JP2023521787A

JP2023521787A - 溶解が遅延し、グリオキサール含有量が減少したセルロースエーテル

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Publication number: JP2023521787A
Application number: JP2022561622A
Authority: JP
Inventors: サラ、ウォールファールト; ベロニク、エッサー
Original assignee: SE Tylose GmbH and Co KG
Current assignee: SE Tylose GmbH and Co KG
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2023-05-25
Also published as: US20230151120A1; EP4132977A1; KR20230002625A; DE102020110058A1; WO2021204957A1; BR112022016431A2

Abstract

本発明は、グリオキサールと可逆的に架橋され、よって遅延水溶解性を呈するセルロース誘導体を調整するための方法に関する。前記（ｓａｉｄ）方法では、水湿潤性（ｗａｔｅｒ－ｗｅｔｔｅｄ）セルロース誘導体が、２０～７０℃の温度で、グリオキサール、一価または多価の有機酸、ならびにセルロース誘導体を可逆的に架橋するための緩衝物質としての少なくとも１つのリン酸のアルカリ土類塩（ａｌｋａｌｉｎｅｅａｒｔｈｓａｌｔ）および／またはアルカリ塩（ａｌｋａｌｉｓａｌｔ）を含有する水溶液と混合される。グリオキサールの量は、いずれの場合もセルロース誘導体の無水グルコース単位の１ｍｏｌに対して、０．０１０～０．０５０ｍｏｌであり、一価または多価の有機酸のグリオキサールに対するモル比は１：１～１：１２の範囲である。次いで、セルロース誘導体は乾燥および粉砕される。乾燥と粉砕は統合されてもよい。本発明はまた、この方法に従って製造されるセルロース誘導体に関する。

Description

本発明は、グリオキサールと可逆的に架橋され、したがって遅延水溶解性（ｄｅｌａｙｅｄｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）を有するセルロース誘導体を製造する方法に関する。

セルロースエーテルは、膨潤性、ゲル形成、溶解挙動などの優れた特性のために、例えば、増粘剤や、接着剤、結合および分散剤、保湿剤、保護コロイド、安定剤として、またさらに懸濁および乳化剤や、フィルム形成剤として、多様な用途に使用されている。

これらの用途では、セルロースエーテルを、塊がない状態で乳化、分散または溶解する必要がある。しかし、乾燥粉末形態のセルロースエーテルは水に溶かすと、表面がゲル化し、塊になることが多い。この問題は、十分な量のジアルデヒド、特にグリオキサールで処理することによって解決されることがある。酸性触媒機構に供されるヘミアセタールの形成によって可逆的な架橋が生じ、それは溶解性には実質的な影響を与えないが、分散性を向上させ、水への溶解を遅らせ、塊の形成を防ぐ。溶解の遅延はｐＨを上げることによって減らすことができる（"Cellulose Ethers", Chapter 2.1., Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH Verlag GmbH、ヴァインハイム、ドイツ）。

国際公開第２０１７／０６４１６４Ａ１号は、セルロースエーテルは、グリオキシル酸（ｇｌｙｏｘａｌｉｃａｃｉｄ）（Ｃ_１－Ｃ_４）アルキルエステルモノ（Ｃ_１－Ｃ_４）アルキルアセタールと一時的に架橋されたセルロースエーテルを開示している。架橋剤の割合は、好ましくはセルロースエーテルの１００重量部当たり０．０１～１０重量部である。欧州特許出願公開第２１７７５３８Ａ１号は、架橋剤と混合され、次いで粉砕乾燥に供された、アルキル基およびヒドロキシエチル基を含有するセルロースエーテルに関する。架橋剤は、好ましくはモノ－またはジアルデヒドであり、より好ましくはグリオキサールである。米国特許出願公開第２０１９／００６２４５８Ａ１号によれば、架橋された非水溶性セルロースは膜またはヒドロゲルの製造に使用される。架橋剤は、アルデヒド、有機塩化物、エーテル、多官能性カルボン酸、グリセロール、尿素誘導体および／またはグリシジルエーテルであることができる。

ＤＥ１０７５７７３では、溶解性の向上および／または溶解中の凝集の防止のためのグリオキサールによるセルロースエーテルの架橋が開示された。この架橋の場合、セルロースエーテルはアセトンに懸濁され、グリオキサール水溶液が添加された。

