<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE DE PREPARATION D'AGREGATS DE DERIVES DR POLY- SACCHARIDES ET AGREGATS AINSI OBTENUS"
La présente invention concerne une méthode de préparation d'agrégats ce dérivés de polysaccharides finement divisés,
insolubles dans l'eau et capables de former des dispersions colloïdales stables*
Des agrégats de cristallites de cellulose finissent divisent capables de fournir des dispersions aqueuses et
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
des gela stables font dearita dans le brevet américain N8 29978*446 déposé lt 28 Janvier 1957. Ces agrégat* de crlstnllltes de cellulose 80 dont révélé* extrêmement utiles On tant qu'addItif' acalorique. pour les aliments, Ccmmt ' composant de mélange pour les cosmétiques et les prépare- tien. pharmaceutiques et pour une variété d'autre usage .
Il$ ne peuvent en général être désagrégée suffisait
EMI2.2
mont pour conduire à des particules colloïdales k moins que l'on utilise des méthodes de broyage ou de réduction en pendre nécessitant une énergie et une durée d'opération considéra* blés on doit mettre en oeuvre la dégradation mime d* la cellulose ou des polymères cellulosiques,
Les dérivés de polysaccharides insolubles dans
EMI2.3
119*u, obtenue selon la présente invention, formant de* dispersions colloïdales stables et des gels thixotropiques par attrition* Les agrégats de dérivés de la cellulose
EMI2.4
capables de conduire à des gels stables,
obtenus selon la présente invention, présentent une résistance améliorée
EMI2.5
. la synérèse et à l'attaque bactérienne, ,"
Le procédé de préparation suivant la présente invention d'une matière dérivée d'un polysaccharide capable
EMI2.6
de conduire a des gels stables permet un certain contrôle de l'opacité des gels formée partir de ladite matière et comprend la transformation d'un polysaccharide en dérivés Insolubles dans l'eau et la dégradation dudit dérivé par traitement du type hydrolyse douce, suffisant pour donner un matériau capable de conduire, après attrition, a une dispersion colloïdale .table, dans un milieu aqueux.
Le procédé selon la présente invention permet la production de matériau capable de conduire des gels avec des rendements
EMI2.7
plus elevea. Il fournit des agrégat* de polysaccharide dont
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
les l\o14j:ul.. possèdent de* - groupements hydrophile* qui > augmentent la stabilité du produit dans le* composition* ,$, 1 'i t",'" aqueuses* Le procède suivant la présent* invention perwit '#;'. // de choisir le degré d'opacité des gels foli6is à partit de* / agrégats en milieu aqueux, par variation du dogré de <#,"%, ." substitution (D*So) vers la gamme inférieure de* 9..'* Le profit résultant est un matériau à bâte , ..'. d'agrégats, capable de conduire des gel$ beaucoup , plu* fH?1 stables et qui, août forme de gel, :retard*' la' syndxto*. 1 *# de nombreux cas, il possède une tehd.nè..úppl48.,t.!i'.. ;
',' . résister a l'attaque des bactérie , cette tendance étant fonction de la nature des groupement* substitué* des .ut,et.. culot* 1" 1.. ..,fi', Ù Ces produits peuvent tire tilt ** en tant que ;. > /& Matériau de support pour le* agents cosmétique* et pharmaceu- tiques, aussi bien a l'état sec qu'hydraté ili peuvent 41 ajout6. des aliments ou servir d'agent. de mélange, otlm la nature des groupement. substituants, Ils sont utiles corme
EMI3.2
charge pour les résines de moulage et pour une variété d'au* troc applications.
Dans le champ de l'invention, on peut employer
EMI3.3
quelques matériaux à base de polysaccharide Insoluble* dos l'eau, tels que la cellulose, l'amylettu 1. chitine, les . xylnes et le mannane* Gezant donné que la cellulose *at le mat6r:au de base préféré pour son faible prix et fa d1pO1 ' bilité# l'invention sera plus part1culil.rement' d6=dt. pat.
EMI3.4
la cuite avec la cellulote prise comme exemple.
Les matériaux sources de cellulose comprennent la pulpe de bols, telle que de la pulpe blanchie au sulfite
EMI3.5
et celletianchie au sulfate, les fibres naturelle* telle* .
<Desc/Clms Page number 4>
que la ramie, le coton et le coton purifia et la cellulose purifiée ou cellulose chimique qui se prisent* sous forme
EMI4.1
d'uneatière granulée d'une plut grande pureté ayant uhe densité par volume élevée.
