JP2016183329A - 粘性水系組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)数平均繊維径が0.5nm以上200nm以下であり、カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であり、該カルボキシ基がアルカリ金属との塩となっている、微細セルロース繊維、及び
(B)炭素原子と窒素原子を有し、化合物1分子あたりのその比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下である化合物を1種又は2種以上含む添加剤
を含有し、前記(A)成分の含有量が0.2質量%以上10質量%以下であり、前記(B)成分の含有量が(A)成分100質量部に対して3質量部以上150質量部以下であり、80℃、回転速度30rpmにおける組成物の粘度が80mPa・s以上である、水系組成物に関する。
[(A)微細セルロース繊維]
本発明で用いられる微細セルロース繊維としては、数平均繊維径とカルボキシ基含有量が特定のものであって、該カルボキシ基がアルカリ金属との塩となっているのであれば特に限定はない。
本発明における微細セルロース繊維は、数平均繊維径が0.5nm以上200nm以下であるが、結晶性を持たせることで熱安定性を維持する観点から、好ましくは0.8nm以上、より好ましくは1.0nm以上である。また、微細構造にすることで構造粘性を発現する観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは20nm以下、更に好ましくは10nm以下、より更に好ましくは5nm以下である。なお、本明細書において、セルロース繊維の数平均繊維径は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定することができ、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。一般に、高等植物から調製されるセルロースナノファイバーの最小単位は6×6の分子鎖がほぼ正方形の形でパッキングされていることから、AFMによる画像で分析される高さを繊維の幅と見なすことができる。
本発明における微細セルロース繊維は、カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であるが、水系組成物での安定性及び増粘効果の観点から、好ましくは0.4mmol/g以上、より好ましくは0.6mmol/g以上、更に好ましくは0.8mmol/g以上である。また、取り扱い性及びコストの観点から、好ましくは3.0mmol/g以下、より好ましくは2.7mmol/g以下、更に好ましくは2.5mmol/g以下、より更に好ましくは2.0mmol/g以下である。本発明で用いられる微細セルロース繊維に、カルボキシ基含有量がかかる範囲外である微細セルロース繊維が、意図せずに不純物として含まれることもあり得る。なお、「カルボキシ基含有量」とは、微細セルロース繊維を構成するセルロース中のカルボキシ基の総量を意味し、具体的には後述の実施例に記載の方法により測定される。
本発明における微細セルロース繊維は、前記カルボキシ基がアルカリ金属との塩となっている。なお、本明細書において、微細セルロース繊維のカルボキシ基がアルカリ金属の塩になっているとは、微細セルロース繊維表面のカルボキシ基にアルカリ金属が直接イオン結合している状態のことを意味する。これにより、微細セルロース繊維が高い水分散性および構造粘性を発現する効果が奏される。アルカリ金属としては、コストの観点から、好ましくはLi、Na、K、Rbであり、より好ましくはNa、Kであり、更に好ましくはNaである。
また、本発明における微細セルロース繊維は、平均アスペクト比(繊維長/繊維径)が、構造粘性を発現する観点から、好ましくは10以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは50以上、よりさらに好ましくは100以上、よりさらに好ましくは200以上である。また、コストおよび取扱い性の観点から、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、さらに好ましくは400以下、よりさらに好ましくは350以下である。なお、本明細書において、平均アスペクト比は、分散液中のセルロース繊維濃度と分散液の水に対する比粘度との関係から、下記数式(1)によりセルロース繊維のアスペクト比を逆算して求める。なお、下記数式(1)は、The Theory of Polymer Dynamics,M.DOI and D.F.EDWARDS,CLARENDON PRESS・OXFORD,1986,P312に記載の剛直棒状分子の粘度式(8.138)と、Lb2×ρ=M/NAの関係〔式中、Lは繊維長、bは繊維幅(セルロース繊維断面は正方形とする)、ρはセルロース繊維の濃度(kg/m3)、Mは分子量、NAはアボガドロ数を表す〕から導き出されるものである。また、上記の粘度式(8.138)において、剛直棒状分子をセルロース繊維とする。下記数式(1)中、ηSPは比粘度、πは円周率、lnは自然対数、Pはアスペクト比(L/b)、γ=0.8、ρSは分散媒の密度(kg/m3)、ρ0はセルロース結晶の密度(kg/m3)、Cはセルロースの質量濃度(C=ρ/ρS)を表す。
微細セルロース繊維の結晶化度は、高温時の粘性発現の観点から、好ましくは30%以上、より好ましくは35%以上、さらに好ましくは40%以上、よりさらに好ましくは45%以上である。また、使用するセルロース原料コストの観点から、好ましくは95%以下、より好ましくは90%以下、さらに好ましくは85%以下、よりさらに好ましくは80%以下である。なお、本明細書において、セルロースの結晶化度は、X線回折法による回折強度値からSegal法により算出したセルロースI型結晶化度であり、下記計算式(A)により定義される。
セルロースI型結晶化度(%)=[(I22.6−I18.5)/I22.6]×100 (A)
〔式中、I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度、I18.5は,アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す〕
なお、セルロースI型とは天然セルロースの結晶形のことであり、セルロースI型結晶化度とは、セルロース全体のうち結晶領域量の占める割合のことを意味する。
本発明で用いられる微細セルロース繊維は、特に限定なく公知の方法に従って製造することができる。例えば、予め調製された微細セルロース繊維にアルカリ金属を導入する反応を行ってもよいし、微細セルロース繊維を調製する際にアルカリ金属を導入する反応を行ってもよい。なお、微細セルロース繊維は、公知の方法、例えば、特開2011−140632号公報に記載の方法により製造することができる。
