの物性を制御することが困難であったが、本発
明による多孔性セルロース粒子はそれらを兼ね備えてお
り、そのために医薬品の吸着担体や粉体の圧縮成形助剤
として極めて優れた性質を発揮し得るものである。

また本発明による多孔性セルロース粒子は平均粒径が１
００μｍ以下である。これは、一般に平均粒径が１００
μｍ以上の粉体は他の粉体との混合性が悪く、粉として
の欠点を惑しるようになるためであり、例えば、医薬品
製剤の混合粉体の流動性改良剤として本発明品を用いた
場合、平均粒径が大きいと他の粉との分離が生じ、その
機能を充分に発揮し得なくなる。

本発明の多孔性セルロース微小粒子は例えば以下の方法
により製造されるが、これらの方法に限定されるもので
はない。

本発明の多孔性セルロース微小粒子は有機溶媒に分散さ
せた微粒子状天然セルロースをスプレードライ法により
造粒、乾燥することで得ることができる。

セルロース微粒子の有機溶媒スラリーは種々の方法で調
整することができる。例えば、天然セルロース原料を化
学的処理（酸加水分解等）および、もしくは機械的処理
（粉砕、摩砕等）により微粒子状のセルロース粒子とし
、この時分散媒となっている水を有機溶媒で置換し、さ
らに固形分濃度を調節することでスプレードライに供す
るスラリーを調整することができる。この際、要は有機
溶媒中に微粒子状セルロースが分散している状態にして
やればよいわけだから、有機溶媒置換後のスラリーに対
し摩砕処理を加えることで目的を達成してもよい。むし
ろ有機溶媒置換操作（有機溶媒分散、濾過の繰り返し）
の作業性はその方が良好である。分散微粒子の大きさは
１０μｍ以下好ましくは１ｕＩＩ＋以下であることが本
発明の中間原料として適当である。天然セルロース原料
としてはセルロース■型の結晶形を有するラミー、コツ
トンリンター、木材パルプなどが用いられ、また有機溶
媒としてはアセトン、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペンタン、シク
ロヘキサン、ベンゼン等の１種もしくは２種以上が使用
される。（２種以上の使用の際は、段階的な逐次置換と
なる。）スプレードライはスラリーの分散媒が有機溶媒
であるから防爆を考慮したクローズドシステムの、例え
ば窒素ガス循環型のスプレードライヤーを使用して行う
必要がある。

（発明の効果） 本発明によって得られる多孔性セルロース微小粒子は今
までに知られていない細孔構造、細孔容積及び比表面積
を有する天然セルロース粒子であり、造粒されているが
ために粉体としての自流動性に優れている。他の粉体と
混合するような場合、特に本発明品の粒度分布がシャー
プである場合、その混合粉体の流動性が極めて向上し、
例えば医薬品製剤の処方に組み入れ直接粉末圧縮法にて
錠剤を製すると錠剤の重量バラツキが著しく低減される
。また発達した細孔構造と充分な比表面積を有するがた
めに、直接粉末圧縮法における添加剤として必要な性質
である圧縮成形性に優れ、特に成形性の劣る処方系に配
合した場合においてその効果は顕著となる。さらに、ア
スピリンのような昇華性を有する生薬と本発明品を物理
混合すると主薬が細孔に吸着され、結局主薬の溶出速度
が著しく早くなることから、医薬品製剤の溶出性改善剤
として利用することも可能である。

本発明品は天然セルロースであるから食用として自由に
供し得ることができ、また化学的に不活性であることか
ら医薬品製剤や酵素製剤等の製剤の安定化にも寄与する
。

また、多孔性のセルロース粒子は液体クロマトグラフィ
ー用のカラム充填剤として利用され中でも■型の結晶構
造を有するセルロース粒子はアミノ酸の光学異性体の光
学分割に使用し得ることが知られているが、本発明の多
孔性セルロース微粒子は比表面積が大であることから、
そのようなカラム充填剤として優秀な性能を有する。

その他に本発明品は化粧品の配合剤としても使用し得る
。例えば固形のファンデーションに配合すると多孔性で
あること、又、粒子が大きすぎないことから、のび特性
が良くなり、またセルロスの特性上（吸湿性等）他の化
粧品配合成分や皮脂あるいは汗の含みが良好であるため
化粧（ずれしにくく、かつ軽い使用感が得られるように
なる。

