JPS62253601A - セルロ−ス球状粒子の製造方法 - 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】 （イ〉産業上の利用分野 本発明はセルロース球状粒子の製造方法に関するもので
あり、詳しくは粒度が均一で真球度が高く特にクロマト
グラフィー担体としてすぐれた性能を有するセルロース
球状粒子の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 セルロースの微小粒子はブロッキング防止剤、薬品賦形
剤、化粧品などの分野にも用いられているが近年種々の
クロマトグラフィー担体として注目されている。クロマ
トグラフィー担体としては他の無機系充填剤や多糖系充
填剤と比べても種々の長所を有しており分析用のみなら
ず分取用り０マドグラフィーにも試みられている。従っ
て充分な機能を備えたセルロース微小粒子を、効果的に
製造する方法の開発が望まれている。

高分子物質の微小粒子を得る最も一般的な方法は溶液か
らの沈澱による方法である。セルロースにこの方法を適
応したものに特公昭５７−４５２５４号、特開昭５７−
１５９８０１号、特開昭５５−４４３１２号、特公昭５
６−２１７６１号などの発明がある。セルロースは汎用
の溶媒に溶解性がなく、その溶液は特殊な溶媒を使用し
て製造される。この場合でもその′ａ度は低濃度に留ま
り、この溶液からの沈澱は実用上充分な硬度を有する粒
子を形成しがたい。また、一般に溶媒等の単価、回収の
困難性などにも問題がある。これに対しセルロースの脂
肪酸エステルを先づ球状粒子とし、これを加水分解して
セルロース粒子とする方法がいくつか提案されている。

特公昭５５−３９５６５号および特公昭５５−４０６１
８号には、球状粒子の製法として、セルロース脂肪酸エ
ステルを乾式紡糸し、得たフィラメントを切断してチッ
プとし、高沸点溶媒中で加熱して球状粒子とする方法、
ならびにセルロース脂肪酸エステルを低沸点溶媒に溶解
し、高沸点貧溶媒中に懸濁させた後そのまま加熱して懸
濁粒子中の低沸点溶媒を蒸発させ、球状粒子を得、この
セルロース脂肪酸エステル粒子を加水分解してセルロー
ス球状粒子を得ている。これらは工程が長く、エネルギ
ー消費も大きい製法である。また、得られるセルロース
脂肪酸エステル粒子が比較的緻密であるため、これから
待られるセルロース粒子も比較的緻密に過ぎ、クロマト
グラフィー担体用としては、空隙率の小さすぎるものし
か得られない。− （ハ）発明が解決しようとする問題点 この発明は上記の状況においてなされたものであって、
特にりＯマドグラフィーの担体などの用途に好適な、空
隙率が大で真球度のすぐれたセルロース粒子が簡便に安
価で得られる製造法を目的とするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段と作用この発明の発
明者らはセルロース脂肪酸エステルを加水分解してセル
ロースとする方法について研究し、セルロース脂肪酸エ
ステルが液滴として存在してる状態で加水分解させるこ
とにより、特に空隙率が大で真球度のすぐれたセルロー
ス粒子が得られること、液滴の１１度、粒度などを調節
することにより空隙率や真球度も１１節できることを見
出し本発明に到達した。

本発明は、加水分解反応により、その置換基を解離させ
、セルロースに変換することが可能なセルロース誘導体
を有機溶媒にＷＪ解しセルロース誘導体を溶存したまま
該溶液が微小液滴を形成するよう水性媒体中に分散させ
、液滴中のセルロース誘導体を水性媒体中のアルカリに
より加水分解してセルロースに変換することを特徴とす
るセルロース球状粒子の製造方法を提供するものである
。

本発明に使用するセルロース誘導体としては、脂肪酸エ
ステル、芳香族カルボン酸エステル、カルバミン酸エス
テルなどを挙げることができるが、ピルローストリアセ
テート及びセルロースジアセテートが実用的に有用であ
る。

