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JPH0841101A - 低分子量多糖エーテルの製造方法 - Google Patents

低分子量多糖エーテルの製造方法

Info

Publication number
JPH0841101A
JPH0841101A JP7079029A JP7902995A JPH0841101A JP H0841101 A JPH0841101 A JP H0841101A JP 7079029 A JP7079029 A JP 7079029A JP 7902995 A JP7902995 A JP 7902995A JP H0841101 A JPH0841101 A JP H0841101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ether
perborate
molecular weight
cellulose
suspension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7079029A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Hilbig
ヨーゼフ・ヒルビッヒ
Reinhard Dr Doenges
ラインハルト・デンゲス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of JPH0841101A publication Critical patent/JPH0841101A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C08B37/0087Glucomannans or galactomannans; Tara or tara gum, i.e. D-mannose and D-galactose units, e.g. from Cesalpinia spinosa; Tamarind gum, i.e. D-galactose, D-glucose and D-xylose units, e.g. from Tamarindus indica; Gum Arabic, i.e. L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose and D-glucuronic acid units, e.g. from Acacia Senegal or Acacia Seyal; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B11/00Preparation of cellulose ethers
    • C08B11/20Post-etherification treatments of chemical or physical type, e.g. mixed etherification in two steps, including purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/08Ethers

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的に高い分子量の多糖エーテルを酸化分
解することによって、接着力および造膜特性を改善する
ためにバインダーで使用できる低分子多糖エーテルを製
造する方法。 【構成】 スラリーまたは懸濁物の状態の比較的に高分
子量の多糖エーテルを最初に導入し、過ホウ酸塩または
過ホウ酸塩と過ホウ酸塩用活性剤との混合物を添加し、
そして25〜90℃の温度で酸化分解する。 【効果】 この方法で得られる低分子多糖エーテルは、
爆発性雰囲気が生じたり、追加的に水を導入したりする
のを完全にまたは少なくとも部分的に避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は低分子量多糖エーテルの製
造方法に関する。
【0002】
【従来技術】多糖類は、グリコシド環によって互いに連
結された単糖分子で分子が構成されている巨大分子炭化
水素の総称である。多糖類は単独多糖類とヘテロ多糖類
とに分割することによってクラス分けされている。単独
多糖類は一つの種類の単位しか有していないが、ヘテロ
多糖類は異なる種類のモノマー単位で構成されている。
単独多糖類は貯蔵炭化水素として重要である澱粉および
グリコーゲン並びに、D−グリコースの重縮合生成物と
見なすことのできる構造ポリマーのセルロース、および
キチンおよびアルギン酸およびアルギン酸塩を包含して
いる。ヘテロ多糖類にはなかでもペクチン類、マンナン
類、ガラクタン類、ガラクトマンナン類、例えばグアガ
ム、アガー、および木材多糖類が含まれる。
【0003】多糖類並びに特に相応する多糖類エーテル
は増粘材、エマルジョン安定剤およびバインダーとして
例えば医薬、製剤、化粧料、紙、繊維および印刷の各工
業において使用され、ポリマーの製造またはいわゆるい
石油の油井工業および天然ガス発掘において掘削液の製
造では助剤として使用される。
【0004】多糖エーテルの工業的性質はその分子量お
よびそれの溶液の粘度に強く左右される。ポリマーの分
子量は重合度および基礎モノマー単位の分子量(=基礎
分子量)から判る。高分子量多糖類エーテルは、粘度が
高く非常に濃厚な溶液が必要とされる用途で使用され、
低分子量多糖類エーテルは比較的に高濃度の溶液を製造
する際に使用されるが、接着力および造膜性を重要とす
る用途では未だ粘稠過ぎることのない比較的に高濃度の
溶液の状態で使用される。
【0005】中−または高分子量の多糖類エーテルに比
較して低粘度である低分子量多糖エーテルは原則として
二つの異なったルートで製造することができる。一つの
ルートはアルカリで処理され、次いでエーテル化された
低分子量多糖類から出発し、もう一つのルートは既に比
較的に高分子量の多糖エーテルを所望の分子量に達する
まで解重合する工程を含んでいる。
【0006】低分子量の多糖エーテルはエーテルの製造
に適当な低分子量多糖類が原料として選択されることに
よってある程度までの調整しかできないことが判ってい
る。このことは、多糖エーテルの製造後に重合度を調整
することを実質的に必要とし、それ故に分子量を意図的
な解重合手段によって所望の低い値に調整することが必
要となる。酸化化学的方法がこの目的に一般に使用され
ている。
【0007】多糖エーテルの従来の製法では、過酸化水