まず、水中に天然セルロース繊維を分散させたスラリーを調製する。スラリーは、原料となる天然セルロース繊維(絶対乾燥基準:150℃にて30分間加熱乾燥させた後の天然セルロース繊維の質量)に対して約10〜1000倍量(質量基準)の水を加え、ミキサー等で処理することにより得られる。天然セルロース繊維としては、例えば、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリントのような綿系パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ等の非木材系パルプ;バクテリアセルロース等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。天然セルロース繊維は、叩解等の表面積を高める処理が施されていてもよい。また、前記市販のパルプのセルロースI型結晶化度は、通常80%以上である。
前記酸化反応で得られるカルボキシ基含有セルロース繊維は、触媒として用いるTEMPO等のN−オキシル化合物や副生塩を含む。そのまま次工程を行ってもよいが、精製を行って純度の高いカルボキシ基含有セルロース繊維を得ることもできる。精製方法としては、酸化反応における溶媒の種類、生成物の酸化の程度、精製の程度により最適な方法を採用することができる。例えば、良溶媒として水、貧溶媒としてメタノール、エタノール、アセトン等を用いた再沈殿、ヘキサン等の水と相分離する溶媒へのTEMPO等の抽出、透析等による精製等が挙げられる。
前記精製工程後、得られたカルボキシ基含有セルロース繊維を微細化する工程を行う。微細化工程では、前記精製工程を経たカルボキシ基含有セルロース繊維を溶媒中に分散させ、微細化処理を行うことが好ましい。この微細化工程を行うことにより、数平均繊維径及び平均アスペクト比がそれぞれ前記範囲にある微細セルロース繊維が得られる。
本発明においては、炭素原子と窒素原子を有し、化合物1分子あたりのその比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下である化合物を1種又は2種以上含む添加剤を用いる。前記比率を有する含窒素化合物を用いることにより、微細セルロース繊維間に比較的強固でかつ組み換え可能な架橋構造を形成する効果が奏される。
本発明で用いられる4級アンモニウム塩としては、化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下の4級アンモニウムの塩である。
で表される化合物を挙げることができる。
テトラメチルアンモニウムハライド、テトラエチルアンモニウムハライド、テトラプロピルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、テトラペンチルアンモニウムハライド、テトラヘキシルアンモニウムハライド、テトラフェニルアンモニウムハライド、テトラベンジルアンモニウムハライド、
エチルトリメチルアンモニウムハライド、プロピルトリメチルアンモニウムハライド、ブチルトリメチルアンモニウムハライド、ペンチルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキシルトリメチルアンモニウムハライド、オクチルトリメチルアンモニウムハライド、デシルトリメチルアンモニウムハライド、ドデシルトリメチルアンモニウムハライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムハライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムハライド、フェニルトリメチルアンモニウムハライド、ベンジルトリメチルアンモニウムハライド、
ペンチルトリプロピルアンモニウムクロリド、ヘキシルトリプロピルアンモニウムクロリド、オクチルトリプロピルアンモニウムクロリド、デシルトリプロピルアンモニウムクロリド、フェニルトリプロピルアンモニウムクロリド、ベンジルトリプロピルアンモニウムクロリド、
ジオクチルジメチルアンモニウムハライド、ジデシルジメチルアンモニウムハライド、ジドデシルジメチルアンモニウムハライド、ジミリスチルジメチルアンモニウムハライド、ブチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ペンチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ヘキシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、オクチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、デシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ドデシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、パルミチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルベンジルジメチルアンモニウムクロリド
が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができ、公知の方法に従って製造したものや市販品を用いることができる。
テトラメチルアンモニウムハライド、テトラエチルアンモニウムハライド、テトラプロピルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、
ペンチルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキシルトリメチルアンモニウムハライド、オクチルトリメチルアンモニウムハライド、デシルトリメチルアンモニウムハライド、ドデシルトリメチルアンモニウムハライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムハライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムハライド、フェニルトリメチルアンモニウムハライド、ベンジルトリメチルアンモニウムハライド、フェニルトリプロピルアンモニウムクロリド、
ジオクチルジメチルアンモニウムハライド、ジデシルジメチルアンモニウムハライド、ジドデシルジメチルアンモニウムハライド、ジミリスチルジメチルアンモニウムハライド、オクチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、デシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ドデシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、パルミチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルベンジルジメチルアンモニウムクロリドが好ましく、
ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムブロミド、ヘキシルトリメチルアンモニウムブロミド、フェニルトリプロピルアンモニウムクロリドがより好ましく、
ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリドが更に好ましい。
本発明におけるアミンとしては、化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下の、モノアミン、ジアミン、又は多価アミンを用いることができる。以下に、各アミンについて説明する。
で表される化合物を挙げることができる。