上記セルロース誘導体の溶液を形成する溶媒としては塩
化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素を
主体としてこれに、メタノール、エタノール、プロパツ
ール、イソプロパツール、ブタノール、ペンタノール、
オクタツールなどのような０１〜１０脂肪族アルコール
、それらアルコールの酢酸エステル、プロピオン酸エス
テル、安息香酸エステルのごときエステル、アセトン、
メチルエチルケトン、３−ペンタノーン、イソホロンの
ごときケトンを１Ｐ！もしくは数種を５〜３０容量％添
加した混合溶媒が用いられる。

なお溶媒としてハロゲン化炭化水素を単独で用いる場合
はセルローストリアセテートやセルロースジアセテート
の完全溶解に長時間を要したり溶液の粘度が高くなりす
ぎて実用的に不利である。

セルロース誘導体の溶媒溶液を液滴として分散させる水
性媒体としては水、水に少量のゼラチン、ＣＭＣ，ポリ
ビニルアルコールなどの水溶性高分子を溶解したもの、
ざらにこれらに少量の界面活性剤、消泡剤を添加したも
のなどが用いられる。

これら水溶性高分子、界面活性剤は液滴の生成と分散状
態を良好に保つ働きをするまた液滴の溶媒すなわち液滴
形成用のセルロース誘導体溶液の溶媒と相溶性があり水
溶性でもある溶媒たとえば低級アルコールを水に添加す
ることもある。これは液滴形成侵の液滴中セルロース誘
導体のアルカリによる加水分解を促進させる効果がある
。

前記水性媒体中のアルカリは、液滴生成に先立って予め
添加しておいてもよく液滴生成後添加しても良い。アル
カリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ金属水酸化物、アンモニア、又はピリジン、トリ
エチルアミンなどのアミン類、トリベンジルメチルヒド
ロキシアンモニウムなどの４級アンモニウム水酸化物が
あるが、アルカリ金属水酸化物が加水分解反応が早く、
本発明の目的に適している。これらアルカリの水性媒体
中の濃度については特に限定はないが１／１０規定から
５規定の範囲の濃度となる条件で用いるのが適当である
。なおこの加水分解は常温でも行うことができるが若干
昇温しでもよくこの場合加水分解反応が促進されて反応
時間を短縮することができる。

（ホ）実施例 この発明を実施例と比較例とによって説明するがこの発
明を限定するものではない。

１１１エ セルローストリアセテート（酢化度６１％）　３０Ｑを
塩化メチレン２４０　ｘｉとメタノール１０１！の混合
溶媒に溶解し得られた溶液をゼラチン３ｇを含有する１
規定の水酸化ナトリウム水溶液５００　ｘｉとメタノー
ル５０１を混合してなる水性溶媒中に添加し８００゛〜
９００ｒｐｌの回転数にて約３０分間分散させる。つい
で回転数を３０Ｏｒｌ）Ｉとして室温下撹拌した。液滴
は約２時間で凝固して球状粒子となるがこの時点ではア
セチル基の加水分解は不完全である。約１２時間模、加
水分解は終了しセルロース粒子が得られた。加水分解を
促進するため分散させた懸濁液を約４０℃に加熱するこ
ともできる。この場合４時間で加水分解は終了しセルロ
ース粒子が得られる。

反応系を、酢酸で中和したのちセルロース粒子をろ別し
水−メタノールの１＝１混合溶媒で洗浄した。このもの
をエタノール中に浸漬し７０〜８０℃ｐ１時間撹拌した
。その後ろ別しさらに再度水中に浸漬し７０〜８０℃に
て、１時間撹拌した。冷却後ろ別し湿潤状態で分級して
１５〜１５０）ａの粒子を集めて製品試料とした。含水
膨潤状態にある径の１５〜１５０膚セルロ一ス粒子１５
０　ｙｌを得た。

得られたけルロース粒子は、光学顕微鏡観察によれば真
球度の高い球状粒子であり、また、乾燥した後赤外吸収
スペクトルを測定したところアロチル基の残存はみとめ
られなかった。

