JP2002516353A - 改質セルロースエーテル - Google Patents
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Abstract
Description
。
動学的特性に処理するため、多様な適用範囲で使用されている。利用の対称には
、例えば、食物、薬品、化粧品製剤、洗剤、農業用薬品、テキスタイル、印刷イ
ンキ、紙被膜剤、建築材、接着剤、塗料、セラミック材、重合添加剤などがある
。
ることにより改質する。それによって、特にセルロースエーテルの溶解性あるい
は疎水性に影響を与えることが可能となる。
長さを有するエポキシアルカンを使った、メチルセルロース、メチルヒドロキシ
プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、そして特に、ヒドロキシ
エチルセルロースなどの非イオンセルロースエーテルの改質が記述されている。
その特許によれば、改質の優位性の1つとして、少量の疎水性改質セルロースエ
ーテルでも、水性溶液の粘度を増やせるため、そのセルロースエーテルの投与量
が削減できることである。そのように改質されたセルロースエーテルは、塗料に
利用できる。改質処理は、セルロースエーテルを出発原料として使っておこなわ
れ、反応時間は2〜5時間である。しかしながら、健康への影響を考えれば、エ
ポキシ化合物を使うのは不適当であろう。
が、0.1から4重量%の量の8個から25個の炭素をもつアルキル基で改質さ
れている。その生成物も、塗料に適用できる。アルキル基試薬は、ハライド、ハ
ロヒドライド、または、エポキシドであって、いずれも、環境や健康に有害であ
る。ヒドロキシエチル化、疎水性改質化、カルボキシメチル化が順番に行われる
ため、反応時間は4時間以上の長さとなる。
から24個の炭素原子をもつフッ素含有アルキル基で改質されたセルロースエー
テルが記述されている。そのセルロースエーテルは、特に、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース、または、メチルヒド
ロキシエチルセルロースである。フッ素含有アルキル基試薬は、好ましくは、エ
ポキシド、ブロミド、または、ペルフルオロオレフィンである。その生成物も、
塗料用に開発されたものである。反応は長く、改質化には6時間もの反応時間を
要する。
ルセルロースが、セルロースエーテルのグルコース反復単位1モルに対して0.
001から0.1モルの量の、少なくとも10個の炭素をもつ芳香アルキル基で
改質されている。アルキル基試薬は、例えば、ハライド、オキシラン、酸、(チ
オ)イソシアネート、ハロヒドリンなどである。その生成物は、ラテックス塗料
に使われる。この製造方法は、6時間から12時間までの長い反応時間をもつ。
請求項には、本発明の好適実施例が開示されている。
ースエーテルを紹介している。セルロースエーテルは、好ましくは、カルボキシ
メチルセルロース、または、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC、
NaCMC)である。
その工程は、安全、単純、かつ、迅速である。また、その改質化では、水中での
セルロースエーテルの分散性を高めることができる。
、例えば、洗剤、紙被膜混合材、塗料、分散剤、石油掘削泥などに有益な基本特
性をもたせることができる。
(AKD)を使う。AKDの化学式は、以下のとおりである。
素をもつアルキル鎖またはアルケニル鎖である。R1またはR2を置換すること
も可能だし、両方とも連鎖内にヘテロ原子を含有しても構わない。R1またはR 2 は、直線連鎖をもち、14個から18個の炭素を有する場合もある。
ロキシル基と反応する。
ような高い温度により、その高い温度にてAKDが最初に溶解できるよう、反応
を促進することができる。高温とアルカリpH値でも、セルロースエーテルとの
AKDの反応動作を高められる。AKDは、セルロースエーテル内の置換基、例
えば、カルボシキメチル基とも反応する。また、AKDは、OH基を含むその他
の化合物とも反応する場合がある。それら化合物とは、CMCの調剤中に生成さ
れるような水、アルコール、グリコール酸ナトリウムである。それゆえ、生成さ
れた化合物も、生成物の疎水性に影響を与える。
使って分析できる。AKD未反応分、つまり、他のOH基と反応したAKDを含
有する化合物は、適当な溶剤にて抽出する。そのサンプルを加水分解させて、ア
ルキルケテン基の開裂を引き起こす。反応AKDも、適当な溶剤で抽出して、ガ
スクロマトグラフィで分析する。
散させても構わない。
る。その含有量は、0.01〜2重量%であるのが好ましい。
、好ましくは20、000〜700、000である。セルロースエーテルは、例
えば、アルキル基、ヒドロキシルキル基、または、カルボキシアルキル基で置換
されたもの、あるいは、それらの混合エーテルであっても構わない。
でも利用が可能である。例えば、紙またはボード製造におけるウェットエンドで
の紙またはボード被膜混合剤、塗料、建築材、接着剤、石油掘削泥、洗剤、化粧
