JPH06136001A - スルホアルキル基を含有するアルキルヒドロキシアルキルセルロースエーテル - Google Patents

スルホアルキル基を含有するアルキルヒドロキシアルキルセルロースエーテル

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JPH06136001A
JPH06136001A JP5134907A JP13490793A JPH06136001A JP H06136001 A JPH06136001 A JP H06136001A JP 5134907 A JP5134907 A JP 5134907A JP 13490793 A JP13490793 A JP 13490793A JP H06136001 A JPH06136001 A JP H06136001A
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cellulose
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Uwe Bartz
ウーヴエ・バルツ
Reinhard Dr Doenges
ラインハルト・デンゲス
Heiner Klehr
ハイナー・クレ−ル
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スルホアルキル基を含有するアルキルヒドロ
キシアルキルセルロースエーテル、それらの製造方法お
よびこれらのセルロースエーテルを含有する建築材料混
合物 【構成】 もう一つの置換基としてスルホアルキル基を
含有するこれらのアルキルヒドロキシアルキルセルロー
スエーテルは、a)上記セルロースをアルカリ化し、 b)a)工程中にまたはそれに続いてヒドロキシル基を
転移させる化合物を添加し、 c)必要ならばb)工程に続いて更にアルカリ化剤を添
加し、そして d)b)または場合によってはc)工程中に、またはそ
れに続いてアルキル基を転移させる化合物を添加する各
工程、よりなる方法によって得られ、石膏、消石灰また
はセメントを基材とする建築材料混合物用の添加剤とし
て使用される。 【効果】 本発明によるセルロースエーテルを添加され
た建築材料混合物は、改善された保水能力(WRV)を
示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スルホアルキル基を含
有するアルキルヒドロキシセルロースエーテルに関す
る。
【0002】市販されるセルロースエーテルは、一般に
アルカリ性溶液中でセルロースをエーテル化することに
よって製造される水溶性の化合物である。通常のエステ
ル化剤の例は、ハロゲン化アルキル、酸化アルキレンお
よびハロカルボン酸である。
【0003】多数のセルロースエーテルが工業的応用分
野において助剤として使用され、そしてなかんずくプラ
スター、接着剤および充填用化合物のような建築材料混
合物において充填剤、保水剤、皮膜形成剤および粘度調
整剤として使用される。保水能力とは、混合された建築
材料混合物中に含まれた水の放出を遅延させる能力を意
味するものとする。建築材料混合物にセルロースエーテ
ルを添加することによって、底土への水の放出速度が低
下し、そしてこの水は建築材料混合物の均一な固化およ
び硬化に役立つ。プラスター、接着剤および充填用化合
物においては、それによって収縮および割れが防止さ
れ、そして接着力および加工性が改善される。
【0004】
【従来の技術】ドイツ特許出願公開第3,910,73
0号には、メチル基およびヒドロキシアルキル基とは別
に更にカルボキシメチル基を有するセルロースエーテル
を石膏混合物中に使用することが開示されている。これ
らの助剤は、高い温度における改善された保水能力を有
するが、それらの使用は、アルカリ土類金属イオンに対
するカルボキシル基の感度によって制限される。
【0005】米国特許出願第2,795,508号に
は、スルホアルキルセルロースエーテルおよびそれらの
塩を原油探査におけるセメント凝結遅延剤として使用す
ることが記載されている。
【0006】米国特許出願第2,583,657号に
は、アルキルスルホエチルセルロースエーテルおよびそ
れらの塩を原油探査におけるセメント結合用混合物にお
ける保水剤として使用することが記載されている。
【0007】米国特許出願第3,357,971号に
は、水溶性ヒドロキシプロピルスルホアルキルセルロー
スエーテルおよびそれらの高温度における、例えば塗
料、接着剤および食品におけるシックナーとして、安定
