(57)【要約】  本発明は、アルカリ金属重炭酸塩粒子と、添加剤としてのアミノ酸とを含有する粉末組成物をもたらす。本発明は、１〜１０重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、添加剤としてのアミノ酸とを含む水溶液を噴霧乾燥することによる、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法にも関する。本発明は更に、添加剤としてのアミノ酸の存在下でアルカリ金属重炭酸塩を共粉砕することによる、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法にも関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも７５重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、
１５重量％未満のアルカリ金属炭酸塩と、
２０重量％未満の水と、
０．０２〜１０重量％のアミノ酸又はその塩と
を含む粒子を含有する粉末組成物。
【請求項２】
前記アミノ酸がα−アミノ酸であり、好ましくは疎水性側鎖を有する、請求項１に記載の粉末組成物。
【請求項３】
前記アミノ酸が式（Ｉ）
2018502814.tif 000013
（式中、Ｒは水素、又はアルキル、又は任意選択的に置換されていてもよいアリール、又は任意選択的に置換されていてもよいヘテロアリール基であり、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルキル基である）のα−アミノ酸またはその塩である、請求項１又は２に記載の粉末組成物。
【請求項４】
前記粒子が最大２５μｍのＤ５０の粒径分布を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉末組成物。
【請求項５】
前記粒子の前記粒径分布が、１．８より小さいスパンを示し、前記スパンはスパン＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０によって定義される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の粉末組成物。
【請求項６】
６０°より小さい、特には１５°〜３０°である安息角を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の粉末組成物。
【請求項７】
少なくとも３００ｋｇ／ｍ３、好ましくは少なくとも４００ｋｇ／ｋｍ３のかさ密度を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の粉末組成物。
【請求項８】
粉砕される物質１００重量部当たり０．０２〜１０重量部のアミノ酸の存在下でアルカリ金属重炭酸塩を共粉砕することによる、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項９】
１〜１０重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、１〜１００００ｐｐｍのアミノ酸又はその塩とを含有する水溶液の噴霧乾燥による、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項１０】
前記アミノ酸がα−アミノ酸であり、好ましくは疎水性側鎖を有する、請求項８又は９に記載のアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項１１】
前記アミノ酸が式（Ｉ）
2018502814.tif 000014
（式中、Ｒは水素、又はアルキル、又は任意選択的に置換されていてもよいアリール、又は任意選択的に置換されていてもよいヘテロアリール基であり、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルキル基である）のα−アミノ酸である、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項１２】
前記粒子が最大２５μｍのＤ５０の粒径分布を有する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項１３】
前記粒子の前記粒径分布が、１．８より小さいスパンを示し、前記スパンはスパン＝（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０によって定義される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法。
【請求項１４】
アルカリ金属重炭酸塩を含む粒子を含有する粉末組成物であって、粒子が請求項８〜１３のいずれか１項に記載の方法によって得られる、粉末組成物。
【請求項１５】
１５°〜３０°である安息角、及び／又は少なくとも３００ｋｇ／ｍ３、好ましくは少なくとも４００ｋｇ／ｋｍ３のかさ密度を有する、請求項１４に記載のアルカリ金属重炭酸塩を含む粒子を含有する粉末組成物。
【請求項１６】
アルカリ金属重炭酸塩粒子の安息角の低減、及び／又は平均粒径の低減、及び／又はかさ密度の増加、及び／又は溶解時間の増加のための、添加剤としてのアミノ酸の使用。