Les dérivés pouvant être obtenus selon le procédé de la présente invention comprennent, par exemple les
EMI4.2
4thera-oxydes de cellulose comprenant les (0-alkyl)g (ty-eryl,) et (..aryialyi) celluloses -telles que les (0-mêthyl) cellulose, (O-dthyl) cellulose, (O-propyl) cellulose, (O-butyl) cellulose, (0-atnyl) cellulose, (t1-pbényl cellulose, (0-benzol) cellulose c3..mthyl 0-propyl) cellulose et (0-méthyl-C-benzyl) cellulose, les 0-(hydroxyolkyl)j celluloses comprenant comne groupe* hydroxyalkyles des groupements t hydroxym4thYle, hydroxy4thyl., hydroxypropyto, hydroxybutyle hytxoxppxcpy, butyl*# hydroxy. propyl êthylè et hydroxyéthyl hydroxy propyle les 0-earbo<- xyalkyl) celluloses comprenant les 4 (c.srbaxymthyli, o-cerboxy 4thyl]t et o-(carboxypropyl) celluloses ;
les 0-'(a).':oxyalkYl) celluloses comprenant les t-(éthaxyéthyl), o-(propyloxylthyl) et 0-(benzyloxy éthyl) celluloses 1 les thîour4thanes de la cellulose comprenant le thlouréthane de cellulose,, le N- 'thylth1ourthae de cellulose, le N-phénylthiouréthane de cellulose et le N-éthyl N-phénylthiouréthane de cellulose les esters de Celluloses comprenant l'acétate de cellulose, le formiate de cellulose, le propionate de cellulose, le butyrate de cellulose, les esters mixte de la cellulose et des acides acétique et butyrique, des acides acétique et
EMI4.3
propionique, des acides acétique et ateariquc, l'acétate de 0-(hydkoxypropyl) cellulose, l'acétate dé (0-benzyl)
cellu- lose 1 et les dérivât d'oxydation partielle de la cellulose
EMI4.4
pour lesquels le groupe substituant est attaché a une unité
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
d'anhydroglucose de la chaîne dellulotiqueb C08ptêAlftt des dérivé* substitués par de* groupements aldéhyde, aarcIi1 ou les deux ensemble* Généralement l",d4r1vl. décrite ci* - dessus peuvent être préparés selon n* importe, quel procédé connu courant pour conduire à un produit insoluble dans >##>
EMI5.2
l'eau,,
EMI5.3
Les 0-aiky, ou 3-axyi celluloses sont h.bttu.l1"'nt- . préparées par traitement de la cellulose tt l'aide d'un ioen.
4'alcoylation convenable comprenant, par exemple, les !)<e grenures d'alkyle, le* sulfata* de tislky3,a" les halogdwitte de bonzyl*o en présence d'un catalyseur alcalin, par ext pié , 14 soude. Des éthers mixtes sont obtenu$ en utilisant un mélange d'agents d'alcoylation au cours du proc4d' dvdthdeiet- cation. Les 0-,ydroxy alkyl) cellules** peuvent Otro prip4réog en mélangeant la cellulose avec un oxyde d'ttlkyHn* sous pression tandis que les C-(alkoxy alkyl) et les eylacy .1kyl) celluloses sont pr4pardes par alcoylation des d4ri'.. : 0-(hydroxy4lkyles)* Les 0-(carboxy alkyl) celluloses sont produit.,¯par réaction de la cellulose et d'un acide .11ph.t- que substitui par un halogène, par exemple monochloraaitiqut; et une base.
Les esters de la cellulose sont h.b1tuel1..I.t pr4par4. par traitement de la cellulose par l'anhydride d'un acide particulier, par exemple l'anhydride acétique, prop1
EMI5.4
nique et butyrique.
Les esters mixtes sont préparas en utilisant des
EMI5.5
anhydrides d'acides mixtes. La réaction peut être .cc414.. ' en utilisant un catalyseur acide ou alcalin. Les dérivée subst4m
EMI5.6
tués par un groupe aldéhyde sont préparés convenablement par
EMI5.7
traitement de la cellulose par l'acide périodique tandis qui
EMI5.8
les dérivés substituée par un groupe carboxyle peuvent être
<Desc/Clms Page number 6>
préparée par traitement de la cellulose l'aide de bioxyde d'azote.
Il est habituel de faciliter la préparation des
EMI6.1
dériva dit la cellulose en mélangeant ou homogénéisant la cellu-t lose dans un milieu liquide organique qui sert de solvant pour, l'agent d'éthérification ou d*estêrlfication* Quand la réaction est complet , le dérivé peut être lavé et séché.
Les dérivés de la cellulose préparés par un procédé mettant en oeuvre des caractéristiques de la présente invention doivent être Insolubles dans l'eau afin de pouvoir conduire' : le formation de gel ou de dispersion après dégradation par-
EMI6.2
tielle et attritien. Le degré de substitution pour chaque dérivé est critique pour obtenir l'insolubilité dans l'eau désirée.
