JPS6395237A - 多孔球状粒子の製法 - 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 この発明はセルロース脂肪酸エステルの多孔性球状粒子
の製造方法に関するものであ）、詳しくは粒度の均一性
、真球性、多孔性などにすぐれた球状粒子の製造方法に
関するものであり、特にそれをケン化してクロマトグラ
フィの担体などに有用なセルロース球状粒子を得るため
のものである。

−）　従来の技術 高分子物質の微小粒子は、その形状のままでプラスチッ
クス添加剤、薬品賦形剤、ブロッキング防止剤、化粧品
、印刷などの分野に用いられているが、近年、酵素、微
生物などの担体、クロマトグラフィーの充填剤などとし
ても注目されている。

高分子物質としてセルロース脂肪酸エステルは溶剤溶解
性に冨み１粒子として取得しやすいので。

そのま孟で上記用途に使用されるはか、加水分解してセ
ルロースの微小粒子に変換したり、さらに他の官能基例
えばイオン交換能を有する官能基を導入したシすること
ができ、それぞれの機能に応じた用途に使用できる。特
にこの方法で得られるセルロース粒子について、いくつ
かの特許出願がなされている。

特公昭５５−８９５６５号公報、特公昭５４−４０６１
８号公報には１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、
加熱して低沸点溶媒を蒸発させ１球状粒子を得る方法が
示されておシ。

得られた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、これから得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または薬剤
徐放剤としては、空隙率の小さすざるものしか得られな
い。

空隙率の大きい粒子を得る方法として、特開昭５４−５
５０５５号公報や特開昭５６−２４４２９号公報にみら
れるようにセルロース脂肪酸エステルを低沸点溶媒に溶
解する際に高沸点溶媒やセルロースエステルとは溶剤溶
解性の異る高分子化合物１例えば水溶性高分子化合物を
添加し、その混合溶液を水性媒体中に分散懸濁させて液
滴化した後、加熱して低沸点溶媒を蒸発させ液滴を凝固
せしめて、高分子化合物もしくは高沸点溶剤を含有する
セルロース脂肪酸エステルの微小球体を得。

これをケン化する前かケン化後に高分子化合物又は高沸
点溶媒を洗浄によって除去し空隙率の大きいセルロース
粒子を得る方法が提案されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記従来の技術において、空隙率の大きい粒子　　　“
を得るためになされた後者の方法には次のような間通点
がある。

液滴めるいは液滴からの凝固粒子を加熱して低沸点溶媒
を除去する場合に、セルロース脂肪酸エステルの熱可塑
性のために、空孔の大きさ１粒子径・密度などの物性が
変動しやすく、再現性のある物性値を得るための工程管
理が面倒である。また、凝固粒子から洗浄にょシ高分子
化合物を除去する方法は、空隙率としては大きい数値か
えられるが個々の空孔が大きく、且つその数も限られた
ものになる。すなわち飼々の空孔が比較的大きすぎる粒
子が得られる。このような粒子は、酵素固定担体やイオ
ン交換セルロース誘導体用原料としては使用できるがク
ロマトグラフィー用担体としてはあまシ好遇とは言えな
い。

この発明の発明者は、セルロース脂肪酸エステルを適当
な条件でゲル化させると、立体的網状構造を形成し、こ
の構造が比較的安定であるため多数の小空孔の形成に有
利な条件となることを見出し、ゲル化剤を用いる多孔球
状粒子の製法を発明しすでに特許出願した。発明者はさ
らに研究を進め、凝固促進剤を使用することによシ、ゲ
ル化剤の量を減少させてよシ有利な条件で多孔球状粒子
が得られることを見出し、この発明に到達した。

に）問題点を解決するための手段と作用本発明はセルロ
ース脂肪酸エステルと、セルロース脂肪酸エステルのゲ
ル化剤とを有機溶媒に溶解して溶液とし、該溶液を水性
媒体中に撹拌下添加して液滴を形成させ、さらに凝固促
進剤を加えて液滴中のセルロース脂肪酸エステルをゲル
粒子とし、生成した粒子からゲル化剤、ゲル化促進剤及
び溶媒を除去することを特徴とする多孔球状粒子の製法
に関するものである。