素水溶液が多糖エーテルの分子量を減少させるために一
般に使用されている(=酸化分解)。多糖エーテルは過
酸化水素溶液の添加に続いて若干の時間高温に維持す
る。過酸化水素の量、処理温度および処理時間は最終生
成物の所望の溶液粘度に依存して選択される。処理はア
ルカリ性pH域で実施するのが有利である。
【0008】若干の方法では、乾燥状態または含水の多
糖エーテルを過酸化水素水溶液で処理する。ドイツ特許
出願公開第1,543,116号明細書にはこうした方
法が開示されている。乾燥状態のまたは未だ含水状態の
セルロースエーテルを、過酸化水素水溶液と一緒に混練
してペースト状物を製造し、pHを9〜11の範囲内に
調整し、混練を100〜250℃の範囲内の温度で数時
間継続しそして次いでこのペーストを乾燥する。この方
法の欠点は、セルロースエーテルが変色しそしてそれ故
に再漂白する必要が生じる点である。過酸化水素の一部
が使用されないままで残り、時間の経過につれて生成物
が更に解重合し、それの溶液粘度に低下が認められ、そ
してカルボキシル基の酸化形成により酸性のpH値にな
り、場合によっては中和剤を添加しなければならない。
【0009】多糖エーテルは、有機溶剤、一般に水混和
性の有機溶剤で濡らすかまたは有機溶剤中に攪拌混入し
て懸濁液を形成した後に、処理してもよい。この場合に
は、湿潤媒体または懸濁媒体を、乾燥多糖エーテルを基
準として1:1〜50:1の比で使用する。フランス特
許第1,448,567号明細書には、新たに製造され
たカルボキシメチルセルロースが約10倍量の、エタノ
ールとベンゼンとの混合物に(最初に使用されるセルロ
ースを基準として)約0.3molの水酸化ナトリウム
の存在下に懸濁させ、35重量% の濃度の過酸化水素溶
液で処理する、カルボキシメチルセルロース(CMC)
の解重合法が開示されている。
【0010】過酸化水素を用いることの欠点は、使用し
た時に、過酸化水素が顕著な割合で酸素と水に分解して
不活性となる点である。しかしながら有機溶剤、例えば
エタノール、ベンゼン、イソプロピルアルコールおよび
これらの類似物を用いる方法では、酸素が反応器から逃
散しない限り、酸素が溶剤上記と爆発性の混合物を形成
し得る点である。
【0011】表1は従来技術に従って過酸化水素溶液を
用いてカルボキシメチルセルロースを酸化分解する際の
蒸気雰囲気の組成を例示している。米国特許第2,74
9,336号明細書では、酸化剤、例えばハロゲンのハ
イポ(hypo)酸または過酸化物または過酸化塩を用
いて低分子量のセルロースエーテルを製造する方法を開
示している。この文献に記載された方法では、アルカリ
金属セルロースの段階で既に酸化剤で処理している。こ
の様に予め処理されたアルカリ金属セルロースに次いで
懸濁媒体、例えばイソプロパノールを添加しそして所望
のエーテル化剤、例えばモノクロロ酢酸の添加によって
エーテル化する。
【0012】チェコの著者、O.SlamaおよびZ.
Prikylは、亜ジチオン酸ナトリウムおよび過酸化
水素を用いてカルボキシメチルセルロースと馬鈴薯澱粉
溶液の粘度を低下させることを説明している(VYZ
K.Ustav.Geol.Inz.37(1981)
第121〜141頁)。彼らの動力学的実験は石油およ
びガス採掘においていわゆる破壊のための流動体に関す
る。同様な目的のために、米国特許第4,552,67
4号明細書には、ペルオキシモノ−および−ジ硫酸のア
ルカリ金属塩が使用されている。
【0013】ドイツ特許出願公開第3,016,561
号明細書には、無機系過酸化物または過酸化水素にて
“西洋カシア(Cassia occidental
s)”の種子から得られる胚乳のエーテル誘導体の分解
が開示されているが、無機系過酸化物の例は挙げられて
いない。
【0014】上記の各刊行物に共通する特徴は、水性過
酸化水素に加えて使用される過酸化物が専ら溶液の状態
で使用される点である。過酸化物水溶液を用いると一般
に、導入される水が酸化分解された多糖エーテルによっ
て吸収され、それによって接着傾向、アグロメレーショ
ンの傾向、凝集の傾向および乾燥する際に“焼けた(d
urnt)”粒子が生じる傾向が大きいくなるために、
加工が異常に困難であるかまたはそれどころか加工が不
可能となるという問題が生じる。
【0015】
【発明が解決すべき課題】それ故に、本発明の課題は、
爆発性雰囲気が生じたり、追加的に水を導入するのを完
全にまたは少なくとも部分的に避けることのできる、低
分子量の多糖エーテル、即ち小さいポリマー分子を持つ
それの製造方法を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、スラリーまた
は懸濁物の状態の比較的に高分子量の多糖エーテルを酸
化分解することによって低分子量多糖エーテルを製造す
る方法において、スラリーまたは懸濁物の状態の比較的
に高分子量の多糖エーテルを最初に導入し、過ホウ酸塩
または過ホウ酸塩と過ホウ酸塩用活性剤との混合物を添
加しそして酸化分解を25〜90℃、好ましくは50〜
80℃の温度で実施することを特徴とする、上記方法に
関する。
【0017】使用する原料は、エーテル化度次第で1
0,000〜350,000g /molの平均分子量M
ηを有する比較的に高分子量の多糖エーテルである。こ
れは3〜100,000mPa.s以上の範囲内の溶液
粘度(ヘプラー落球粘度系を用いて20℃で1.9重量
% 濃度溶液で測定)に相当する。ポリマーの分子量はウ
ベローデの毛管粘度計を用いて多糖エーテルの溶液を測
定し、次にスタウディンガー(Staudinger)
に従って分子量を算出する(例えばHans A. K
raessig、“Cellulose”:Struc
ture、accessibility and re
activity”、Gordon &Breach
Science Publishers、Yverdo
n、スイス国、1993、第44頁以降参照)。
【0018】多糖エーテルとは冒頭に記載した多糖類の
エーテル、特にセルロース、澱粉またはガラクトマンナ
ンのエーテルである。適するセルロースエーテルには、
イオン系−および非イオン系セルロースエーテルの両
方、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)およ
びヒドロキシアルキルセルロースエーテル、例えばヒド
ロキシエチルセルロース(HEC)、およびこれらから
誘導される混合エーテル、例えばカルボキシメチルヒド
ロキシエチルセルロース(CMHEC)またはアルキル