米国特許第３０７２６３５号には、セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００１～０．２モルのグリオキサールによる処理によって水分散性のセルロース誘導体を製造する方法が記載されている。グリオキサールはアルコールに溶解され、セルロースエーテルは好ましくは１．２５～５．０％重量を超えるグリオキサールを含有した。

ＤＥ１２３９６７２の開示の一部は、架橋の程度を調節する、それ故にグリオキサールの量を介して溶解を遅らせる可能性についてであった。これは、示された例から明らかである。そこでは、水溶性のメチルセルロースが、メチルセルロースの無水グルコース単位の１モル当たり０．００１～０．２モルのグリオキサールとｐＨ２～７で均質に練られ、乾燥させ、粉砕される。ｐＨ２（リン酸を用いて確立）のセルロース誘導体中のグリオキサールの０．４８重量％は１５分の溶媒和遅延のみをもたらすことが示されている。非結合のグリオキサールの含有量の数量は示されていない。また、より高いｐＨ値での架橋の記述も、関連する溶媒和遅延の記載もまったくない。

欧州特許第０５９７３６４号は、リン酸二水素ナトリウムがグリオキサール溶液に添加される方法を開示している。

欧州特許出願公開第１３１６５６３Ａ１号は、酸性触媒を添加せずにグリオキサール架橋セルロースエーテルを製造する方法に関する。この場合、セルロースエーテルのｐＨの上昇とともに粘度低下が小さくなる。ｐＨの上昇の結果として溶媒和遅延が低くなることに留意しなければならない。１．７重量％のグリオキサールを含有し、ｐＨが６．２のメチルヒドロキシエチルセルロースＭＨＥＣの遅延時間は、脱塩水においてわずか２０分であるのに対し、２．０重量％のグリオキサールを含み、ｐＨが４．７の架橋ＭＨＥＣの遅延時間は６０分である。

グリオキサールは、ＣＬＰ規則（規則（ＥＣ）第１２７２／２００８）により刺激性、さらには感作性に分類され、ヒトに対する変異誘発性作用が想定されている。したがって、０．１％～１％の遊離グリオキサール含量を有する製品には、ＣＬＰ規則に従った表示をしなければならない。最終製品が１００ｐｐｍのグリオキサール許容濃度を超えないことを化粧品製造者が守れば、パーソナルケア分野でのグリオキサール架橋セルロースエーテルの使用も同様に可能である（ＳＣＣＰ／０８８１／０５）。可逆的な架橋に用いられるグリオキサールは、セルロースエーテルを水性媒体に溶解したとき再び放出されるので、ＣＬＰ規則の分類に基づいて、最終生成物中のグリオキサールの非結合だけでなく総量を最小限に抑える必要がある。

欧州特許第１４５２５４４Ｂ１号には、リン酸緩衝架橋剤溶液に水溶性のホウ酸塩またはアルミニウム塩を加えることによって、非結合グリオキサール含有量が減少したセルロースエーテルを製造する方法が記載されている。そこでも明らかなように、非結合グリオキサールの量は減らすことができる一方で、四ホウ酸ナトリウムの添加およびそれに伴うｐＨの上昇により溶媒和遅延が少なくなる。保存安定性についても明確なコメントはない。しかしさらに、グリオキサール減少効果は低く、追加的に使用された添加物も同様に毒性学的観点からは異論がないものではない（ｎｏｔｕｎｏｂｊｅｃｔａｂｌｅ）。

国際公開第２０１２／１２２１５３Ａ１号には、グリオキサールで可逆的に架橋された標準的な市販のセルロースエーテルと、部分的に中和された粉末状の固体水溶性ポリカルボン酸から構成される乾燥混合物（ｂｌｅｎｄ）が存在する。好ましくは、酸は、一部中和されたポリ（メタ）アクリル酸、ポリマレイン酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸またはグルタル酸である。架橋されたセルロースエーテルを水中で撹拌したとき、酸がｐＨを下げる、その結果ヘミアセタール結合がよりゆっくりと壊され、塊の形成が妨げられる。国際公開第２０１４／１７５９０３号は、乾燥セルロースエーテル製剤を水溶液に塊なしで分散させる方法に関する。セルロースエーテル製剤は、可逆的に架橋されたセルロースエーテルと、固体の水溶性の酸、好ましくはクエン酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸またはポリ（メタ）アクリル酸を含んでなる。その製剤は同様に、標準的な市販の架橋セルロースエーテルと酸から構成される乾燥混合物である。

