JPH0977801A - 均質な酢酸セルロース - Google Patents
均質な酢酸セルロースInfo
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Abstract
セトンなどの有機溶媒に溶解し、フィルム、繊維などの
成形品を製造するプロセスにおいて、従来よりも不溶物
の少ない溶液を提供すること。 【解決手段】 酢化度分布半値幅を一定の値以下に押さ
えることによって得られた酢酸セルロースは化学的均一
性が高く、そのような酢酸セルロースによって上記課題
を解決した。
Description
溶媒への溶解性に優れる酢酸セルロースに関する。パル
プ、リンター等のセルロースを原料として得られる酢酸
セルロースはフィルム、繊維などに適した有用な化学品
である。
はアセトンなどの有機溶媒に溶解した後、流延、乾式紡
糸するなどして、フィルム材料や繊維材料に成形され
る。木材パルプから調製した一般の酢酸セルロースのア
セトン溶液には通常3〜7重量%もの不溶物が存在して
おり、これらはフィルム成形品のフィッシュアイや紡糸
時の紡糸性低下の原因となることが懸念されている。例
えば、特開昭50−36724にはアセトンを溶媒とし
た乾式紡糸による繊維の製造において、アセトンを溶媒
とするGPCで未溶解物として検出される成分が紡糸性
を損なわしているとして、これらを除去する方法が開示
されている。しかし、このような先行技術をもってして
も、なお酢酸セルロースの溶液には数%の不溶物が存在
することが問題視されている。
トンなどの有機溶媒に溶解し成形するプロセスにおい
て、溶解性に優れ不溶物の少ない酢酸セルロースを提供
することを目的とする。
が部分的あるいは完全にアセチル化されたグルコース残
基を構成単位とする高分子化合物である。従来より衣料
用の繊維、たばこフィルターなどの繊維材料や、めがね
フレームなどの成形品として利用されている平均酢化度
が55%程度(平均置換度2.45程度)の酢酸セルロ
ースでは、それを構成する個々の分子に注目すると、平
均酢化度55%を中心に酢化度の分布、いいかえると化
学的不均一性を有している。本発明者らは、鋭意検討の
結果、高酢化度の成分と低酢化度の成分はアセトン等の
溶液中で各々および共に会合物を形成し、溶解性を損ね
ており、逆に化学的均一性の高い酢酸セルロースが溶解
性に優れることを見い出し本発明を完成した。
は、例えばJournal of Chromatography, 629, 243-254
(1993) に記載されている高速液体クロマトグラフィー
を用いる方法で調べることができる。該分析方法におい
ては溶出曲線幅が広いことは化学的に不均一なことを表
わし、狭いことは化学的均一性が高いことを意味する。
パルプから調製した成形材料の原料として用いる平均酢
化度53〜57%、粘度平均重合度200〜600、構
成糖に占めるキシロースの割合が0.2〜2.0%、構
成糖に占めるマンノースの割合が0.2〜2.0%の試
料を対象とした場合、溶出曲線の半値幅が酢化度を単位
として2.3%以下さらに望ましくは2.1%以下であ
ることが好ましい。酢化度分布半値幅が2.3%よりも
広い酢酸セルロースにおいては、アセトン不溶物が多量
に形成されることになる。
に耐える濾過性を有する酢酸セルロースを得ることは難
しい。また200以下のものを製造することは容易では
あるが、このような重合度では多くの場合、実用物性が
不十分である。酢化度については、本発明がいわゆる二
酢酸セルロース(平均酢化度55%付近)を対象とした
ものであり、平均酢化度が53〜57%の範囲外では本
発明の価値はなくなる(例えば三酢酸セルロースにおい
ては、置換度の分布のないものを調製することは容易で