剤または表面処理剤としての使用が開示されている。
【0008】英国特許第470,994号は、メチルス
ルホエチルセルロースエーテルおよびヒドロキシエチル
スルホエチルエーテルおよびヒドロキシエチルスルホエ
チルセルロースエーテルのようなスルホエチルセルロー
スエーテルおよびそれらの混合エーテルの製造方法を開
示している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来技術からすでに知
られているセルロースエーテルにもかかわらず、できる
限り高い凝集温度、温水におけるすぐれた溶解性、多価
イオンに対する低い感度およびpHの変動に対する凝集
温度の低い感度に関する改善された特性によって卓越し
ているセルロースエーテルに対する要望がなお存在す
る。
【0010】
【課題を解決しようとする手段】驚くべきことには、本
発明者らは、エーテル置換基として更にまたスルホアル
キル基を有するアルキルヒドロキシアルキルセルロース
エーテルが上記のような改善された性質によって卓越し
ていることを見出した。
【0011】本発明は、もう一つのエーテル置換基とし
てスルホアルキル基を有するアルキルヒドロキシアルキ
ルセルロースエーテルに関する。本発明は、またセルロ
ースをアルカリ性媒質中でアルキル基を転移させる少な
くとも1種の化合物により、ヒドロキシアルキル基を転
移させる少なくとも1種の化合物により、そしてスルホ
アルキル基を転移させる少なくとも1種の化合物により
エーテル化することによって本発明によるセルロースエ
ーテルを製造する方法において、下記の各工程:すなわ
ち、 a)上記セルロースをアルカリ化し、 b)a)工程中にまたはそれに続いてヒドロキシ基を転
移させる化合物を添加し、 c)必要ならばb)工程に続いて更にアルカリ化剤を添
加し、そして d)b)または場合によってはc)工程中にまたはそれ
に続いてアルキル基を転移させる化合物を添加する各工
程よりなり、その際e)スルホアルキル基を転移させる
化合物の添加はすでにa)工程中に、しかし遅くとも
d)工程の前に実施されることを特徴とする上記セルロ
ースエーテルの製造方法にも関する。
【0012】本発明によるセルロースエーテルは、3種
の異なったエーテル置換基、すなわちアルキル基、ヒド
ロキシアルキル基およびスルホアルキル基を含有する。
上記アルキル基は、好ましくは1ないし3個の炭素原子
を有する。ヒドロキシアルキル基は、好ましくはヒドロ
キシエチルおよびヒドロキシプロピル基である。スルホ
アルキル基は、好ましくはスルホエチルおよびスルホプ
ロピル基である。
【0013】以下に用語「平均置換度(DS)」および
「モル置換度(MS)」を説明する。セルロース分子中
には、無水グルコース1単位当り3個のヒドロキシル基
が存在する。DSとは、セルロースにおいて無水グルコ
ース1単位当りの平均置換ヒドロキシル基数を意味する
ものとする。MSとは、無水グルコース1単位当りセル
ロースと結合した反応体の平均モル数を意味するものと
する。アルキル基を有するセルロース誘導体について
は、DSとMSとは等しい。低い置換度においては、こ
れはスルホアルキル基についても妥当する。ヒドロキシ
アルキルを有するセルロース誘導体については、MS
は、一般にDSより大である。
【0014】本発明によるセルロースエーテルは、1.
0ないし2.0のDSalkyl 、0.004ないし0.6
の範囲内のDSsulfoalkylおよび0.001ないし1の
範囲内のMShydroxyalkylを有する。
【0015】分子量は、10,000ないし500,0
00の大きさの程度である。粘度は、3ないし300,
000mPa.s〔ヘプラー(Hoeppler)粘度計による、
2重量%水溶液中、20℃において〕である。
【0016】本発明によるセルロースエーテルは、種々
の方法によって製造されうる。メチルヒドロキシエチル
セルロースエーテルのようなアルキルヒドロキシアルキ
ルセルロースエーテルから出発して、スルホアルキル基
を転移させる化合物との反応が行われる。この目的で、
湿潤されてもよいアルキルヒドロキシアルキルセルロー
スエーテルにアルカリ化剤が添加される。使用される好
ましいアルカリ化剤は、水酸化ナトリウム溶液のような
アルカリ金属水酸化物水溶液である。アルカリ化剤の濃
度は、広範囲に拡大しうる。しかしながら、濃厚なアル
カリ化剤の使用が好ましく、従って、水分が不当に増加
しない。水酸化アルカリ金属溶液については、濃度は、
通常約50重量%である。アルカリ化剤の添加中に、ま