得られた含水状態のセルロース粒子のセルロース密度（
ＣＤ）を次の方法で測定した。

ｉ開状態のセルロース粒子を内径８ｍｍのカラムに約１
０ｃｍのｈＣｌｌの高さまで充填しその容ｆａＶ。

（１１）算出する。

ＶＯ−（０，４）　２πｈ 次に分子＠　２００万のブルーデキストリンの０．５％
水溶液を溶出させその溶出ｆｆ１（Ｖｔｙｆ）を求める
。充填したセルロース粒子をカラムから取り出しろ別し
十分に洗浄後乾燥してその重Ｍを求める（　Ｗ　＜（Ｊ
）　）。これらのデータより次式によってセルロース密
度（ＣＤ　（％）〕を算出した実施例１で得られたセル
ロース粒子のＣＤは１５％であった。このセルロース密
度はゲルろ適用組木の尺度の１つであって密度が小さい
程、空隙率が高く、分画できるタンパク質の分子量が大
きく分離性能がすぐれていることを示す。

なお以下の実施例や比較例のセルロース粒子のセルロー
ス密度はいずれも上記の方法で測定した。

！ セルロースジアセテート（酢化度５５％）３０ｇを塩化
メチレン２４０　ｘｉとメタノール１０１！の混合溶液
に溶解し得られた溶液をゼラチン３ｇを含有する１規定
の水酸化ナトリウム水溶液５００１１とメタノール５０
１！を混合してなる水性溶媒中に添加し８００〜９００
ｒｐｎ＋の回転数で約３０分間分散させ、ひきつづいて
３００ｒｐＩＩｌの回転数で１２時間攪拌した。酢酸を
用いて中和した後、セルロース粒子をろ別し水で洗浄し
た。ついでエラノール中にセルロース粒子を分散させ約
７０℃で１時間攪拌した後ろ過した。さらに、このもの
を水中に分散させ７０℃で１時間攪拌した。冷却債、湿
式分級し１５〜１５０４の粒子を集めた。膨潤状態約ｔ
ｙｏｉｔのセルロース粒子が得られた。

このもののセルローストリアは１１％であった。

ＬＬＬエ セルロースジアセテート３０ｇを塩化メチレン２４０　
ｉｆとメタノール１０鱈の混合Ｗｊ媒に溶解し得られた
溶液をゼラチン３ｇを含む水ｓｏｏｍとメタノール５０
１！を混合してなる水性溶媒中に添加し、９００〜１１
０００ｒｐの回転数にて３０分間分散させた。ついで３
００ｒｐａ＋の回転数で３０分攪拌した後、１０規定の
水酸化ナトリウム水溶液５０ν！を加え、ひきつづいて
３００ｒｐｍの回転数で１２時１ｆｆｌ攪拌する。実施
例１と同様の処理により、膨潤状態で粒径７５〜１５０
４のセルロース粒子１５０　ｙｌが得られた。このもの
のセルロース密度は１５％であった。

工ＩＬ虹 セルロースジアセテート３０ｇを塩化メチレン２００１
！とイソプロパツール３０１！およびｎ−オクタツール
８０１！からなる混合溶媒に溶解し、得られた溶液をゼ
ラチン３ｇを含む水７　ｏ　ｏ　ｘｔとイソプロパツー
ル７０１！を混合してなる水性溶媒中に添加し１０００
ｒｐｌの回転数にて３０分間分散させた。ついで３００
ｒｐｍの回転数で３０分間攪拌したのち１０規定の水酸
化ナトリウム水溶液７０　ｘｆを加え、ひきつづいて３
００ｒｐｍの回転数で１２時間攪拌する。実施例１と同
様の処理により膨潤状態で粒径７５〜１５０４のセルロ
ース粒子が２００ｉｆｌられた。このものの密度は６．
５％であった。