【請求項１７】
前記アルカリ金属重炭酸塩粒子が、噴霧乾燥方法によって得られる、特には請求項９〜１３に記載の噴霧乾燥方法によって得られる、請求項１６に記載の使用。
【請求項１８】
請求項１〜７、１４、及び１５のいずれか１項に記載の粉末組成物の、食品用膨張剤としての、及びポリマー用発泡剤としての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ金属重炭酸塩粒子と、添加剤としてのアミノ酸とを含む粉末組成物に関する。本発明は、１〜１０重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、添加剤としてのアミノ酸とを含む水溶液を噴霧乾燥することによる、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
重炭酸ナトリウム粒子や重炭酸カリウム粒子などのアルカリ金属重炭酸塩粒子は当該技術分野で公知である。これらの製品は、これらを興味深いものとする数多くの特性を有しており、医薬産業、飼料及び食品産業などの複数の技術分野において、洗剤の中で、並びに非鉄金属の処理において広く利用されている。
【０００３】
重炭酸塩粒子を製造するための最も一般的な方法は、対応するアルカリ金属（例えば炭酸ナトリウム又は炭酸カリウム）の溶液又は対応するアルカリ金属の水酸化物の溶液を二酸化炭素で炭素化することによる結晶化である。重炭酸塩溶液の制御された冷却による、又はそのような溶液の溶媒を蒸発させることによる、重炭酸塩の結晶化も一般的である。
【０００４】
アルカリ金属重炭酸塩粒子の工業的な利用のためには、粒子の特定の特性、例えばこれらのかさ密度（かためかさ密度）又は安息角の制御が必要とされる。
【０００５】
かさ密度などのこれらのパラメーターを制御するためのいくつかの方法は当該技術分野で公知である。例えば、米国特許第５，４１１，７５０号明細書には、７０〜５００ｋｇ／ｍ３のかさ密度を有する重炭酸ナトリウム粉末の製造方法が開示されている。粒子は、添加剤としてのアルカリ金属塩が入った重炭酸塩の希薄水溶液を噴霧乾燥することによって作製される。
【０００６】
国際公開第２０１４／０９６４５７号パンフレットには、１〜１０重量％の重炭酸ナトリウムと、マグネシウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、及び大豆レシチンからなる群から選択される添加剤とを含む水溶液を噴霧乾燥することによる、重炭酸ナトリウム粒子の製造方法が開示されている。
【０００７】
噴霧乾燥によって製造されるアルカリ金属重炭酸塩粒子は通常微細な粒子であるものの、これらは容易に及び短時間で迅速に凝集する傾向にある。更に、これらの球状の形態によって流動性は向上するものの、上述の欠点を有さず、特には向上した流動性を示すだけでなく大きいかさ密度及び増加した溶解所要時間も示す、アルカリ金属重炭酸塩粒子を含む粉末組成物及びその作製方法が未だ必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
驚くべきことに、噴霧乾燥法及び共粉砕方法などのカプセル化方法において、特には噴霧乾燥において、アルカリ金属重炭酸塩粒子を作製する際の添加剤としてアミノ酸を使用すると、得られる粒子が非常に優れた流動性だけでなく、大きいかさ密度及び増加した溶解所要時間を示すことが見出された。
【０００９】
従って、本発明は、少なくとも７５重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、１５重量％未満のアルカリ金属炭酸塩と、２０重量％未満の水と、０．０２〜１０重量％のアミノ酸又はその塩とを含む粒子を含有する粉末組成物に関する。
【００１０】
これは、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製のためのカプセル化方法にも関する。特に、これは１〜１０重量％のアルカリ金属重炭酸塩と、１〜１０，０００ｐｐｍのアミノ酸又はその塩とを含有する水溶液の噴霧乾燥方法に関する。これは、粉砕される物質１００重量部当たり０．０２〜１０重量部のアミノ酸又はその塩の存在下でのアルカリ金属重炭酸塩の共粉砕方法にも関する。
【００１１】
本発明は、安息角の低減、かさ密度の増加、及び／又はアルカリ金属重炭酸塩粒子の溶解時間の増加のための、添加剤としてのアミノ酸の使用にも関する。
【００１２】
本発明は、上で定義した粉末組成物の、食品用膨張剤及びポリマー用発泡剤としての使用にも関する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】参考のための、添加剤なしの重炭酸ナトリウム粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
【図２】噴霧乾燥される溶液１キログラム当たり１，０００ｍｇのロイシンを含む（１，０００ｐｐｍの添加剤）重炭酸ナトリウム粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３】噴霧乾燥される溶液１キログラム当たり５，０００ｍｇのロイシンを含む（５，０００ｐｐｍの添加剤）重炭酸ナトリウム粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
