JP2006188698A - カルボキシアルキルセルロースの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1〜65のカッパー値を有するパルプをカルボキシアルキル化剤で処理して、0.4〜1.4のカルボキシ置換度を有するカルボキシアルキルセルロースを得、更には架橋して架橋カルボキシアルキルセルロースを得る。
【選択図】なし
Description
本発明は、カルボキシアルキルセルロースの製造方法に関する。
幼児のオムツ、成人の失禁パッド、および女性用ケア製品のようなパーソナルケア用吸収剤製品は、典型的には、繊維性のマトリックス(基材、基質)に分布した超吸収性ポリマー粒子を含む吸収剤のコア(芯)を含んでなる。超吸収剤は、水膨潤性であり、一般的には、体液に対して高い吸収容量を有する水不溶性吸収物質である。一般的に使用される超吸収性ポリマー(SAP)は、そのほとんどがアクリル酸から誘導され、これは、それ自体、再生不可能な原材料である石油から誘導される。一般的に、アクリル酸ポリマーおよびSAPは、生物分解性ではないと考えられている。これらは広く用いられているものの、吸収剤製品市場の一部では、再生不可能な石油由来の材料の使用およびその非生物分解性という特性が心配されている。また、アクリル酸ベースのポリマーは、オムツおよび失禁パッドの価格構成の有意な部分を構成している。SAPの使用者は、低価格のSAPに興味を持っている。価格が高いことは、アクリル酸製造のための価格構成に一部起因しており、これはさらに、変動する石油価格に依存する。また、オムツが使用後に廃棄されるとき、それらは、通常その最大含有率または理論的含有率よりかなり少量の体液しか含んでいない。つまり、その液体保持能力に関して、これらは、「過剰設計」といえる。この「過剰設計」は、SAPの使用が非効率的であることを意味する。この非効率性は、SAPが(高い荷重下吸収性またはAULによって示されるような)高いゲル強度を有するよう設計されている事実に一部起因する。現在使用されているSAP粒子の高いゲル強度(膨潤後)によって、粒子間に多くの空隙空間が確保され、これは、迅速な液体吸収(intake)のために有用である。しかしながら、この高い「空隙体積」は、また、飽和状態の製品において、多くの間隙(粒子間)液体が存在することを意味する。間隙液体が存在すると、吸収剤製品の「再湿潤」性能または「湿潤感」が低下する。
本発明は、カルボキシアルキルセルロースの製造方法を提供する。一つの側面において、本発明の方法は、約1〜約65のカッパー値を有するパルプをカルボキシアルキル化剤で処理してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる。一つの側面において、本発明の方法は、約1〜約65のカッパー値を有するパルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること;及び、該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる。他の態様において、本発明の方法は、約1〜約65のカッパー値を有するパルプを架橋して架橋パルプを得ること、該架橋パルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること、及び、該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる。
一つの側面において、本発明は、カルボキシアルキルセルロースを提供する。本発明のカルボキシアルキルセルロースは、カルボキシアルキルセルロースを製造するために使用される慣用的なパルプと比較して、高リグニン含有率、高カッパー値、高ヘミセルロース含有率、および高い重合度を有するパルプから製造される。本発明のカルボキシアルキルセルロースの製造において有用なパルプとして、予備加水分解(pre-hydrolysis)工程を含まないパルプ化プロセスから製造されたパルプが挙げられる。有用なパルプとしては、慣用的なパルプ化プロセスより煮沸時間が短く、煮沸温度が低いプロセスによって調製されたパルプが挙げられる。他の有用なパルプとしては、長い漂白段階を有しないプロセスによって調製されたパルプが挙げられる。
一つの態様において、カルボキシアルキルセルロースは、カルボキシメチルセルロースである。一つの態様において、カルボキシアルキルセルロースは、カルボキシエチルセルロースである。
本発明のカルボキシアルキルセルロースは、約0.4〜約1.4のカルボキシル置換度を有する。カルボキシ置換度は、滴定により測定した。
本発明の代表的なカルボキシメチルセルロースを製造するための一般的な方法を、実施例1に記載する。本発明のカルボキシメチルセルロースを製造するための代表的な手順を、実施例2および3に記載する。
C=1〜10%(パルプに対して、重量)のNaClO2によって20〜40℃にて0.5〜2時間処理;