Le degré de substitution désigne le nombre moyen
EMI6.3
de substituants par unité d'anhydroglucose de la molécule de cellulose qui remplacent n'importe lequel des trois groupes hydroxyles originaux de ces unités* En conséquence, le degré maximum de substitution est 3. Dans le domaine de la présente invention, le D.S. des dérivée de la cellulose doit être suffisamment bas pour maintenir l'insolubilité dans l'eau originale de la cellulose ou suffisamment élevé pour être
EMI6.4
Insoluble dans l'eau. L'intervalle de Dr,S, pour chaque dérivé- de la cellulose insoluble dans l'eau varie en fonction de la nature hydrophile des groupes substituant..
Par exemple, le
EMI6.5
D.S, maximum pour 110-méthyl cellulose Insoluble dans l'eau dans l'intervalle bas de D.S. est d'environ 1 tandis que
EMI6.6
l'intervalle de De$, pour l'o-4thyl cellulose insoluble dans l'eau peut aller jusqu'. 0#5 environ dans l'intervalle bas - et au-dessus de 1,8 pour l'intervalle supérieur* L'o-(hydraxy-' ethyl) cellulose insoluble dans l'eau po$6ed<t un De$* maximum
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
dans l'intervalle inférieur de D*So d'environ 0,8 et m P minimum dans l'intervalle supérieur d'environ lCt t'aoetet'' 1i: de cellulose insoluble dans l'eau possède un O.S, '..x18t8 ,.;'.' d'environ 0,3 dans l'intervalle intérieur do C<S< <tt un JMU,'- Minimum d'environ 1,2 dans l'intervalle tupdr1eut.
Le.. 1Qt,"'" valles de O.S. pour le* dérivé de la cellulose insoluble at l'eau sont bien connus des spécialistes et une description ,,, , supplémentaire n'est pas nécessaire.
EMI7.2
La formation de dérivés, à pair de la cel;LMlose, favorise la diminution de la longueur de la, chatmi d* Ir .' .o14eul, de cellulose 1 ceci dlm1nu.'149tfl"nt k4 besoin **W dégradation chimique supplémentaire- de la 0.11u104., dt bzz b obtenir un matériau pouvant être soumis a 1'att:d,:U,'.
LaI ' formation de dérivée élevé également de ttç-m .V.f\gR". le rendement en produit, c'N<t"a-dire un at4riau # bâte dgyata de c*Hulo e pouvant 't," '8oi.. l'atttiti< Les d4rlv4a de la cellulose insolubles dans l'eau lit-if qui ont en général un caractère fibreux *ont ddgradds parties lement ou réduits en ce qui concerne la longueur de la chaîne ! par une hydrolyse contrôler. L'hydrolyse peut être conduite selon diverses méthodes, comprenant l'utilisation d'acides
EMI7.3
et d'enxymet mais il est préférable que le d4d'lf '4 1...
cellulose soit hydrolysé à l'aide d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de concentration faible* Par exemle, le traitement de dérivât delà cellulose insoluble$ liant
EMI7.4
l'eau par une (solution 5% d'acide chlorhydriqne pendant 16 heures à 71 C# représente un traitement de dégradation ",1 suffisamment efficace pour le but de la présente invention.
Des conditions plus énergiques pendant des périodes de temps plus courtes produisent également des rendements semblables
<Desc/Clms Page number 8>
Dans les conditions d'exploitation par exemple, une solution à 2,5% d'HCl est utilisée pour traiter les dérivée de la cellulose pendant une heure à 121 C. sous pression pour produire un matériau pouvant être soumis à l'attrition. Le dérivé partiellement dégradé est neutralisé à l'aide d'une solution alcaline faible et lavé 4 l'eau.
Par comparaison avec les matériaux à base d'agrégate de cristallites de cellulose cités au préalable dans le brevet américain N 2.978.446, les dérivée de la cellulose dégradés selon la présente invention ne sont pas caractérisée par un degré de polymérisation moyen ou une longueur de chaîne moyenne stable.
Les dérivé@ de la cellulose dégradés conser- vent quelques-unes** régions amorphes du matériau ceilluiosi- que et ne sont pas compiètement cristallins. Cependant, ils sont suffisamment dégradés pour donner un matériau pouvant être soumis a l'attrition par des moyens de désintégration mécanique avec une quantité d'énergie négligeable pour conduire à des agrégats de cellulose ayant uno taille de particule colloïdale.
La désintégration mécanique des dérivée, comme ci-dessus mentionnée, peut être conduite de plusieurs manières, aussi bien en les soumettant )* l'attrition dans un moulin ou en les soumettant à l'action *$un découpage ultra-rapide, ou à l'action de pression élevées de l'ordre d'environ au moins 350-700 kg/cm2.