またクリーム、乳液等の乳化型の化粧料に配合すると乳
化性が安定し、使用時ののびが軽く、使用後はさっばり
惑、かつしっとり感の優れたものとなる。

実施例に先立ち、製品粒子の物性評価法及び錠剤物性の
測定方法について説明する。

〈平均粒子系（μｍ）＞ 柳本製作所製ロータツブ式篩振盪機によりＪＩＳ標準篩
（Ｚ８８０１−１９８７）を用いて試料５０ｇを３０分
間篩分し、累積５０重量％の粒度を平均粒子径とする。

粒径が小さくて篩分は法で平均粒径が求められない場合
は顕微鏡法を用いて測定した。

顕微鏡法は試料粉末を水、エタノール、グリセリンの等
重量混合溶液に適当量分散させ、これを光学顕微鏡にて
写真撮影し、その写真に写っている個々の粒子について
粒子径を測定し、その平均をもって平均粒径とするもの
である。粒子径の測定は任意な一方向の２平行線で挟ま
れた距離として求め、検体数は２００個とした。

く細孔直径（μｍ）及び細孔容積（ｃｆｆｌ／ｇ　）　
＞島津製作所■ポアサイザー９３００を用い、水銀ポロ
シメトリーにより細孔分布を求め、細孔容積は粒子的水
銀侵入体積をもって表わした。

く比表面積（ボ／ｇ）〉 吸着物質として窒素を用い、ＢＥＴ法にて測定した。

〈結晶形〉 Ｘ線デイフラクトメーターによりＸ線回折を行い、その
デイフラクトプラムより判定した。

く安息角（°）〉 筒井理化学器械■製安息角測定器（ターンテーブル型）
により円錐堆積法を利用して測定した。

繰り返し数は３でその平均値をとる。

く錠剤明度（ｋｇ）＞ プロインド産業■製シュロインガー便度計で錠剤の径方
向に荷重を加え、破壊した時の荷重で表わす。繰り返し
数はｌＯでその平均値をとる。

く錠剤重量バラツキ（％）〉 錠剤１０錠をそれぞれ精秤し、変動係数を求める。

（実施例） 実施例１ 市販ＤＰバルブを切断し、７％塩酸水溶液中で１０５°
Ｃで２０分間加水分解して得られた酸不溶解残渣を中和
、洗浄、濾過・脱水したウェットケーク（水分含量５０
％）　　３．０ｋｇを１０４２ニーダ−にて約１時間混
練、摩砕した。この摩砕ウェットケークの水分をイソブ
ロビルアルコーゼレ（以下、ＩＰＡと略）で置換し、最
終的に固形分（セルロース分）濃度が５．５重量％、水
分が０．４重量％、ＩＰＡが９４．１重量％となるよう
にスラリーを調整した。このとき微粒子状セルロースは
そのほとんどが１μｍ以下に摩砕された状態であった。

このスラリーを窒素循環型のスプレードライヤを用い噴
霧乾燥を行ったところ、極めて球形に近い粒子から成る
粉体を得ることができた。この粉体の４５μｍ以上の粗
粒分をカットしくＪＩＳ　２８８０１４５μ鶴による）
その篩過留分を試料Ａとした。試料Ａの基礎物性を第１
表に示す。

実施例２ 実施例１と同様にして得られたウェットケークをＩＰＡ
に分散し、濾過・脱水、再分散を２回行い、さらに日本
精機製作所■製、ゴーリンホモジナイザー１５Ｍ型を用
い、処理圧４００ｋｇ／ｃＩ１１で３再分散処理を行い
、これを実施例１と同様に噴霧乾燥した。乾燥前のスラ
リーは固形分濃度が９．８重量％、水分が２．５重量％
、ＩＰＡが８７．７重量％という組成であった。得られ
たサンプルは標準篩（ＪＩＳ　Ｚ　８８０１２５０μｍ
　）を用いて２５０　ｐ　ｍ以上の粗粒分をカットし、
その２５０μｍ以下の球状試料を試料Ｂとした。試料Ｂ
の基礎物性を第１表に示す。

比較例Ｉ 実施例１と同様にして得られたウェットケーク１　ｋｇ
をアセトン２１に分散し、濾過・脱水した。

このアセトン置換したウェットケークを五橋製作所製高
速混合造粒機ＮＳＫ　２５０型に入れ、攪拌羽根の回転
速度５００ｒｐｍで１分間解砕・造粒した。この７１０
　ｕ　ｍ以下の留分（ＪＩＳ　Ｚ　８８０１７１０μｍ
による）を５０°Ｃで１８時間乾燥して球状試料Ｃを得
た。試料Ｃの基礎物性を第１表に示す。