たはその後にスルホアルキル基を転移させる化合物が添
加される。適当な化合物の例は、ビニルスルホン酸ナト
リウム、クロロエタンスルホン酸およびプロパンスルト
ンである。上記化合物の性質および量は、置換基の所望
の型および所望の置換度に左右される。スルホアルキル
化は、90℃までの温度、好ましくは70ないし90℃
において行われる。スルホアルキル化は、平均20時間
後に完了する。
【0017】しかしながら、アリルヒドロキシエチルセ
ルロースエーテルのような混合アルケニルセルロースエ
ーテルから出発して、亜硫酸水素ナトリウムと反応させ
ることによって、本発明によるセルロースエーテルを製
造することも考えられる。
【0018】本発明によるセルロースエーテルの好まし
い製造方法においては、セルロースのエーテル化は、ア
ルカリ性溶液中で、アルキル基を転移させる少なくとも
1種の化合物、ヒドロキシアルキル基を転移させる少な
くとも1種の化合物およびスルホアルキル基を転移させ
る少なくとも1種の化合物によって実施される。アルキ
ル基を転移させる通常の化合物は、エチレンオキシド、
プロピレンオキシドおよび1,2- ブチレンオキシドの
ようなアルキレンオキシドである。製造は、過剰のエー
テル化剤の存在下、および/または懸濁剤の存在下に実
施されうる。好適な懸濁剤は、セルロースエーテルの化
学において通常使用される懸濁剤であり、好ましくはエ
ーテルまたは炭化水素のような有機溶媒である。特に好
適なエーテルは、ジメチルエーテル、ジエチルエーテ
ル、ジメチルグリコールまたはジオキサンおよびテトラ
ヒドロフランのような環状エーテルである。
【0019】その経過において、好ましい方法は、概ね
アルキルヒドロキシアルキルセルロースエーテルを製造
する方法に対応する。個々の工程を以下に更に詳細に説
明する: a)セルロースのアルカリ化:通常、0.3mmの粒子
径の粉砕セルロースパルプが使用される。
【0020】使用されるアルカリ化剤は、例えば通常5
0重量%までの濃度で使用される水酸化アルカリ金属水
溶液である。セルロースのアルカリ化において使用され
るアルカリ化剤の量は、セルロースのモル量に関して
1.0〜6.0:1.0の割合である。アルカリ化剤の
添加は、連続的にまたは回分的に実施されうる。アルカ
リ化及び続いてのエーテル化ができうる限り均一である
ことを保証するために、セルロースを懸濁剤中に懸濁せ
しめることが有利である。懸濁剤の重量が、セルロース
の重量に関して1.0〜20.0の割合である。 b)ヒドロキシアルキル化:ヒドロキシル基を転移させ
る化合物の添加は、通常セルロースのアルカリ化中にま
たはそれに続いて実施される。このエーテル化剤の性質
および量は、所望の置換の種類および所望の置換度に左
右される。ヒドロキシアルキル化は、好ましくは60な
いし90℃の温度において行われる。 c)必要ならば、追加的なアルカリ化:ヒドロキシアル
キル化b)の後に一定量のもう一つのアルキル化剤を添
加することが有利であることが見出された。アルカリ化
剤の量は、所望のアルキル化度に達することが必要とさ
れるようなものである。反応の開始時に使用されたアル
カリ化剤の量に応じて、この量は、セルロース1モル当
り通常0〜5モルである。この追加的なアルカリ化は、
30ないし100℃の範囲内の温度において行われる。 d)アルキル化:追加的なアルカリ化剤の添加後に、所
望のアルキル基転移剤が添加され、このアルキル基転移
剤の性質および量は、所望の置換の形および所望の置換
度に依存する。 e)スルホアルキル化:アルカリ化a)の間にまたはそ
れに続いて、そして/またはヒドロキシアルキル化b)
の間にまたはそれに続いて、スルホアルキル基を転移さ
せる化合物がアルカリセルロースまたはヒドロキシアル
キルセルロースに添加される。添加量は、所望の置換度
に依存し、そして通常アルカリセルロース1モル当り
0.01ないし1.5モルの範囲内である。スルホアル
キル化は、通常70ないし90℃の温度において実施さ
れ、そして約1時間後に完了する。 f)精製:各種エーテル化剤を用いる反応は、通常反応
バッチの仕上げ、すなわち製造されたセルロースエーテ
ルの精製を伴う。製造されたセルロースエーテルは洗滌
され、洗滌工程は、セルロースエーテルの溶液特性に左
右される。熱水に不溶性のセルロースエーテルは、好ま
しくは95〜100℃の温度の水で洗滌される。100
℃付近の水中で低い溶解度を有するセルロースエーテル
は、塩を含有する水によって有機副生成物を除去しう
る。洗滌水の温度は、95〜100℃である。この場合