1級モノアミン:プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ポリオキシエチレンアミン(重合度1〜6)、ポリオキシプロピレンアミン(重合度1〜4)、ポリオキシエチレン/プロピレンアミン(重合度1〜5)
2級モノアミン:ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジエタノールアミン
3級モノアミン:トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、ジメチルアミノブタノール、ジメチルアミノペンタノール、ジメチルアミノヘキサノール、ジメチルアミノオクタノール、ジメチルアミノデカノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン
が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができ、公知の方法に従って製造したものや市販品を用いることができる。
1級モノアミン:ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン
2級モノアミン:ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン
3級モノアミン:トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジメチルアミノヘキサノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン
が好ましく、
ヘキシルアミン、ジプロピルアミン、トリエチルアミン、ジメチルアミノヘキサノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジンがより好ましく、
ジメチルアミノヘキサノールが更に好ましい。
で表される化合物を挙げることができる。
1級ジアミン:1,4−シクロヘキサンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,13−トリデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン(重合度1〜15、2〜10、3〜8)、ポリオキシプロピレンジアミン(重合度1〜10、2〜7)、ポリオキシエチレン/プロピレンジアミン(重合度1〜12、2〜8、3〜7)
3級ジアミン:N,N,N,N−テトラメチル−1,2−エタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,5−ペンタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,8−オクタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,10−デカンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,12−ドデカンジアミン
が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができ、公知の方法に従って製造したものや市販品を用いることができる。例えば、トリオキシプロピレンジアミンとしては、三井化学社製のジェファーミン D−230を、ヘキサオキシプロピレンジアミンとしては、三井化学社製のジェファーミン D−400を用いることが出来る。
1級ジアミン:1,4−シクロヘキサンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,13−トリデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン(重合度1〜10、2〜7)
3級ジアミン:N,N,N,N−テトラメチル−1,5−ペンタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,8−オクタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,10−デカンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,12−ドデカンジアミン
が好ましく、
シクロヘキサンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリオキシプロピレンジアミン、ドデカンジアミン、ヘキサオキシプロピレンジアミンがより好ましく、
トリオキシプロピレンジアミン、ドデカンジアミンが更に好ましい。
で表されるトリアミンが挙げられる。
で表される化合物を挙げることができる。
本発明で用いられるアミドとしては、化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下の、例えば、一般式(6):
で表される化合物を挙げることができる。
オクチルモノエタノールアミド、デシルモノエタノールアミド、ラウリルモノエタノールアミド、ミリスチルモノエタノールアミド、パルミチルモノエタノールアミド、ステアリルモノエタノールアミド、オレイルモノエタノールアミド
オクチルジエタノールアミド、デシルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチルジエタノールアミド、ステアリルジエタノールアミド、オレイルジエタノールアミド、オクチルメチルエタノールアミド、デシルメチルエタノールアミド、ラウリルメチルエタノールアミド、ミリスチルメチルエタノールアミド、パルミチルメチルエタノールアミド、ステアリルメチルエタノールアミド、オレイルメチルエタノールアミド
が挙げられる。これらは単独で又は2種以上組み合わせて用いることができ、公知の方法に従って製造したものや市販品を用いることができる。
ミリスチルモノエタノールアミド、パルミチルモノエタノールアミド、ステアリルモノエタノールアミド、オレイルモノエタノールアミド
デシルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド
が好ましく、
ラウリルジエタノールアミドがより好ましい。
態様1:本発明の水系組成物を用いて地下層を処理することを特徴とする、地下層の処理方法。
態様2:本発明の水系組成物を地中の掘削穴先端に送り込み、掘削により生じた土砂や岩石を地上に回収する、掘削により生じた土砂や岩石の回収方法。
(B)炭素原子と窒素原子を有し、化合物1分子あたりのその比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下である化合物を1種又は2種以上含む添加剤
を含有し、前記(A)成分の含有量が0.2質量%以上10質量%以下であり、前記(B)成分の含有量が(A)成分100質量部に対して3質量部以上150質量部以下であり、80℃、回転速度30rpmにおける組成物の粘度が80mPa・s以上である、水系組成物。
<3> 微細セルロース繊維のカルボキシ基含有量が、好ましくは0.4mmol/g以上、より好ましくは0.6mmol/g以上、更に好ましくは0.8mmol/g以上であり、好ましくは3.0mmol/g以下、より好ましくは2.7mmol/g以下、更に好ましくは2.5mmol/g以下、より更に好ましくは2.0mmol/g以下である、前記<1>又は<2>記載の水系組成物。