La désintégration des dérivés est conduite en présence d'un @ilieu liquide bien que, lorsque la haute pression est soûle utilisée, un tel milieu, quoique recommandé, ne soit pas nécessaires Le milieu convenable est l'eau et le . mélange soumi@ à l'attriticn recommandé contient au moins 20% environ d'eau et au moins 3% environ de matériau dégradé,
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
Ofautre a liquider de pr4'x:enc. co stlbles, conviennent, ' comprenant 1** solution* de tuer*$ les polyol., parai l"qù.. le glycérol est un exompl o los alcools et plus particulière ment l'ethanol Itt Lticopropinole Quelle que toit la .'tbodt utilî#4e# la désintégration est poursuivi* jusqu'au ne tni pu les agr4gat;
obtenus sont caractértsée,par le formation d'un. suspension <ti!}ble en milieu aqueux ait ,.1" duquel '11..ont toumiz à l'attritiott, ou au sein duquel Il$ peuvent étz* dispersés par la suite* On entend par sugponston otatjo une suspension à partir de laquelle les agrégat* ne
EMI9.2
apparent pas mais au soin de laquelle il$ z*etent *0 4iu*p#n4, sion 1nd4f1nim.nt,Izêma pour des périodes de l'ordre 4*, plusieurs semaines ou mois.
Pour des concentrations tnfe--f zieures en agrégats, la suspension ost une disperslon,tlnd1t, que pour des concentrations supérieure*, c'est un gel* Il est entendu que dans le champ de la prêtent* invention le
EMI9.3
terme "suspension" désigne aussi bien une dispersion* qu'un gel, ces dernières expressions étant définies ci-de*tous.
Les exemples suivante sont énoncés à titre de démonstration des produits et du procédé suivant la présent* Invention* Exemple 1,
EMI9.4
Plusieurs échantillons 410-(hydroxypropylj ..11ulOl. à faible degré de substitution sont préparé* par réaction de 200 grammes de pulpe de bois purifiée avec 200 cm3 de
EMI9.5
touàe,à 10% dans un récipient de réaction agité mécaniquement pendant 45 Minutes. Ensuite on ajoute au dérivé alcalin da la cellulose un mélange de 50 cm3 d'oxyde de propylène et de 50 cm3 de éioxanne.
<Desc/Clms Page number 10>
Plusieurs échantillon* différents sont préparés par réactions a des températures différentes et pour des durées de réaction variées,
Le premier essai est conduit à la température ordinal- re et dure deux heure..
Lesecond essai dure 6 heures à la température ambiante et le troisième essai dure heures à 67 C. Chacun des échantillons ci-dessus est alors lavé à l'aide d'un mélange 50/50 acétone-eau, puis à l'aide d'un mélange 75/25 acétone-* eau, suivi d'un lavage immédiat a l'acétone. Tousles échantillons sont Insolubles dans l'eau. Cependant, le troi- siéme échantillon présente un très haut'degré de gonflements
Tous les échantillons sont lavés à l'eau pour éliminer l'acétone, on ajuste à 35% la concentration en solide par rapport à la suspension aqueuse et le mélange est soumis à une attrition de 25 minutes dans le mélangeur de HOBART.
Dans chacun des cas, les pâtes obtenues sont extrêmement homogènes et luisantes avec une consistance de cire* Une partie du matériau est soumise à l'attrition pour des concen- trations en solide variables pouvant aller jusqu'il 70%, et on note que, dans chaque cas, on recueille un Matériau a l'ap- parence de cire, ne se désagrégeant pas,
Les gels formés a l'aide du mélangeur de Hobart sont étendus de façon à atteindre 15% de concentration en solide et mélangés pendant 7 minutes dans un Mixmaster,
Les gels obtenus ressemblent a de la "cold cream" avec une trans- parence un peu plus marquée* Des feuilles fines coulées et séchées à partir de ces gels présentent une texture voisine de la cire, Exemple % axez
50 grammes de bourres de coton traité insoluble
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
dans l'eau, idisponiblogidant le commerce, (0-.(hydry<thY cellulose), sont hydrolysée à l'aide de 2 litres ttact4o chlorhyftîque à 10% vers 70*Co pendant 17 heures.
Ap.t4.." attrition mécanique de 30 minutes d'une suspension tre concentre en aolidn de'luO-(hydroxydtityl) cellulose h,4lY. ' .6., on obtient un Ciel dont les car.ctfr18tlque, sont unique*, pour une concentration de 51% en solide, le gel présente 1. ,
EMI11.2
viscosité apparente d'un matériau épais* lourde, cireuse,;
EMI11.3
extrêmement homogène et .table et demeure tel quo.tl près ' . pétrissage continu entro le$ doigts* Cet' pmpxi<tt h -4mffyé% paraissent convenir très bien pour les appatt<!%< relative*/, aux coomètiques. .'!.-.'. " '
EMI11.4
Exemple 3
EMI11.5
75 gramme$ de tr1ac"t.t.. de cellulose sont bydtaJ.Vè4. par action de 300 c*3 d'acide chlorhydrique . 53K et chauffée pédant 16 heurta' 700 C.