ヒドロキシアルキルセルロース−エーテル、例えばメチ
ルヒドロキシプロピルセルロース(MHPC)またはメ
チルヒドロキシエチルセルロース(MHEC)またはア
ルキルオキシヒドロキシアルキルヒドロキシアルキルセ
ルロース、例えばアルキルオキシヒドロキシプロピルヒ
ドロキシアルキルセルロース−エーテル、または三元エ
ーテル、例えばメチルヒドロキシエチルカルボキシメチ
ルセルロース(MHECMC)、およびスルホアルキル
セルロース、例えばスルホエチルセルロース(SEC)
およびこれらの混合エーテル、例えばカルボキシアルキ
ルスルホアルキルセルロース、例えばカルボキシメチル
スルホエチルセルロース(CMSEC)または三元エー
テル−メチルヒドロキシエチルスルホエチルセルロース
(MHESEC)またはヒドロキシアルキルスルホアル
キルセルロース−エーテル、例えばヒドロキシエチルス
ルホエチルセルロース(HESEC)がある。上記各セ
ルロースエーテル中に存在するアルキル基は一般に炭素
原子数1〜4のアルキル基、好ましくはメチル−および
/またはエチル基である。
【0019】本発明に従って使用される澱粉エーテルの
一つの例はヒドロキシプロピル澱粉(HPS)である。
しかしながらカルボキシメチル澱粉(CMS)またはヒ
ドロキシエチル澱粉(HES)は本発明に従って解重合
することもできる。しかしながら本発明の方法はガラク
トマンナンエーテル、例えばカルボキシメチルヒドロキ
シ−プロピル−グアーガムの解重合に適している。
【0020】比較的に高分子の多糖エーテルの酸化分解
は、過ホウ酸塩の添加によって実施する。過ホウ酸塩と
は二酸素基−O−O−が存在するホウ酸塩を意味する。
過ホウ酸アルカリ金属、例えば過ホウ酸ナトリウムが特
に適している。しかしながら過ホウ酸アルカリ土類金
属、例えば過ホウ酸カルシウムまたは過ホウ酸マグネシ
ウムも使用することができる。過ホウ酸ナトリウムは四
水和物または一水和物の形で使用する。
【0021】過ホウ酸塩は希薄な水溶液として、結晶懸
濁物としてまたは結晶質の固体として使用することがで
きる。水溶液の濃度は過ホウ酸塩を基準として一般に
2.5重量% までである。
【0022】比較的に高分子量の多糖類を少量だけの過
ホウ酸塩で処理する場合には、水溶液を用いるのが有利
である。固体過ホウ酸塩の為の適する懸濁媒体は、十分
に不活性である液体、即ち過ホウ酸塩によって酸化され
ることがなく且つ多糖エーテルの酸化分解にマイナスの
影響を及ぼさない液体である。かゝる懸濁媒体の例に
は、水、炭素原子数1〜6のアルコール、ケトンまたは
エーテルの如き水混和性有機媒体および上記懸濁媒体の
水性混合物がある。結晶懸濁物は、使用する僅か前まで
製造しないのが有利である。懸濁媒体と過ホウ酸塩との
比は一般に2:1〜15:1である。使用する懸濁媒体
は、スラリーの状態または懸濁状態の多糖エーテルを製
造するのに使用されたものが特に有利である。一般に炭
素原子数1〜6のアルコール、例えばエタノール、イソ
プロパノールまたは第三ブタノール;エーテル、例えば
ジメチルグリコール;またはケトン類、例えばアセト
ン;およびこれら懸濁媒体の水性混合物がある。しかし
ながら水も懸濁媒体であってもよい。
【0023】本発明の方法の別の実施形態においては、
過ホウ酸塩を固体として使用する。これらの添加形態を
用いれば、上記の懸濁媒体、特に水を追加的に導入する
ことを回避することができることが判った。
【0024】本発明に従って使用される過ホウ酸塩は、
界面活性剤工業で一般的に使用される過ホウ酸塩用活性
剤と組合せて使用してもよい。以下でアシル過ホウ酸塩
用活性剤と称するこれら化合物には、特にテトラアセチ
ルエチレンジアミン(TAED)が含まれるが、活性
剤、例えばテトラアセチルメチレンジアミン、テトラア
セチルグリコウリル(TAGU)、ジアセチルジオキソ
ヘキサヒドロトリアジン(DADHT)、ペンタアセチ
ルグルコース(PAG)、アセトオキシベンゼン−スル
ホン酸ナトリウム、ノナノイルオキシベンゼン−スルホ
ン酸ナトリウム(NOBS)またはベンゾイルオキシベ
ンゼン−スルホン酸ナトリウム(BOBS)も使用する
ことができる。25〜60℃の範囲内の低温〜中位の温
度で酸化分解を実施する場合には、過ホウ酸塩および過
ホウ酸塩用活性剤を用いるのが有利である。過ホウ酸塩
および過ホウ酸塩用活性剤は一般に固体の状態で添加す
る。
【0025】本発明の方法は不連続的にまたは連続的に
実施することができる。アルカリでの予備処理または予
備エーテル化によって既にスラリーまたは懸濁物の状態
であるかまたは多糖エーテルを上記の懸濁媒体の1種類
中に濡らすかまたは懸濁させてスラリーまたは懸濁物に
別に調整した多糖エーテルを、適当な装置、例えば混合
機、攪拌式反応器または攪拌機付容器中に入れ、過ホウ
酸塩または過ホウ酸塩と過ホウ酸塩用活性剤との混合物
を場合によっては塩基の添加下に加える。しかしながら
既に乾燥したかまたは精製し且つ乾燥した多糖エーテル
は、過ホウ酸塩または過ホウ酸塩と過ホウ酸塩用活性剤
および場合によっては塩基を混入することのできるスラ
リーまたは懸濁物を製造するのに使用することができ
る。多糖エーテルのためのスラリー媒体または懸濁媒体
は固体過ホウ酸塩のための上記の懸濁媒体が適してい
る。この場合にはスラリー媒体と多糖エーテル(固形分
含有量)との重量比は1:1〜5:1である。懸濁物を
製造するために一般に選択される懸濁媒体比は6:1〜
25:1である。
【0026】乾燥多糖エーテル(100% )を基準とす
る過ホウ酸塩の百分率は一般に20重量% より多くな
い。スラリーまたは懸濁物の水含有量は30重量% より
多くない。多糖エーテルおよび過ホウ酸塩または過ホウ
酸塩と過ホウ酸塩用活性剤のスラリーまたは懸濁物は2
5〜90℃、好ましくは50〜80℃の温度で混合す
る。その際に解重合が行われる。この方法によって製造
される低分子量多糖エーテルは、次にスラリーからスラ
リー媒体を例えば蒸留によて除くことによって多かれ少
なかれ乾燥した塩含有状態として得ることができる。懸
濁状態で作業する場合には、懸濁媒体を例えばろ過によ
って分離しそして乾燥した後に多糖エーテルは多かれ少
なかれ塩含有状態で得られる。
【0027】所望の塩不含の程度次第で、場合によって
は解重合多糖エーテルを次いで水性有機媒体で洗浄し、
次いで乾燥してもよい。既に上述した通り、過ホウ酸塩
または過ホウ酸塩と過ホウ酸塩用活性剤は水性溶液、懸
濁物または固体の状態で添加することができる。使用す
る過ホウ酸塩水溶液濃度は過ホウ酸塩を基準として2.