重要な点は、洗滌水が精製されるべきセルロースエーテ
ルの極めて少量のみしか、または全く溶解しないような
量の塩、例えば食塩を含有するということである。
【0021】約100℃の水中での高い溶解度を有する
セルロースエーテルは、通常水と有機溶媒との混合物で
洗滌される。適当な有機溶媒は、アルコール、水混和性
のエーテルおよびケトン、例えばメタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ジメチルグリコール、ジオキサ
ン、テトラヒドロフランおよびアセトンのような水混和
性の溶媒である。
【0022】ヒドロキシル基転移剤およびアルキル基転
移剤を同時に添加することも可能である(工程bおよび
d)。追加的なアルカリ化(工程c)は、その場合不必
要である。エーテル化に必要なアルカリ化剤の量は、こ
の場合には工程aにおいて添加される。この製造方法に
おいては、スルホアルキル基転移剤の添加(工程e)
は、ヒドロキシル基転移剤およびアルキル基転移剤の同
時的添加の前またはその間に実施される(工程bおよび
d)。
【0023】本発明によるセルロースエーテルの同様に
好適な製造方法は、まずセルロースをアルカリ化し(工
程a)、次いでヒドロキシル基を転移する化合物を添加
し(工程b)、次にスルホアルキル基を転移する化合物
を添加し(工程b)、必要ならば次いで更にアルカリ化
剤を添加し(工程c)、そして次にアルキル基を転移さ
せる化合物を添加する(工程d)ことよりなる。
【0024】スルホアルキル基を有しないセルロースエ
ーテルに比較して本発明によるセルロースエーテルは、
以下に要約されうるいくつかの利点を有することによっ
て卓越している: −一般に凝集温度が高く、 −特に、高い凝集温度は、低いスルホアルキル化度にお
いても達成されることができ、 −pHの変動に対する凝集温度の感度が低い。
【0025】凝集温度とは、セルロースエーテルの1重
量%溶液が室温において測定してなお50%の透明度を
有する温度を意味するものとする。図1は、メチルヒド
ロキシエチルカルボキシメチルセルロースエーテル(M
HECMC)に比較した本発明によるメチルヒドロキシ
エチルスルホエチルセルロースエーテル(MHESE
C)の陰イン置換度(DS)に対する凝集温度(FT、
℃)の依存性を示す。使用されたセルロースエーテル
は、以下の特性データを有する: MHESEC(* ):DSalkyl =1.9;MS
hydroxyalkyl=0.12 MHECMC(□):DSalkyl =1.6;MS
hydroxyalkyl=0.21 陰イオン置換度(DS)とは、セルロースエーテルのス
ルホエチル化度またはカルボキシメチル化度を意味する
ものとする。測定は、1.0重量%水溶液中で実施され
る。
【0026】本発明によるスルホエチル化セルロースエ
ーテルは、同じ置換度においてより高い凝集温度を有す
る。図2は、他の陰イオン的に置換されたセルロースエ
ーテル(MHECMC)および非イオン性セルロースエ
ーテル(MHEC)に比較した本発明によるセルロース
エーテル(MHESEC)の溶液のpHに対する凝集温
度(FT、℃)の依存性を示す。
【0027】使用されたセルロースエーテルは、以下の
特性データを有する: MHESEC(* ):DSalkyl =1.9;MS
hydroxyalkyl=0.12 MHECMC(□):DSalkyl =1.6;MS
hydroxyalkyl=0.21 MHEC(・) :DSalkyl =1.7;MS
hydroxyalkyl=0.20 測定は、食塩の1重量%水溶液(水の量に関して、そし
て3℃/分の加熱速度において食塩0.3重量%)中で
実施される。
【0028】>7のpH値においては、2種の陰イオン
性セルロースエーテルは、非イオン性セルロースエーテ
ルのそれよりも高い凝集温度を有する。<7のpH値に
おいては、本発明によるセルロースエーテルは、カルボ
キシメチル化セルロースエーテルに比較して著しく高い
凝集温度を有する。
【0029】本発明によるセルロースエーテルは、プラ
スター、モルタル、接着剤および石膏、消石灰およびセ
メントを基材とした充填用化合物のような建築材料混合
物用の添加材として好適である。本発明によるセルロー
スエーテルは、従来使用されたセルロースエーテル比較
して、特に30℃付近またはそれ以上の温度において、
改善された保水能力(WRV)を有する点において卓越
している。本発明に従って使用されるセルロースエーテ
ルは、好ましくは1.0ないし2.0のDSal kyl 0.