本発明に使用するセルロース脂肪酸エステルは。

水に不溶でけん化によってセルロースを再生するもので
あればよい。従ってエステル基の置換度１以上のセルロ
ースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロー
スブチレート等が利用できるが、実用的にはセルロース
ジアセテート、セルローストリアセテートが有利であろ
う セルロース脂肪間エステルを溶解する有機溶媒としては
塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素
ならびにハロゲン化炭化水素に５〜２０容鯖％程度のメ
タノ−〃、エタノール又はイソプロパノ−〃のような低
級脂肪族アルコ−〃を含有させた混合溶媒は、セルロー
ス脂肪酸エステルに対する溶解性が高くこの発明の目的
に有用である。これらの有機溶媒に対するセルロース脂
肪酸エステルの量は特に限定はないが、溶液中の濃度が
８〜１５重Ｕ％とする程度の範囲が好適である。

上記セルロース脂肪酸エステルの溶液に添加するゲル化
剤としては、オレイン酸、ラウリン酸。

ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン
酸、イソステアリン１量、ｎ−オクタン酸などの長鎖脂
肪族カルボン酸、ｎ−うキサノー〃。

ｎ−へブタノ−７７、ｎ−オクタツール、デシルアルコ
ール、トリデカノー〃、２−エチルヘキサノール、ｎ−
ノナノーｐなどの！鎖側肪族アルコール、安息香酸ブチ
〃、安息香龍ヘキシｐ１．フタル酸モノブチ〃、フタＮ
鍮モノオクチｐ、フタル酸ジプチル、フタ／Ｉ／ｐＩＩ
ジオクチル、フタＩｖ飯ジエチル、フタ／Ｉ／酸シラウ
リ〜、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジヘブチル、
フタｉｖｔ’ｉａジシクロヘキシルなどの芳香族力〃ボ
ン酸脂肪族エステルを挙げることができる。これらのゲ
ル化剤の添加量は良溶剤であるハロゲン化択化水素に対
し８〜２０しては水に少量のゼラチン、ＯＭＯ，ＰＴＡ
などの水溶性高分子を溶解させた水溶液、水に少量の界
面活性剤、消泡剤などを添加したものが用いら゛れる。

水に添加するこれらの薬剤は、生成する液滴を安定化さ
せるためのもので水に対し１〜５重量％が好適である。

水性媒体に包含されている液滴中のセルロース脂肪酸エ
ステルは次第にゲル化し、凝固してくるが以下にのべる
凝固促進剤を加えると急速に凝固する。凝固促進剤とし
ては、水と自由に混和し、且つハロゲン化炭化水素に若
干の溶解度があるメタノール、エタノール、イソプロパ
ツールなどの低級アルコール、メチルエチルケトン、テ
トラヒドロフラン１．・ジｌメ′トキシエタン、酢酸等
のケトン、エーテ〜、カルボン酸などが用いられるが取
扱いやすさの点で低級アルコールが最も好ましい。添加
量は水性媒体の体積の０．２〜２倍量程度を用いるが、
ゲル化剤の量が多いときは添加量が少くてよい。特にゲ
ル化剤の量がハロゲン化炭化水素に対してｌＯ容量％以
上あれば特に凝固促進剤を加えなくてもセルロース脂肪
酸エステルは次第にゲル化凝固してくる。しかし、ゲル
化剤の量が多いと生成ビーズからゲル化剤を除去するた
めの溶剤の鎗を多くする必要がある、 尚ハロゲン化炭化水素と混合して有機溶媒に使用する低
級アルコールと像面促進剤として使用する低級アルコー
ルは、その使用量が大きく異るが。