Ec(#)=5〜40℃で0.1〜1時間の、3〜25%(重量)濃度の冷NaOH処理(#はNaOH濃度である)、
Eb=50〜120℃で0.25〜2時間の、熱NaOH処理(NaOHはパルプに対して1〜15重量%、NaBH4はパルプに対して0.1〜1%)、NaBH4が存在する場合、これはE段である);
D=40〜90℃で0.2〜3時間の、ClO2処理(ClO2はパルプに対して0.2〜3重量%);
X=40〜120℃で0.2〜2時間のpH>7における、パルプに対して0.5〜4重量%のDCP(1,3−ジクロロ−2−ヒドロキシプロパノール)による架橋処理;および
Xp=40〜120℃で0.2〜2時間のpH>7における、パルプの0.5〜4重量%のPEGDE(ポリエチレンジグリシジルエーテル)による架橋処理。
本発明の方法は、パルプをカルボキシアルキル化剤でカルボキシアルキル化することを含む。適したカルボキシアルキル化剤は、クロロ酢酸およびその塩、3−クロロプロピオン酸およびその塩、ならびにアクリルアミドを含む。
また、架橋剤の混合物および/または架橋剤の配合物も、使用することができる。
適した水溶性ポリマーは、合成水溶性ポリマーを含む。本明細書中で使用する場合、「合成の」という用語は、化学合成によって製造されるポリマー(例えば、ポリアクリル酸またはポリアクリルアミド)を指し、天然のポリマー(例えば、セルロース)ではない。
一つの態様において、水溶性ポリマーは、ポリアクリル酸である。一つの態様において、水溶性ポリマーは、ポリアクリルアミドである。
上述したように、超吸収性組成物は、カルボキシアルキルセルロースおよび水溶性ポリマーを架橋剤で処理して、反応混合物を得て、次いで反応混合物を架橋することによって得られる。
代表的なジオール架橋剤としては、1,4−ブタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールが挙げられる。
代表的なアミノール架橋剤としては、トリエタノールアミンが挙げられる。
代表的なジアルデヒド架橋剤としては、グリオキサル、グルタルアルデヒド、およびジアルデヒド重亜硫酸ナトリウム付加生成物が挙げられる。
代表的なジエン架橋剤としては、ジビニルエーテルおよびジビニルスルホンが挙げられる。
代表的なカルボン酸架橋剤としては、ジ−およびポリカルボン酸が挙げられる。米国特許第5,137,537号、5,183,707号、および5,190,563号は、少なくとも三つのカルボキシル基を含有するC2−C9ポリカルボン酸(例えば、クエン酸およびオキシジコハク酸)の架橋剤としての使用を記載している。適したポリカルボン酸架橋剤としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、酒石酸一コハク酸、マレイン酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、全cis−シクロペンタンテトラカルボン酸、テトラヒドロフランテトラカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、およびベンゼンヘキサカルボン酸が挙げられる。
架橋触媒を、架橋反応を促進するために使用することができる。好適な触媒としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウムのような酸性塩およびリンを含有する酸のアルカリ金属塩が挙げられる。
超吸収性組成物は、少なくとも約5g/gの遠心吸収力を有する。一つの態様において、組成物は、約5g/g〜約60g/gの遠心吸収力を有する。一つの態様において、組成物は、約25g/g〜約50g/gの遠心吸収力を有する。
項目1−18は、カルボキシメチルセルロースおよびポリアクリル酸(CMCに基づいて10重量パーセント)を、水中のグルタルアルデヒド(全成分に基づいて4.3重量パーセント)で処理し、次いで蒸発することによって製造された超吸収性組成物を指す。項目1−3は、市販のカルボキシメチルセルロース(9H4F)から、3種のグルタルアルデヒド架橋剤の濃度で製造された超吸収剤を指す。項目4−18は、本発明のカルボキシメチルセルロースおよびポリアクリル酸を、グルタルアルデヒドで処理することによって製造された超吸収性組成物を指す。
一つの態様において、本発明の方法は、水溶性カルボキシアルキルセルロースおよび水溶性ポリマーを、架橋剤で処理して、反応混合物を得て、そして反応混合物を架橋して、組成物を得ることを含んでなる。架橋剤は、少なくとも一つのカルボキシアルキルセルロースまたは水溶性ポリマーと反応する。
ある種の金属イオンを架橋剤として使用する態様において、カルボキシアルキルセルロースを金属イオン(例えば、硫酸アルミニウム)の溶液と混合することにより、室温またはその近辺(即ち、約25℃)で架橋された生成物の沈殿を生じる。
以下の実施例は、例示の目的のために提供されるのであって、本発明を制約するものではない。
この実施例において、本発明の代表的なカルボキシメチルセルロースを製造するための一般的手順が記載される。