【図４】噴霧乾燥される溶液１キログラム当たり１，０００ｍｇのロイシンを含む（１，０００ｐｐｍの添加剤）重炭酸ナトリウム粒子の走査型電子顕微鏡写真である。
【００１４】
定義
本明細書において、１つの要素又は組成物が、列挙された要素又は構成要素のリスト中に含まれるかつ／又はこのリストから選択されるものと記されている場合、本明細書で明示的に企図されている関連する実施形態の中で、その要素又は構成要素は同様に、個別の列挙された要素又は構成要素のいずれか１つでもあり得るか、又は、明示的に列挙された要素又は構成要素のいずれか２つ以上からなる群からも選択され得ることを理解すべきである。
【００１５】
更に、本明細書中に記載されている装置、プロセス又は方法の要素及び／又は特徴は、本明細書中において明示的であるか暗示的であるかに関わらず、本教示の範囲及び開示から逸脱することなくさまざまな形で組合せることのできるものであることを理解すべきである。
【００１６】
本明細書において、用語「約」は、特に明記しない限り、その公称値から±１０％の変動を意味する。
【００１７】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」及び「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」を包含する。
【００１８】
用語「ｐｐｍ」は、重量基準で表されるパーツパーミリオン（例えば１ｐｐｍ＝１ｍｇ／ｋｇ）を意味する。
【００１９】
記号「％」は、特に明記しない限り、「重量パーセント」を意味する。
【００２０】
本明細書において「球状の形態」とは、走査型電子顕微鏡上の形状が、小さい方の直径に対する大きい方の直径の比が１．４未満の卵形である粒子を意味する。
【００２１】
本明細書における化学的用語は、一般的に利用されているＩＵＰＡＣ基準に従って使用される。特に、アミノ酸に関しては、使用されている専門用語は、Ｐｕｒｅ＆Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌｕｍｅ  ５６，ｎｏ．５，ｐａｇｅｓ  ５９５  ｔｏ  ６２４，１９８４の中で公表されているようなＩＵＰＡＣ勧告１９８３に従う。
【００２２】
本明細書において、「かさ密度」とは、「ゆるめかさ密度」のことをいい、特に明記しない限り、ＡＳＴＭ  Ｄ７４８１−０９「方法Ａ」に従って決定することができる。タップ密度も、特に明記しない限り、ＡＳＴＭ  Ｄ７４８１−０９「方法Ａ」に従って決定することができる。
【００２３】
本明細書において、「安息角」とは、顆粒材料の分野で公知の安息の臨界角である。すなわち、崩れ落ちることなしに材料を積み上げることができる、水平板に対する最も急な降下角度又は傾斜角度である。安息角は、特に明記しない限り、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ６１６８に従って決定することができる。
【００２４】
本明細書において、「溶解時間」は、２５℃±０．５℃で、１リットル（１０００ｍｌ±１ｇ）の脱イオン水が入った撹拌されているビーカーの中で、導電率計のダイビングセルを用いて測定される。撹拌速度は３５０ｒｐｍであり、スターラーの形状（４ブレード）は高さ１１ｍｍ、直径４２ｍｍである。ビーカーは直径１００ｍｍである。ブレードとビーカーの底との間の隙間は１０ｍｍである。導電率計は、スターラー軸の４０ｍｍ、液面の下２０ｍｍに配置される。１０ｇ±０．０５ｇの粒子、例えばアルカリ金属重炭酸塩粒子を溶液の中に入れる。溶解すると溶液の伝導率は上昇する。「溶解時間」は、粒子が完全に溶解した際の導電率の最終値の９５％に到達するのに必要な時間（溶液に粒子を入れてから測り始めて）である。
【００２５】
発明の詳細な説明
本発明は、アルカリ金属重炭酸塩粒子を含有する粉末組成物に関する。アルカリ金属は、好ましくはナトリウム又はカリウムであり、特にはナトリウムである。粒子は、アルカリ金属重炭酸塩の少なくとも７５重量％、好ましくは少なくとも７８重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特には少なくとも８２重量％のアルカリ金属重炭酸塩、特には重炭酸ナトリウムを含む。粒子は１５重量％未満のアルカリ金属炭酸塩、すなわちアルカリ金属重炭酸塩の対応するアルカリ金属炭酸塩を含む。つまり、好ましいアルカリ重炭酸塩が重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）又は重炭酸カリウム（ＫＨＣＯ３）である場合、アルカリ炭酸塩はそれぞれ炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）又は炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）である。好ましくは、粒子中のアルカリ金属炭酸塩の含量は最大でも１４重量％、特には最大でも１３重量％のアルカリ金属炭酸塩である。また、粒子は２０重量％未満の水、好ましくは１５重量％未満、より好ましくは１０重量％未満、特には５重量％未満の水を含む。
【００２６】