同一の物質を使用することができる。同一の物質を使用
すれば、溶媒等の回収を考慮した場合、別々のものを使
用するよシも有利である。

こ、の発明の方法で得られるセルロース脂肪酸エステル
の球状粒子の大きさは、原則として１個の液滴から１個
の粒子が生成するので液滴の大きさに依存するが、水性
媒体中で生成する液滴の大きさは水性媒体中に有機溶媒
溶液を添加する際の撹拌効率に依存し、撹拌効率がよい
ほど液滴の大きさは小さい。溶液中のセルロース脂肪酸
エステルの濃度が小さい場合、溶液の粘度が小さくなる
ので同じ撹、拌回転故でも効率がよくなり小さな液滴が
見られる。尚、セルロース脂肪酸エステルの濃度は、同
時に粒子の空隙率を決定する因子でもあシ、溶質濃度の
小さいほど空隙率は大きくなる。

この発明のセルロース脂肪酸エステルの多孔性球状粒子
の生成機構を、有機溶媒としてイソプロパノ−〃を含有
するクロロホルムを用い九場合で説明すれば以下の通シ
である。

クロロホルム／イソプロパツール溶媒にセルロース脂肪
酸エステルとゲル化剤を溶解し、この溶液を撹拌下に水
性媒体中に常温で添加すると液滴が生成する。次いで水
性媒体中に多量のイソプロパツールを添加すると、液滴
中のクロロホルムが溶出しインプロパツールと置換する
が、その際にセルロース脂肪酸エステルが凝固すると同
時に。

共存するゲル化剤の作用によりゲル化し、１１！Ｉ状構
造をもつ粒子を生成する。この粒子は固体であり。

弾性があシ指で押して変形させても力を除くともとの形
に戻る。水性媒体中から粒子を回収し、適尚な溶媒で洗
０して粒子に含有されているゲル化剤及びクロロホルム
を除去する。この状態で多孔構造を有する粒子が得られ
る。この粒子はまだクロロホルムを含有しているので、
水性媒体中で加熱して残留溶媒を迫出すこの条件下では
、セルロース脂肪酸エステルは十分な熱可塑性を示すに
至らないため生成空孔の閉塞は起らない。

（ホ）実施例 以下に実施例をあげて本発明を説明するが本発明はこれ
によって限定されるものではない。

実施例１ セルローストリアセテート〔酸化度６１％、ダイセル化
学工業（株）！Ｐｉり２５Ｆをインプロパノ−１ｖ２５
ｇ／を含むクロロホルム２００ゴに溶解した溶液にジブ
チルフタレート２５ｓｔとクロロホルム７５ｓｌよりな
る混合溶媒を加え、均一な溶液を脅た。そのものを消泡
剤アンチホームＥ−２０〔化工（株）製〕を０．５Ｆを
含む１％ゼラチン水２ｅ中に約７０Ｏｒｐｍ　の回転数
で０．５時間分散させた。回転数を８０　Ｏｒｐｍ　　
とした後インプロパノ−１ｖ１Ｆをゆつくシと添加する
と、セルローストリアセテートを含有するクロロホルム
−ジプチルフタレートの液滴が凝固するのが観察された
。

得られたセルローストリアセテートのビーズ状ゲルをろ
過した接水で十分に洗浄し、さらにイソプロパノ−Ｉｖ
ｌｅ中に分散させてゲル中のクロロホルムおよびジブチ
ルフタレートをインプロパツールで置換した。ろ別し、
イソプロパノ−／Ｌ１０．ｓｔｔで洗浄した後、さらに
ゲルを水中に分散し、約７０℃に加熱しゲル中のイソプ
ロパツールを水で置換し次。ろ過接水でよく洗浄しセル
ローストリアセテートのビーズを得た。粒径は水で湿潤
している状態で約５０μか２５０踊、容量は２５０　ｍ
ｌであった。又光学顕微鏡で観察したところ、高い真球
度を有する球体であった。

