JP4696123B2 - 多層のシート状構造体、粒子または繊維の製造法 - Google Patents
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Description
(a)反応性のポリカルボン酸誘導体を、既にポリカルボン酸誘導体に対して反応性で共有結合能力がある基を含有するかまたは予め該基を備えているシート状、粒子状または繊維状の担持材料上に施こし、
(b)場合によっては工程(a)で処理された担持材料を、共有結合の促進、完結または他の最適化の下で60℃〜130℃、特に80℃〜120℃に加熱し、
(c)ポリカルボン酸誘導体に対して共有結合能力があるセルロースを担持材料上に施こすことを含む、多層のシート状構造体、粒子または繊維を製造する方法によって解決される。
実施例1:反応性アミノ基の導入
ケイ素円盤またはガラスからなる対象担体をアンモニア水溶液と過酸化水素との混合物で新たに酸化し、引続きこれらケイ素円盤またはガラスからなる対象担体の表面を3−アミノプロピル−ジメチルエトキシ−シランで変性した。
ポリ(スチレン−alt−無水マレイン酸)(PSMA)、Mw100000を0.12%の濃度でTHF中に溶解し、ポリ(プロペン−alt−無水マレイン酸)(PPMA)、Mw39000を0.1%の濃度で2−ブタノン中に溶解し、ポリ(エチレン−alt−無水マレイン酸)(PEMA)、Mw125000を0.15%の濃度でアセトン/THF(1:2)中に溶解した。このコポリマー溶液を回転塗布(RC5, Suess Microtec, Garching, Deushland, 4000 rpm, 30s)によるかまたは溶液中への浸漬によって、前処理されたケイ素円盤またはガラス試料担体(実施例1参照)上に施こした。SiO2担持材料上での自然発生的に形成される、ポリマーフィルムとアミノシランとの共有結合を120℃への担体の加熱によって、加水分解安定性の環状イミド結合に変換した。非共有結合したコポリマーの残分を、それぞれの溶剤での洗浄によって除去した。この条件は、PSMAに関連して5±0.5nm、PPMAに関連して3nm±0.5およびPEMAに関連して4.8±0.5nmのポリカルボン酸の層厚を生じた。
セルロース0.15g、0.3gまたは0.6g(微結晶性セルロースDP215−250)をNMMO9g中に(場合によっては酸化防止剤として没食子酸プロピル1質量%(0.09g)を添加しながら)供給し、撹拌下に30分間で100℃までに加熱し、それによって溶解した(溶液のセルロース濃度:1質量%、2質量%または4質量%)。この溶液にDMSO6gを添加し、NMMO60%とDMSO40%とからなる混合物を生じた。DMSOの添加後に、この溶液を70℃に冷却した。こうして得られた溶液を無水マレイン酸コポリマーで被覆されかつ場合によっては予め温度調節された試料担体上に回転塗布により45℃〜50℃で3000rpmで15秒または60秒で施こした。引続き、セルロース層を脱イオン水中への試料担体の浸漬によって沈殿させた。こうして調製されたセルロース層を一晩中空気乾燥させた後、真空乾燥を90℃で2時間行ない、強力な洗浄(3回1時間)を脱イオン水で行ない、なお存在する溶剤残分を除去した。こうして被覆された全ての担持材料を再度真空中で30℃で乾燥させた。セルロース濃度および回転塗布の時間に依存して、ポリカルボン酸としてのPEMAの使用の際に次の全層厚を得ることができた:
空気乾燥された層の層厚を楕円偏光法(VASE 44M, Woollam, Lincoln, NE)によって測定した。セルロース被膜の測定された屈折率は、1.54±0.01(630.1nm)であった。
実施例1、2および3により製造され被覆されたケイ素円盤またはガラス試料担体を12時間に亘って2〜10のpH値で、流れる電解質水溶液による剪断応力に晒した。剪断流を長方形の通路(幅:10mm×長さ:20mm×高さ:0.05mm)中で実現させた。最大の壁面剪断速度は、約2.8×104 s-1であった(通路上の圧力差200ミリバールに相当する)。この層は、前記条件下で安定であることが判明した。安定性の検出をXPS測定によって層の剪断応力前および剪断応力後に行なった。