軽度に漂白された乾燥履歴がないクラフトパルプ(25.0g、オーブン乾燥)を、イソプロパノール(1.39L)と、0℃の窒素雰囲気下で30分間混合した。水酸化ナトリウム溶液(水中の40.56g、全重量94.74g)を30分かけて滴下により加え、そして反応物を1時間攪拌させた。イソプロパノール(55.55mL)中のモノクロロ酢酸(22.69g)の溶液を攪拌されたパルプに30分かけて滴下により加え、この間に反応温度は55℃に増加した。反応物を3時間撹拌し、次いで濾過し、2Lの70/30のメタノール/水の溶液中に入れ、そして酢酸で中和した。得られたスラリーを濾過で集め、2Lの70/30、80/20、および90/10のエタノール/水の溶液でそれぞれ1回、次いで最後に100%メタノールで洗浄して、生成物のカルボキシメチルセルロースを得た。
この実施例において、カルボキシメチルセルロースを、未漂白パルプから製造するための代表的手順が記載される。
未漂白パルプ(Weyerhaeuser Company, Port Wentworth工場、商品名PW−04、7.4重量パーセントのキシラン、5.6重量パーセントのマンナン、および6.25重量パーセントのリグニンを有する)(24g、41.7%の濃度)を、200gのイソプロパノールおよび6gの水酸化ナトリウムと混合した。ついで、11gのモノクロロ酢酸を加え、そして混合物を70℃で3.5時間加熱した。生成物のカルボキシメチルセルロースをアルコールで洗浄し、次いで、シートにしてから、乾燥した。このカルボキシメチルセルロースは、17.15g/gの自由膨潤吸収力、6.38g/gの遠心吸収力、および6.53g/gのAUL(シート)を有していた。
この実施例において、カルボキシメチルセルロースを、低白色度パルプから製造するための代表的手順が記載される。
25%の濃度で、低白色度を有するいくつかの乾燥履歴がないパルプ(40g)を、160gのイソプロパノール、変化する量の50%水酸化ナトリウム水溶液、および42gのモノクロロ酢酸と混合し、そして65℃で3.5時間加熱し、実施例2に記載された手順に従った。生成物のカルボキシメチルセルロースの特性は、表1(CMC H、IおよびJ)に示されている。
この実施例において、自由膨潤吸収力(g/g)および遠心吸収力(g/g)を測定するための方法が記載される。
自由膨潤吸収力(g/g)および遠心吸収力(g/g)を決定するための器具、手順、および計算式は、以下のとおりである。
・日本製の空のティーバッグ(Drugstore.comから入手可能、IN PURSUIT OF TEAポリエステルティーバッグ、93mm×70mm、折畳みフラップを持つ(http:www.mesh.ne.jp/tokiwa/)
・秤(小数点下4桁の精度、空気乾燥超吸収性ポリマー(AD SAP)およびティーバッグ重量に対して0.0001g)
・タイマー
・1%生理食塩水
・クリップ付きドリップラック(NLM 211)
・実験室用遠心分離機(NLM 211、Spin−Xスピン抽出器、モデル776S、3,300RPM、120v)
1.AD SAPの固体含有率を決定する。
2.ティーバッグを最も近い0.0001gまで予備秤量し、そして記録する。
3.0.2025g±0.0025gの試験物質(SAP)を正確に秤量し、記録し、そして予備秤量されたティーバッグ(空気乾燥(AD)バッグ重量)中に入れる。(AD SAP重量+ADバッグ重量=全乾燥重量)。
4.ティーバッグの端を折畳み、バッグを閉じる。
5.容器(少なくとも約7.5cm(3インチ)の深さ)を、少なくとも約5cm(2インチ)まで1%の生理食塩水で満たす。
6.ティーバッグ(試験試料を含む)を平らに持ち、そして震盪して、試験物質をバッグ中に均等に配分する。
7.ティーバッグを生理食塩水の表面に横たえ、そしてタイマーを起動する。
8.バッグを規定された時間(例えば、30分)浸漬する。
9.ティーバッグを、いずれもの内容物をバッグからこぼさないように注意深く取出し、ドリップラックのクリップに注意深く3分間吊るす。
10.それぞれのバッグを注意深く取りはずし、秤量し、そして記録する(ドリップ重量)。
11.ティーバッグを遠心機の壁面に、これらが接触しないように注意深く、そして壁面の周りに均一に釣合うように注意深く置く。
12.蓋を閉め、ロックし、そしてタイマーを起動する。75秒間遠心する。
13.蓋のロックを開け、そしてバッグを取出す。それぞれのバッグを秤量し、そして重量を記録する(遠心重量)。
ティーバッグ中の物質は、以下のように測定された吸収性を有する:
・自由膨潤吸収力、計数=5.78
・遠心吸収力、計数=0.50
・Z=オーブン乾燥SAP重量(g)/空気乾燥SAP重量(g)
この実施例において、荷重下吸収性(AUL)を測定するための方法を記載する。
AULを決定するための器具、手順、および計算式は、以下のとおりである。図4を参照されたい。