湿潤状態で分級したところ、７５〜１５０μ嘘ものを１
８　（Ｊｕｌ、　　１５０〜２５０＃Ｆ！０４（０１０
０ゴ得られた。

得られ九セルロースアセテートビーズ（粒径７５〜１５
０ｕｍ）を、ビーズ１００ｊ’に対し７５％エタノ−１
ｖ８００Ｍｊと１．０％ＮａＯＨ水溶液６００＊ｔを加
え、室温で１日間撹拌して加水分解し念。次いで希酢霞
を用いて中和し水で十分洗浄しセルロース粒子を得た。

このセルロース粒子のラムに約１０ｃｒＩＬの高さに充
填する。カラムの内径（８ｆｌ）と充填したセルロース
粒子の高さよりセルロース粒子の容積ｖｏを算出する。

Ｔｏ　＝（０，４）２ｙｒｈ　　ｈ　Ｉ充填したセルロ
ース粒子の高さくｃＩＬ） ついで１分子量２，０００，０００のプルｉ゛デキスト
リン（０，５％水溶液を用いた）を溶出させその溶出−
ａ　（Ｖｔ　！Ｉ！　）を求める・、充填したセルロー
ス粒子をカラムより取り出しろ過し十分に洗浄後。

乾燥してその重量を求める（　Ｗ（ｆｌ　）。これらの
データより次式によって密度を算出した。

Ｃ１）（％）−−ｊＬ−ｘ　１ｏ　。

ｏ−Ｖｔ なお得られたセルロースビーズのゲルろ適用カラムクロ
マトグラフィー充填剤としての評価をおこなったところ
、その排除限界分子量はデキストラン分子で約７０，０
００であった。

比較例１ （実施例１において凝固剤であるインプロパツールを添
加しない場合、、） セルローストリアセテート（酢化度６１％、ダイセル化
学工業（株）製）２５１をインプロパノ−Ａ／２５１１
／を含むクロロホルム２００ｇ／に溶解した溶液にジブ
チルフタレート２０ｓｌとクロロホルム７５ｄよりなる
混合物を加え均一な溶液を得た。

そのものを消泡剤０．５ｆを含む１％ゼラチン水２ｅ中
に約７００ｒｐｍの回転数で０．５時間分散させた。回
転数８０Ｏｒｐｍ　　とし、約８時間撹拌したが液滴は
凝固せずろ過するとつぶれ、セルローストリアセテート
のビーズは得られなかった。

比較例２ （実施例１においてゲル化剤であるジブチルフタレート
を添加せずに行なった場合、、）セルローストリアセテ
ート〔酢化度６１％、ダイセル化学工業（株）製〕２６
ｇをインプロパノ−ｔｖ２５ｓｔを含むクロロホルム２
７５ｗ１に溶解した溶液な消泡剤０．５ｇを含む１％ゼ
ラチン水２ｅに回転数的７０Ｏｒｐｍ　の回転数で０，
５時間分散させた。回転数を８０Ｏｒｐｍ　とした後イ
ソプロパツール１ｅをゆつくシと添加したが液滴の凝固
はおこらず、液滴同志の凝集が起シ、セルローストリア
セテートが塊状で沈降しビーズは得られなかった。

実施例２ セルローストリアセテート（酢化度６１％、ダイセル化
学工業（株）製）２５１をインプロパノ−７ｖ２５ｍｌ
を含むクロロホルム２００　ｘｌに溶解した溶液にオレ
イン酸２５震ｌとクロロホルム７５ｇ／よシなる混合物
を加え、しばらく撹拌して均一な溶液を得た。この溶液
を、界面活性剤（モノゲンユ５２ｆ）と消泡剤（アンチ
ホームＥ−２０゜１、（１）を含む１％ゼラチン水２ｅ
中に約７０Ｏｒｐｍの回転数で０．５時間分散させた。