品、分散剤として利用できる。
ある。その置換度(DS、つまり、グルコース環内の置換ヒドロキシル基の平均
数)は、例えば、0.2〜2.0、好ましくは0.4〜1.5、最も好ましくは
0.4〜1.2である。また、分子量は、40、000〜500、000である
のが好ましい。数値は、上記の全対称物に適用できる。
構わない。その分子量は、例えば、90、000〜1、300、000ほどで、
モル置換値(MS)は1.5〜4程度である。HECは、特に、被膜剤、建築材
、化粧品調剤などに利用できる。
っても構わない。その分子量は、例えば、80、000〜1、150、000ほ
どで、モル置換値(MS)は1.5〜4程度である。HPCは、特に、食品、医
療品調剤、被膜剤などに利用できる。
材原材料やコットンウール原材料をアルコールやアセトンなどの反応媒体と混合
して、それを水酸化ナトリウムなどのアルカリ物質でマルセル加工を行いセルロ
ースを活性化させて、セルロースエーテルを調剤する。そして、エーテル化処理
化学剤を加えて、反応させるのである。完成した生成物は、中性化処理する。必
要に応じて、粘度を下げる。反応中に生成した塩などの副産物は、例えば、アル
コールなどで洗浄除去して、精製セルロースエーテルを製造するが、副産物が生
成物内に残ったり、ごくわずかしか除去できないこともある(技術セルロースエ
ーテル、つまり、原料セルロースエーテル)。使われた溶剤を分離してから、生
成物を乾燥させる。生成物を粉末に粉砕、あるいは、粒状化処理を行えば、顆粒
サイズや容積密度を調整できる。生成物を、スクリーン処理することも可能であ
る。
、マルセル加工、エーテル化処理、乾燥処理など、どの製造工程においても、A
KDをセルロースエーテルに添加できる。AKDの添加は、個体相でも分散相で
も構わない。高温とアルカリpH値により、セルロースエーテルとAKDとの反
応を促進する。
である。例えば、セルロースエーテルを、個体相のAKDあるいはAKD分散体
で被膜処理する。その場合、適当な量のAKDをセルロースエーテルの表面に噴
霧するか、あるいは、合成させるのである。その生成物を高温で処理して、反応
を開始させる。
雑な溶剤も、長い反応時間も必要がない。しかも、AKDは安全な化学薬品であ
る。燃焼性や爆発性がないため、工程中に危険状態が発生せず、環境に対しての
危険性もない。AKDは、有害性や刺激性がないので、アレルギー症状を発生さ
せることがなく、それゆえに、工程作業者やエンドユーザに危険を及ぼすことが
ない。
セルロースエーテルは、カルボキシメチルセルロース(CMC)であるのが好ま
しい。その置換度は、0.4〜0.6が最も好ましい。その組成体は、普通、0
.1〜5重量%、好ましくは0.5〜4重量%、最も好ましくは0.75〜3重
量%のセルロース素材繊維処理成分を含む。洗剤組成体は、液状、ペースト状、
顆粒状のいずれでもよい。組成体は、ほぼ1〜80重量%、好ましくは5〜50
重量%の、アニオン式、非イオン式、両性イオン式、両性界面活性式、あるいは
、カチオン式の洗剤界面活性成分を含む。また、組成体は、ほぼ0.1〜80重
量%、好ましくは1〜10重量%が液状で1〜50重量%が顆粒状の洗浄剤ビル
ダー成分を含む。洗浄剤ビルダーは、例えば、燐酸塩、同様に、多様な有機また
は無機の非燐酸塩ビルダーである。前記の界面活性剤、ビルダー、セルロース素
材成分に加えて、洗浄剤組成体に、例えば、酵素、酵素安定剤、泡促進剤、泡抑
制剤、防汚剤、防腐剤、汚染物浮遊剤、汚染物分離剤、殺菌剤、pH調整剤、非
ビルダーアルカリ源剤、キレート化剤、有機または無機の充填剤、溶剤、ヒドロ
トロープ、光学艶出剤、染料、香料などを含有させてもよい。
スラリーを残留湿気分が低レベルになるよう噴霧乾燥させて製造する。残りの成
分を乾燥あるいは液状で混合して、前記の顆粒生成物にスプレーする。液状の洗
剤組成体は、成分を所望の順序で混合することにより調剤できる。
繊維類や衣類の洗濯処理により、処理した繊維類や衣類の繊維性見栄えを改善で
きる。そのような有効性には、全体外見改善、剥離/毛羽立ちの削減、色落ち防
止、耐磨耗性の改善、および/または柔軟性改善が含まれる。
であるアルキルケテン二量体を使うものとする(Raisio化学剤)。
を100g、鋼鉄製容器に入れた。そして、50gの水で薄めた、10重量%の
AKDを含有する1gのアルキルケテン二量体分散物を、CMC上に噴霧して、
同時にその粉末を攪拌した。できた生成物を80℃で乾燥させて、湿気分を8%
未満にした。最終生成物のAKD含有量は、0.1重量%であった。
6)を調剤した。
容器に入れた。そして、5gの個体アルキルケテン二量体を、添加した。その粉
末を、60℃で120分間、105℃で15分間オーブン内で攪拌した。最終生
成物のAKD含有量は、5.0重量%であった。
%の疎水性改質CMCを、実施例7で説明した方法で調剤した。
gの水とを、ミキサーを備えた密閉ガラス製フラスコ内で、および、任意の窒素
雰囲中で、混合した。そのフラスコを、水浴中に載置した。さらに、18gの水
