JPH03114526A - ヒドロキシエチルセルロースの水性懸濁液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水に溶解可能なヒドロキシエチルセルロースの
安定な水性懸濁液、該懸濁液の調製方法、および種々の
用途における該懸濁液の使用に関する。

溌１２ＪＬ量 水に溶解可能なヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）
は多くの工業プロセスおよび消費製品に有用な非イオン
性ポリマーである。ＨＥＣは従来から乾燥した微粒状で
取扱われている。乾燥）ＩＥＣに関連する問題には不快
な粉塵発生、水性系に加えた時の分散し難さ、および好
ましくない長い溶解時間がある。

乾燥した微粒ＮＥＣに関連する粉塵はＩＨ以の微粒物質
の場合に当面するのと同一のよくある取扱上の問題を呈
する。１つの大きな問題は粉塵爆発の可能性である。

ＨＥＣは吸湿性で空気中から水分を吸収して、粒子の凝
集をひき起すことができる。このような凝集粒子を水性
系に分散させるのは、不可能ではないにしても極めて困
難である。

ＨＥＣは、水性系に加えるときに、凝集するかまたは塊
をつくりやすい。凝集は、多くの場合ＤＥＣを撹拌しな
がら徐々に水性系に加えることによって小さくすること
ができる。緩慢な溶解は製造プロセスのスピードを実質
的に低下させる。

上記の理由から、工場の作業者はＨＥＣを水性系に加え
る迅速で、効果的かつ間車な方法を望んでいる。すなわ
ち、ＩＩＥｃの使用者は凝集またばかたまりを生成せず
に容易に水性系にＨＥＣを混合するのに使用することが
でき、乾燥粉末ＨＥＣに関連する問題なしに取扱うこと
ができる安定な濃縮ＨＥＣ懸濁液を望んでいる。

Ｇｉｒｇ等は、米国特許第４，２８３，２２９号におい
て、アルミナを懸濁液に添加する場合に、非イオン性の
水に溶解可能なセルロースエーテル誘導体を電解質の４
ないし１２％溶液に加えることによって安定な懸濁液を
調製できることを開示している。適当な電解質は鉱酸ま
たは有機酸の金属塩またはアンモニウム塩、とくにカチ
オンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオ
ン、土類金属イオン、または亜鉛、銅、鉄もしくはマン
ガンイオン、およびアニオンとしてスルフェート、カー
ボネート、シリケート、スルフイツト、ハライド、ホス
フェート、ニトレート、ニドリット、アセテート、ホル
メート、タルトレート、またはシトレートイオン、およ
びその水素塩を含む塩を包含すると述べられている。実
施例ｖ１およびｖ２はそれぞれ２８および２０重量％の
炭酸カリウムを用いる２５重量％メチルヒドロキシエチ
ルセルロース懸濁液を示している。

本発明者はＨＥＣの分散液を研究し、標準の炭酸カリウ
ム、湿潤剤、増粘剤および本発明の分散剤の組合せを用
いて水性系中に高含有量の該ポリマーを分散可能ないこ
とを見出した。

光皿夏翌扮 従って、本発明は、炭酸カリウムおよび水の合計重量の
２０ないし３５重量％の炭酸カリウム、懸濁液総重量の
０．２ないし０．８重量％のＨＬＢが６ないし９の湿潤
剤、および懸濁液総重量の０．０８ないし０．６重量％
の水に溶解可能かまたは水に膨潤可能な増結剤を含む水
溶液中に、懸濁液総重量の８ないし２８重量％の水に溶
解可能なヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）を分散
させてなる水性懸Ｑ’ｔ（ｌである。

本発明は、また該懸濁液の調製方法および該懸濁液を用
いて溶解させたＩＩＥｃの水溶液調製方法にも関する。

見胛血圧鞭久註凱 本発明は高濃度の水に熔解可能なヒドロキシエチルセル
ロース（ＨＥＣ）を含有する安定で流動可能な流体懸濁
液を提供するものである。

「懸濁液」、「分散液」、「溶液」および他の用語は混
同されることが多い。したがって、本明細書ではｒＢ濁
濁液台よび「分散液Ｊを、固体粒子（Ｉ（ＥＣ）が液体
（水）中に分散している系を意味するのに互換的に使用
することができることを理解しなければならない。また
、「溶液」は溶媒（たとえば水）と溶質（たとえば溶解
させた炭酸カリウム、溶解させたＨＥＣ等）との均質混
合物を意味することも理解しなければならない。