5重量% までである。懸濁物を使用する場合には、懸濁
媒体と過ホウ酸塩または過ホウ酸塩/過ホウ酸塩用活性
剤−混合物との重量比は2:1〜15:1である。過ホ
ウ酸塩用活性剤を基礎とする過ホウ酸塩のモル量は、過
ホウ酸塩用活性剤1モルから製造される過酸のモル量に
一般に等しい。例えばTAEDの場合には平均して2モ
ルの過酢酸が1モルのTAEDから生じ、それ故に過ホ
ウ酸塩とTAEDとのモル比は2:1であるように選択
する。
【0028】多糖エーテルの解重合はアルカリ媒体中
で、即ち7より大きい、好ましくは7〜14のスラリー
または懸濁物のpHで行う。この関係でアルカリ度は、
塩基と、多糖エーテルが製造される多糖とのモル比によ
ってまたは場合によっては多糖エーテル自体との比に特
徴がある。この比は多糖またはそれぞれの多糖エーテル
の基本分子当たりの塩基のモル数で一般に表される。塩
基は好ましくはアルカリ金属水酸化物、例えば苛性ソー
ダの状態(99〜100% 濃度)のまたは約50% の濃
度の濃厚水溶液の水酸化ナトリウムであるのが好まし
い。しかしながら他の塩基、例えば水酸化カリウム溶液
も使用することができる。解重合の間に選択される塩基
の含有量は、多糖エーテルの基本分子量当たり0.05
〜0.5モルであるのが好ましい。多糖エーテルを多糖
エーテル化段階の直後に解重合する場合には、塩基の上
記含有量は、多糖当たりに使用されるエーテル化剤を基
準として過剰の塩基を選択することによって最初の段階
で達する。しかしながら特別な場合には塩基をエーテル
化段階の終了後にまたはスラリー化または懸濁物製造の
別の過程で添加してもよい。
【0029】本発明の有利な実施形態は、多糖エーテル
の基本分子量当たり0.05〜0.5モル(塩基)の塩
基含有量であることに特徴のあるアルカリ媒体中で過ホ
ウ酸塩または過ホウ酸塩/過ホウ酸塩用活性剤−混合物
で──多糖エーテルを1〜5重量部の懸濁媒体でスラリ
ー化する場合には──25〜90℃、好ましくは50〜
80℃の温度で処理することによって多糖を解重合しそ
して解重合の直後に適当な酸で残留塩基を中和した後に
スラリー媒体を例えば減圧によって留去しそして解重合
した多糖エーテルをこの手段によって水に湿った状態ま
たは乾燥した状態で得る。この関係において上で使用し
た“スラリー”という言葉は、エーテル化工程の後に存
在する反応スラリー並びに例えば既に乾燥したかまたは
乾燥され且つ十分に塩不含状態に精製された多糖エーテ
ルを用いて別に製造されたスラリーである。
【0030】本発明の別の実施態様は、多糖エーテルを
水混和性有機溶剤に懸濁溶剤と多糖エーテルとの比=
6:1〜25:1で懸濁させそして残留塩基を中和した
後に解重合多糖エーテルをろ過別しそして乾燥する点で
上記の実施態様と相違している。 本発明に従う解重合
を終了しそして次に残留塩基を適当な酸、例えば酢酸ま
たは塩酸またはそれらの混合物で中和した後に、残りの
塩を必要な場合には水混和性有機溶剤で抽出することに
よって反応混合物から除いてもよい。この抽出は、解重
合した多糖エーテルの水含有量が本発明による処理の結
果として少ないので、アグロメレーションまたは凝集を
起こすことなしに行われる。
【0031】本発明の方法は原則として、多糖エーテル
を任意の所望の程度、解重合しするのに使用することが
できる。比較的に高分子量の多糖エーテルは5000ま
での平均分子量Mηに分解するのが有利である。これは
2mPa.sの粘度(ヘプラー落球粘度系を用いて20
℃で1.9重量% 濃度溶液で測定)に相当する。得られ
る多糖エーテルは僅かな変色しかしないかまたは全く変
色しない。本発明の方法の別の長所は低分子量としなが
ら、酸化分解の間に酸素を──所望の通り──最小量で
しか良好な再現性を持って放出せず、その結果爆発性の
ガス混合物が酸化分解の間に生じない点である。
【0032】本発明の方法を次の実施例を用いて更に詳
細に説明する。他に表示がない限り、粘度は乾燥物質を
基準として1.9重量% の濃度の水溶液についてヘプラ
ー落球粘度計にて20℃で測定する。平均分子量は、他
に表示がない限り、ウベローデ粘度計を用いる粘度測定
法で測定しそしてスタウディンガー(Stauding
er)の式を用いて算出する。
【0033】
【実施例】実施例1 1.1 セルロースエーテル(CMC)の製造 8000g のイソプロパノール(85% )および110
0g の49重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液を20リッ
トルの反応用混合機(刃先付混合機)に入れそして13
℃に冷却し、そして1400g のモノクロロ酢酸ナトリ
ウム(純度98% )を添加する。次いで2000g の空
気乾燥したサイカモアカエダ材パルプ(hardwoo
d pulp:5重量% の残留湿分含有量、重合度DP
=700)を細かく粉砕した状態で導入しそして存在す
る酸素を混合および減圧によって除く。次に窒素を反応
混合機に0.1barの過剰圧まで供給しそして混合
(アルカリ処理)を25℃で30分行う。次に混合物の
エーテル化のために、60分に渡って70℃に加熱し、
次にこの温度で更に60分維持する。次いで反応混合機
に通気し、サンプルを取ってセルロースエーテルの粘度
を測定する。これは1000mPa.sであり、15
0,000g /molの平均分子量に相当する。
【0034】1.2.セルロースエーテルの酸化分解 825g の蒸留水に165g の過ホウ酸ナトリウム四水
和物を懸濁された懸濁液990g (生じるカルボキシメ
チルセルロースを基準として6.0% の過ホウ酸ナトリ
ウム四水和物に相当する)を、上記の反応混合物に2分
間にわたって70℃の温度で添加しそして次に70℃で
30分間、攪拌を継続する。このスラリーは21% の水
全含有量を有している。過ホウ酸塩四水和物の添加後に
混合機中の蒸気空間雰囲気から採ったガス状サンプルは
以下の組成を有している:7.5容量% の酸素、30.