Apres hydrolyse, l'échantillon est/,' toumit a l'attrition dans uliAl.ng.ur liobarte sous font* d'une ouspenoion aqueuse contenant 35% de solide, . pendant 45 minutés puis étendu avec de l'eau de f90n . obtenir 9 concentration de 15% en solide. Le mélange obtenu est alort travaillé pendant 7 minutes dans un 14ixDiattez* Cft obtient un 0* homogène, luisante quelque peu translucide, avec 4* bonnet propriétés de syndrboe.
EMI11.6
Exemple ¯$
EMI11.7
Un échantillon d'O-(hydroxydthyl) C'lll.' bas degré de substitution (0,05-0,06) est hydrolyse # l'aide d'une solution d'acide chlorhydrlque a 5% pendant 16 beur.. ' à 700 C. L'0-(hydro){yethyl cellulose hydrolysée est alors : 'Oum!18 A l'attrition pendant 25 minutes dans un 61an.Ut .
<Desc/Clms Page number 12>
de Hobart sous forme d'une suspension contenant 35% de solide* ,Après dilution avec de l'eau, de façon àréduire 1 concentra* tion en solide à 15%, le mélange est alors travaillé pendant 7minutes dans un Mixmaster.
Le gel homogène luisant obtenu présente des propriétés améliorées de synérèse. Le gel présent* également un certain degré de transparence et prend un éclat bleuàtre. Quand on prépaie des gels contenant de fortes concert- trations en solide allant jusqu'à 70% à l'aide du môme matériau à base d'0-(hydroxyéthyl) cellulose hydrolysée comme définie ci-dessus on obtient des gels homogènez à aspect de cire,
épais$ ne présentant pas de miettes ni de substances semblables*
L'invention n'est pas limitée. aux exemples décrits @11 est au contraire de portée générale et susceptible de variante et de modifications*
<Desc / Clms Page number 1>
"PROCESS FOR PREPARING AGGREGATES OF DR POLY-SACCHARIDES DERIVATIVES AND AGGREGATES THUS OBTAINED"
The present invention relates to a method of preparing ce aggregates derived from finely divided polysaccharides,
insoluble in water and capable of forming stable colloidal dispersions *
Aggregates of cellulose crystallites eventually split capable of providing aqueous dispersions and
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
stable gels are found in US Pat. No. 8,29978 * 446 filed January 28, 1957. These cellulose crystals aggregate 80 have been found to be extremely useful as a calorie-free additive. for foodstuffs, Ccmmt 'component of mixture for cosmetics and preparation. pharmaceuticals and for a variety of other uses.
It $ cannot in general be disaggregated enough
EMI2.2
mont to lead to colloidal particles k unless one uses methods of grinding or sag reduction requiring considerable energy and operating time one must carry out the same degradation of cellulose or polymers cellulosics,
Derivatives of polysaccharides insoluble in
EMI2.3
119 * u, obtained according to the present invention, forming * stable colloidal dispersions and thixotropic gels by attrition * Aggregates of cellulose derivatives
EMI2.4
capable of leading to stable gels,
obtained according to the present invention, exhibit improved strength
EMI2.5
. syneresis and bacterial attack, "
The process for preparing according to the present invention a material derived from a polysaccharide capable of
EMI2.6
to lead to stable gels allows some control of the opacity of the gels formed from said material and comprises the transformation of a polysaccharide into water-insoluble derivatives and the degradation of said derivative by treatment of the mild hydrolysis type, sufficient to give a material capable of leading, after attrition, to a table colloidal dispersion in an aqueous medium.
The process according to the present invention allows the production of material capable of conducting gels with high yields.
EMI2.7
higherea. It provides polysaccharide aggregates * which
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
the l \ o14j: ul .. possess * - hydrophilic groups * which> increase the stability of the product in the aqueous * composition *, it "," * The procedure according to the present * invention perwit '#; '. // to choose the degree of opacity of the foliated gels starting from * / aggregates in aqueous medium, by variation of the dogré of <#, "%,." substitution (D * So) to the lower range of * 9 .. '* The resulting profit is a batting material, ..'. of aggregates, capable of leading to freezes $ much, more stable * fH? 1 and which, in August, forms of freezing,: delay * 'the' syndxto *. 1 * # in many cases it has a tehd.nè..úppl48., T.! I '..;
','. resist attack by bacteria, this tendency being a function of the nature of the * substituted * groups of the .ut, and .. pellet * 1 "1 .. .., fi ', Ù These products can tilt ** as as;.> / & Carrier material for * cosmetic * and pharmaceutical agents, both dry and hydrated, it can add to foodstuffs or serve as a mixing agent, otlm the nature of the ingredients. group, substituents, They are useful as
EMI3.2
filler for molding resins and for a variety of other applications.