ある)。
の割合が0.2%未満の場合、本発明に依るまでもな
く、溶解性に優れ不溶物の少ない酢酸セルロースを得る
ことは容易である場合が多く、キシロース又はマンノー
スの割合が2.0%を越える場合、キシロース又はマン
ノースに起因する不溶物を多量に含むため、本発明の効
果が隠されてしまう。
ロマトグラフィー分析条件を示す。
比)から15分間を要して、アセトンへグラジェント カラム:ハミルトン社製PRP−1(4.1×150m
m) 温度:35℃ 流速:0.8ml/min 試料溶液:0.2%アセトン溶液 注入量:10μl 検出器:VAREX社MK111(エバポレイティブ・
チューブ温度105℃, 窒素流量2.4l/min) 該分析において、化学的均一性は溶出曲線の半値幅で定
義することができる。すなわち、あらかじめ平均酢化度
50%、52%、55%、60%程度の酢酸セルロース
を用い溶出ピーク時間対平均酢化度の関係について、時
間に関する2次関数で検量線を作成する。調べる試料の
溶出曲線から、ピーク高さに対して1/2の高さを与え
る2点の溶出時間をもとめ、検量線から2点の溶出時間
に相当する酢化度を算出する。得られた酢化度の差の絶
対値を酢化度分布半値幅とする。
ば次のような方法で調製することができる。
スを精製する方法。一般の酢酸セルロースを、高酢化度
成分、低酢化度成分に各々に選択性がある溶媒系で沈澱
分別あるいは溶解分別を行う。高酢化度成分に対する選
択溶解性が高い溶媒としては、ジクロロメタン、クロロ
ホルムなどが例示される。低酢化度成分に対する選択溶
解性が高い溶媒としては、アセトン/ メタノール(2/
8、重量比)などが例示される。前述したように不溶物
の形成には高酢化度成分、低酢化度成分の両方が関係す
るため、十分に溶解する酢酸セルロースを調製するには
両成分を除去することが重要である。
て、反応の均一性を高める方法。アセチル化反応におい
て触媒量を増加させるなどして、アセチル化反応を均一
に進める。
応の均一性を高める方法。熟成反応において反応温度を
高めるなどして、脱アセチル化反応を均一に進める。
において、反応物の滞留などをなくし、生成物の均一性
を高める方法。本発明の化学的均一性が高い酢酸セルロ
ースを得る目的では、前記の方法を二つ以上組合わせて
もよい。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
gを精秤しこれをWとする。120120mlのアセト
ンと70mlのジメチルスルフォキシドを精秤した試料
にくわえ、溶解する。30mlの1N−NaOHをくわ
え、撹拌しながら、室温で2時間ケン化する。100m
lの熱水をくわえ、さらに15分間撹拌する。フェノー
ルフタレインを指示薬としてくわえ、1N−硫酸で滴定
し、使用量を0.01mlの精度で読み取り、これをA
とする。同様にブランクテストを行い、このときの1N
−硫酸の使用量をBとする。用いた1N−硫酸のファク
ターをfとして、次の式から平均酢化度を求める。
た試料0.5000gを精秤し、これをCとする。約7
0mlのアセトンを加え試料を溶解させた後、25℃に
温調し、アセトンで全容を100mlに合わせる。その
10mlをオストワルド粘度管にとり、25℃で標線間
を流下する時間を0.01秒の精度で測定しこれをtと
する。同様にブランクテストを行いこのときの流下時間
をt0とする。次の式から平均重合度を求める。
製し、以下の条件で高速液体クロマトグラフィー分析を
行う。
比)から15分間を要して、アセトンへグラジェント カラム:ハミルトン社製PRP−1(4.1×150m
m) 温度:35℃ 流速:0.8ml/min 試料溶液:0.2%アセトン溶液 注入量:10μl 検出器:VAREX社MK111(エバポレイティブ・