01ないし1のMShydroxyalkylおよび0.004ない
し0.6のDS sulfoalkylを有する。更に、それらは、
好ましくは3ないし300,000mPa.sの範囲内
の粘度〔ヘプラー(Hoeppler)粘度計による、2重量%の
水溶液、20℃〕および<1mm、好ましくは<0.2
mm付近の粒度を有する。これらのセルロースエーテル
は、建築材料混合物の乾燥重量に関して0.001ない
し5重量%の量で使用される。
【0030】スルホアルキルセルロースエーテル、アル
キルスルホアルキルセルロースエーテル、特にメチルス
ルホエチルセルロースエーテル(MSEC)およびメチ
ルスルホプロピルセルロースエーテル(MSPC)もま
た保水剤として好適なセルロースエーテルである。これ
らのセルロースエーテルは、例えば米国特許出願第3,
357,971号、同第2,795,508号、同第
2,583,657号および英国特許第470,974
号から知られている。
【0031】使用されるアルキルスルホアルキルセルロ
ースエーテルは、1ないし2のDS alkyl および0.0
05ないし0.6のDSsulfoalkylを有する。これらの
セルロースエーテルの粘度は、100ないし300,0
00mPa.s〔ヘプラー(Hoeppler)粘度計による、2
重量%水溶液、20℃〕の範囲内であり、そして粒度
は、<1mm、好ましくは<0.2mm付近である。こ
れらのアルキルスルホアルキルセルロースエーテルは、
建築材料混合物の乾燥重量に関して0.001重量%な
いし5重量%の量で使用される。
【0032】本発明によるセルロースエーテルは、また
メチルセルロース(MC)、メチルヒドロキシエチルセ
ルロース(MHEC)、メチルヒドロキシプロピルセル
ロース(MHPC)およびエチルヒドロキシエチルセル
ロース(EHEC)のような非イオン性セルロースエー
テルと組合せて使用することもできる。
【0033】石膏、消石灰およびセメントを基材とした
建築材料混合物は、通常助剤および/または変性剤を含
有する。適当な助剤は、ヒドロコロイド、空気同伴剤、
プラスチック分散粉末、防水剤、膨潤剤、充填剤、軽量
添加剤、可塑剤そしてまた遅延剤または促進剤である。
典型的な充填剤は、ケイ砂、石灰砂またはこれらの粉末
(粒径:5μm〜5mm)である。
【0034】石膏、消石灰およびセメントを基材とした
建築材料混合物は、通常下記の組成(乾燥物)を有す
る: 石膏、消石灰、セメントまたは消石灰/セメント 99.99〜1重量% 本発明による上記のセルロースエーテルおよび公知のセルロースエーテル 0.001〜5重量% ケイ砂または石灰石砂 0〜90重量% プラスチック分散粉末 0〜10重量% 軽量添加剤 0〜10重量% 防水材料 0〜1 重量% デンプンエーテル 0〜0.5重量% 空気同伴剤 0〜0.1重量% このようにして得られた乾燥物質に対して所望のコンシ
ステンシーに達するまで水が添加される。
【0035】
【実施例】好ましい製造例および使用例の参照の下に本
発明を更に詳細に説明する。百分率で示されたデータ
は、重量百分率である。
【0036】符号は、下記の意味を有する: M=メチル HE=ヒドロキシエチル SE=スルホエチル NaVS=ビニルスルホン酸ナトリウム ΔWRV=20℃から40℃までの温度上昇の際の百分
率で示された保水能力の減少。 製造例 メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース(MH
ESEC)の製造 粉砕セルロースパルプ162gをレーディゲ(Loedige)
ミキサー内で水200ml中の水酸化ナトリウムの溶液
を用いてアルカリ化する。ビニルスルホン酸ナトリウム
水溶液125〜30%)を添加しそして混合を約15分
間継続する。混合物を耐圧性の撹拌容器に移した後に、
この容器を脱気しそして窒素で保護し、そして塩化メチ
ル(260gおよびエチレンオキシド22gの混合物を
注入する。エーテル化を80〜90℃において約60分
間実施する。得られた生成物を熱水で洗出し、乾燥しそ
して使用試験のために微細に粉砕する。熱水に可溶性の
生成物を大部分が塩を含有しなくなるまで80%イソプ
ロパノールで抽出する。 表1:メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース(MHESEC) 例 使用量 置換度 塩含量 粘度 凝集温度 比較例 NaOH NaVS M HE SE (%) (mPa.s) (℃) (g) (g) (%) (2%) 1 154 5.2 25 1.79 0.12 0.004 0.02 24,000 78 2 100 13.0 25 1.48 0.13 0.014 0.16 94,000 90 3 100 10.8 30 1.40 0.15 0.014 0.52 > 100,000 90 4 112 13.0 25 1.58 0.13 0.016 0.07 61,000 91 5 134 10.8 30 1.75 0.12 0.011 0.43 > 100,000 86 6 144 13.0 25 1.78 0.12 0.017 0.12 29,000 96 7 154 13.0 25 1.78 0.12 0.018 0.14 27,000 89 8 154 13.0 25 1.83 0.12 0.012 0.00 24,000 88 9 100 26.0 25 1.45 0.14 0.016 0.16 