In the field of the invention, it is possible to use
EMI3.3
some water-insoluble polysaccharide materials, such as cellulose, amylettu 1. chitin,. xyls and mannan * Since cellulose * has been the preferred base material for its low price and flexibility, the invention will be more particularly useful. pat.
EMI3.4
cooking with cellulote taken as an example.
Source materials for cellulose include pulp from bowls, such as sulphite bleached pulp
EMI3.5
and sulfate celletianchie, natural fibers * such *.
<Desc / Clms Page number 4>
that ramie, cotton and cotton purified and purified cellulose or chemical cellulose which are prized * in the form
EMI4.1
a rather high purity granulated material having a high density per volume.
The derivatives obtainable according to the process of the present invention include, for example
EMI4.2
4thera-oxides of cellulose including (0-alkyl) g (ty-eryl,) and (..aryialyi) celluloses - such as (0-methyl) cellulose, (O-dthyl) cellulose, (O-propyl) cellulose , (O-butyl) cellulose, (0-atnyl) cellulose, (t1-pbenyl cellulose, (0-benzol) cellulose c3..mthyl 0-propyl) cellulose and (0-methyl-C-benzyl) cellulose, the 0 - (hydroxyolkyl) j celluloses comprising comne group * hydroxyalkyl groups t hydroxym4thYl, hydroxy4thyl., hydroxypropyto, hydroxybutyl hytxoxppxcpy, butyl * # hydroxy. propyl ethyl and hydroxyethyl hydroxy propyl the 0-earbo (xyalkyl) celluloses comprising the 4 (c.srbaxymthyli, o-cerboxy 4thyl] t and o- (carboxypropyl) celluloses;
0 - '(a).': oxyalkYl) celluloses comprising t- (ethaxyethyl), o- (propyloxylthyl) and 0- (benzyloxy ethyl) celluloses 1 thiour4thanes of cellulose comprising cellulose thlourethane, N- cellulose thylth1ourthae, cellulose N-phenylthiourethane and cellulose N-ethyl N-phenylthiourethane cellulose esters including cellulose acetate, cellulose formate, cellulose propionate, cellulose butyrate, mixed esters cellulose and acetic and butyric acids, acetic acids and
EMI4.3
propionic, acetic and atearic acids, 0- (hydkoxypropyl) cellulose acetate, (0-benzyl) acetate
cellulose 1 and derivatives of partial oxidation of cellulose
EMI4.4
for which the substituent group is attached to a unit
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
anhydroglucose of the dellulotic chainb C08ptêAlftt of derivatives * substituted by * aldehyde groups, aarcIi1 or both together * Generally the above described * can be prepared according to any, which commonly known method to lead to a product insoluble in> ##>
EMI5.2
the water,,
EMI5.3
O-aiky, or 3-axyi celluloses are prepared by treating the cellulose with an ioen.
Suitable alkylation comprising, for example, the alkyl fractions, tislky3 sulfata, and bonzyl o halogdwits in the presence of an alkaline catalyst, by sodium hydroxide. Mixed ethers are obtained by using a mixture of alkylating agents during the dvdthdeietcation process. O-, hydroxy alkyl) cells ** can be obtained by mixing the cellulose with an etlkyHn * oxide under pressure. while C- (alkoxy alkyl) and eylacy .1kyl) celluloses are prepared by alkylation of d4ri '..: 0- (hydroxy4lkyl) * 0- (carboxy alkyl) celluloses are produced., ¯ by reaction of cellulose and a .11ph.t- acid substituted by a halogen, for example monochloraaitiqut; and a base.
The esters of cellulose are h.b1tuel1..I.t pr4par4. by treatment of cellulose with the anhydride of a particular acid, for example acetic anhydride, prop1
EMI5.4
nique and butyric.
Mixed esters are prepared using
EMI5.5
mixed acid anhydrides. The reaction can be carried out using an acid or an alkali catalyst. The subst4m derivative
EMI5.6
killed by an aldehyde group are suitably prepared by
EMI5.7
treatment of cellulose with periodic acid while
EMI5.8
the derivatives substituted by a carboxyl group can be
<Desc / Clms Page number 6>
prepared by treating cellulose using nitrogen dioxide.
It is usual to facilitate the preparation of
EMI6.1
derivative said cellulose by mixing or homogenizing the cellulose in an organic liquid medium which serves as a solvent for the etherifying or esterifying agent * When the reaction is complete, the derivative can be washed and dried.