<4> 微細セルロース繊維におけるアルカリ金属の塩が、好ましくはLi、Na、K、Rbであり、より好ましくはNa、Kであり、更に好ましくはNaである、前記<1>〜<3>いずれか記載の水系組成物。
<5> 微細セルロース繊維の平均アスペクト比(繊維長/繊維径)が、好ましくは10以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは50以上、よりさらに好ましくは100以上、よりさらに好ましくは200以上であり、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、さらに好ましくは400以下、よりさらに好ましくは350以下である、前記<1>〜<4>いずれか記載の水系組成物。
<6> 微細セルロース繊維が、天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化して、アルカリ金属塩型のカルボキシ基含有セルロース繊維を得る工程(酸化処理工程)と得られた繊維を微細化処理する工程(微細化工程)を含む製造方法により得ることができる、前記<1>〜<5>いずれか記載の水系組成物。
<7> N−オキシル化合物としては、炭素数1又は2のアルキル基を有するピペリジンオキシル化合物、ピロリジンオキシル化合物、イミダゾリンオキシル化合物、及びアザアダマンタン化合物から選ばれる1種以上の複素環式のN−オキシル化合物が好ましく、炭素数1又は2のアルキル基を有するピペリジンオキシル化合物がより好ましく、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシルが更に好ましく、2,2,6,6テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)が更に好ましい、前記<6>記載の水系組成物。
<8> (B)成分が、炭素原子と窒素原子を有し、化合物1分子あたりのその比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下である、4級アンモニウム塩、アミン、及びアミドからなる群より選ばれる1種又は2種以上を含む、前記<1>〜<7>いずれか記載の水系組成物。
<9> 4級アンモニウム塩における化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)が、好ましくは4以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは20以上であり、好ましくは40以下、より好ましくは35以下、更に好ましくは30以下、より更に好ましくは25以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは4以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは12以上、更に好ましくは18以上であり、好ましくは45以下、より好ましくは35以下、更に好ましくは30以下、更に好ましくは25以下であり、化合物1分子あたりの窒素原子数は、好ましくは1以上2以下であり、より好ましくは1である、前記<8>記載の水系組成物。
<10> 4級アンモニウム塩の分子量は、好ましくは70以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは200以上、更に好ましくは300以上、より更に好ましくは350以上であり、好ましくは500以下、より好ましくは400以下である、前記<8>又は<9>記載の水系組成物。
<11> 4級アンモニウム塩としては、一般式(1):
で表される化合物が好ましい、前記<8>〜<10>いずれか記載の水系組成物。
<12> 一般式(1)で表される化合物としては、
テトラメチルアンモニウムハライド、テトラエチルアンモニウムハライド、テトラプロピルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、テトラペンチルアンモニウムハライド、テトラヘキシルアンモニウムハライド、テトラフェニルアンモニウムハライド、テトラベンジルアンモニウムハライド、
エチルトリメチルアンモニウムハライド、プロピルトリメチルアンモニウムハライド、ブチルトリメチルアンモニウムハライド、ペンチルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキシルトリメチルアンモニウムハライド、オクチルトリメチルアンモニウムハライド、デシルトリメチルアンモニウムハライド、ドデシルトリメチルアンモニウムハライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムハライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムハライド、フェニルトリメチルアンモニウムハライド、ベンジルトリメチルアンモニウムハライド、
ペンチルトリプロピルアンモニウムクロリド、ヘキシルトリプロピルアンモニウムクロリド、オクチルトリプロピルアンモニウムクロリド、デシルトリプロピルアンモニウムクロリド、フェニルトリプロピルアンモニウムクロリド、ベンジルトリプロピルアンモニウムクロリド、
ジオクチルジメチルアンモニウムハライド、ジデシルジメチルアンモニウムハライド、ジドデシルジメチルアンモニウムハライド、ジミリスチルジメチルアンモニウムハライド
ブチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ペンチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ヘキシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、オクチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、デシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ドデシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、パルミチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルベンジルジメチルアンモニウムクロリド
が挙げられ、なかでも、
テトラメチルアンモニウムハライド、テトラエチルアンモニウムハライド、テトラプロピルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、
ペンチルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキシルトリメチルアンモニウムハライド、オクチルトリメチルアンモニウムハライド、デシルトリメチルアンモニウムハライド、ドデシルトリメチルアンモニウムハライド、テトラデシルトリメチルアンモニウムハライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムハライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムハライド、フェニルトリメチルアンモニウムハライド、ベンジルトリメチルアンモニウムハライド、