0容量% の窒素、42.0容量% のイソプロパノールお
よび20.5容量% の水。この組成は、酸素および窒素
の相対濃度は空気中と同じであるので、酸素が酸化分解
の間に使用した過ホウ酸塩四水和物から放出されないこ
とを実証している。蒸気組成は爆発性混合物の範囲の外
にある。
【0035】30分の経過後に反応混合物を冷却し、約
0.1mol/mol(セルロース)の過剰のアルカリ
を酢酸で中和し、そしてセルロースエーテルを60% の
イソプロパノールを用いて塩不含状態まで洗浄しそして
60℃で乾燥する。
【0036】得られるセルロースエーテルは0.88の
平均置換度(DS)〔いわゆるアルコール洗浄法および
硫酸を用いる灰化によって測定する:L.Grosse
およびW.Klaus、Z.Znam.Chem.25
9(1972)第159〜203頁参照〕を有してい
る。粘度は15mPa.sであり、これは平均40,0
00g /molの分子量に相当する。
【0037】実施例2 2.1 セルロースエーテル(CMC)の製造 87.5リットルのイソプロパノール(85% )および
細かく粉砕した状態の17.5kg の空気乾燥サイカモ
アカエダ材パルプ(DP=約1300、残留湿分含有
量:5重量% )を、240リットルの有効容積の反応用
混合機に入れる。49.5重量% 濃度水酸化ナトリウム
溶液6.7リットルを添加した後に、アルカリ処理を2
5〜30℃の温度で30分の間に実施する。次いで1
3.5kgのモノクロロ酢酸ナトリウムを添加する。次
に雰囲気酸素を減圧状態とすることによって反応スラリ
ーから除き、窒素ガスを0.11barの過剰圧まで供
給しそして混合物をエーテル化のために45分にわたっ
て70℃の温度に加熱する。温度が上昇する間に、蒸気
空間に生じる過剰圧をマノスタットによって放圧し、排
ガス洗浄装置に供給しそして70℃で1.11barの
圧力に調整する。70℃に徹した後に反応スラリーを1
時間の間、68〜78℃の温度で攪拌する。このエーテ
ル化時間に次いで、反応スラリーを68℃に冷却する。
得られるセルロースエーテルのサンプルを出口の生成物
から採り、他方、ガス状サンプルは蒸気空間から採る。
製造されるカルボキシメチルセルロースは850mP
a.sの粘度を有しており、これは149,000g ・
molの平均分子量に相当する。ガス状サンプルの組成
は次の通りである:5容量% の酸素、73容量% の窒
素、15容量% のイソプロパノールおよび7容量% の
水。
【0038】2.2.セルロースエーテルの酸化分解 サンプリングの直後に過ホウ酸ナトリウム四水和物25
0g (生じるカルボキシメチルセルロースを基準として
1% の過ホウ酸ナトリウム四水和物に相当する)を、固
体状態で反応スラリー中でボールバルブによって振とう
し、約4分後に更にガス状サンプルを蒸気空間から採
る。添加する間に、反応スラリーを攪拌しそして加熱
し、その際に80℃の最終温度に達する。最初の部分を
添加した20分後に別の250g の過ホウ酸ナトリウム
四水和物を固体の状態で混合機中で振とうし、そして再
び約4分後でガス状サンプルを採る。この操作を更に二
度繰り返し、全部で1000g の過ホウ酸ナトリウム四
水和物(生じるCMCを基準として4.0% の過ホウ酸
ナトリウム四水和物に相当する)を使用しそして5つの
サンプルを蒸気空間雰囲気から採取する。最後でのスラ
リーの水全含有量は17% である。過ホウ酸ナトリウム
四水和物の最後の部分を添加した後に攪拌を、少量過剰
のアルカリを酢酸で中和する前に20分間、80℃に維
持し、次いで解分解したカルボキシメチルセルロースを
混合機から取り出し、実施例1と同様に後処理する。製
造されるカルボキシメチルセルロース−エーテルは0.