The cellulose derivatives prepared by a process implementing features of the present invention must be insoluble in water in order to be able to lead: the formation of gel or of dispersion after degradation by-
EMI6.2
tielle and attritien. The degree of substitution for each derivative is critical to achieve the desired water insolubility.
The degree of substitution denotes the average number
EMI6.3
of substituents per anhydroglucose unit of the cellulose molecule which replace any of the three original hydroxyl groups of these units * Accordingly, the maximum degree of substitution is 3. In the field of the present invention, the DS of the derivatives of cellulose must be low enough to maintain the original water insolubility of the cellulose or high enough to be
EMI6.4
Insoluble in water. The range of Dr, S, for each water insoluble cellulose derivative varies depending on the hydrophilic nature of the substituent groups.
For example, the
EMI6.5
D.S, maximum for 110-methyl cellulose Insoluble in water in the low range of D.S. is about 1 while
EMI6.6
the range of De $, for o-4thyl cellulose insoluble in water can be up to. 0 # 5 approximately in the low range - and above 1.8 for the upper range * Water insoluble o (hydraxy- 'ethyl) cellulose po $ 6ed <t un De $ * maximum
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
in the lower range of D * So of about 0.8 and m P minimum in the upper range of about lCt t'aoetet '' 1i: of cellulose insoluble in water has an OS, '..x18t8 ,.; '.' of about 0.3 in the interval within do C <S <<tt a JMU, '- Minimum of about 1.2 in the interval tupdr1eut.
The .. 1Qt, "'" valles de O.S. for the water insoluble cellulose derivative are well known to those skilled in the art and further description is not required.
EMI7.2
The formation of derivatives, together with the cel; LMlose, favors the reduction of the length of the, chatmi d * Ir. ' .o14eul, cellulose 1 this dlm1nu.'149tfl "nt k4 need ** W additional chemical degradation- of 0.11u104., dt bzz b obtain a material which can be subjected to the att: d,: U, '.
The derivative formation also high of tt6-m .Vf \ gR ". The yield of product, that is to say an at4riau # dgyata of c * Hulo e which can 't,"' 8oi .. Attitude <Water insoluble bedded cellulose d4rlv4a which are generally fibrous in character * have been partially degraded or reduced in chain length! by controlled hydrolysis. Hydrolysis can occur. be conducted by various methods, including the use of acids
EMI7.3
and enxymet but it is preferable that the d4d'lf '4 1 ...
cellulose is hydrolyzed with an aqueous solution of hydrochloric acid of low concentration * For example, the treatment of insoluble cellulose derivative $ binder
EMI7.4
water with a (5% hydrochloric acid solution for 16 hours at 71 C # represents a degradation treatment ", 1 sufficiently effective for the purpose of the present invention.
More vigorous conditions for shorter periods of time also produce similar returns
<Desc / Clms Page number 8>
Under operating conditions, for example, a 2.5% HCl solution is used to treat the cellulose derivatives for one hour at 121 ° C. under pressure to produce a material capable of being subjected to attrition. The partially degraded derivative is neutralized with a weak alkaline solution and washed with water.
In comparison with the materials based on cellulose crystallite aggregate previously mentioned in US Pat. No. 2,978,446, the cellulose derivatives degraded according to the present invention are not characterized by an average degree of polymerization or a length of stable medium chain.
The degraded cellulose derivatives retain some amorphous regions of the cellulose material and are not fully crystalline. However, they are sufficiently degraded to give a material capable of being subjected to attrition by mechanical disintegration means with negligible amount of energy to result in cellulose aggregates having a colloidal particle size.
The mechanical decay of derivatives, as mentioned above, can be conducted in several ways, both by subjecting them) * to attrition in a mill or by subjecting them to the action * $ of super-fast cutting, or to the high pressure action of the order of at least 350-700 kg / cm2.
The disintegration of the derivatives is carried out in the presence of a liquid medium although, when high pressure is used, such medium, although recommended, is not necessary. The suitable medium is water and. the mixture subjected to the recommended attraction contains at least about 20% water and at least about 3% of degraded material,
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
Other to be liquidated from pr4'x: enc. co stlbles, are suitable, 'comprising 1 ** solution * to kill * $ the polyols., parai l "qù .. glycerol is an exompl o los alcohols and more particularly ethanol Itt Lticopropinole Whatever the roof .'tbodt use # 4e # the disintegration is continued * until the aggregation is not possible;
obtained are characterized by the formation of a. suspension <ti!} ble in aqueous medium has, .1 "of which '11 ..ont always attracted, or in which it $ can be * dispersed thereafter * By sugponston otatjo is meant a suspension from which aggregates * do
EMI9.2
apparently not but to the care of which there $ z * are * 0 4iu * p # n4, sion 1nd4f1nim.nt, Izêma for periods of the order of 4 *, several weeks or months.