本発明は、セルロースエーテルの特性、特に溶媒和遅延および粘度を変えることなく、セルロースエーテル中の結合および非結合グリオキサールの含有量を減らすことを目的とする。それにより、健康リスクを大幅に最小化し、強制的な表示を回避することを意図している。

意外にも、リン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩で緩衝したグリオキサール溶液に、酸性有機触媒、具体的には１またはそれより大きい塩基度を有するが、芳香族である有機酸を加えることを通して、グリオキサール架橋の効率を上げることができ、グリオキサールの使用量を著しく減少できることが見出された。グリオキサール含有量が減少した、本発明で製造されるセルロースエーテルの溶媒和遅延は、先行技術に従って製造されたセルロースエーテルの溶媒和遅延と同程度である。ｐＨの低下による粘度の予想された低下は、驚いたことには生じなかった。

したがって、本発明の主題は、グリオキサールと可逆的に架橋され、したがって遅延水溶解性を有するセルロース誘導体を製造する方法であって、以下のステップ：
ａ）水湿潤性セルロース誘導体を用意すること、
ｂ）グリオキサール、緩衝物質としての１つまたは複数のリン酸のアルカリ土類金属塩および／またはアルカリ金属塩を含んでなる水溶液を用意すること、
ｃ）ｂ）の水溶液をａ）のセルロース誘導体と２０～７０℃の温度で混ぜて、セルロース誘導体の可逆的な架橋を達成すること、
ｄ）可逆的に架橋されたセルロース誘導体を乾燥させること、ならびに
ｅ）セルロース誘導体を粉砕すること
を含み、
ステップｄ）とｅ）が粉砕－乾燥操作に統合でき、
ｂ）による水溶液が、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸を含んでなり、いずれの場合もセルロース誘導体の無水グルコース単位の１モル当たり、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸の量が０．００２～０．０１５ｍｏｌであり、グリオキサールの量が０．０１０～０．０３０ｍｏｌであり、一塩基性有機酸のグリオキサールに対するモル比が１：１～１：６、好ましくは１：１～１：４の範囲であり、二塩基性有機酸のグリオキサールに対する比が１：１～１：１０、好ましくは１：２～１：６の範囲であり、三塩基性有機酸のグリオキサールに対する比が１：２～１：１２、好ましくは１：３～１：８の範囲であることを特徴とする
方法である。

本発明のさらなる主題は、前述の方法で製造された可逆的に架橋されたセルロース誘導体、すなわち、グリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体であり、いずれの場合もセルロース誘導体の無水グルコース単位の１モル当たり、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸の割合が０．００２～０．０１５ｍｏｌであり、グリオキサールの量が０．０１０～０．０５０ｍｏｌであり、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸のグリオキサールに対するモル比が１：２～１：１２の範囲であることを特徴とする。好ましくは、本発明の可逆的に架橋されたセルロース誘導体は、１０００ｐｐｍ未満の遊離グリオキサールを含有する。

有機酸は、脂肪族、芳香族および／または複素環式、好ましくは１～３個のカルボキシル基を有するＣ１－Ｃ７カルボン酸であり、それはまた、官能基、例えばヒドロキシル基および／またはアミノ基も含有することもある。芳香族および複素環式酸は、さらにヘテロ原子として窒素、酸素または硫黄を有しうる。脂肪族酸は、同様に、少なくとも１つの二重結合を有しうる。より好ましく用いられる酸は、医薬および／または食品分野で採用されているものである。２．５以上５未満のｐＫ_ａ範囲をもつモノカルボン酸では、これらは好ましくは、酢酸、乳酸およびサリチル酸であり、２．５～５のｐＫ_ａ１範囲および６以下のｐＫ_ａ２をもつジまたはトリカルボン酸では、これらは好ましくは、アジピン酸、酒石酸またはリンゴ酸である。標準的な状態下で固体であるカルボン酸が一般に優先される。また、それらは計測もしやすい。酢酸は、強い臭気および比較的高い揮発性のせいで、あまり好まれない。酸の量は、いずれの場合もセルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり、０．００２～０．０１５ｍｏｌ、より好ましくは０．００４～０．０１０ｍｏｌである。