84の平均置換度(DS)および19mPa.sの粘度
(52,000g /molの平均分子量に相当する)を
有している。表2に解重合の間に採取した蒸気空間から
のサンプルの組成を示す。
【0039】実施例3〜6 四つのカルボキシメチルセルロースエーテル生成物を実
施例1に記載されている通りに且つ新しいそれぞれのバ
ッチでいずれの場合にも同じ量の出発物質を使用しそし
て次にエーテル化を70℃で且つ──過ホウ酸塩四水和
物の添加の終了から測って──30分にわたって解重合
して製造するが、実施例1と相違して過ホウ酸ナトリウ
ム四水和物を85% のイソプロパノールに懸濁させた状
態の固体粉末として二三分にわたって添加しそして実施
例3から実施例6に量を増加させる。スラリーの水全含
有量は17% より多くない。表3には、空気乾燥したパ
ルプを基準として使用した過ホウ酸ナトリウムの量、過
ホウ酸塩懸濁物の組成および引用した方法で分析したこ
れらの解重合カルボキシメチルセルロースエーテルの特
徴を掲載する。
【0040】実施例7 攪拌器および還流冷却器を備えた2Lの三つ首フラスコ
に1250g のイソプロパノール(80% )を入れ、
0.80のDS、94% の純度および9180mPa.
s(200,000g /molの平均分子量に相当す
る)を有する125g のカルボキシメチルセルロースを
攪拌導入する。懸濁物を加熱浴を用いて60℃に加温
し、9g の49.5重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液を
添加しそしてこの混合物を10分間、攪拌する。次いで
固体状態の15g の過ホウ酸ナトリウム四水和物((乾
燥CMCを基準として12.75% の過ホウ酸ナトリウ
ム四水和物に相当する)を懸濁物に添加しそして攪拌を
全部で90分にわたって60℃で続ける。スラリーの水
全含有量は19.5% である。約7g の最終生成物およ
び7g の各二つのサンプルをそれぞれ30分および60
分の後に採取し(重量は乾燥物を計算している)250
mlのイソプロパノール(80% )中で攪拌しそして酢
酸で中和し、生成物をろ別し、60℃で乾燥しそしてそ
の粘度を測定する。
【0041】実施例8 実施例7と同様に、但し反応スラリーを80℃に加熱す
る点が相違する。表4は実施例7および8で得られるカ
ルボキシメチルセルロースエーテルの粘度および平均分
子量が解重合の温度および分解時間に依存していること
を示している。驚くべきことに、サンプルおよび最終生
成物は、非常に低い溶液粘度であるにもかかわらず容易
にろ別することができる。乾燥後にサンプルを実験室用
ハンマーミルでの短時間の処理によって出発生成物の元
の顆粒構造に戻すことができる。
【0042】実施例9 バッチを実施例7と同様に60℃の温度で処理するが、
二倍量の水酸化ナトリウムを使用する。その結果スラリ
ーの水全含有量は約20% である。表5は、アルカリ含
有量に解重合が依存していることを示している。特にバ
ッチBの後処理から、本発明の方法が極めて低い溶液粘
度にもかかわらず解重合カルボキシメチルセルロースの
乾燥および続いての加工が妨げられることなく可能であ
ることが明らかである。バッチBの全てのサンプルは、
実験室用ハンマー・ミルで短時間処理した後に使用した
セルロースエーテル(Hoechst AGのTylo
se(R) C6000)の顆粒構造を取り戻している。
【0043】実施例10および11は低級重合体セルロ
ースエーテルを乾燥する際に、アグロメレーションまた
は凝集が生じないという本発明の方法の長所を示してい
る。実施例10 10.1セルロースエーテル(CMC)の製造 750g のイソプロパノール(85% )および160g
の固体水酸化ナトリウム(純度99% )を4.5リット
ルの有効容積の刃先付混合機に入れ、混合物を20℃に
温度調整しそお250g の細粉砕サイカモアカエダ材パ
ルプ(重合度:1480、残留湿分含有量:5重量% )
を混入する。次いでアルカリ処理を20〜25℃で30
分実施し、次いで225g のイソプロパノール(85%
)にモノクロロ酢酸を溶解した80% 濃度溶液225g
を、反応スラリーの温度が25℃を超えないような速
度で滴加する。モノクロロ酢酸の添加終了後に、混合機
を閉じ、空気を減圧によって除き、窒素を0.3bar
の過剰圧まで通す。混合物を30分にわたって75℃に
加熱しそしてこの温度に60分加温する。製造されるカ
ルボキシメチルセルロースエーテルのサンプルは630
0mPa.sの粘度を有しており、これは190,00
0g /molの平均分子量に相当する。
【0044】10.2.セルロースエーテルの酸化分解 結晶質粉末の状態の57g の過ホウ酸ナトリウム四水和
物を30分に渡って得られる反応混合物中に75℃でば
ら蒔く。水全含有量は17.5% である。75℃での1
5分の反応の後にサンプルを採取し、混合機を密封しそ
して存在する液体(イソプロパノールおよび水)を減圧
によって除く。次いで混合機を冷却しそして開放する。
生成物を脱脂綿様および粒状成分より成る明るい物質の
状態である。粒子はレンズ豆〜ハーゼルナッツの大きさ
の球状を有している。ルーズなパン皮状物を混合機のシ
ャフトの上に形成するが、刃先羽根は物質で覆われてお
らず、混合機の全内容物は難無く除くことができ、実験
室用ミルで細かい粒子に粉砕することができる。別の特
徴および分析データは表6に示す。
【0045】実施例10との比較 カルボキシメチルセルロースエーテルの解重合を実施例
10におけるのと同じ化学品および量で実施するが、従
来技術に従って過酸化水素水溶液を解重合に使用する点
が相違する。この関係では、エーテル化反応および“分
解前”サンプルの採取後に、48g の蒸留水に35% 濃
度過酸化水素36g を溶解した溶液を30分にわたって
75℃で滴加し、それによって20% の水含有量に調整
される。混合物を75℃で15分攪拌する。“分解後”
サンプルを採取した後に最初のバッチの為の操作を再び
開始して、イソプロパノールと水とより成る液体を除