ＵＬＩ卜 セルロースジアセテート３０ｇとポリビニルアセラード
（重合Ｉｆ１７００）　１０（Ｉｔを塩化メチレン３０
０ｔｆとイソプロパツール５０１！よりなる混合溶媒に
溶解して得られた溶液をゼラチン３ｇを含む水１０００
　ＩＩとイソプロパツール１００猷を混合してなる水性
溶媒中に添加し、約１１００Ｏｒｐの回転数で１時間分
散させる。ついで３００ｒｌ）−の回転数で３０分間攪
拌したのち１０規定の水酸化ナトリウム水溶液３００　
ｘｌを加え室温で６１Ｉ間さらに約４０℃で６ｆＲ間攪
拌した。実施例１と同様の処理によりｉ潤状態で粒径１
５〜１５０膚のセルロース粒子が１５０１１得られた。

このものの密度は９．８％であった。

１東１上 セルローストリアセテート３０Ｑを塩化メチレン２４０
　ｘｌとメタノール１０１の混合溶媒に溶解し、得られ
た溶液をゼラチン３ｇを含有する水ｓ　ｏ　ｏ　ｉｔと
メタノール５０１！を混合してなる水性溶媒中に添加し
、８００〜９００ｒｌ）ｆｉｔの回転数で約３０分間攪
拌する。さらに３００ｒｐＨｌの回転数で室温下１２時
間攪拌したが、１２時間後も液滴の凝固はおこらず球状
の粒子はほとんど得られなかった。

胤且ノ」− セルローストリアはテート３０ｇを塩化メチレン２４０
　ｘｉとメタノール１０１！の混合Ｗ３煤に溶解し得ら
れた溶液をゼラチン３ｇを含有する水５００カとメタノ
ール５０　ｘｉを混合してなる水性溶媒中に添加し、８
００〜９００ｒｐｓ＋の回転数で約３０分間攪拌した。

さらに３００ｒｐｍの回転数で攪拌しつつ、３０〜４０
℃に加熱して塩化メチレンとメタノールとを徐々に留去
し、液滴を凝固させ、セルローストリアセテート粒子を
得た。得られたセルローストリアセテート粒子は、ろ別
後充分に洗浄したあと、メタノール中に浸漬し室温で２
時間攪拌した。ろ過して、溶媒を除いたのち、１Ｎ水酸
化カリウム−メタノール溶液５００１１中に分散させ、
室温で１日間攪拌して加水分解さ１１セルロ一ス粒子を
得た。得られたセルロース粒子は中和後、ろ別し、充分
に水で洗浄する。湿式分級して７５〜１５０４の粒子を
集めてそのセルロース密度を測定したところ６３％であ
った。

（ト）発明の効果 本発明はセルロース誘導体を液滴中でアルカリを含む水
性媒体と接触させ、セルロース粒子となるものであるが
、液滴の生成条件によって粒子の大きさが制御できるこ
と、シャープな粒度公布でえられること、真球度の高い
粒子がえられること、加水分解反応が均一に進行するこ
と、セルロース誘導体が膨潤した状態で加水分解される
ため空隙率の大きな粒子がえられること、工程管理と実
施が容易であること、製造費用、装置費用などが安価で
あることなどの特徴を有し、特にクロマトグラフィー担
体としてすぐれたセルロース球状粒子がえられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加水分解反応により、その置換基を解離させセルロ
   ースに変換することが可能なセルロース誘導体を、有機
   溶媒に溶解し、セルロース誘導体を溶存したまま該溶液
   が微小液滴を形成するよう水性媒体中に分散させ、液滴
   中のセルロース誘導体を水性媒体中のアルカリにより加
   水分解してセルロースに変換することを特徴とするセル
   ロース球状粒子の製造方法。 ２、セルロース誘導体溶液の微小液滴を形成させるに先
   立って、予め水性媒体中にアルカリを含有させておくこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセルロース
   球状粒子の製造方法。 ３、セルロース誘導体の微小液滴を形成させた後、水性
   媒体にアルカリを添加することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のセルロース球状粒子の製造方法。 ４、セルロース誘導体がセルロース脂肪酸エステルであ
   る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかひとつに記載の
   セルロース球状粒子の製造方法。 ５、セルロース脂肪酸エステルがセルロースアセテート
   である特許請求の範囲第４項記載のセルロース球状粒子
   の製造方法。