フェニルトリプロピルアンモニウムクロリド、
ジオクチルジメチルアンモニウムハライド、ジデシルジメチルアンモニウムハライド、ジドデシルジメチルアンモニウムハライド、ジミリスチルジメチルアンモニウムハライド
オクチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、デシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ドデシルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、パルミチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリルベンジルジメチルアンモニウムクロリド
が好ましく、
ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムブロミド、ヘキシルトリメチルアンモニウムブロミド、フェニルトリプロピルアンモニウムクロリドがより好ましく、
ミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリドが更に好ましい、前記<11>記載の水系組成物。
<13> アミンとしては、化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下の、モノアミン、ジアミン、又は多価アミンを用いることができる、前記<8>記載の水系組成物。
<14> モノアミンとしては、一般式(2):
で表される化合物が好ましい、前記<13>記載の水系組成物。
<15> モノアミンにおける化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)は、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上であり、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上であり、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下であり、化合物1分子あたりの窒素原子数は、好ましくは1以上であり、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2以下である、前記<13>又は<14>記載の水系組成物。
<16> モノアミンの分子量は、好ましくは60以上、より好ましくは80以上、更に好ましくは100以上であり、好ましくは650以下、より好ましくは300以下、更に好ましくは150以下である、前記<13>〜<15>いずれか記載の水系組成物。
<17> 一般式(2)で表される化合物としては、
1級モノアミン:プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ポリオキシエチレンアミン(重合度1〜6)、ポリオキシプロピレンアミン(重合度1〜4)、ポリオキシエチレン/プロピレンアミン(重合度1〜5)
2級モノアミン:ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジエタノールアミン
3級モノアミン:トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパノール、ジメチルアミノブタノール、ジメチルアミノペンタノール、ジメチルアミノヘキサノール、ジメチルアミノオクタノール、ジメチルアミノデカノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン
が挙げられ、なかでも、
1級モノアミン:ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン
2級モノアミン:ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン
3級モノアミン:トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジメチルアミノヘキサノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン
が好ましく、
ヘキシルアミン、ジプロピルアミン、トリエチルアミン、ジメチルアミノヘキサノール、N,N−ジメチル−4−アミノピリジンがより好ましく、
ジメチルアミノヘキサノールが更に好ましい、前記<14>〜<16>いずれか記載の水系組成物。
<18> ジアミンとしては、一般式(3):
で表される化合物が好ましい、前記<13>記載の水系組成物。
<19> ジアミンにおける化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)は、好ましくは5以上、より好ましくは6以上であり、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは3以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは8以上であり、好ましくは30以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは14以下であり、化合物1分子あたりの窒素原子数は、好ましくは2以上であり、好ましくは5以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは3以下である、前記<13>又は<18>記載の水系組成物。
<20> ジアミンの分子量は、好ましくは70以上、より好ましくは100以上であり、好ましくは1000以下、より好ましくは600以下、更に好ましくは400以下である、前記<13>、<18>〜<19>いずれか記載の水系組成物。
<21> 一般式(3)で表される化合物としては、
1級ジアミン:1,4−シクロヘキサンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,13−トリデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、ポリオキシエチレンジアミン(重合度1〜15、2〜10、3〜8)、ポリオキシプロピレンジアミン(重合度1〜10、2〜7)、ポリオキシエチレン/プロピレンジアミン(重合度1〜12、2〜8、3〜7)
3級ジアミン:N,N,N,N−テトラメチル−1,2−エタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,5−ペンタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,8−オクタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,10−デカンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,12−ドデカンジアミン
が挙げられ、なかでも、
1級ジアミン:1,4−シクロヘキサンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,13−トリデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン(重合度1〜10、2〜7)