好ましくは、グリオキサールは約４０重量％水溶液の形態で使用される。グリオキサール（ｇｌｏｘａｌ）の量は、いずれの場合もセルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり、０．０１０～０．０５０ｍｏｌ、より好ましくは０．０１５～０．０２５ｍｏｌである。

使用される緩衝剤は、リン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩であり、より好ましくはリン酸のアルカリ金属塩、非常に好ましくはリン酸二水素ナトリウム一水和物およびリン酸水素二ナトリウムである。リン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムの量は、いずれの場合もセルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり、いずれの場合も好ましくは０．００３～０．０１５ｍｏｌ、より好ましくはいずれの場合も０．００５～０．００９ｍｏｌである。

採用されるセルロース誘導体は、好ましくは、含水量が３０～７０重量％の、熱水（ｈｏｔ－ｗａｔｅｒ）洗浄後に得られる水湿潤性（ｗａｔｅｒ－ｍｏｉｓｔ）セルロースエーテルである。この水湿潤性セルロースエーテルは、使用される酸、リン酸塩およびグリオキサールからなる溶液、好ましくは水溶液と混練され、続いて乾燥および粉砕される、または粉砕－乾燥操作に供される。この溶液を利用して、ｐＨを確立し、グリオキサール架橋の効率を上げる。結果として、グリオキサールの使用量を著しく削減でき、一方では先行技術に従って製造されたセルロースエーテルの溶媒和遅延と同じ溶媒和遅延が得られる。

以下に示す表および例では、百分率割合（ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ）は重量パーセントで報告されている。

本発明で製造したセルロースエーテルの保存安定性を検証するために、ＡＳＴＭＤ６８１９に準拠した加速試験で試料の老化をシミュレーションする。この試験では、風乾したセルロースエーテルを、温度安定性があり、漏れのないクロージャーキャップを有するガラス容器に移す。エージングさせる試料の質量のガラス容器の容積に対する比が常に同じであることを確実にすべきである（１００ｍｌに２．７６ｇの完全乾燥（絶乾（ｂｏｎｅｄｒｙ））セルロースエーテル）。その後、試料を一定の含水量（１０重量％）に調整し、１００℃で６時間保存する。

報告された溶媒和遅れは、ブラベンダー社製のビスコグラフ（Ｖｉｓｃｏｇｒａｐｈ）（シングルスピード７５ｒｐｍ、ロードセル２５０ｃｍｇ、測定ポットおよびピン付き測定センサー）を使用して、水溶液（水道水（ｍａｉｎｓｗａｔｅｒ）、２０℃）中で測定した。溶媒和時間ＳＴは、製品を添加してから１００ブラベンダー・ユニット（ＢＵ）＝６５ｍＰａ・秒の粘度に達するまでの、単位が分の時間である。溶媒和終了時間ＳＥＴは、粘度の上昇がもはや見られなくなるまでの、単位が分の時間である。個々の粘度段階（ｓｔａｇｅｓ）について、測定溶液の濃度、物質の初期質量および溶解水の量は下表から明らかである。

セルロースエーテルのｐＨは、絶対乾燥したセルロースエーテルの１重量％水溶液から、複合ｐＨ電極を備えたｐＨメーターによって測定した。

セルロースエーテルの粘度は、ブルックフィールド回転粘度計（ＤＶＩモデル）を使用して、１６０００ｍＰａ・秒粘度段階は５号（Ｎｏ．５）スピンドルで、５０００ｍＰａ・秒粘度段階はスピンドル４で、２０ｒｐｍの回転数で、絶対乾燥セルロースエーテルの１．９重量％水溶液から２０℃測定した。試料溶液を製造するのに使用した水は、２０°ｄＨの硬度（ドイツ硬度）であった。

メトキシ（－ＯＣＨ_３）、ヒドロキシエチル（－ＯＣ_２Ｈ_４）、およびヒドロキシプロピル（－ＯＣ_３Ｈ_６）含有量の定量ならびにＤＳ（平均置換度）およびＭＳ（モル置換度）の計算は、当業者によく知られたツァイゼル法に従って、ヨウ化水素酸と反応させ、続いて、得られたヨウ化アルキルをZ. Anal. Chem. 286 [1997] 161-190に従ってＧＣ分析することによって確かめた。