・Mettler Toledo PB 3002秤およびBLANCE-LINKソフトウェア、または、他の同等の秤およびソフトウェア。ソフトウェア設定:秤からの重量を30秒毎に記録する(これは、負の数字であるものである。このソフトウェアにより、それぞれの測定値を、EXCELのスプレッドシートに入力することができる。
・Kontes 90mm ULTRA-WAREフィルター(フリットガラス(粗い)フィルター板付き)。スタンドにクランプで固定される。
・ビンの底部付近に排出管を持つ2Lのガラス瓶。
・ビンに適合するストッパーを経由するガラス管を持つゴム製ストッパー(空気入口)。TYGON管。
・ステンレス鋼のロッド/プレキシガラスのプランジャーの組立て体(71mm直径)。
・プランジャー上に置くためのドリルで開けられた穴を持つステンレス鋼の錘(プランジャーおよび錘=867g)。
・VWR 9.0cm濾紙(Qualitative 413カタログ番号28310-048)、80mmの大きさに切断。
・両面接着SCOTCHテープ。
・0.9%生理食塩水。
1.フィルター機構を小型水平器で水平にする。
2.フリットガラスフィルターおよびビンの中の生理食塩水の水準が同じ高さになるようにフィルターの高さまたはビンの流体水準を調節する。
3.管路中のよじれまたはフリットガラスのフィルター板下の管路に空気の泡がないように確実にする。
4.濾紙をフィルター中に置き、そしてステンレス鋼の重りを濾紙上に置く。
5.5−10分間待ち、この間に濾紙は完全に濡れ、そして置かれた重りと平衡する。
6.ゼロの釣合いをとる。
7.濾紙が平衡に達するのを待つ間に、プランジャーを底部の両面接着テープで準備する。
8.プランジャー(テープと)を別個の秤に置き、ゼロ点調整する。
9.プランジャーを乾燥試験材料中に置き、材料の単層が両面接着テープによって底部に接着するようにする。
10.プランジャーおよび試験材料をゼロ点調整された秤で秤量し、そして乾燥試験材料の重量を記録する(乾燥材料重量は0.15g±0.05g)。
11.濾紙は、この時点で平衡しているはずであり、ゼロ点調整する。
12.秤記録ソフトウェアを起動する。
13.錘を除去し、そしてプランジャーおよび試験材料をフィルター組立て体に置く。
14.錘をプランジャー組立て体上に置く。
15.試験が完了するまで待つ(30または60分)。
16.秤記録ソフトウェアを停止する。
A=秤読取り(g)*−1(試験材料によって吸収された生理食塩水の重量)
B=試験材料の乾燥重量(これはAD重量を固体の%を掛けることによって水分に対して補正することができる)。
AUL(g/g)=A/B(1%生理食塩水g/1gの試験材料)。
この実施例において、高性能液体クロマトグラフィーによって木材パルプからのパルプ糖/リグニンを測定するための方法を記載する。方法は、0.01%〜100%のパルプ糖の濃度を測定する。
この方法において、パルプまたは木材の糖のポリマーは、硫酸蒸解によってモノマーに転換される。パルプを粉砕し、秤量し、硫酸で加水分解し、200mLの最終体積に希釈し、濾過し(残留固体をリグニンと考える)、再び希釈し(1.0ml+8.0mlのH2O)、そして高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析する。
・溶媒入口を4つ有する、GP 50 Dionexの金属を含まない勾配ポンプ。
・金の作動電極およびソリッドステートの参照電極を持つ、Dionex ED 40パルス式電流測定検出器。
・全てのカラム、ED 40セルおよび注入ループを含有する熱区画を持つ、DionexオートサンプラーAS 50。
・1Lのプラスチックビンを持つ、Dionex PC10空気式溶媒添加装置。
・ヘリウムタンク、最低99.99%。
・溶媒出口およびヘリウムガス入口キャップを持つ、4×2LのDionexポリエチレン溶媒ビン。
・CarboPac PA1(Dionex P/N 035391)イオン交換カラム、4mm×250mm。
・CarboPacガードカラム(Dionex P/N 043096)、4mm×50mm。
・アミノトラップカラム(Dionex P/N 046122)、4mm×50mm。
・Type HA 0.45uフィルターを有するMillipore溶媒濾過装置。
・蒸留脱イオン水。
・JT Baker50%水酸化ナトリウム溶液。
・JT Baker酢酸ナトリウム三水和物超純粋生物用試薬の2M原液(136.1g/L)。
・実施例7に記載される蒸解法によって記載される試料の調製。(注)H2Oは、すべてMillipore H2Oを意味する。
・溶媒の調製。
・溶媒Aは、ヘリウムのブランケット下に設置する20分前からヘリウムで散布された、蒸留され、そして脱イオンされた水である。
・溶媒Bは、2Lの400mMのNaOHである。1960mLの水をヘリウムで20分間散布する。41.6mLの50%NaOHを、50mLのプラスチックピペットでなお散布しながら加える。50%NaOHの撹乱を最小にし、そしてこれを液体の中間部から抜出す。これは、Na2CO3の汚染を減少することを確実にする。試薬を混合するために散布器を使用し、ついでビンを溶媒Bの位置に移動し、そしてヘリウムでブランケットする。