本発明によって分散させたＮＥＣは非イオン性かつ水に
熔解可能で、たとえば溶液粘度が５重量パーセントＨＥ
Ｃ水溶液では、ｉ　、　ｏｏｏセンチポアズのオーダー
以上であり、さらに多い、たとえば１０重量パーセント
の量では、水溶液の粘度は極めて高いかまたはゲルをな
す。この極めて高い粘度のために、該ポリマーはその濃
度が５ないし１０重量パーセントを超えると通常水性媒
質中ではポンプ輸送することも処理（溶解）することも
できない。

典型的には、本発明のポリマーは約１．０ないし約４．
２、好ましくは約１．８ないし約３．０のヒドロキシエ
チルモル置換（アンヒドログルコース単位１個当りのヒ
ドロキシエチル基の数）を有している。

本発明による懸濁液は、懸濁液総重量の少なくとも８重
量％、好ましくは１日ないし２８重量％、もっとも好ま
しくは２２ないし２６重量％の微粒状ＮＥＣを含んでい
る。

１（ＥＣはグリオキサールのようなアルデヒド類で処理
することができるが、本発明の目的に対して該処理は必
須のものではない。

水溶液は、炭酸カリウムおよび水の合計重量の２０ない
し３５重重量、好ましくは２５ないし３３Ｍ量％、もっ
とも好ましくは２９ないし３２重量％の炭酸カリウムを
含む。炭酸カリウムの水中における望ましい濃度はヒド
ロキシエチルセルロースのタイプおよび量によって異な
る。

湿潤剤は親水性のみならずまた親油性をも有する分子で
ある。本発明において有用な湿潤剤は６ないし９の範囲
の親水性親油性比（ｌ（ＬＢ）を有している。好ましい
湿潤剤はソルビタン脂肪酸エステル（ポリオキシエチレ
ンソルビタン脂肪酸エステルを含む）およびポリオキシ
エチレンノニルフェノールエステルである。例としては
ソルビタンモノラウレートおよび該化合物とポリオキシ
エチレンソルビタンモノラウレート（２０：８０ないし
Ｏ：１００の比率）との混合物または該化合物とソルビ
タンモノステアレート（４０：６０ないし０：Ｉ００比
率）との混合物、ソルビタンモノパルミテート、レシチ
ンならびにポリオキシエチレンノニルフェノールエーテ
ルで、ソルビタンモノラウレートがもっとも好ましい。

湿潤剤は、通常！Ｑ濁液総重量に対して０．２ないし０
．８重量％の量を使、用する。

水に溶解可能かまたは水に膨潤可能な増粘剤（懸濁化剤
としても知られている）は、また本発明によるヒドロキ
シエチルセルロースを懸濁させるのにも有用である。例
としてはベントナイト、カルボキシビニルポリマー類（
たとえば、オハイオ州、クリーブランドのＢ、Ｆ、Ｇｏ
ｏｄｒｉｃｈ社のＣａｒｂｏｐｏｌ　”ポリマー類）お
よびキサンタンガムがある。キサンタンガムが好ましい
。増結剤は通常、懸濁液総重量に対して０．０８ないし
０．６重量％、好ましくは０，１４ないし０．２５重量
％、もっとも好ましくは０．１６ないし０．２２重量％
の量を使用する。

本発明のこの懸濁液は、また分散剤、すなわち高ＨＬＢ
値（通常１４よりも大きいｆＩＬＢ値）を有する分子を
含むこともできる。例としては、ポリオキシエチレンソ
ルビタン脂肪酸エステルおよびポリアクリル酸アルカリ
塩類、たとえばポリオキシエチレンソルビタンモノパル
ミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレ
ート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、
ならびにポリアクリル酸のナトリウム塩およびアンモニ
ウム塩がある。好ましくはポリアクリル酸アルカリ塩類
である。もっとも好ましくはポリアクリル酸のナトリウ
ム塩である０分散剤は、通常懸濁液総重量の０．０５な
いし０．５重量％の量が用いられる。多量、たとえば０
．０８重量％以上のポリオキシエチレンソルビタン脂肪
酸エステルが通常良好な外観に必要である。分類剤は０
，１％以上の量が存在することが望ましい。

使用することのできる他の添加剤には顔料、分散剤、界
面活性剤、クリコール類および増粘剤がある。これらの
ものは通常、懸濁液総重量に対して、最高１０重量％、
好ましくは０．５ないし２重量％の量が用いられる。