総グリオキサール含有量は、酸性溶媒（ｍｅｄｉｕｍ）中の溶解グリオキサールと３－メチル－２－ベンゾチアゾリノンヒドラゾン塩酸塩（ＭＢＴＨ）との反応による比色測定によって確かめた。このため、０．１ｇの風乾したセルロースエーテルを１００ｇの蒸留水に２４時間溶解させた。ここでの溶解手順は、アルカリ化によって加速されるべきではない。２ｍｌのセルロースエーテル溶液を反応容器にピペットで入れ、そこに５ｍｌの試薬溶液（０．２ｇのＭＢＴＨ、１０ｇの脱塩水および４０ｇの氷酢酸からなる）をピペットで加えた。反応容器を閉め、反応混合物を振盪することによってさっと混ぜ、暗所で２時間静置した。２時間の反応時間の後、試料およびブランク試料の吸光度を、Ｄｒ．ＬａｎｇｅＣＡＤＡＳ１００光度計において１ｃｍキュベットで４０５ｎｍにて測定した。試料の吸光度は０．１００～２．０００であることが必要であった。０．１００未満の吸光度の場合、結果はグリオキサール＜４００ｐｐｍ未満と報告しなければならない。吸光度が２．０００を超えた場合、反応前にＣＥ溶液を連続希釈によって希釈した。
計算

Ｅ_Ｐ＝試料の吸光度
Ｅ_０＝ブランク試料の吸光度
Ｆ＝希釈比率
Ｅ＝単位ｇでの初期質量
４．２０７＝較正線の傾き

遊離、すなわち結合していないグリオキサールを測定するために、０．２ｇの風乾したセルロースエーテルを１０ｍｌのテトラヒドロフランに混合した。このＴＨＦ－セルロースエーテル懸濁液をシェーカー機で４時間振盪し、次いでひだ付き濾紙（ｆｌｕｔｅｄｆｉｌｔｅｒ）を介して試験管に濾過した。２ｍｌの抽出液を５ｍｌのＭＢＴＨ反応溶液（０．２ｇのＭＢＴＨ、１０ｇの脱塩水および４０ｇの氷酢酸からなる）と混合し、暗所で２時間静置し、続いて４０５ｎｍでの比色測定（Ｄｒ．Ｌａｎｇｅ製ＣＡＤＡＳ１００フォトメーター）に供した（総グリオキサール含有量を測定するための操作を参照）。

実施例１
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５（ＤＳは無水グルコース単位当たりの平均メチル基数を示す）、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２（ＭＳは無水グルコース単位当たりの平均ヒドロキシエチル基数を示す）、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の、水湿潤性メチルヒドロキシエチルセルロースＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、それを、水、クエン酸、水酸化ナトリウムおよびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間混練した。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥（ｈａｎｄ－ｄｒｙ）状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。目標最終含水量は５％未満であった。

実施例２
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、そこでそれを、水、リン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウムおよびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間混練した。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。５％未満の最終含水量が達成された。

先行技術に従って製造されたセルロースエーテル（実施例１）と比較して、リン酸緩衝剤（実施例２－１および２－２）を使用すると、セルロースエーテルのｐＨが上昇し、エージング前の粘度が同一であることが明らかになる。試料のエージング後、粘度は同程度に低下した。グリオキサール架橋でリン酸緩衝剤を用いたセルロースエーテルのｐＨの上昇に基づいて、溶媒和遅延ＳＴはより低くなっている。しかし、リン酸緩衝剤を用いたセルロースエーテルでは、エージングを通してシミュレーションで捉えた後架橋（ｐｏｓｔｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ）が増加した（実施例２－１）。

実施例３
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、そこでそれを、リン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウム、クエン酸、水およびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間混練した。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。５％未満の最終含水量が達成された。

グリオキサール架橋の触媒としてクエン酸をリン酸緩衝剤に加えることによって、ＳＴは有意に増加した。しかし、その生成物は、グリオキサール溶液に酸の添加のないＭＨＥＣの生成物よりもエージング後の粘度がかなり大きく減少したので、保存に安定ではなかった。エージング後の後架橋は、クエン酸の添加の結果として、低下していた。したがって、グリオキサール架橋はより効率的であり、酸によって触媒された。