72,000 > 100 10 100 21.7 30 1.44 0.15 0.018 1.29 > 100,000 95 11 112 26.0 25 1.62 0.15 0.018 0.11 67,000 > 100 12 124 26.0 25 1.67 0.12 0.019 2.77 61,000 93 13 134 26.0 25 1.66 0.11 0.020 1.81 32,000 96 14 144 26.0 25 1.76 0.12 0.024 0.11 27,000 > 100 15 154 26.0 25 1.90 0.12 0.025 0.54 32,000 > 100 16 154 26.0 25 1.79 0.12 0.031 0.02 19,000 > 100 17 154 52.0 25 1.85 0.12 0.057 0.99 24,000 > 100 18 154 52.0 25 1.82 0.12 0.050 0.02 27,000 > 100 ──────────────────────────────────── 1 154 - - 1.78 0.12 - 0.28 20,000 72 メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース(MH
ESEC)の製造 水で湿潤した(H2O 46%)メチルヒドロキシエチルセル
ロース(OCH3 27.2 %、OC2H4 2.5 % 乾燥物に関し
て) 176gを捏和機内で濃水酸化ナトリウム溶液(4
9.5%)8gで処理する。ビニルスルホン酸ナトウリ
ウム溶液(30%)を添加し、そして90℃において2
0時間反応せしめる。酢酸で中和した後、生成物を熱水
で洗滌する。 表2:メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース(MHESEC) 例 使用量 置換度 塩含量 粘度 凝集温度 比較例 NaVS M HE SE (%) (mPa.s) (℃) (g) (1%) 19 21.5 1.64 0.09 0.007 0.0 4,200 79 20 43.0 1.62 0.09 0.009 0.0 3,499 82 2 - 1.67 0.11 - 0.0 2,200 76 メチルヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース(M
HPSEC)の製造 95%のジメチルグリコールまたはジオキサン17l中
の反応混合物中にハルモミのセルロースパルプ3,00
0gを懸濁せしめる。窒素で保護した後、この混合物を
濃ヒドロキシルナトリウム溶液(49.5%)1,45
0gを用いてアルカリ化し、ビニルスルホン酸ナトリウ
ム水溶液(30%)を混入し、プロピレンオキシド31
3gを計量添加し、そして90ないし100℃において
60分間エーテル化を実施する。2回目の濃水酸化ナト
リウム溶液(2,900g)を添加した後、この混合物
を塩化メチル(2,722g)と100℃において60
分間反応せしめる。懸濁剤を留去し、そして生成物を約
95℃の水で1回洗滌しそして次に80%の水性イソプ
ロパノールでゆすぐ。 表3:メチルヒドロキシプロピルスルホエチルセルロース(MHPSEC) 例 使用量 置換度 塩含量 粘度 凝集温度 比較例 NaVS M HE SE (%) (mPa.s) (℃) (g) (1%) 21 193 1.60 0.06 0.018 0.46 4,100 > 100 22 387 1.47 0.11 0.028 0.57 3,400 > 100 23 387 1.47 0.11 0.028 5.08 2,800 > 100 3 - 1.66 0.13 - 0.26 2,200 70 メチルスルホエチルセルロース(MSEC)の製造 粉砕セルロースパルプ162gを水200ml中のカ性
ソーダ溶液でレーディゲミキサー内でアルカリ化する。
ビニルスルホン酸ナトリウム水溶液を添加し、そして混
合を約15分間継続する。この混合物を耐圧性の撹拌容
器内に移し、後者を脱気しそして窒素で保護し、そして
塩化メチル1,260gを注入する。80ないし90℃
において約60分間エーテル化を行う。得られた生成物
を熱水で洗滌し、乾燥しそして使用試験のために微細に
粉砕する。熱水中で凝集しない生成物を大部分塩を含有
しなくなるまで80%イソプロパノールで洗滌する。 表4:メチルスルホエチルセルロース(MSEC) 例 使用量 置換度 塩含量 粘度 凝集温度 比較例 NaOH NaVS (%) M SE (%) (mPa.s) (℃) (g) (g) (2%) 24 154 4.3 30 1.71 0.006 0.20 32,000 63 25 154 10.8 30 1.77 0.012 0.22 45,000 78 26 154 21.7 30 1.76 0.020 0.23 34,000 95 27 154 32.5 30 1.78 0.034 1.40 17,000 99 28 154 43.8 30 1.81 0.060 0.32 13,000 > 100 29 154 65.7 30 1.77 0.076 4.41 9,500 > 100 30 154 65.7 30 1.80 0.077 1.74 9,200 > 100 4 154 1.87 0.91 72,000 56 使用試験 本発明によるスルホアルキル化セルロースエーテルおよ
び公知のアルキルスルホアルキルセルロースエーテルを