本発明の粉末組成物は、添加剤として０．０２〜１０重量％のアミノ酸又はその塩を含む粒子を含有する。一般的に、アミノ酸はアミノ基とカルボン酸官能基とからなる、当該技術分野で公知の化合物である。アミノ基は、ＩＵＰＡＣ命名法によれば、形式的にはヒドロカルビル基によって１つ、２つ、又は３つの水素原子を置換することによってアンモニア（ＮＨ３）から誘導され、ＲＮＨ２（一級アミン）、Ｒ２ＮＨ（二級アミン）、又はＲ３Ｎ（三級アミン）の一般構造を有する化合物である。ＩＵＰＡＣ命名法によれば、窒素に結合している４つ全ての水素がヒドロカルビル基で置換されているアンモニウム化合物の誘導体（ＮＨ４＋）Ｙ−は、アミンではない四級アンモニウム化合物とみなされる。つまり、本発明で使用されるアミノ酸において、アミン基、好ましくはα−アミン基は、ＲＮＨ２、Ｒ２ＮＨ、又はＲ３Ｎ残基であり、ＮＲ４＋残基ではない。好ましくは、カルボン酸基を含む四級アンモニウム化合物は本発明においてはアミノ酸として使用されない。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態においては、アミノ酸はβ−アミノ酸又はα−アミノ酸であり、最も好ましくはα−アミノ酸である。α−アミノ酸は、通常、式（Ｉ）：
2018502814.tif 000002
又はその塩の化学構造を有する。残基Ｒは、水素、又はアルキル、又は任意選択的に置換されるアリール、又は任意選択的に置換されていてもよいヘテロアリール基であってもよい。好ましくは、残基ＲはＣ１〜Ｃ１０アルキル基、特にはＣ１〜Ｃ６アルキル基である。最も好ましくは、Ｒはメチル、プロパン−２−イル（イソプロピル）、ブタン−２−イル、又は２−メチル−プロパン−１−イルである。
【００２８】
好ましい実施形態においては、α−アミノ酸は、アルギニン、ヒスチジン、及びリシンなどの正の電荷を有するアミノ酸、アスパラギン酸又はグルタミン酸などの負の電荷を有するアミノ酸、セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、又はシステイン、セレノシステイン、グリシン、及びプロリンなどの極性で電荷のないアミノ酸、からなる群から選択される。特に好ましいのは、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、及びトリプトファンなどの疎水性側鎖を有するアミノ酸である。最も好ましいのはバリン、イソロイシン、及びロイシンであり、ロイシンが最も好ましい。
【００２９】
α−アミノ酸はキラル化合物である。通常、両方のエナンチオマーの両方のラセミ混合物を使用することができ、また、例えばＤ−もしくはＬ−エナンチオマーなどの一方のエナンチオマーの方が多い組成物も使用することができる。好ましくは、本発明においてはアミノ酸のラセミ混合物が使用される。
【００３０】
アミノ酸は、本発明の粒子中に少なくとも０．０２重量％、好ましくは少なくとも０．０５重量％、特には最大０．１重量％の量で存在する必要がある。１０重量％より多いアミノ酸はコスト上の理由から不利である。好ましくは、最大８重量％、より好ましくは最大６重量％、特には最大５重量％のアミノ酸が本発明における粒子中に存在する。
【００３１】
本発明の粒子は、驚くべきことには非常に小さい安息角によって証明される非常に優れた流動性を示す。典型的には、本発明の粒子を含む粉末組成物は、１５°と、６０°未満、又は５０°未満、又は４０°未満との間、より有利には１５°〜３０°、好ましくは１５°〜２５°、特には１５°〜２０°の安息角を有する。つまり、粉末が表面に注がれると、粒子は自由流動して非常に平坦な円錐状へと広がる。比較として、例えば添加剤としてのアミノ酸の添加なしで、あるいは添加剤として塩化ナトリウムを添加した場合、同様の方法によって得た重炭酸ナトリウム粒子などのアルカリ金属重炭酸塩は、６０°より大きい安息角を示す。後者は、これらの比較粒子が本発明の粒子とは対照的に比較条件下で有意な凝集を示すことを示唆している。
【００３２】
また、本発明のアルカリ金属重炭酸塩粒子は、好ましくは小さいスパンの小さい粒径などの有利な特性を有する。粒径分布のスパンは、当該技術分野で公知のとおり、比率（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０として定義される。好ましくは、スパンは１．８より小さく、より好ましくは最大１．７、特には最大１．６、例えば最大１．５である。好ましくは、粒子は最大２５μｍのＤ５０の粒径分布を有する。Ｄ５０という用語は、５０重量％の粒子がＤ５０（重量平均径）以下の直径を有する、その直径を意味する。Ｄ１０という用語は、１０重量％の粒子がＤ１０以下の直径を有する、その直径を意味する。Ｄ９０という用語は、９０重量％の粒子がＤ９０以下の直径を有する、その直径を意味する。
【００３３】
好ましくは、粒子は４μｍ〜８μｍ、特には５μｍ〜６μｍの範囲のＤ１０を有する。
【００３４】
重量平均径Ｄ５０、Ｄ１０、及びＤ９０の値は、波長６３２．８ｎｍ、直径１８ｍｍのＨｅ−Ｎｅレーザー源と、後方散乱３００ｍｍレンズ（３００ＲＦ）を備えた測定セルと、ＭＳ１７液体調製ユニットと、自動溶媒濾過キット（「エタノールキット」）とを使用したＭａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  Ｓ粒度分析計で、飽和重炭酸塩のエタノール溶液を用いたレーザー回折及び散乱により測定した（湿式法）。