・溶媒Dは、200mMの酢酸ナトリウムである。49gの酢酸ナトリウム三水和物(JT Baker超純粋生物用試薬)を秤量し、約1500mLの水中に入れる。攪拌板上で溶解するまで攪拌する。1800mLに調節する これを、0.45u タイプHAメンブランを持つMillipore濾過装置を使用して、200mLの枝付きフラスコ中に濾過する。これを溶媒Dのビンに入れ、ついでヘリウムで20分間散布する。ビンを溶媒Dの位置に移動し、そしてヘリウムでブランケットする。
・溶媒添加用溶媒は、1Lの200mMのNaOHである。これは、カラムの後で加えられて、pH14においてアニオンとしての糖の検出を可能にする。10.4mLの50%NaOHを、1Lの水に加える。前回の実験からの十分な試薬が残っている場合、500mLの水および5.2mLの50%NaOHを使用することができる。試薬をPC10空気式溶媒添加装置に移す。
・クロマトグラフの設定。(計器パネル上の選択キーを使用して、リモート/ローカルおよび直接/スケジュール制御間のトグルを選択する。)
・ポンプ流量複合装置で、溶媒Aを40%に、溶媒Bを30%にそして溶媒Dを30%に設定し、流量を1L/分に設定する。圧力変換機の排出弁を、ついでプライミング用遮断Luer Port弁を開放する。プライミング機能を可能にし、そして約10mLの溶媒をプラスチックシリンジで抜出す。プライミング機能を不能にし、放出弁を閉め、次いで抜出し弁を閉める。更に2回繰返す。
・ポンプを50/50の溶媒A/溶媒Bに設定する。1mL/分で20分間、または0.2mLで2時間作動して、カラムを洗浄する。ED40検出セルを作動させる。AS50の温度機能を25℃に設定する。
・AS50のスケジュールを設定する。パルプ糖に関連する全てのPeakNetメインメニューファイルは、サブホルダー、Methods、SchedulesおよびDataを伴うpsugarホルダー中にある。スケジュールは、拡張子.sas.を有する。前回のスケジュールをテンプレートとして使用する。H2SO4のブランク(試料と同一濃度に希釈)の3回の注入を最初に行う;全ての他のガラス瓶は、それぞれ1回の注入を有する。注入体積は、全ての試料に対して5uLであり、注入タイプは、「Partial」であり、遮断体積は、10uLであり、シリンジ速度は3であり、全ての試料および標準は、試料タイプ「Sample」であり、現在の計装法は、sugarsgradient4.metであり、データファイル保存ラベルは、「data」であり、そしてDilution、WeightおよびInt.Std.の値は、全て1に等しく設定する。
・四つの標準を初めに行い、そして試料の終点を四つより多い試料で設定する。
・試料を試験する。
・溶媒添加ポンプのスイッチを入れ、そしてベースラインアイコンをクリックする。PC 10圧力ダイヤルを使用して、5mLのメスシリンダーおよびストップウオッチで全流量を1.5mL/分に調節する(カラムから1mL/分、そして溶媒添加溶出剤に対して0.5mL/分)。2.0分間流れを測定して、シリンダーに3.0mLを得る。
・ベースラインを確定した後、「Run」アイコンをクリックする。
・試験が完了した後、自動試料採取器、ED 40およびポンプを、ローカルおよび直接制御に変更する。オーブン温度を20℃に変更し、そしてオーブンが冷却するまで数分間流れを継続する。ポンプの流れを100%の水で1mL/分に数分間変更し、そして蒸留水でポンプヘッドからNaOHを洗浄する。
・計算式
この実施例において、クロマトグラフィーによるパルプ糖の分析のための木材パルプの調製方法が記載される。
この方法は、高性能液体クロマトグラフィーによるパルプ糖の分析のための木材パルプの調製のために適用可能である。
パルプまたは木材糖のポリマーは、硫酸蒸解によってモノマーに転換される。高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)による分析のための調製において、パルプを粉砕し、秤量し、硫酸で加水分解し、200mLの最終体積に希釈し、濾過し、再び希釈(1.0mL+8.0mLの水)する。
1回の分析に対して最低60−100mgの試料を必要とする。均一性に関する誤差を回避するために、1−2gが好ましい。
・オートクレーブ。
・クロマトグラフ法のために10mLのポリエチレンビン。
・Gyrotory湯浴震盪器、モデルG76。
・Mettler HL52分析用秤のような±0.01mgまでの秤量が可能な秤。
・Intermediate Thomas-Wiley Mill、20メッシュ篩。
・NAC 1506真空オーブン。
・Brinkmann薬品耐性栓式分配器、5mL容量。
・50mL栓式分配器、EM Science。
・10mLプラスチック使い捨てシリンジ、VWR。
・6cm平方に切ったアルミニウムホイル。
・5cm平方に切ったKimwipe。