で希釈した18gの水酸化ナトリウムを加えて、セルロースを20℃で30分間
マルセル化処理した。6gの水で希釈した22gのモノクロロ酢酸と、AKD含
有量が20重量%である1.25gのアクキルケテン二量体分散物とを添加して
、温度を55分間で65℃まで上昇させた。そのセルロースを、65℃で60分
間エーテル化処理した。そしてエタノールを回収して、その湿気分が8%未満と
なるまで生成物を80℃で乾燥させた。最終生成物のAKD含有量は0.3重量
%、平均分子量は150000、カルボシキメチル基のDS値は0.57であっ
た。サンプルに含まれるセルロースと反応したAKDは0.02重量%であった
。
5では、塩酸でエーテル化処理した後に、生成物を中性化した。実施例10にお
いて、中性化処理の後で、AKDを添加し、70℃で5分間反応させた。
た。
ルと、162gの水とを、ミキサーを備えた密閉ガラス製フラスコ内で、および
、窒素雰囲中で、混合した。そのフラスコを、水浴中に載置した。さらに、40
gの水で希釈した40gの水酸化ナトリウムを加えて、セルロースを20℃で9
0分間マルセル化処理した。11gの水で希釈した44gのモノクロロ酢酸と、
AKD含有量が10重量%である1gのアクキルケテン二量体分散物とを添加し
て、温度を45分間で70℃まで上昇させた。そのセルロースを、70℃で90
分間エーテル化処理した。そして、塩酸でCMCを中性化した。反応における副
産物である塩化ナトリウムとグリコール酸ナトリウムを、75%メタノールで洗
浄除去してから、生成物をその湿気分が8%未満となるまで80℃で乾燥させた
。最終生成物のAKD含有量は0.08重量%、平均分子量は270000、カ
ルボシキメチル基のDS値は0.59であった。
は、マルセル化処理中にAKDを添加した。
Claims (13)
- 【請求項1】 その疎水性改質が、下記のような化学式のアルキルまたはア
ルケニルケテン二量体を使って行われたことを特徴とする疎水性改質セルロース
エーテル。 R−CH=CH−R | | O−C=O ただし、Rは、5個から22個の、好ましくは13個から20個の、最も好ま
しくは14個から18個の炭素をもつアルキル鎖またはアルケニル鎖である。 - 【請求項2】 前記のセルロースエーテルが、下記のような化学式をもつ請求
項1記載の改質セルロースエーテル。 O R O ‖ | ‖ R−CH2−C−CH−C−O−セルロース(エーテル) ただし、Rは上記と同じ。 - 【請求項3】 前記のセルロースエーテルの分子量が、10、000〜1、
000、000、好ましくは20、000〜700、000、最も好ましくは4
0、000〜500、000である、請求項1または2記載の改質セルロースエ
ーテル。 - 【請求項4】 前記のセルロースエーテル内のアルキルまたはアルケニルケ
テン二量体の含有量が、0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜2重量
%である、請求項1から3のいずれか記載の改質セルロースエーテル。 - 【請求項5】 前記のセルロースエーテルが、カルボキシメチルセルロース
である、請求項1から4のいずれか記載の改質セルロースエーテル。 - 【請求項6】 前記のカルボシキメチルセルロースの置換度が、0.2〜2
、好ましくは0.4〜1.5、最も好ましくは0.4〜1.2である、請求項5
記載の改質セルロースエーテル。 - 【請求項7】 下記のような化学式をもつセルロースエーテルを、アルキル
またはアルケニルケテン二量体と反応させる、疎水性改質セルロースエーテルの
調剤方法。 O R2 O ‖ | ‖ R1−CH2−C−CH−C−O−セルロース(エーテル) ただし、R1とR2は上記と同じ。 - 【請求項8】 前記の反応が、30〜120℃、好ましくは50〜90℃、
最も好ましくは60〜85℃の高い温度で行われる、請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 カルボキシメチルセルロースを、アルキルまたはアルケニル
ケテン二量体と反応させる、あるいは、セルロースまたはその誘導体を、アルキ
ルまたはアルケニルケテン二量体と反応させた後に、その生成物をカルボシキメ
チルセルロースに変換する、カルボシキメチルセルロースを疎水性改質する方法
。 - 【請求項10】 その組成物が、請求項1から6いずれか記載の疎水性改質
セルロースエーテル、請求項7または8記載の方法で調剤された疎水性改質セル
ロースエーテル、あるいは、請求項9記載の方法で疎水性改質されたセルロース
エーテルを含むことを特徴とする、水または水性組成体と混合できるよう意図さ
れた組成物。 - 【請求項11】 請求項10記載の洗浄剤組成物。
- 【請求項12】 前記の組成物が、疎水性改質カルボキシメチルセルロース
を含む、請求項11記載の洗浄剤組成物。 - 【請求項13】 その置換度が0.4〜0.6である、請求項12記載の洗
浄剤組成物。
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