含有する下記の表に記載された建築材料混合物の、そし
てまた比較の目的で使用された建築材料混合物の保水能
力(WRV)を、所望のDIN18555、パート7に
類似する方法で(鉱物性バインダーを用いるモルタルの
試験)、またはASTM C91に類似する方法で測定
する:DIN18555、パート7の方法による:規定
された量のカルボキシメチル化メチルヒドロキシエチル
セルロースエーテルまたはメチルヒドロキシプロピルセ
ルロースエーテルを建築材料混合物500gに添加す
る。得られた混合物を20℃において必要量まで撹拌
し、そして次いで更に約30秒間モルタル混合物中で中
程度の速度で撹拌する。調製された新鮮なモルタルがス
ランプ(170±5mmの)に対応するコンシステンシ
ーを示すまで水を添加する(DIN18555、パーツ
2および8参照)。保水能力を測定するため、140m
mの内径および12mmの高さを有するプラスチック環
を使用し、それをセルロース- パルプのカード〔シユラ
イヒヤー(Schleicher)およびシユル(Schuell) によって
製られたNo.2727、190×190mmに切断さ
れたもの〕の上に置く。上記のプラスチック環とセルロ
ースパルプのカードとの間に繊維不織布(シユライヒヤ
ーおよびシユル社製のNo.0980、直径185m
m)を位置せしめる。実際の測定段階のためには、建築
材料混合物約150gを、上記の撹拌の直後に、プラス
チック環内に5秒間で充填する。上層の新鮮なモルタル
は、こてを用いて剥取られ、環内に存在する量が、計量
によって正確に測定される。5分間の吸引時間内に、セ
ルロースパルプのカードは、塊から水を引出す。正確な
量は、湿潤したカードを再計量することによって決定さ
れる。繊維不織布は、5分間の吸引時間後にカードから
のモルタル塊の取出しをより容易にするためにのみ使用
される。モルタルの保持能力は、試験開始時の全量に対
する水の残留量の百分率として規定される。ASTM
C91の方法による:この場合には、調製された建築材
料混合物から減圧によって水を除去する。乾燥モルタル
を実験室用ミキサーを用いて予め規定された量の水の中
で撹拌する。吸引フイルターは、混合された新鮮なモル
タルで充填され、そして減圧に曝される(セメントプラ
スター:差圧6700Pa、15分間;タイル用接着
剤:減圧8000Pa、3分間)。保水能力は、試験の
開始時における水の全量に対する水の残留量の百分率に
よる含量として規定される。
【0037】表5は、使用された建築材料混合物の特性
データを示す。使用された空気同伴剤は、(R) ホスタプ
ール(Hostapur)OSB(オレフインスルホン酸ナトリウ
ム)である。
【0038】デンプンエーテルは、下記の特性データを
示す: ヒドロキシプロピルデンプン、MShydroxypropyl
0.5、粒子粉末度:<200μm、粘度:20mP
a.s(2%溶液、ヘプラー粘度計、20℃)。
【0039】使用された防水剤は、ステアリン酸亜鉛で
ある。使用されたプラスチック分散粉末は、(R) モウイ
ライト(Mowilith)DM200pである。石膏接着剤にお
いて使用された凝結遅延剤は、(R) ゼリキッド(Zeliqui
d)GA1であり、そして石膏/石灰プラスターおよび石
膏プラスターにおいて使用されたそれはゼリキッド(Zel
iquid)GA7である。
【0040】保水能力についての試験は、20℃および
40℃において実施される。より高い温度においては、
作業装置、乾燥混合物そしてまた混合水は、40℃に加
熱される。
【0041】
【表1】
【0042】 表6:建築材料混合物を比較する目的で使用されたセルロースエーテルの 特性データ 比較例 エーテルの種類 MS DS 粘度 HE/HP (mPa.s, 2 %) 5 MHEC 0.13 1.5 60,000 6 MHPC 0.16 1.5 40,000 7 MHEC 0.10 1.8 30,000 8 MHEC 0.22 1.5 60,000 9 MC - 1.9 72,000 表7:石膏プラスター中の保水能力(MRV)(DIN
18555、パート7による試験) 表8:石膏/石灰プラスター中の保水能力(WRV)
(DIN18555、パート7による試験) 表9:石膏接着剤中の保水能力(WRV)(DIN18
555、パート7、吸引時間:30分による試験) 表10:タイル接着剤中の保水能力(WRV)(AST
M C91による試験) 表11:石灰/セメントプラスター中の保水能力(WR
V)(ASTM C91による試験) 表12:補強セメントプラスター中の保水能力(WR
V)(ASTM C91による試験)
【図面の簡単な説明】
【図1】メチルヒドロキシエチルカルボキシメチルセル
ロースエーテル(MHECMC)に比較した本発明によ
るメチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロースエー
テル(MHESEC)の陰イオン置換度(DS)に対す
る凝集温度(FT.℃)の依存性を示すグラフである。
【図2】他の陰イオン置換セルロースエーテル(MHE
CMC)および非イオン性セルロースエーテル(MHE
C)に比較した本発明によるセルロースエーテル(MH
ESEC)の溶液のpHに対する凝集温度(FT.℃)
の依存性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハイナー・クレ−ル ドイツ連邦共和国、マインツ、ハインリッ ヒ−フオン−マイセン−シユトラーセ、8