【００３５】
更に、本発明のアルカリ金属重炭酸塩粒子は、典型的には少なくとも３００ｋｇ／ｍ３、好ましくは少なくとも３５０ｋｇ／ｍ３、特には少なくとも４００ｋｇ／ｍ３の大きいかさ密度を示す。更に、粒子は典型的には４００ｋｇ／ｍ３超、好ましくは少なくとも４５０ｋｇ／ｍ３、特には少なくとも５００ｋｇ／ｍ３のタップ密度を示す。
【００３６】
本発明の粉末の粒子は、更には添加剤としてアミノ酸を含まない粒子と比較して増加した溶解時間を示す。後者の粒子が約８秒の溶解時間を示す一方で、本発明の粒子は典型的には少なくとも３０秒、好ましくは少なくとも４０秒、特には少なくとも４５秒の溶解時間を示す。増加した溶解時間は有利であり、当該技術分野で公知のアルカリ金属重炭酸塩のいくつかの用途のために望ましい。
【００３７】
好ましくは、本発明の粉末の粒子は球状の形態である。
【００３８】
本発明の粒子は、アルカリ金属重炭酸塩及びアミノ酸の噴霧乾燥溶液、又はアルカリ金属重炭酸塩粒子とアミノ酸との共粉砕などのカプセル化方法によって、特には以下に述べる噴霧乾燥方法及び共粉砕方法によって得ることができる。
【００３９】
本発明は更に、アルカリ金属重炭酸塩粒子、好ましくは本発明による上述したアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製のためのカプセル化方法に関する。特に、本発明は、アルカリ金属重炭酸塩粒子の、好ましくは本発明による上述したようなアルカリ金属重炭酸塩粒子の、噴霧乾燥又は共粉砕による作製方法に関する。
【００４０】
噴霧乾燥又は噴霧による乾燥は、乾燥技術である。この方法は、高温ガス流中の溶液（又は懸濁液）の形態である乾燥すべき製品を噴霧して、数秒あるいはわずかな時間のうちに粉末を得ることを含む。溶液を微細な液滴に分割することで大きな物質移動表面が生じ、これにより使用した溶液の溶媒が迅速に蒸発する。
【００４１】
噴霧乾燥のための好適な装置は当該技術分野で公知であり、一般的に複数のモジュールを含む。すなわち、溶液を噴霧又はスプレーするための装置を含む、溶液を貯蔵及び噴霧するための回路を含むモジュールと、高温ガスを準備してこれを噴霧された溶液と接触させる場所である乾燥チャンバー（ここで噴霧溶液が蒸発し、粒子が生成する）に移送するためのモジュールと、通常はサイクロン及び／又は適切なフィルターを含む粒子を集めるためのモジュールである。
【００４２】
一般的に、溶液の噴霧又はスプレーのための装置は、圧縮ガス噴霧器又は分散タービンである。溶液を噴霧するために超音波ノズルを使用することもできる。
【００４３】
本発明の噴霧乾燥方法においては、通常は重炭酸塩の水溶液が使用される。例えば水とエタノールとの混合物などの、添加剤が溶解できる他の極性溶媒又は極性溶媒の混合物を使用してもよいが、水が好ましい溶媒である。
【００４４】
本発明の噴霧乾燥法においては、噴霧乾燥される水溶液は１〜１０重量％のアルカリ金属重炭酸塩を含有する。アルカリ金属重炭酸塩は、好ましくは本発明の粒子について上述したもののうちの１つである。噴霧乾燥される溶液は、１〜１０，０００ｐｐｍのアミノ酸又はその塩を更に含有する。使用されるアミノ酸は、好ましくは本発明の粒子について上述したもののうちの１つである。好ましい実施形態においては、噴霧乾燥される溶液中のアミノ酸の含量は、噴霧乾燥される溶液１ｋｇ当たり１〜５，０００ｐｐｍ、より好ましくは１〜３，０００ｐｐｍ、特には１０〜２，０００ｐｐｍ、例えば５０〜１，０００ｐｐｍの添加剤である。通常、水溶液は、水溶液１ｋｇ当たり、添加剤を少なくとも１ｍｇ、好ましくは少なくとも５ｍｇ、より好ましくは少なくとも１０ｍｇ、更に好ましくは少なくとも１００ｍｇ含有する。通常、水溶液は、水溶液１ｋｇ当たり、添加剤を最大２，０００ｍｇ、好ましくは最大１，５００ｍｇ、より好ましくは最大１，２００ｍｇ含有する。塩の場合、重量パーセントはフリーの塩基／酸に基づいて示される。
【００４５】
通常、本発明の噴霧乾燥方法においては、水溶液は１重量％以上、好ましくは２重量％以上、より好ましくは３重量％以上、更に好ましくは４重量％以上、特には５重量％以上のアルカリ金属重炭酸塩を含有する。好ましくは、アルカリ金属重炭酸塩は重炭酸ナトリウム又は重炭酸カリウムであり、特には重炭酸ナトリウムである。水溶液中の高濃度のアルカリ金属重炭酸塩は、スプレー装置又は噴霧装置をすぐに詰まらせてしまうことになるため有害である。そのため、通常は水溶液が１０％以下、好ましくは８％以下、より好ましくは６％以下のアルカリ金属重炭酸塩、特には重炭酸ナトリウムを含むことが推奨される。好ましくは、アルカリ金属重炭酸塩溶液は、１重量％〜１０重量％、有利には３重量％〜８重量％、より有利には４重量％〜６重量％のアルカリ金属重炭酸塩を含有する水溶液である。
【００４６】
高温ガスを用いて乾燥すると、アルカリ金属重炭酸塩の一部は炭酸ナトリウムとＣＯ２と水の形態に分解する。本発明のある有利な実施形態では、噴霧乾燥は乾燥ガス基準で少なくとも５体積％、有利には少なくとも１０体積％、より有利には少なくとも２０体積％、更に有利には少なくとも３０体積％のＣＯ２を含むガス中で行われる。これによって、アルカリ金属重炭酸塩がアルカリ金属炭酸塩の固体とＣＯ２及び水の気体とに分解するのを抑制することができる。通常、噴霧乾燥は４０〜２２０℃に予熱したガスを用いて行われる。有利には、噴霧乾燥は噴霧乾燥チャンバー中で行われ、ガスは予熱された後に、少なくとも４０℃、好ましくは少なくとも５０℃、より好ましくは少なくとも６０℃、更に好ましくは少なくとも７０℃で噴霧乾燥チャンバーに導入される。また有利には、ガスは予熱された後に、最大２２０℃、好ましくは最大２００℃、より好ましくは最大１８０℃、更に好ましくは最大１３０℃で噴霧乾燥チャンバーに導入される。