回転な８００ｒｐｍ　　とした後インプロパノ−Ｎ１ｇ
をゆつくシと滴下したところセルローストリアセテート
の球状ゲル体を？４１比。

実施例１と同様の方法で１球状粒子を洗浄し回収し次０
粒径は５０〜２５０μｍで、真球状であつ九０粒径７５
Ｐ−１５０μｍの粒径を分級によってあつめ、実施例１
と同様にしてけん化して　・セルロース粒子を得たがそ
のセルロース密度をもとめたところ１８％であった。

実施例８ セルローストリアセテート（酢化度６１％、ダイセル化
学工業（株）製）２０ｆをインプロパノ−Ｎ　２０　ａ
ｔを含むクロロホルム２５０ｇｊ？に溶解した溶液に、
ジブ千〃フタレートＢｏｗｌを含むクロロホルム１２０
肩／を加えしばらく撹拌して、均一な溶液を得た。この
溶液を界面活性剤（モノゲンユニ２１１）と消泡剤（ア
ンチホームＥ−２０゜１、Ｏｆ）を含む１％ゼラチン水
２ｅに約７０゜ｒｐｍ　の回転数で分散させ九０回転を
８０　Ｏｒｐｍとした後、インブタノ−／Ｌ／１ｅをゆ
っくりと滴下し几とろ、セルローストリアセテートの球
状ゲル体を得次。実施例１と同様の処理により、２０μ
〜１００μｍの多孔質のセルローストリアセテート球状
粒子を約８００ｓ＋ｌ得た。分級によって粒径２０〜Ｓ
Ｏｐｍの粒子を集め、これを実施例１と同様にしてけん
化して得たセルロース粒子のセルロース密度を求めたと
ころ１２％であった。

（へ）発明の効果 この発明は、セルロース脂肪酸エステルの多孔性球状粒
子を簡単且つ経済的に製造する方法であり、再現性が極
めてよい。従来の方法では低沸点溶媒を除去するときの
温度条件により粒子の物性が影響され比が、この発明の
方法では、溶媒組成。

セルロース脂肪酸エステル及びゲル化剤の濃度。

粒子生成時の拉拌条件などを規定することにより真球性
の高い球状粒子が４現性よく得られる。

このような粒子は、ゲル化剤を比較的多鍛に使用しても
得られるが、凝固促進剤を併用することによりゲル化剤
値を比較的少く使用し反応及び洗浄に要する日間を短縮
することができる。

この発明の方法で得られるセルロース有機酸エステル粒
子はブロッキング防止剤、プラスチック添加剤、土様改
良材などに使用できる。さらにエステル粒子を加水分解
して得るセルロース粒子は小さい空孔な多数有するので
化粧品、ゲルろ過りロマトグラフィー担体、徐放性薬剤
担体などに好適である。さらにセルロース粒子に化学修
幼を施し、イオン交換クロマトグラフ担体、アフイニテ
イクロマトグラフ担体などに応用できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セルロース脂肪酸エステルと、セルロース脂肪酸
   エステルのゲル化剤とを有機溶媒に溶解して溶液とし、
   該溶液を水性媒体中に撹拌下添加して液滴を形成させ、
   さらに凝固促進剤を加えて液滴中のセルロース脂肪酸エ
   ステルをゲル粒子とし、生成した粒子からゲル化剤、ゲ
   ル化促進剤及び溶媒を除去することを特徴とする多孔球
   状粒子の製法。
2. （２）有機溶媒が低級アルコールを含有するハロゲン化
   炭化水素である特許請求範囲第１項記載の多孔球状粒子
   の製法。
3. （３）ゲル化剤が長鎖脂肪族カルボン酸、長鎖脂肪族ア
   ルコール、または芳香族カルボン酸脂肪族エステルであ
   る特許請求範囲第１項又は第２項記載の多孔球状粒子の
   製法。
4. （４）凝固促進剤が低級アルコールである特許請求範囲
   第１〜８項のいずれか一つに記載の多孔球状粒子の製法
   。