き、反応スラリーを冷却しそして混合機を開放する。全
生成物は混合機のシャフトおよび刃先羽根に蜂蜜色のガ
ラス状およびゴム様の塊として付着することが認められ
る。分析の目的で、サンプルを“蒸発させた後に”採取
する。製造されるセルロースエーテルは利用できず、こ
の反応混合物は破棄する。表6に得られた生成物の性質
を示す。
【0046】過ホウ酸ナトリウム四水和物の解重合作用
は活性剤、例えばTAEDを用いて調整でき、低い温度
でも低い分子量のセルロースエーテルを許容可能な反応
時間内に製造できる(実施例11参照)。
【0047】実施例11 実施例1と同様に実施するが、660の重合度(DP)
の細粉砕サイカモアカエダ材パルプを使用し、エーテル
化の後に、過ホウ酸ナトリウム四水和物の結晶質粉末
(165g )および活性剤TAED(125g )を82
5g の蒸留水に懸濁させた新たに製造された懸濁物を反
応スラリーに添加し、17% の水含有量とする。解重合
を反応混合物(A)中で50℃で30分にわたって行い
そして第二の反応混合物(B)では70℃で行う。
【0048】実施例11と比較する比較例 実施例11に記載されている操作に従って、反応混合物
(C)および(D)中でカルボキシメチルセルロースの
解重合を、12.5重量% 濃度過酸化水素溶液にTAE
Dを懸濁させた懸濁液を用いて実施する。過酸化物およ
びTAEDの含有量について、この懸濁物は実施例11
のそれに一致している。エステル化を実施した後に、懸
濁物を反応混合物に速やかに添加する。18% の水全含
有量が得られる。使用する温度は反応混合物(D)では
70℃であり、(C)では50℃である。
【0049】表7に反応混合物について測定された性質
を示す。これらは、過ホウ酸塩と活性剤との本発明に従
う組合せが迅速で効果的な解重合を特に低温で達成する
ことが判る。
【0050】実施例12 12.1 セルロースエーテル(CMHEC)の製造
000g のイソプロパノール(85% )および705g
の49.5重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液を20リッ
トルの反応用混合機(刃先付混合機)に入れそして16
℃に冷却する。次に680g のモノクロロ酢酸ナトリウ
ムおよびその直後に1000g の空気乾燥した松材パル
プ(5重量% の残留湿分含有量、重合度DP=600)
を冷却下に混入しそして存在する酸素を混合および減圧
によって除く。パルプのアルカリ処理を20℃以下の温
度で30分以上実施する。次いで385g のエチレンオ
キサイド(EO)を添加する。エーテル化を40℃で6
0分にわたって、次いで50℃以上で30分以上にわた
ってそして70℃で90分にわたって実施する。反応装
置にガス抜きした後に、製造されたCMHECの粘度を
サンプルで測定する。
【0051】12.2.セルロースエーテルの酸化分解 この後に70℃で、30g の固体過ホウ酸ナトリウム四
水和物(生じるCMHECを基準として1.9% の過ホ
ウ酸ナトリウム四水和物に相当する)を、反応混合物に
速やかにばら蒔く。15分後に二つ目の生成物サンプル
を粘度測定のために採取し、次いで更に30g の固体過
ホウ酸ナトリウム四水和物を添加する。第三番目の生成
物サンプルを採取し、次いで更に30g の固体過ホウ酸
ナトリウム四水和物を添加する(即ち、全部でCMHE
Cを基準として5.7% となる;スラリーの最終的な水
全含有量は18% である)。15分後に第四番目のサン
プルを採取して、それの粘度を測定してもよい。この目
的のために、サンプル中の残留アルカリを水性イソプロ
パノールで中和しそして次にサンプルを、塩不含状態に
なるまで洗浄する。製造されるカルボキシメチルヒドロ
キシエチルセルロースは0.84の平均置換度(DS)
および0.91のモル置換度(MS)を有している。測
定される粘度を表8に掲載する。
【0052】実施例13 実施例12に従って別のカルボキシメチルヒドロキシエ
チルセルロースを製造する。実施例12と違って、60
g の全過ホウ酸ナトリウム一水和物を20g づつ3つに
分けて使用する(即ち、全部でCMHECを基準として
3.8% であり、スラリーの最終的な水全含有量は18
% である)。解重合したカルボキシメチルヒドロキシエ
チルセルロース−エーテルは0.85の平均置換度(D
S)および0.89のモル置換度(MS)を有してい
る。表9にこの分解実験のデータを示す。
【0053】実施例14 14.1 セルロースエーテル(HEC)の製造 7670g のイソプロパノール(85% )、610g の
49重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液および細粉末化し
た状態の1000g の松材パルプ(5重量% の残留湿分
含有量、重合度DP=810)を20リットルの反応用
混合機(刃先付混合機)で25℃で混合しそして存在す
る酸素を混合および減圧によって除く。アルカリ処理を
30分にわたって実施する。次いで1160g のエチレ
ンオキサイドを配量供給しそして反応混合物を25〜3
0℃の温度に80分にわたって維持する。次いで40分
の間に温度を60℃に上げ、65〜70℃に更に60分
維持する。次いで混合機を冷却し、ガス抜きしそして製
造されるヒドロキシエチルセルロースのサンプル(サン
プル1)を採取しそして塩酸と酢酸との混合物(モル比
4:1)にて直接的に中和する。
【0054】14.2.セルロースエーテルの酸化分解 第三のアルカリ反応混合物を4.5Lの刃先付混合機に
移し、70℃に加熱する。次いで15g の結晶質の固体
過ホウ酸ナトリウム四水和物(用いるHECを基準とし
て2.9% の過ホウ酸ナトリウム四水和物に相当する)
を、反応混合物に速やかに散布し、15分後に更に15
g の固体過ホウ酸ナトリウム四水和物を添加し、温度を
70℃に維持する(即ち、全部でHECを基準として
5.8% の過ホウ酸ナトリウム四水和物を用いる)。全
部で30分後に混合物を上記の酸混合物で中和しそして
除く。少量の解重合ヒドロキシエチルセルロースを85