For higher concentrations of aggregates, the suspension has a disperslon, tlnd1t, that for higher concentrations *, it is a gel * It is understood that within the scope of the invention the
EMI9.3
The term “suspension” denotes both a dispersion * and a gel, the latter expressions being defined above all.
The following examples are given by way of demonstration of the products and of the process according to the present * Invention * Example 1,
EMI9.4
Several low-substitution 410- (hydroxypropylj ..11ulOl. Samples are prepared * by reacting 200 grams of purified wood pulp with 200 cm3 of
EMI9.5
touàe, at 10% in a reaction vessel mechanically stirred for 45 minutes. Then a mixture of 50 cm3 of propylene oxide and 50 cm3 of éioxane is added to the alkaline derivative of cellulose.
<Desc / Clms Page number 10>
Several different samples * are prepared by reactions at different temperatures and for varying reaction times,
The first test is carried out at ordinary temperature and lasts two hours.
The second test lasts 6 hours at room temperature and the third test lasts hours at 67 C. Each of the above samples is then washed with a 50/50 acetone-water mixture, then with a 75/25 acetone-water mixture, followed by immediate washing with acetone. All samples are Insoluble in water. However, the third sample shows a very high degree of swelling.
All samples are washed with water to remove acetone, the solid concentration is adjusted to 35% relative to the aqueous suspension, and the mixture is subjected to 25 minute attrition in the HOBART mixer.
In each case, the pastes obtained are extremely homogeneous and shiny with a wax consistency * Part of the material is subjected to attrition for variable solid concentrations up to 70%, and it is noted that, in each case, a material with the appearance of wax, which does not disintegrate, is collected,
The gels formed using the Hobart mixer are spread so as to reach 15% solid concentration and mixed for 7 minutes in a Mixmaster,
The gels obtained resemble "cold cream" with a slightly more marked transparency * Thin sheets cast and dried from these gels have a texture similar to wax, Example% axez
50 grams of insoluble treated cotton wads
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
in water, commercially available, (0 -. (hydry <thY cellulose), are hydrolyzed using 2 liters of 10% chlorhyftic ttact4o to 70 * Co for 17 hours.
Ap.t4 .. "Mechanical attrition of 30 minutes of a suspension to be concentrated in aolidn de'luO- (hydroxydtityl) cellulose h, 4lY. '.6., One obtains a Sky whose char.ctfr18tlque, are unique *, for a concentration of 51% in solid, the gel has 1.,
EMI11.2
apparent viscosity of a thick * heavy, waxy, material;
EMI11.3
extremely homogeneous and .table and remains as quo.tl near '. continuous kneading between the $ fingers * This' pmpxi <tt h -4mffyé% seems to be very suitable for bait <!% <relative * /, coometrics. . '! .-.'. "'
EMI11.4
Example 3
EMI11.5
75 gram $ of tr1ac "t.t .. of cellulose are bydtaJ.Vè4. By the action of 300 c * 3 of hydrochloric acid. 53K and heated pedantly 16 hits' 700 C.
After hydrolysis, the sample is /, 'toumit at attrition in uliAl.ng.ur liobarte under font * of an aqueous oupenoion containing 35% of solid,. for 45 minutes then extended with f90n water. obtain 9 concentration of 15% in solid. The resulting mixture is then worked for 7 minutes in a 14ixDiattez * Cft obtains a homogeneous 0 *, shiny somewhat translucent, with 4 * cup syndrboe properties.
EMI11.6
Example ¯ $
EMI11.7
A sample of O- (hydroxydthyl) C'lll. ' low degree of substitution (0.05-0.06) is hydrolyzed # using a 5% hydrochloric acid solution for 16 hours at 700 C. O- (hydro) {yethyl cellulose hydrolyzed is then: 'Oum! 18 At attrition for 25 minutes in a 61an.Ut.
<Desc / Clms Page number 12>
of Hobart in the form of a suspension containing 35% of solid *, After dilution with water, so as to reduce 1 concentration of solid to 15%, the mixture is then worked for 7 minutes in a Mixmaster.
The homogeneous shiny gel obtained exhibits improved syneresis properties. The gel also exhibits a certain degree of transparency and takes on a bluish sheen. When gels containing high concentrations of solids of up to 70% are prepaid using the same material based on hydrolyzed O- (hydroxyethyl) cellulose as defined above, homogeneous gels are obtained with a solid appearance. wax,
thick $ free of crumbs or similar substances *
The invention is not limited. to the examples described @ 11 is, on the contrary, general in scope and subject to variations and modifications *