本発明の懸濁液は、炭酸カリウムを水に溶解して塩の水
溶液を作り、ついでこれを攪拌しながら１１８Ｃをこの
溶液中に分散させることによって調製することができる
。湿潤剤は任意のときに添加することができるが、ＨＥ
Ｃを塩溶液に添加する以前に加えるのが好ましい。増粘
剤は任意のときに添加することができるが、炭酸カリウ
ムよりも後でかつＩ（ＥＣおよび湿潤剤よりも先に加え
るのが好ましい。分散剤は任意のときに加えることがで
きるが、ＨＥＣ（ならびに塩、増粘剤および湿潤剤）の
後で添加するのが好ましい。他の添加剤を使用する場合
には、該添加剤は典型的には塩よりも先に水に加える。

「安定な」という言葉は分散相（水に溶解可能なヒドロ
キシエチルセルロース）および水相が調製後ある最低時
間の間分離しないか、または、分離が生じる場合に、ヒ
ドロキシエチルセルロースを僅かな攪拌で容易に再分散
させることができることを意味する。安定性は使用する
ヒドロキシエチルセルロースのタイプのみならずヒドロ
キシエチルセルロース、塩等の濃度の函数である。本発
明による懸濁液は長期間、たとえば９ケ月後も安定であ
ることが認められている。本発明の懸濁液の安定性は、
随伴する空気を除くように分散液を真空中で混合するこ
とによって、さらに向上させることができる。本発明の
懸濁液の長期安定性によっである場所で調製し、使用さ
れる他の場所に輸送することが可能である。

本発明の懸濁液の粘度は懸濁しているヒドロキシエチル
セルロースの分子ｉｔ（または溶液粘度）に比較的無関
係である。それよりむしろ、粘度は存在するヒドロキシ
エチルセルロースの量に比例する。さらに、懸濁液の粘
度は炭酸カリウムの濃度に逆比例する。したがって、大
量の）ＩＥＣを懸濁させるためには、高濃度の炭酸カリ
ウムを使用することが必要である。

本発明のＨＥＣ懸濁液は乾燥した水に溶解可能なヒドロ
キシエチルセルロースが現在使用されるほとんどすべて
の用途に有用であり、唯一の制限は用途によっては炭酸
カリウムが好ましくないかもしれないということである
。本発明の分散液を使用することができる用途には、た
とえば水の浄化、選鉱、食品および薬剤の増粘、化粧品
の増粘、農業製品の増粘、油田での使用、建築製品（た
とえば、ジヨイントセメント）、セラミックス、ラテッ
クスペイント、紙塗被、乳化重合、懸濁重合、カーペッ
ト裏地等がある。本発明の高濃度の）ＩＥｃ懸濁液を使
用する利点にはＩ（ＥＣの増粘作用を制御する力（増粘
時間を実質的に減少）、取扱いおよび用量管理の容易さ
（多くの用途にＨＥＣの自動添加が可能）、ポリマー粉
塵の回避、集塊の回避等がある。

懸濁液は、懸濁液を水性系中に単に添加、たとえば注入
することによって、水性系（たとえば、水溶液）に添加
することができる。攪拌は溶解を速める。懸濁液は、ま
た、特定最終用途に望ましい場合には、散布、噴霧等を
行うこともできる。

本発明を、例示的で制限するつもりのものではない下記
実施例で説明するが、部、百分率等はすべて重量単位の
ものである。

実−隻一皿一一上 いずれの場合にも、炭酸カリウムを水に熔解して炭酸カ
リウム水溶液を調製した。湿潤剤を用いる場合にはＩＩ
Ｅｃよりも先に添加した。増粘剤を用いるときには、炭
酸カリウムより後、かつＨＥＣおよび湿潤剤よりも先に
添加した。分散剤としてポリアクリル酸を加える場合に
は、ＨＥＣの後で添加した。分散剤としてポリオキシエ
チレンソルビタンモノステアレートを加える場合には、
ＤＥＣと同時かまたはＨＥＣより後に添加した。

第−一上−−表 （Ｅ）　　　ＩＩＸＡ　　２３ （Ｆ）　　　ＨＩＩＸＡ　２３ ６ ０ ０．４ ０．４ （Ｇ） ）Ｉｆ（にＡ　２３ ５ ０．２ （Ｋ） Ｘ ６ ９ ０．２ ■）懸濁液総重量に対する重量％。