・16mLの琥珀色のガラス保存ビン。
・0.45μのGHPフィルター、Gelman。
・調節式容積型ピペットおよびチップ、Gilson。
・注ぎ口を持つ肉厚試験管、2.5×20cm。
・72%硫酸溶液(H2SO4)−183mLの水を2Lのエルレンマイヤーフラスコに移す。フラスコを氷浴中に詰め、そして冷却させる。470mLの96.6%H2SO4を、かき混ぜながらゆっくりと、そして注意深くフラスコに注ぐ。
・フコース、内部標準。2.0±1gのフコース[2438−80−4]を、100.0mlのH2Oに溶解し、20.0±1mg/mlの濃度を得る。この標準をLC冷蔵庫に保存する。
・溶解パルプ標準−T510対照パルプ。
・クラフト対照パルプ標準。
・それぞれの糖をmgで4桁の有効桁まで別個に秤量し、そして100mlのメスフラスコに移す。糖を少量の水に溶解する。水で規定体積にし、よく混合し、そして内容物を清浄な約120ml(4−oz)の琥珀色のビンに移す。
・クラフトパルプ標準原液。それぞれの糖をmgで4桁の有効桁まで別個に秤量し、そして100mlのメスフラスコに移す。糖を少量の水に溶解する。水で規定体積にし、よく混合し、そして内容物を清浄な約120ml(4−oz)の琥珀色のビンに移す。
H2Oと呼ぶものはすべて、Millipore H2Oである。
試料の調製。約0.5−1gのパルプを20メッシュの篩の大きさのWiley Millで粉砕し、粉砕した試料を50mLのビーカーに収集する。約200mgの試料(必要な場合二重に)を40mLのTEFLON容器に入れる。NAC 1506真空オーブン中に入れる。扉を閉める。抽気弁(真空オーブンの左側上部にある)を閉じる。温度スイッチを入れ、温度設定が適当か点検する。真空弁(真空オーブンの右側上部にある)を開く。主真空弁を開く。真空オーブンを一晩、50±5℃で125mmHgで乾燥する。
主真空弁およびオーブン真空弁を切る。抽気弁を開く。温度スイッチを切る。圧力が760mmHgに戻るまで待つ。
試料を真空オーブンから取出す。試料をデシケーター中で30分間冷却する。
標準を冷蔵庫から取出し、そして室温にさせる。
Gyrotory湯浴震盪器の加熱を開始する。設定は次のとおりである:
・加熱:高温
・制御サーモスタット:30℃
・安全サーモスタット:25℃
・速度:1.48
・震盪器:オフ
湯浴液面を点検し、必要な場合には、試料が水の液面の下になるように満たす。
TEFLON容器および試料の風袋を0.000に補正する。ピンセットを使用して60−100mgの試料を100mLの試験管に入れる。容器および試料を再秤量し、そして負の重量を記録する。
1.0mLの72%H2SO4をBrinkmannディスペンサーで試験管に入れる。攪拌棒の丸い末端で1分間撹拌し、全ての線維が濡れ、そして全ての凝集塊が破砕されていることを確実にする。
試験管をgyrotory湯浴震盪器に入れる。それぞれの試料を、3回、20−40分の間で1回、再び40−60分の間で、そして再び60−80分の間で攪拌する。試料を90分後に取出す。
試料を加熱している間に、Brinkmannディスペンサーを28mLの水を分配するために較正する。ビーカーを0.00gに風袋補正する。28±0.1gの水を分配する。水を秤量し、そしてBrinkmannディスペンサーをそのように調節する。
90分に、試料中の撹拌棒を28±0.1gの水で洗浄する。
自動ピペットを1±0.001mLに較正する。1.000mLの内部標準(フコース)を試料中に分配する。溶液を旋回攪拌する。
アルミニウムホイルで固く覆い、ホイルがオートクレーブ中に落ちないように確実にする。
オートクレーブの排出口を閉じる。4Lの水をオートクレーブに加える。試料および標準を伴う試験管ラックを、オートクレーブの棚に置く。扉を閉め、そして鍵を掛ける。タイマーを‘0’に設定する。タイマーは60分に設定されるものである。20分後にオートクレーブを点検し、圧力が14−16psi(95−105kPa)であり、そして温度が>260°F(127℃)であることを確実にする。
75分後、試料をオートクレーブから取出す。
試料を1時間冷却する。
試料を200mLのメスフラスコに注ぐ。較正されたBrinkmannディスペンサーを使用して、28.0mLのアリコートのH2Oで試験管の側面を洗浄する。旋回する。メスフラスコに注ぐ。H2Oの更に2回のアリコートで繰り返して試験管の側面を洗浄する。較正された体積の分配された水を蒸解の前に使用し、それぞれの試料および標準が正確に同じ方法で処理されるようにする。蒸解後、分配器は、既に28.0mLに設定されている。この量での洗浄は、試験管の側面が十分に洗浄されていることを確実にする。
ビーカーからフラスコにH2Oを注ぎ、そしてメニスカスを使い捨てピペットで調節して、フラスコを最終体積にする。栓をし、反転し、そして3分間震盪する。
Brinkmannディスペンサーを8.0±0.01mLに較正する。8.0mLのH2OをDionexビンに分配する。