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 もう1つのエーテル置換基としてスルホ
    アルキル基を含有するアルキルヒドロキシアルキルセル
    ロースエーテル。
  2. 【請求項2】 1〜4個の炭素原子を有するスルホアル
    キル基、好ましくはスルホエチル基またはスルホプロピ
    ル基を含有する請求項1に記載のセルロースエーテル。
  3. 【請求項3】 0.004ないし0.6のDS
    sulfoalkylを有する請求項1または2に記載のセルロー
    スエーテル。
  4. 【請求項4】 1.0ないし2.0のDSalkyl および
    0.01ないし1のMShydroxyalkylを有する請求項1
    ないし3のいずれかに記載のセルロースエーテル。
  5. 【請求項5】 10,000ないし500,000の分
    子量を有する請求項1ないし4のうちのいずれかに記載
    のセルロースエーテル。
  6. 【請求項6】 3ない300,000mPa.sの粘度
    〔2重量%水溶液、20℃においてヘプラー(Hoeppler)
    粘度計により測定〕を有する請求項1ないし5のうちの
    いずれかに記載のセルロースエーテル。
  7. 【請求項7】 セルロースをアルカリ性媒質中でアルキ
    ル基を転移させる少なくとも1種の化合物により、ヒド
    ロキシアルキル基を転移させる少なくとも1種の化合物
    により、そしてスルホアルキル基を転移させる少なくと
    も1種の化合物によりエーテル化することによって請求
    項1ないし6のうちのいずれかに記載のセルロースエー
    テルを製造する方法において、下記の各工程:すなわ
    ち、 a)上記セルロースをアルカリ化し、 b)a)工程中にまたはそれに続いてヒドロキシル基を
    転移させる化合物を添加し 、 c)必要ならばb)工程に続いて更にアルカリ化剤を添
    加し、そして d)b)または場合によってはc)工程中に、またはそ
    れに続いてアルキル基を転移させる化合物を添加する各
    工程よりなり、その際e)スルホアルキル基を転移させ
    る化合物の添加はすでにa)工程中に、しかし遅くとも
    d)工程の前に実施されることを特徴とする上記セルロ
    ースエーテルの製造方法。
  8. 【請求項8】 スルホアルキル基を転移させる化合物の
    添加(工程e)およびヒドロキシアルキル基の添加(工
    程b)がセルロースのアルカリ化(工程a)の間に行わ
    れそして次に必要ならば更にアルカリ化剤が添加され
    (工程c)、そしてアルキル基を転移させる化合物の添
    加(工程d)が工程c)の間にまたはそれに続いて行わ
    れることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 工程a)が最初に、次いで工程b)、次
    いで工程e)、次に必要ならば工程c)そして次に工程
    d)が実施される請求項7に記載の方法。
  10. 【請求項10】 製造されたセルロースエーテルがアル
    キル化(工程f)後に精製される請求項7ないし9のう
    ちのいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項11】 工程a)ないしe)が懸濁剤の存在下
    に実施される請求項7ないし10のうちのいずれかに記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 使用される懸濁剤が有機の水混和性の
    溶剤である請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 アルキルヒドロキシアルキルセルロー
    スエーテルをアルカリ性媒質中でスルホアルキル基を転
    移させる少なくとも1種の化合物によってエーテル化す
    ることによって請求項1ないし6のうちのいずれかに記
    載のセルロースエーテルを製造する方法において、エー
    テル化が7以上、好ましくは12ないし14のpHおよ
    び90℃まで、好ましくは70ないし90℃の温度にお
    いて実施されることを特徴とする上記セルロースエーテ
    ルの製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項1ないし6のうちのいずれかに
    記載のセルロースエーテルを石膏、消石灰またはセメン
    トを基材とした建築材料混合物用の添加物として使用す
    る方法。
  15. 【請求項15】 請求項1ないし6のうちのいずれかに
    記載のセルロースエーテルを含有する石膏、消石灰また
    はセメントを基材とした建築材料混合物。
  16. 【請求項16】 スルホアルキルセルロースエーテル、
    アルキルスルホアルキルセルロースエーテル、ヒドロキ
    シプロピルスルホエチルセルロースエーテル、ヒドロキ
    シプロピルスルホプロピルセルロースエーテルおよび/
    またはヒドロキシエチルスルホエチルセルロースエーテ
    ルを含有する請求項15に記載の建築材料混合物。
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