3級ジアミン:N,N,N,N−テトラメチル−1,5−ペンタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,8−オクタンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,10−デカンジアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,12−ドデカンジアミン
が好ましく、
シクロヘキサンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリオキシプロピレンジアミン、ドデカンジアミン、ヘキサオキシプロピレンジアミンがより好ましく、
トリオキシプロピレンジアミン、ドデカンジアミンが更に好ましい、前記<18>〜<20>いずれか記載の水系組成物。
<22> 多価アミンとしては、一般式(4):
で表されるトリアミンが好ましい、前記<13>記載の水系組成物。
<23> 一般式(4)化合物における化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)は、好ましくは5以上、より好ましくは6以上であり、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは9以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは9以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは18以上であり、好ましくは42以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは24以下である、前記<22>記載の水系組成物。
<24> 一般式(4)化合物の分子量は、好ましくは180以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは350以上であり、好ましくは850以下、より好ましくは600以下、更に好ましくは500以下である、前記<22>又は<23>記載の水系組成物。
<25> 一般式(4)で表される化合物としては、ポリオキシプロピレントリアミン(重合度2〜14、重合度3〜10、重合度3〜8)を用いることができる、前記<22>〜<24>いずれか記載の水系組成物。
<26> 多価アミンとしては、一般式(5):
で表される化合物が好ましい、前記<13>記載の水系組成物。
<27> 一般式(5)化合物における化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)は、好ましくは5以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは8以上であり、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは9以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは10以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは20以上、より更に好ましくは25以上であり、好ましくは50以下、より好ましくは45以下、更に好ましくは42以下、より更に好ましくは30以下であり、化合物1分子あたりの窒素原子数は、3以上であるが、好ましくは6以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは4以下である、前記<26>記載の水系組成物。
<28> 一般式(5)化合物の分子量は、好ましくは70以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは130以上であり、好ましくは2000以下、より好ましくは1500以下、更に好ましくは1000以下である、前記<26>又は<27>記載の水系組成物。
<29> 一般式(5)で表される化合物としては、モノ3級アミングリコール、ジ3級アミングリコール、トリ3級アミングリコール、テトラ3級アミングリコール、ペンタ3級アミングリコール、ヘキサ3級アミングリコールを単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる、前記<26>〜<28>いずれか記載の水系組成物。
<30> アミドとしては、一般式(6):
で表される化合物が好ましい、前記<8>記載の水系組成物。
<31> 一般式(6)化合物における化合物1分子あたりの炭素原子と窒素原子の比率(炭素原子数/窒素原子数)は、好ましくは4以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは10以上であり、好ましくは40以下、より好ましくは35以下、更に好ましくは30以下、より更に好ましくは25以下であり、また、化合物1分子あたりの炭素原子数は、好ましくは3以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは14以上であり、好ましくは25以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下である、前記<30>記載の水系組成物。
<32> 一般式(6)化合物の分子量は、好ましくは70以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは150以上であり、好ましくは500以下、より好ましくは350以下、更に好ましくは300以下である、前記<30>又は<31>記載の水系組成物。
<33> 一般式(6)で表される化合物としては、
オクチルモノエタノールアミド、デシルモノエタノールアミド、ラウリルモノエタノールアミド、ミリスチルモノエタノールアミド、パルミチルモノエタノールアミド、ステアリルモノエタノールアミド、オレイルモノエタノールアミド
オクチルジエタノールアミド、デシルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチルジエタノールアミド、ステアリルジエタノールアミド、オレイルジエタノールアミド、オクチルメチルエタノールアミド、デシルメチルエタノールアミド、ラウリルメチルエタノールアミド、ミリスチルメチルエタノールアミド、パルミチルメチルエタノールアミド、ステアリルメチルエタノールアミド、オレイルメチルエタノールアミド
が挙げられ、なかでも、
ミリスチルモノエタノールアミド、パルミチルモノエタノールアミド、ステアリルモノエタノールアミド、オレイルモノエタノールアミド
デシルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド
が好ましく、
ラウリルジエタノールアミドがより好ましい、前記<30>〜<32>いずれか記載の水系組成物。
<34> さらに、粘土鉱物、崩壊防止剤、比重調整剤、水溶性高分子、紫外線防御剤、保湿剤、消泡剤、分散剤、アルコール、界面活性剤、防腐剤、酸化防止剤、キレート剤、及びpH調整剤からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有することができ、また、水分を少なくとも10質量%以上含有する液状媒体を、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、好ましくは99.7質量%以下含有する、前記<1>〜<33>いずれか記載の水系組成物。