一定のアリコートの試料を、使い捨ての10mLシリンジで、ラベルを付けられた16mLの琥珀色のビンにGHP0.45μのフィルターを通して濾過する。ラベルをメスフラスコからビンに移す。
試料の1.000mLのアリコートを、1.000mLのシリンジでDionexビンに移す。
四つの25mLのメスフラスコに、クラフトパルプの標準を、それぞれ:
・0.400mL
・0.800mL
・1.200mL
・1.600mL
加える。
125μLの72%H2SO4をそれぞれの標準に加える。125μLのフコースを内部標準としてそれぞれの標準に加える。7mLのH2Oをそれぞれの標準に加える。アルミニウムホイルで覆い、そして試料と共にオートクレーブにかける。
H2Oで最終体積にする。
標準を、使い捨ての10mLのシリンジで、ラベルを付けられた16mLの琥珀色のビンにGHPフィルターを通して濾過する。
1.000mLの標準を、1.000mLのシリンジでDionexビン中の8.0mLのH2Oに加える。Dionexおよびビンに蓋をする。
四つの25mLのメスフラスコに、T510対照溶解パルプ原液を、それぞれ:
・0.400mL
・0.800mL
・1.200mL
・1.600mL
加える。
125μLの72%H2SO4をそれぞれの標準に加える。125μLのフコース内部標準をそれぞれの標準に加える。7mLのH2Oをそれぞれの標準に加える。アルミニウムホイルで覆い、そして試料と共にオートクレーブにかける。H2Oで最終体積にする。
標準を、使い捨ての10mLのシリンジで、ラベルを付けられた16mLの琥珀色のビンにGHPフィルターを通して濾過する。1.0mLの標準を、1.0mLのHamiltonシリンジでDionexビン中の8.0mLのH2Oに加える。Dionexおよびビンに蓋をする。
(1) 約1〜約65のカッパー値を有するパルプをカルボキシアルキル化剤で処理してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。
(2) 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、(1)に記載の方法。
(3) 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、(1)に記載の方法。
(4) 前記カルボキシアルキルセルロールが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、(1)に記載の方法。
(5) 前記パルプが、セルロースの約0.15〜約10重量パーセントのリグニン含有率を有する、(1)に記載の方法。
(6) 前記パルプが、セルロースの約0.1〜約17重量パーセントのヘミセルロース含有率を有する、(1)に記載の方法。
(7) カルボキシアルキルセルロースを架橋して架橋カルボキシアルキルセルロースを得ることをさらに含んでなる、(1)に記載の方法。
(8) (a)約1〜約65のカッパー値を有するパルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること;及び、(b)該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ること、を含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。
(9) 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、(8)に記載の方法。
(10) 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、(8)に記載の方法。
(11) 前記カルボキシアルキルセルロールが、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシエチルセルロースである、(8)に記載の方法。
(12) 前記カルボキシアルキルセルロースが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、(8)に記載の方法。
(13) 前記パルプが、セルロースの約0.15〜約10重量パーセントのリグニン含有率を有する、(8)に記載の方法。
(14) 前記パルプが、セルロースの約0.1〜約17重量パーセントのヘミセルロース含有率を有する、(8)に記載の方法。
(15) 前記カルボキシアルキルセルロースを架橋して架橋カルボキシアルキルセルロースを得ることをさらに含んでなる、(8)に記載の方法。
(16) (a)約1〜約65のカッパー値を有するパルプを架橋して架橋パルプを得ること;(b)該架橋パルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること;及び、(b)該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。
(17) 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、(16)に記載の方法。