【００４７】
噴霧乾燥工程後のガスの温度は最大８０℃、有利には最大７０℃、より有利には最大６０℃であることが好ましい。
【００４８】
本発明のある実施形態では、噴霧乾燥工程時に噴霧される前に、水溶液は少なくとも２０℃、好ましくは最大８０℃の温度に予熱される。ある具体的な実施形態では、噴霧乾燥工程時に噴霧される前に、水溶液は少なくとも２０℃及び最大２５℃の温度に予熱される。
【００４９】
本発明は更に、粉砕される物質１００重量部当たり０．０２〜１０重量部のアミノ酸又はその塩の存在下でのアルカリ金属重炭酸塩の共粉砕による、アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法にも関する。アルカリ金属重炭酸塩及びアミノ酸は、好ましくは上で定義した通りである。共粉砕によるアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法においては、当該技術分野で公知の全ての適切な粉砕手順を使用することができる。典型的な装置としては、中で可動機械部品の衝撃を受けるに伴って材料が粉砕され、材料の粒子を微細化する効果を有するミルであるインパクトミルが挙げられる。インパクトミルは微粉砕分野において周知である。そのようなミルとしては、ハンマーミル、スピンドルミル、アトライターミル、ボールミル、及びケージミルが挙げられる。そのようなミルは、例えばＧｒｉｎｄｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＳＲＬ又はＨｏｓｏｋａｗａ  Ａｌｐｉｎｅ  ＡＧによって製造及び販売されている。最も好ましくは、Ａｌｐｉｎｅ  ＬＧＭ  ３が使用される。アルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法においては、アルカリ金属重炭酸塩は添加剤、すなわち上で定義したアミノ酸の存在下で粉砕される。重炭酸塩と添加剤の全量が一度にミルに添加されてから粉砕されるか、好ましくは重炭酸塩と添加剤が一定の速度で粉砕装置に供給される。重炭酸塩についての好適な速度は５０ｋｇ／ｈ〜５００ｋｇ／ｈ、好ましくは１００ｋｇ／ｈ〜４００ｋｇ／ｈ、例えば約１５０ｋｇ／ｈである。添加剤の量は、使用される重炭酸塩とアミノ酸の重量比に相当する。すなわち、粉砕される物質１００重量部当たり１重量部のアミノ酸の存在下でアルカリ金属重炭酸塩が共粉砕される場合、添加剤の供給速度はアルカリ金属重炭酸塩の供給速度のわずか１％である。
【００５０】
共粉砕によるアルカリ金属重炭酸塩粒子の作製方法における添加剤、例えばアミノ酸の量は、粉砕される物質１００重量部当たり０．０２〜１０重量部である。０．０２重量部未満では添加剤の効果が少ししか生じない。１０重量部より多い量の添加剤を使用することは、コスト上の理由から不利である。好ましい量は、それぞれ粉砕される物質（典型的にはアルカリ金属重炭酸塩及び添加剤）１００重量部当たり、０．２〜８重量部の添加剤、より好ましくは０．５〜５重量部の添加剤、更に好ましくは０．８〜２重量部の添加剤、特には約１重量部の添加剤である。
【００５１】
本発明は、本発明の方法によって得られるアルカリ金属重炭酸塩粒子にも関する。本発明の方法によって得られる粒子は、上述したような有利な特性、特には、１５°と６０°未満、若しくは５０°未満、若しくは４０°未満との間、より有利には１５°〜３０°の安息角、及び／又は少なくとも３００ｋｇ／ｍ３、好ましくは少なくとも４００ｋｇ／ｍ３のかさ密度を示す。
【００５２】
本発明は、アルカリ金属重炭酸塩粒子の安息角の低減及び／又は溶解時間の増加及び／又はかさ密度の増加のための、特には上述したもの及び本発明の方法によって得られるもののための、添加剤としての、特には上で定義したようなアミノ酸の使用にも関する。
【００５３】
上述したような及び本発明の方法によって得られるような粒子のこれらの有利な特性のため、これらのアルカリ金属重炭酸塩粒子についての様々な用途を想定することができる。可能な用途としては、ポリマーの膨張剤又は発泡剤として、角質除去剤（ヘルスケア）として、抗寄生虫剤として、脱臭剤として、吸入剤として、食品用の膨張剤として、及びポリマーの発泡剤として、が挙げられる。
【００５４】
以降の実施例は、本発明、及び当業者が容易に理解できるその変形形態の非限定的な例示の目的で示される。
【実施例】
【００５５】
以降の実施例１及び２は、ＢＵＣＨＩ実験室型噴霧乾燥器、モデルＢ−１９１を用いて行った。
【００５６】
装置の運転条件は表１に示されている。
【００５７】
2018502814.tif 000003
【００５８】
実施例１（比較）：Ｂｕｅｃｈｉ  Ｂ−１９１実験室型噴霧乾燥器を用いた添加剤なしの噴霧試験：
試験条件は表２に示されている。
【００５９】
2018502814.tif 000004
【００６０】