チューブ温度105℃, 窒素流量2.4l/min) 平均酢化度55%、52%、55%、60%程度の酢酸
セルロースを用い溶出ピーク時間対平均酢化度の関係に
ついて、時間に関する2次関数で検量線を作成する。調
べる試料の溶出曲線から、ピーク高さに対して1/2の
高さを与える2点の溶出時間をもとめ、検量線から2点
の溶出時間に相当する酢化度を算出する。得られた酢化
度の差の絶対値を酢化度分布半値幅とする。
液を調製し、15℃で50,000rpm−3時間の条
件で遠心分離を行う。沈澱物は乾燥後、再びアセトンに
分散し、同じ条件で遠心分離を行う。得られた沈澱物は
恒量になるまで真空乾燥し、秤量する。遠心分離に供し
た試料量に対する沈澱物の割合を百分率で表わし、これ
をアセトン不溶物量とする。
間、次いで6%硫酸で110℃−3時間の条件で加水分
解した生成物について、ダイオネクス社の糖分析システ
ムで液体クロマトグラフィー分析し、グルコース、キシ
ロース、マンノースを定量し、これら成分の総量に対す
る、各成分の割合を算出した。
イトパルプを酢酸/無水酢酸/硫酸を用いる公知の方法
でアセチル化した後、酢酸/水系で160℃で熟成し、
酢酸セルロースを調製した。得られた酢酸セルロース
は、アセトン/メタノール(2/8、重量比)で抽出し
4%の低酢化度成分を除去した後、クロロホルムで抽出
し3%の高酢化度成分を除去した。精製後の酢酸セルロ
ースの平均酢化度は55.5%、平均重合度は360、
キシロースは0.3%、マンノースは0.7%で酢化度
分布半値幅は2.02%であった。アセトン不溶物量を
表1に示す。
イトパルプを酢酸/無水酢酸/硫酸を用いる公知の方法
でアセチル化した後、酢酸/水系で150℃で熟成し、
酢酸セルロースを調製した。得られた酢酸セルロース
は、アセトン/メタノール(2/8、重量比)で抽出し
2%の低酢化度成分を除去した後、クロロホルムで抽出
し5%の高酢化度成分を除去した。精製後の酢酸セルロ
ースの平均酢化度は55.1%、平均重合度は380、
キシロースは0.5%、マンノースは0.8%で酢化度
分布半値幅は2.15%であった。アセトン不溶物量を
表1に示す。
イトパルプを酢酸/無水酢酸/硫酸を用いる公知の方法
でアセチル化した後、酢酸/水/硫酸系で80℃で熟成
し、酢酸セルロースを調製した。得られた酢酸セルロー
スは、ジクロロメタンで抽出し、4%の高酢化度成分を
除去した。精製後の酢酸セルロースの平均酢化度は5
5.0%、平均重合度は380、キシロースは1.0
%、マンノースは1.0%、酢化度分布半値幅は2.4
5%であった。アセトン不溶物量を表1に示す。
イトパルプを酢酸/無水酢酸/硫酸を用いる公知の方法
でアセチル化した後、酢酸/水/硫酸系で80℃で熟成
し、酢酸セルロースを調製した。得られた酢酸セルロー
スの平均酢化度は54.9%、平均重合度は370、キ
シロースは0.9%、マンノースは0.9%、酢化度分
布半値幅は2.60%であった。アセトン不溶物量を表
1に示す。
媒に溶解し、フィルム、繊維などの成形品製造するプロ
セスにおいて、従来よりも不溶物の少ない溶液を提供す
る。
Claims (2)
- 【請求項1】粘度平均重合度が200〜600、平均酢
化度が53〜57重量%、構成糖に占めるキシロースの
割合が0.2〜2.0重量%、構成糖に占めるマンノー
スの割合が0.2〜2.0重量%の酢酸セルロースにお
いて、酢化度分布半値幅が酢化度を単位として2.3%
以下であることを特徴とする酢酸セルロース。 - 【請求項2】酢化度分布半値幅が酢化度を単位として
2.1%以下であることを特徴とする請求項1記載の酢
酸セルロース。
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