(18) 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、(16)に記載の方法。
(19) 前記カルボキシアルキルセルロールが、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシエチルセルロースである、(16)に記載の方法。
(20) 前記カルボキシアルキルセルロースが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、(16)に記載の方法。
Claims (20)
- 約1〜約65のカッパー値を有するパルプをカルボキシアルキル化剤で処理してカルボキシアルキルセルロースを得ることを含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。
- 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、請求項1に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、請求項1に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロールが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記パルプが、セルロースの約0.15〜約10重量パーセントのリグニン含有率を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記パルプが、セルロースの約0.1〜約17重量パーセントのヘミセルロース含有率を有する、請求項1に記載の方法。
- カルボキシアルキルセルロースを架橋して架橋カルボキシアルキルセルロースを得ることをさらに含んでなる、請求項1に記載の方法。
- (a)約1〜約65のカッパー値を有するパルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること;及び
(b)該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ること
を含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。 - 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、請求項8に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、請求項8に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロールが、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシエチルセルロースである、請求項8に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロースが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記パルプが、セルロースの約0.15〜約10重量パーセントのリグニン含有率を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記パルプが、セルロースの約0.1〜約17重量パーセントのヘミセルロース含有率を有する、請求項8に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロースを架橋して架橋カルボキシアルキルセルロースを得ることをさらに含んでなる、請求項8に記載の方法。
- (a)約1〜約65のカッパー値を有するパルプを架橋して架橋パルプを得ること;
(b)該架橋パルプをアルカリ化してアルカリ化パルプを得ること;及び
(c)該アルカリ化パルプをカルボキシアルキル化剤でエーテル化してカルボキシアルキルセルロースを得ること:
を含んでなる、カルボキシアルキルセルロースの製造方法。 - 前記パルプが乾燥履歴のないパルプである、請求項16に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキル化剤が、クロロ酢酸、クロロ酢酸塩、3-クロロプロピオン酸、又は3-クロロプロピオン酸塩である、請求項16に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロールが、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシエチルセルロースである、請求項16に記載の方法。
- 前記カルボキシアルキルセルロースが、約0.4〜約1.4のカルボキシ置換度を有する、請求項16に記載の方法。
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