比較例２ ｍ　販微結晶セルロース「アビセルＰＨ−１０１Ｊ「旭
化成工業■製）を試料りとした。試料りの基礎物性を第
１表に示す。

第　　１　　表 第１表を見るとわかるように、微粒状セルロスのＩＰＡ
スラリーの噴霧乾燥品である試料Ａ及び試料Ｂは細孔容
積も比表面積も充分大きく、かつ、平均粒径が１１００
ａ以下というものであった。

ちなみに試料Ｂの細孔容積が試料Ａのそれよりも大きい
にもかかわらず比表面積が小さいというのは細孔の大き
さが違うためである。（試料Ａの細孔は試料Ｂのそれよ
りも小さい。）摩砕処理や噴霧乾燥を行わずに調整した
セルロース粒子である試料Ｃは細孔容積は充分であった
が比表面積が低く、又、既存のセルロース粉末である試
料りは細孔容積、比表面積ともに満足のいくものではな
い。

以上のように、実施例に示したような操作を行うことで
今までにその存在が知られていなかった、結晶形がＩ型
であり、比表面積が２０ｒｒｆ／ｇ以上、直径０．０１
μｍ以上の細孔の容積が０．３ｃｍ３／ｇ以上でかつ平
均径粒が１００μｍ以下であるという新規な多孔性セル
ロース微小粒子を得ることができた。

以下、使用例により本発明の詳細な説明する。

使用例１ 試料Ａ、　　Ｂを各々９０ｇと線用鉄工所（製）製パン
タムミル・ＡＰ−Ｂ型（使用スクリーン径０．５鵬φ）
で微粉砕した局方ツェナセチン（山本化学工業■製）６
０ｇ、局方コーンスターチ（日数化学＠製）３０ｇ、乳
ｔｌ！（ＤＭｖ社製、１００メツシユＨ２０ｇをポリ袋
中にて３分間混合した後、局方ステアリン酸マグネシウ
ム（太平化学産業■製）を１．５ｇ加え、更に３０秒間
混合したものを、菊水製作所■製ＲＴ−Ｓ−９型ロ一タ
リー打錠機で８ｍｍφ、１２１？の杵を用いて回転速度
２５ｒｐ１１、成形圧１０００　ｋｇｆ／ｃｎ！で打錠
成形し、重量　２００■の錠剤を得た。その錠剤の物性
を第２表に示す。

比較使用例１ 試料Ｃ，Ｄを使用例１と同様にして打錠成形した。結果
を第２表に示す。

比較使用例２ 市販微結晶セルロース「アビセルＰｔｌ−３０１Ｊ（旭
化成工業■製）を試料Ｅとして使用例１と同様に打錠成
形した。結果を第２表に示す。

第　　２　　表 第２表を見ると試料Ａ、Ｂの安息角が他に比べて低いこ
とがわかる。（ここで安息角は打錠に供した混合粉体に
対する測定値である。）安息角が低いということは打錠
してできた錠剤の重量バラツキも低いであろうと予想さ
れるわけだがやはり試料Ａ、　　Ｂの重量バラツキも他
に比べて低い。重量バラツキという値は粉の流動性とい
うよりも打錠機の臼への充填性の良し悪しを示す値で直
接粉末圧縮法に対する粉の適応性はこの値をもって判断
されるものである。それは安息角が低くても重量バラツ
キが大きい、ということが、例えば試料りとＥの間の関
係のように有りがちなことであるまた錠剤として大事な
性質の１つである硬度においても本発明品である試料Ａ
、　Ｂは市販の直打用賦形剤である試料り、Ｅよりも高
い値をとっている。試料Ｃは各値ともほどほどの値をと
っているが粒径が大きくため他の粉体とのなじみが悪く
、分離・偏析が問題となる。

以上のように本発明による多孔性セルロース微小粒子は
医薬品製剤等の直接打錠用の圧縮成形助剤及び流動性改
良剤としての優秀な性質を有している。

特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結晶形がＩ型であり、比表面積が２０ｍ＾２／ｇ以上で
   かつ直径０．０１μｍ以上の細孔の容積が０．３ｃｍ＾
   ３／ｇ以上の多孔構造を有し、そして平均粒径が大きく
   とも１００μｍであることを特徴とする多孔性微小セル
   ロース粒子