<35> 水系組成物中、前記(A)成分の含有量は、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.4質量%以上であり、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下、より更に好ましくは0.7質量%以下であり、また、前記(B)成分の含有量は、好ましくは0.02質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.07質量%以上、より更に好ましくは0.09質量%以上であり、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下、更に好ましくは0.2質量%以下、より更に好ましくは0.15質量%以下である、前記<1>〜<34>いずれか記載の水系組成物。
<36> 前記(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50質量部以下、更に好ましくは40質量部以下、より更に好ましくは30質量部以下である、前記<1>〜<35>いずれか記載の水系組成物。
<37> 80℃、回転速度30rpmにおける粘度が、好ましくは90mPa・s以上、より好ましくは100mPa・s以上、更に好ましくは120mPa・s以上であり、好ましくは100,000mPa・s以下、より好ましくは50,000mPa・s以下、更に好ましくは30,000mPa・s以下、より更に好ましくは10,000mPa・s以下である、前記<1>〜<36>いずれか記載の水系組成物。
<38> 回転速度30rpmにおける80℃における粘度と25℃における粘度の比(80℃/25℃)が、好ましくは0.6〜3.5、より好ましくは0.7〜2.0、更に好ましくは0.8〜1.5である、前記<1>〜<37>いずれか記載の水系組成物。
<39> 温度25℃において、回転速度3rpmにおける粘度と回転速度30rpmにおける粘度の比(3rpm/30rpm)が、好ましくは2以上、より好ましくは2.5以上、更に好ましくは3以上であり、上限は10程度である、前記<1>〜<38>いずれか記載の水系組成物。
<40> クリームや乳液、口紅などの化粧品としての、前記<1>〜<39>いずれか記載の水系組成物の使用。
<41> 芳香剤やシャンプー、染髪剤などの家庭用品としての、前記<1>〜<39>いずれか記載の水系組成物の使用。
<42> 発泡剤やペンキ、コンクリートなどの工業製品としての、前記<1>〜<39>いずれか記載の水系組成物の使用。
<43> 打杭工事や石油等の地中からの回収作業の際、又は油田の油井掘削の際に好適に用いることができ、掘削用流体、スペーサー流体、坑井刺激用の圧入流体、及び回収増進用の後押し流体からなる群より選ばれるいずれかの流体としての、前記<1>〜<39>いずれか記載の水系組成物の使用。
<44> 前記<1>〜<45>いずれか記載の水系組成物を用いて地下層を処理することを特徴とする、地下層の処理方法。
<45> 前記<1>〜<45>いずれか記載の水系組成物を、掘削用流体、スペーサー流体、坑井刺激用の圧入流体、及び回収増進用の後押し流体からなる群より選ばれるいずれかの流体として用いることで、地下層における天然ガス又は原油を採取することを特徴とする、前記<44>記載の方法。
<46> 前記<1>〜<45>いずれか記載の水系組成物を地中の掘削穴先端に送り込み、掘削により生じた土砂や岩石を地上に回収する、掘削により生じた土砂や岩石の回収方法。
<47> 前記<1>〜<45>いずれか記載の水系組成物を、地中の掘削穴先端に送り込み、掘削により生じた土砂や岩石を前記水系組成物中に分散させることを特徴とする、前記<46>記載の方法。
微細セルロース繊維に水を加えて、その濃度が0.0001質量%の分散液を調製し、該分散液をマイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(AFM、Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製、プローブはナノセンサーズ社製Point Probe(NCH)を使用)を用いて、該観察試料中のセルロース繊維の繊維高さを測定する。その際、該セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、微細セルロース繊維を5本以上抽出し、それらの繊維高さから数平均繊維径を算出する。
乾燥質量0.5gの微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体を100mLビーカーにとり、イオン交換水もしくはメタノール/水=2/1の混合溶媒を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製し、微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー社製、商品名「AUT−50」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定し、pH11程度になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、微細セルロース繊維又は微細セルロース繊維複合体のカルボキシ基含有量を算出する。
カルボキシ基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/セルロース繊維の質量(0.5g)
針葉樹の漂白クラフトパルプ(フレッチャー チャレンジ カナダ社製、商品名「Machenzie」、CSF650ml)を天然セルロース繊維として用いた。TEMPOとしては、市販品(ALDRICH社製、Free radical、98質量%)を用いた。次亜塩素酸ナトリウムとしては、市販品(和光純薬工業社製)を用いた。臭化ナトリウムとしては、市販品(和光純薬工業社製)を用いた。
ビーカーに調製例1で得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液4088.75g(固形分濃度1.3質量%)にイオン交換水4085gを加え0.5質量%の水溶液とし、メカニカルスターラーにて室温下(25℃)、30分攪拌した。続いて1M塩酸水溶液を245g仕込み室温下、1時間反応させた。反応終了後、大量のイオン交換水でろ過洗浄を行い、塩酸及び塩を除去することで、H型カルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度0.5質量%)を得た。この微細セルロース繊維の数平均繊維径は3.3nm、カルボキシ基含有量は1.8mmol/gであり、アスペクト比及び結晶化度は調製例1で得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維と同じであった。なお、後述の表中では、得られたカルボキシ基含有微細セルロース繊維のことをH型微細セルロース繊維(H型CSNF)と記載する。