２）炭酸カリウムおよび水の合計重量に対する重量％。

ブルックフィールド、ＬＶＴ粘度（１３スピンドル、３
０　ｒｐｍ）。

（混合／攪拌せずに）沈降が認められない場合には、懸
濁液は安定という。

オハイオ州、クリーブランドのＢ、Ｆ、Ｇｏｏｄｒｉｃ
ｈ社。

ポリアクリル酸ナトリウム塩。

ＨＬＢ（Ｕが１４．９のポリオキシエチレン（２０）ソ
ルビタンモノステアレート０．１０ ０．０６ ＨＥＣ？ｆｊ解 非流体 ０．１０ ０．０７ ８００ 安定性３ケ月以上 および１１１１は超高分子量である。

ほとんどの懸濁液が貯蔵中安定である。例外は、ＨＥＣ
の溶解をきたした低過ぎる塩含有量による試料Ｅおよび
増粘剤のないことによる試料Ｔである。

湿潤剤および分散剤がなくても安定な懸濁液を得ること
ができる。しかし、該懸濁液は外観の悪いことが多い（
すなわち、ポンプ圧送／計量問題を引き起す不均一のア
ップルソース状外観を呈する）。

試料（０）および（Ｚ）は良好な外観を得るために湿潤
剤が必要なことを示す。

分散剤の存在は良好な外観を得るために必ずしも必要で
はない（たとえば、試料（Ａ）および（Ｋ）参照）けれ
ども、外観不良は十分な量の分散剤を用いない場合に生
じることがある（たとえば、試料（Ｗ）参照）。

実−夫Ｌ」傭−−Ｉ 実施例１の方法に従って調製した懸濁液５ｇを１００ｇ
の蒸留水に加えて溶液をつくった。使用した懸濁液およ
びポリマーならびに試験結果を第２表に示す。

メー」Ｌ−表 ■ Ｂ　　　　　５５００センチポアズ２ Ｕ　　　　　１９００センチポアズ３ １プルツタフイ一ルドＬＶＴ粘度（３０ｒｐ川、）２＃
４スピンドル ３＃３スピンドル 本発明の懸濁液は迅速に分散し、さらに水を増粘させて
粘稠な溶液をつくることが認められた。

特定の態様について本発明を説明したけれども該態様は
限定するつもりのものではなく、本発明の範囲を逸脱せ
ずに多くの変更および修正が可能なことを理解しなけれ
ばならない。

（外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水性懸濁液が、炭酸カリウムおよび水の合計重量に
   対して２０ないし３５重量％の炭酸カリウム、懸濁液総
   重量に対して０．２ないし０．８重量％の６ないし９の
   ＨＬＢを有する湿潤剤およびこれも懸濁液総重量に対し
   て０．０８ないし０．６重量％の水に溶解可能かまたは
   水に膨潤可能な増粘剤を含む水溶液中に、水性懸濁液総
   重量の少なくとも８ないし２８重量％の水に溶解可能な
   ヒドロキシエチルセルロースを分散させてなることを特
   徴とする非イオン性の水に溶解可能なセルロースエーテ
   ル誘導体および塩の水性懸濁液。２、増粘剤がベントナ
   イト、カルボキシビニルポリマー類およびキサンタンガ
   ムよりなる群から選ばれることを特徴とする請求項１記
   載の水性懸濁液。 ３、湿潤剤がソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエ
   チレンノニルフェノールエステル、ソルビタンモノラウ
   レート、レシチン、ポリオキシエチレンノニルフェノー
   ルエーテル、ソルビタンモノステアレート、ソルビタン
   モノパルミテート、およびソルビタンモノラウレートと
   ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートとの混合
   物より成る群から選ばれることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の水性懸濁液。 ４、水性懸濁液からさらに０．０５ないし０．５重量％
   のＨＬＢが１４よりも大きい分散剤を含むことを特徴と
   する請求項１ないし請求項３記載の水性懸濁液。 ５、分散剤がポリアクリル酸アルカリ塩かまたはポリオ
   キシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである請求項４
   記載の水性懸濁液。 ６、 （Ａ）炭酸カリウム水溶液を調製する工程 （Ｂ）該炭酸カリウム水溶液に水に溶解可能かまたは水
   に膨潤可能な増粘剤および湿潤剤を添加する工程；およ
   び （Ｃ）該水溶液中にセルロースエーテル誘導体を分散さ
   せて水性懸濁液を製造する工程 を含むことを特徴とする非イオン性の水に溶解可能なセ
   ルロースエーテル誘導体および塩の水性懸濁液の製造方
   法。 ７、ポリアクリル酸アルカリ塩またはポリオキシエチレ
   ンソルビタン脂肪酸エステルのような分散剤を水性懸濁
   液総重量に対して０．０５ないし０．５重量％の量を添
   加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載
   の製造方法。