実施例４
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、そこでそれを、リン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウム、乳酸、水およびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間練った。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。このようにして５％未満の最終含水量が達成された。

グリオキサール架橋の触媒として乳酸をリン酸緩衝剤に加えることによって、ＳＴは有意に増加した。それに伴って、グリオキサールの使用量を半減させることができた。結果として、ＭＨＥＣ中の総グリオキサール含有量および遊離グリオキサール含有量もかなり減少した。その生成物は、もはや表示義務の対象ではなくなった。エージング後の粘度の減少は小さく、純粋なリン酸緩衝剤を使用したときと同様であった。乳酸を加えた結果、リン酸緩衝剤に酸の添加がないＭＨＥＣの場合よりも、エージング後の後架橋が低くかった。

実施例５
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、そこでそれを、リン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウム、酢酸、水およびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間練った。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。５％未満の最終含水量が達成された。

グリオキサール架橋の触媒として酢酸をリン酸緩衝剤に加えた結果、グリオキサールの使用量を半分にしてもＳＴを保持することができた。それに伴って、ＭＨＥＣの総グリオキサールおよび非結合／遊離グリオキサールの値も有意に低下していた。その生成物は、もはや表示義務の対象ではなくなった。エージング後の粘度の減少は小さく、純粋なリン酸緩衝剤を使用したときと同様であった。酢酸を加えた結果、リン酸緩衝剤に酸の添加がないＭＨＥＣの場合よりも、エージング後の後架橋が低くかった。

実施例６
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．５５、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２２、かつ粘度が１６０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れ、そこでそれを、リン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウム、アジピン酸、水およびグリオキサールの水溶液と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間混練した。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。５％未満の最終含水量が達成された。

グリオキサール架橋の触媒としてアジピン酸をリン酸緩衝剤に加えた結果、ＳＴは有意に増加した。それに伴って、グリオキサールの使用量を２／３減らすことができた。それに応じて、ＭＨＥＣにおいて総グリオキサールも遊離グリオキサールも大幅に減少した。エージング後の粘度の減少は少なく、純粋なリン酸緩衝剤を使用したときと同様であった。アジピン酸の添加により、エージング後の架橋はわずかであるか、もはや見られなかった。したがって、その生成物は表示義務の対象ではなかった。ＳＴおよび保存安定性は、先行技術に従って製造されたセルロースエーテルのＳＴおよび保存安定性と同じであった。

実施例７
平均置換度ＤＳ（メチル）が１．６２、かつモル置換度ＭＳ（ヒドロキシエチル）が０．２１、かつ粘度が５０００ｍＰａ・秒の水湿潤性ＭＨＥＣ（２００ｇの乾燥物）を、ＥｒｗｅｋａＡｐｐａｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ製のＬＫ５実験室用混練機に入れた。そこで、水湿潤性セルロースエーテルを、グリオキサール、水、クエン酸および水酸化ナトリウムの水溶液（バッチ番号７－１、比較として）またはリン酸二水素ナトリウム・Ｈ_２Ｏ、リン酸水素二ナトリウム、水およびグリオキサールの水溶液（バッチ番号７－２、比較として）のいずれかと混合し、かつ表に示した酸（バッチ番号７－３～７－６）と混合した。氷を用いてＭＨＥＣの目標含水量７３％を確立した。すべての材料を加えたら、全体を３０分間混錬した。続いて、湿った生成物を流動床乾燥機内で自然乾燥状態まで予備乾燥させ、１８０μｍのふるいを採用したＡｌｐｉｎｅミル（モデルＤ１００ＵＰＺ）を用いて乾燥粉砕した。このようにして５％未満の最終含水量が達成された。

表から、ＭＨＥＣの初期粘度が異なる場合でも、新しい架橋剤／緩衝剤溶液で良い（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）効果を得ることができたことが明らかである。