120mL容規格ビン(アズワン社製、No11)に表1又は2に示すカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度1.3質量%)をイオン交換水61.5gに投入し、超音波ホモジナイザー処理(日本精機製作所社製、US−300E、出力300W、40秒処理を3回繰り返し)を行うことで、均一に混ざった表1又は2に示す固形分濃度のカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液を調製した。得られた分散液に、表1又は2に示す種類の(B)成分をカルボキシ基含有微細セルロース繊維100質量部に対して表1又は2に示す量となるように添加し、マグネティックスターラーを用いて室温で3h攪拌を行った後、一晩室温で静置して水系組成物を得た。得られた組成物は25℃に調整した水中に5h静置した後に、2分以内にB型粘度計を用いて粘度測定を行った(東機産業社製、TVB10型粘度計を使用、ローターはM1:計測粘度≦100mPa・s、M2:計測粘度≦500mPa・s、M3:計測粘度≦2000mPa・s、M4:計測粘度>2000mPa・sを適宜使用、回転数30rpm、計測時間60秒)。その後、80℃のオーブン中で5h静置した後に取り出し、再度上記と同じ条件で粘度測定を行った。80℃での計測粘度(mPa・s)、および80℃での計測粘度と25℃での計測粘度の比(η80℃/η25℃)を表1及び2に示す。
カルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液の代わりに三晶社製グアーガム(GRINSTED GUAR175)(Guar)の水溶液(固形分濃度0.5質量%)を利用した以外は、実施例3と同様の処理を行った。結果を表2に示す。
カルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液の代わりに日本製紙社製カルボキシメチルセルロース(F350HC)(Na型CMC)の水溶液(固形分濃度0.5質量%)を利用した以外は、実施例3と同様の処理を行った。結果を表2に示す。
三晶社製グアーガム(GRINSTED GUAR175)(Guar)の水溶液(固形分濃度0.5質量%)を実施例1と同様の手法で評価した。結果を表2に示す。
日本社製カルボキシメチルセルロース(F350HC)(Na型CMC)の水溶液(固形分濃度0.5質量%)を実施例1と同様の手法で評価した。結果を表2に示す。
*1 トリオキシプロピレンジアミン:三井化学ファイン社製 ジェファーミン D−230
*2 ヘキサオキシプロピレンジアミン:三井化学ファイン社製 ジェファーミン D−400
*3 ペンタオキシプロピレントリアミン:三井化学ファイン社製 ジェファーミン T−403
*4 トリ3級アミングリコール:花王社製 カオーライザー P−200
*5 ポリオキシプロピレンジアミン:三井化学ファイン社製 ジェファーミン D−2000 平均33量体
*6 ポリオキシエチレン・プロピレンアミン:三井化学ファイン社製 ジェファーミン M−2070 平均42量体
ステアリルアルコール1.5g、セチルアルコール1.5g、ステアリン酸2g、グリセリン10g、1,3−ブチレングリコール5g、ワセリン1g、重質流動イソパラフィン2g、メチルポリシロキサン5g、香料0.6g、及び実施例3で調製した粘性の水系組成物71.4gを常法に従い攪拌混合することで皮膚化粧料を好適に調製できる。得られる皮膚化粧料は高温時の粘性低下が抑制されるため、夏場の室外においても好適に使用できる。
香料(フローラル調合香料:小川香料社製)2g及びカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度1.3質量%)38.5gをイオン交換水61.3gに投入し、実施例1と同様の超音波ホモジナイザー処理を行うことで、香料が均一に混ざった固形分濃度0.5質量%のカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液100gを調製する。得られた分散液にミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリドをカルボキシ基含有微細セルロース繊維100質量部に対して20質量部となるように添加し、マグネティックスターラーを用いて室温で3h攪拌を行った後、一晩室温で静置することで、ゲル状芳香剤組成物を調製できる。得られるゲル状芳香剤組成物は高温時の粘性低下が抑制されるため、夏場の車内などの温度変化の著しい環境下においても好適に使用できる。
実施例3で調製した粘性の水系組成物46gに二酸化チタン20g、炭酸カルシウム14g、タルク20gを常法に従い攪拌混合することで水性顔料分散ペーストを調製できる。得られる水性顔料分散ペーストは高温時の粘性低下が抑制されるため、夏場の室外の顔料塗布作業時においても好適に使用できる。
ベントナイト2g及びカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液(固形分濃度1.3質量%)38.5gをイオン交換水61.3gに投入し、実施例1と同様の超音波ホモジナイザー処理を行うことで、ベントナイトが均一に混ざった固形分濃度0.5質量%のカルボキシ基含有微細セルロース繊維分散液100gを調製する。得られた分散液にミリスチルベンジルジメチルアンモニウムクロリドをカルボキシ基含有微細セルロース繊維100質量部に対して20質量部となるように添加し、マグネティックスターラーを用いて室温で3h攪拌を行った後、一晩室温で静置することで、掘削泥水用調整剤を調製できる。得られる掘削泥水用調整剤は高温時の粘性低下が抑制されるため、掘削時の摩擦や地熱による高温環境下においても好適に使用できる。
上記製造例4で調製した掘削泥水用調整剤を実際の掘削工程に使用することで、掘削時の高温条件下においても好適な粘性を発現することにより掘削工事の作業性を向上させることが出来る。
Claims (4)
- (A)数平均繊維径が0.5nm以上200nm以下であり、カルボキシ基含有量が0.1mmol/g以上であり、該カルボキシ基がアルカリ金属との塩となっている、微細セルロース繊維、及び
(B)炭素原子と窒素原子を有し、化合物1分子あたりのその比率(炭素原子数/窒素原子数)が3以上45以下である化合物を1種又は2種以上含む添加剤
を含有し、前記(A)成分の含有量が0.2質量%以上10質量%以下であり、前記(B)成分の含有量が(A)成分100質量部に対して3質量部以上150質量部以下であり、80℃、回転速度30rpmにおける組成物の粘度が80mPa・s以上である、水系組成物。 - 微細セルロース繊維が、天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化する工程を含む製造方法により得られたものである、請求項1記載の水系組成物。
- (B)成分が、4級アンモニウム塩、アミン、及びアミドからなる群より選ばれる1種又は2種以上を含む、請求項1又は2記載の水系組成物。
- (B)成分が、下記一般式(1)〜(6)で表される化合物からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含む、請求項1〜3いずれか記載の水系組成物。
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