次の特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
−ＢＥＴ比表面積：２．０〜２．７ｍ２／ｇ（±０．３）
−直径Ｄ５０：１０〜１１μｍ（−）
−かさ密度：１７０〜２５５ｋｇ／ｍ３（−）
−粉末中のＮａＨＣＯ３含量≧９０重量％
−粉末中のＨ２Ｏ含量≦３重量％
−粉末中のＮａ２ＣＯ３含量≦７重量％（±１％）
−安息角６６°
【００６１】
重量平均径（Ｄ５０）は、波長６３２．８ｎｍ、直径１８ｍｍのＨｅ−Ｎｅレーザー源と、後方散乱３００ｍｍレンズ（３００ＲＦ）を備えた測定セルと、ＭＳ１７液体調製ユニットと、自動溶媒濾過キット（「エタノールキット」）とを使用したＭａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  Ｓ粒度分析計で、飽和重炭酸塩のエタノール溶液を用いたレーザー回折及び散乱により測定する。
【００６２】
ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、及びＴｅｌｌｅｒ）比表面積は、吸着ガスとして窒素を用いたＭｉｃｒｏｍｅｔｉｃｓ  Ｇｅｍｉｎｉ  ２３６０  ＢＥＴ分析計で測定した。測定は、少なくとも１ｍ２のＢＥＴ面積が形成された粉末試料に対して行い、粉末試料は、重炭酸ナトリウム粒子粉末に吸着されている微量の湿気を取り除くために、周囲温度（２０〜２５℃）で５時間ヘリウムガスを用いて予め脱気した。
【００６３】
図１は、添加剤なしの参考試験で得られた重炭酸ナトリウム粒子の走査型顕微鏡写真を示す。図から分かるように、添加剤なしで噴霧乾燥により得られた粒子は針状及び凝集体の形態であり、球形は存在しないか１０％未満である。粉末は不利な流動性の値を示す。
【００６４】
実施例２
添加剤として１，０００ｐｐｍのロイシンを用いた試験。
【００６５】
運転条件は、噴霧溶液に１，０００ｐｐｍのロイシンを有していた以外は実施例１と同じであった。
【００６６】
次の特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
−ＢＥＴ比表面積：５．４〜７．５ｍ２／ｇ
−直径Ｄ５０：４〜８μｍ
−かさ密度：３０２〜４３５ｋｇ／ｍ３
−ＮａＨＣＯ３含量：≧７６重量％
−Ｈ２Ｏ含量：≦２０重量％
−Ｎａ２ＣＯ３含量：≦７重量％
【００６７】
得られた粉末は非常に優れた流動性を示し、また得られた粒子は実質的に球状の形態であった。
【００６８】
図２は、このようにして得られたロイシン添加剤が用いられた重炭酸ナトリウム粒子の走査型顕微鏡写真を示す。
【００６９】
実施例３
この実施例においては、より大きなスケールでの噴霧乾燥を試験した。空気予熱器は、３００℃まで空気を加熱することが可能な４つの段階から構成された。液体は、回転噴霧器（８穴；２０，０００ｒｐｍ）から噴霧した。噴霧乾燥チャンバーは、内径１，２００ｍｍであり全高が内径の約２倍である上部シリンダーと、シリンダー底部の角度６０°のコーンから構成されていた。乾燥粉末は、粉末から湿った空気を分離するサイクロン（限界粒径約２μｍ）のアンダーフローで回収した。装置の運転条件は表３に示されている。
【００７０】
2018502814.tif 000005
【００７１】
次の特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
−ＢＥＴ比表面積：３．３ｍ２／ｇ
−直径Ｄ５０：１９μｍ
−かさ密度：４２５ｋｇ／ｍ３
−ＮａＨＣＯ３含量：８２重量％
−Ｈ２Ｏ含量：５重量％
−Ｎａ２ＣＯ３含量：１３重量％
−安息角：１８°
−溶解時間４７秒
【００７２】
得られた粉末は、非常に小さい安息角１８°から示されるように非常に優れた流動性を示し、得られた粒子は実質的に球状の形態であった。
【００７３】
図４は、このようにして得られたロイシン添加剤が用いられた重炭酸ナトリウム粒子の走査型顕微鏡写真を示している。
【００７４】
実施例４
次の実施例４では、噴霧乾燥溶液中の添加剤の３つの異なる濃度（５００ｐｐｍ、１，０００ｐｐｍ、２，０００ｐｐｍ）で、重炭酸ナトリウム溶液及び添加剤としてのバリンを用いて噴霧乾燥を試験した。実施例は、ＢＵＣＨＩ実験室型噴霧乾燥器、モデル１９１を用いて行った。運転条件は次の表４に示されている。
【００７５】
2018502814.tif 000006
【００７６】
次の表５に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００７７】
2018502814.tif 000007
【００７８】
実施例４で得られた全ての粉末は、小さい安息角２８°〜２９°から示されるように非常に優れた流動性を示し、得られた粒子は実質的に球状の形態であった。
【００７９】
実施例５
次の実施例５では、噴霧乾燥溶液中の添加剤の３つの異なる濃度（５００ｐｐｍ、１，０００ｐｐｍ、２，０００ｐｐｍ）で、重炭酸ナトリウム溶液及び添加剤としての様々なアミノ酸を用いて噴霧乾燥を試験した。実施例は、ＢＵＣＨＩ実験室型噴霧乾燥器、モデルＢ−１９１を用いて行った。運転条件は表４中と同じである。
【００８０】
次の表６に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００８１】
2018502814.tif 000008
【００８２】