粒子状の担持材料として本発明による方法を使用しながらセルロースで被覆された、10nm〜100μm、有利に20nm〜5μmの大きさの粘土鉱物質を、著しく難燃性化可能な綿花として使用した。
Claims (12)
- 多層のシート状構造体、粒子または繊維の製造法において、次の別個の工程
(a)反応性のポリカルボン酸誘導体を、既にポリカルボン酸誘導体に対して反応性で共有結合能力がある基を含有するかまたは予め該基を備えているシート状、粒子状または繊維状の担持材料上に施こし、
(c)ポリカルボン酸誘導体に対して共有結合能力があるセルロースを担持材料上に施こすことを含むことを特徴とする、多層のシート状構造体、粒子または繊維の製造法。 - (b)工程(a)で処理された担持材料を、共有結合の促進、完結または他の最適化の下で60℃〜130℃に加熱する、ことを含む請求項1記載の方法。
- 反応性のポリカルボン酸誘導体は、モノマーとして反応性のカルボン酸誘導体および式CH2=CH−R、但し、この場合Rは、H、1〜12個のC原子を有するアルキル、1〜12個のC原子を有するO−アルキル、アリールまたはヘテロアリールであるものとし、で示される化合物を含有するコポリマーである、請求項1または2記載の方法。
- 反応性のポリカルボン酸誘導体を工程(a)で有機溶剤中の反応性のポリカルボン酸誘導体0.05質量%〜0.2質量%の溶液から施こす、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 担持材料は、ケイ素化合物、金属、プラスチックまたは天然繊維からなり、任意の形で存在する、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 担持材料の共有結合能力がある反応性の基は、反応性のアミノ基、ヒドロキシル基、スルフヒドリル基およびカルボキシル基からなる群から選択される、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- ポリカルボン酸またはその誘導体の1つに対して反応性の共有結合能力がある基を含有しない担持材料に、工程(a)の実施前にアミン末端基を有するアルキルシランとの反応によってかまたはアンモニア雰囲気中での低圧プラズマ処理によって反応性のアミノ基を備えさせる、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- セルロースを90℃〜115℃でN−メチルモルホリン一水和物中に溶解し、DMSOまたはDMF0質量%〜50質量%を添加し、セルロースを工程(c)で70℃〜90℃の温度でN−メチルモルホリン一水和物中のセルロース1質量%〜4質量%の溶液から、場合によっては40℃〜120℃に予め温度調節された担持材料上に施こし、さらに工程(d)で脱イオンされたH2O、イソプロパノールまたはこれら2つの溶剤の混合物中のセルロースを担持材料上で沈殿させる、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- シート状、粒子状または繊維状の担持材料に共有結合された前記反応性のポリカルボン酸およびセルロース層を含む、多層のシート状構造体、粒子または繊維において、このセルロース層が、前記反応性のポリカルボン酸に共有結合されている第1のセルロース層と第1のセルロース層に非共有結合されている第2のセルロース層とからなることを特徴とする、多層のシート状構造体、粒子または繊維。
- 反応性のポリカルボン酸の層厚が1nm〜20nmであり、第1のセルロース層の層厚が2nm〜20nmであり、第2のセルロース層の層厚が15nm〜200nmである、請求項9記載の多層のシート状構造体、粒子または繊維。
- 表面を親水化するための方法において、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法によって得られた多層のシート状構造体、粒子または繊維から親水化すべき表面を形成させる工程を有することを特徴とする、表面を親水化するための方法。
- 表面を親水化するための方法において、請求項9または10記載の多層のシート状構造体、粒子または繊維から親水化すべき表面を形成させる工程を有することを特徴とする、表面を親水化するための方法。
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