Claims

グリオキサールと可逆的に架橋され、したがって遅延水溶解性を有するセルロース誘導体を製造する方法であって、以下のステップ：
ａ）水湿潤性セルロース誘導体を用意すること、
ｂ）グリオキサール、緩衝物質としての１つまたは複数のリン酸のアルカリ土類金属塩および／またはアルカリ金属塩を含んでなる水溶液を用意すること、
ｃ）ｂ）の前記水溶液をａ）の前記セルロース誘導体と２０～７０℃の温度で混ぜて、前記セルロース誘導体の可逆的な架橋を達成すること、
ｄ）前記可逆的に架橋されたセルロース誘導体を乾燥させること、ならびに
ｅ）前記セルロース誘導体を粉砕すること
を含み、
ステップｄ）とｅ）が粉砕－乾燥操作に統合でき、
ｂ）による前記水溶液が、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸を含んでなり、いずれの場合も前記セルロース誘導体の無水グルコース単位の１モル当たり、一塩基性、二塩基性、三塩基性または多塩基性有機酸の量が０．００２～０．０１５ｍｏｌであり、グリオキサールの量が０．０１０～０．０５０ｍｏｌであり、一塩基性有機酸のグリオキサールに対するモル比が１：１～１：６の範囲であり、二塩基性有機酸のグリオキサールに対する比が１：１～１：１０の範囲であり、三塩基性有機酸のグリオキサールに対する比が１：２～１：１２の範囲であることを特徴とする、
方法。
前記セルロース誘導体が、非イオン性セルロースエーテル、好ましくは、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルハイドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記使用されるセルロース誘導体が、温水洗浄後に３０～７０％の乾物含有量を有する濾過ケークの形態をとるセルロースエーテルであることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
前記濾過ケークが加えられ、グリオキサール、リン酸の塩、有機酸および任意選択で水からなる架橋剤溶液と連続的に混合しながら練り、それに続いて乾燥および粉砕する、または粉砕－乾燥操作に供することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
グリオキサールが、前記セルロースエーテルに、前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．０３５ｍｏｌ以下の割合で添加され、より好ましくは前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．０１～０．０３ｍｏｌのグリオキサールが前記セルロースエーテルに混合されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸が、前記セルロースエーテルに、前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００４～０．０１０ｍｏｌの割合で混合されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
使用される前記１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸が、１～７個の炭素原子および１～３個のカルボキシル基を有する脂肪族、芳香族および／または複素環式、好ましくは脂肪族、飽和または不飽和カルボン酸であり、前記有機酸が、官能基、好ましくはヒドロキシル基および／またはアミノ基を含有できることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
使用される前記１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸が、酢酸、乳酸、サリチル酸、アジピン酸、クエン酸、酒石酸および／またはリンゴ酸、好ましくは、乳酸またはアジピン酸であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記リン酸のアルカリ金属塩がリン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムであり、リン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムが、前記セルロースエーテルに、好ましくはそれぞれ、前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００３～０．０１５ｍｏｌ、より好ましくは、前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００５～０．００９ｍｏｌの量で混合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記緩衝剤／架橋剤溶液が、３～８、好ましくは４～６．５のｐＨを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
グリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体であって、いずれの場合も前記セルロース誘導体の無水グルコース単位の１モル当たり、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸を０．００２～０．０１５ｍｏｌの割合で、かつグリオキサールを０．０１０～０．０５０ｍｏｌの割合で、さらに緩衝物質としての１つまたは複数のリン酸のアルカリ土類金属塩および／またはアルカリ金属塩を含んでなり、１またはそれより大きい塩基度を有する有機酸のグリオキサールに対するモル比が１：１～１：１２の範囲にあることを特徴とする、セルロース誘導体。
非イオン性セルロースエーテル、好ましくは、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、またはそれらの混合物であることを特徴とする、請求項１１に記載の、グリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体。
前記１またはそれより大きい塩基度を有する酸が、酢酸、乳酸、サリチル酸、アジピン酸、クエン酸、酒石酸および／またはリンゴ酸、好ましくは、乳酸またはアジピン酸であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載のグリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体。
前記リン酸のアルカリ金属塩がリン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムであり、そのなかに含有されるリン酸二水素ナトリウムおよびリン酸水素二ナトリウムの量が、いずれの場合も前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００２～０．０１５ｍｏｌ、好ましくは前記セルロースエーテルの無水グルコース単位の１モル当たり０．００５～０．００９ｍｏｌであることを特徴とする、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のグリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体。
１０００ｐｐｍ未満の遊離グリオキサールを含有することを特徴とする、請求項１１～１４のいずれか一項に記載のグリオキサールと可逆的に架橋されたセルロース誘導体。