実施例５で得られた結果は、噴霧乾燥工程で添加剤が使用されなかった比較例（２９５ｋｇ／ｍ３、表６の最初の項目）と比べて、噴霧乾燥工程で得られた重炭酸ナトリウム粒子においてかさ密度が増加する（３０６〜４８６ｋｇ／ｍ３の範囲）ことを示している。また、Ｄ５０は比較例（９μｍ）と比べて減少し（３〜５μｍの範囲）、比表面積は比較例（２．２ｍ２／ｇ）と比べて増加（３．９〜８．３ｍ２／ｇの範囲）する。これはＤ５０の減少と整合性を有している。
【００８３】
更に、結果は、十分な量のアミノ酸が添加された場合に、比較例（６０．７°）と比べて安息角が改善されることを示している（例えば２，０００ｐｐｍのＬ−ヒスチジンについては５９°；５００ｐｐｍのＬ−プロリンについては４７°）。
【００８４】
実施例６
次の実施例６では、噴霧乾燥溶液中に５００ｐｐｍの添加剤濃度で、重炭酸ナトリウム溶液並びに添加剤としてのＬ−ロイシン及びＬ−バリンを用いて噴霧乾燥を試験した。実施例は、ＢＵＣＨＩ実験室型噴霧乾燥器、モデルＢ−１９１を用いて行った。運転条件は表４中と同じである。
【００８５】
次の表７に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００８６】
2018502814.tif 000009
【００８７】
実施例６で得られた結果は、ロイシン及びバリン添加剤を使用した試験では、添加剤が使用されなかった比較例（１８５ｋｇ／ｍ３、表７の最初の項目）と比べてかさ密度が増加する（３４９．５及び３１９．７ｋｇ／ｍ３）ことを示している。更に、添加剤なしの比較例（１１秒）と比べて添加剤ありの試験では溶解時間が増加する（１８．５秒及び１２．１秒）。
【００８８】
実施例７
次の実施例７では、１，０００ｐｐｍの濃度（重炭酸ナトリウム粉末の量を基準として）で添加剤としてのＬ−ロイシン及びＬ−バリンを用いて重炭酸ナトリウム粒子の共粉砕を試験した。粉砕機（Ａｌｐｉｎｅ  ＬＧＭ−３）に供給するために市販のグレードの重炭酸ナトリウムを使用した。添加剤は、それぞれＬ−ロイシン及びＬ−バリンの乳液であった。次の流速を使用した：
−重炭酸ナトリウムの流速：１５０ｋｇ／ｈ
−Ｌ−ロイシンの乳液：１．５ｋｇ／ｈ
−Ｌ−バリンの乳液：１．５ｋｇ／ｈ。
【００８９】
次の表８に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００９０】
2018502814.tif 000010
【００９１】
同じ条件で粉砕した添加剤なしの同じ重炭酸ナトリウム粒子についての比較測定は、６６°より大きい安息角を示す。
【００９２】
実施例７で得られた結果は、Ｌ−ロイシン及びＬ−バリン添加剤を使用すると添加剤が使用されない場合の６６°より大きい安息角と比べて、共粉砕方法で得られる重炭酸ナトリウム粒子の安息角を６０°（Ｌ−ロイシン）又は５４°（Ｌ−バリン）まで小さくできることを示している。
【００９３】
実施例８
次の実施例８では、５００、１，０００、及び２，０００ｐｐｍの濃度（重炭酸ナトリウム粉末の量を基準として）で添加剤としてのＬ−ロイシンを用いて重炭酸ナトリウム粒子の共粉砕を試験した。粉砕機（Ａｌｐｉｎｅ  ＬＧＭ−３）に供給するために市販のグレードの重炭酸ナトリウムを使用した。添加剤はＬ−ロイシンの乳液であった。次の流速を使用した：
−重炭酸ナトリウムの流速：１５０ｋｇ／ｈ
−Ｌ−ロイシンの乳液の流速：０．７５ｋｇ／ｈ、１．５ｋｇ／ｈ、３ｋｇ／ｈ
【００９４】
次の表９に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００９５】
2018502814.tif 000011
【００９６】
実施例８で得られた結果は、共粉砕方法で使用する添加剤の量に伴ってかさ密度が増加することを示している。また、添加剤の量が多いほど、共粉砕方法で得られる重炭酸ナトリウム粒子の安息角が小さくなることも示されている。
【００９７】
実施例９
次の実施例９では、５００、１，０００、及び２，０００ｐｐｍの濃度（重炭酸ナトリウム粉末の量を基準として）で添加剤としてのＬ−ロイシンを用いて重炭酸ナトリウム粒子の共粉砕を試験した。粉砕機に供給するためにＳＢ０／３重炭酸ナトリウムを使用した。添加剤はＬ−ロイシンの乳液であった。次の流速を使用した：
−重炭酸ナトリウムの流速：１５０ｋｇ／ｈ
−Ｌ−ロイシンの乳液の流速：１．５ｋｇ／ｈ。
【００９８】
次の表１０に示されている特性を有する重炭酸ナトリウム粒子が得られた。
【００９９】
同じ重炭酸ナトリウム粒子に対する、同じ条件で粉砕した比較測定は、６６°より大きい安息角を示す。
【０１００】
2018502814.tif 000012
【０１０１】
実施例９で得られた結果は、添加剤を使用すると、添加剤が使用されない場合の６６°より大きい安息角と比べて、共粉砕方法で得られる重炭酸ナトリウム粒子の安息角が５４°まで小さくなることを示している。
【図１】
2018502814.tif 000015
【図２】
2018502814.tif 000016
【図３】
2018502814.tif 000017
【図４】
2018502814.tif 000018
【国際調査報告】
2018502814.tif 000019
2018502814.tif 000020
2018502814.tif 000021