% のイソプロパノールおよび80〜90% のアセトンを
用いて、塩化ナトリウム含有量が1% 以下になるまで抽
出処理する。セルロースエーテルを乾燥した後に、それ
の粘度を測定する(サンプル2)。
【0055】反応混合物の2/3を、同様に4.5Lの
刃先付混合機中で解重合するが、過ホウ酸ナトリウム四
水和物とTAEDとの固体混合物を使用する(サンプル
3)。
【0056】最後の1/3を過ホウ酸ナトリウム一水和
物を用いて解重合するが、10g だけに二分する──H
ECを基準として2×1.95% の過ホウ酸ナトリウム
一水和物に相当する──(サンプル4)。分解スラリー
の最終的な全水含有量は14.5% である。
【0057】表10に製造されるヒドロキシエチルセル
ロース(MS=2.30)および解重合セルロースエー
テルのデータを掲載する。実施例15および16は、過
ホウ酸ナトリウム一水和物が単独でおよび活性剤との組
合せで良好な解重合効果を示すことを実証する。
【0058】実施例15 実施例11と同様に実施する。エーテル化段階の終わり
に、サンプルを採取しそして酢酸で直接的に中和する。
次いで110g の固体過ホウ酸ナトリウム一水和物(生
じるCMCを基準として4.2% の過ホウ酸ナトリウム
一水和物に相当する)を、70℃の温度の反応スラリー
中に速やかに散布しそしてこの混合物を70℃で30分
攪拌する。このスラリーの水含有量は16.5% であ
る。解重合したセルロースエーテルを酢酸で中和し、冷
却しそしてイソプロパノール水溶液にて塩不含状態まで
抽出処理しそして粘度を測定する。表11に測定したデ
ータを掲載する。
【0059】実施例16 16.1 セルロースエーテル(HEC)の製造 72kg のイソプロパノール(85% )、9.4kg の
49.5重量% 濃度水酸化ナトリウム溶液および12k
gのモノクロロ酢酸ナトリウムを240リットルの反応
用混合機で約15℃で短時間混合し、次いで17.5k
gの細粉砕サイカモアカエダ材パルプ(5重量% の残留
湿分含有量、重合度DP=700)を導入する。反応機
を密封し、存在する酸素を減圧下での混合の間に除き、
窒素ガスを0.1barの過剰圧にまで通す。パルプの
アルカリ処理を30分にわたって25〜30℃の温度で
実施する。ついでこの混合物を60分にわたって70℃
に加熱する。次いで反応混合物をガス抜きし、サンプル
を採取し(“予備分解”)そしてただちに酢酸で中和す
る。
【0060】16.2.セルロースエーテルの酸化分解 次いで480g の固体過ホウ酸ナトリウム一水和物(生
じるCMCを基準として2.0% の過ホウ酸ナトリウム
一水和物に相当する)と545g のTAEDとの混合物
を、アルカリ性反応スラリー中に散布し、70℃の温度
で60分攪拌する。このスラリーの水含有量は16% で
ある。次いで過剰のアルカリを酢酸で中和し、反応スラ
リーを冷却し、解重合セルロース−エーテルを混合機か
ら取り出し、水性イソプロパノールを用いて塩を中和し
そして乾燥した後に、この“分解後”サンプルの粘度を
測定する。製造されるセルロースエーテルは0.82の
平均置換度DSを有しており、“分解前”サンプルは6
50mPa.sの溶液粘度──137,000g /mo
lの平均分子量に相当する──を有している。解重合カ
ルボキシメチルセルロースは“分解後”15mPa.s
の溶液粘度を有している。これは45,000g /mo
lの平均分子量を意味する。
【0061】実施例17 1275g のイソプロパノール(70% )を、攪拌機お
よび還流冷却器を備えた2Lの三つ首フラスコ中に最初
に導入し、1.25g の水酸化ナトリウムをその中に溶
解する。この溶液を65℃に加熱しそして85g の塩不
含の乾燥スルホエチルセルロースエーテル(残留湿分含
有量10.4% 、エーテル化度DS=0.62、粘度=
10,550mPa.s、平均分子量=220,000
g /mol)をその中に懸濁させる。この懸濁物を次い
で、粉末状の7.70g の過ホウ酸ナトリウム四水和物
(SECを基準として10% の過ホウ酸ナトリウム四水
和物に相当する)を懸濁物に添加する前に、15分攪拌
する。この懸濁物の水含有量は29% である。次いで6
5℃で解重合を60分実施し、過剰のアルカリを酢酸で
中和しそして解重合したスルホエチルセルロースをろ別
し、後処理および精製を行わずに60℃で乾燥する。こ
の生成物の溶液粘度は4mPa.s(14,000g /
molの平均分子量に相当する)である。
【0062】実施例18 250g の90% 濃度水性ジメチルグリコール(DM
G、1,2−ジメトキシエタン)を攪拌機および還流冷
却器を備えた500mlの三つ首フラスコ中に最初に導
入し、25g のカルボキシメチルセルロース(DS=
0.80、純度=94% 、粘度=9180mPa.s─
─200,000g /molの平均分子量に相当する─
─)を攪拌下に導入する。この懸濁物を加熱用浴で60
℃に加熱し、3.6g の水酸化ナトリウム(49.5%
濃度)を滴加し、この混合物を10分攪拌しそして次に
3.0g の過ホウ酸ナトリウム四水和物(純粋CMCを
基準として12.8% の過ホウ酸ナトリウムに相当す
る)を10g の90% 濃度DMGに懸濁した状態で、フ
ラスコ中に噴射導入する。懸濁物は10% の水全含有量
を有している。次いで60分の間60℃で攪拌する。こ
の時間の後に過剰の水酸化ナトリウム溶液を50% 濃度
酢酸で中和し、分解したCMCをろ別しそして60℃で
乾燥する。生成物は14mPa.s──44,000g
/molの平均分子量に相当する──を有している。
【0063】実施例19 実験順序は実施例18に従うが、125g の93% 濃度
エタノールを最初に導入する。実施例18の25g のC
MCの導入攪拌し、60℃に加熱し、3.6gの49.
5% 濃度水酸化ナトリウム溶液を滴加しそしてこの混合
物を10分間均一化した後に、3.0g の過ホウ酸ナト
リウム四水和物が10g のエタノール(93% )に懸濁
した懸濁物をフラスコに添加する。懸濁物の水含有量は
7.4%である。この懸濁物を60℃で60分攪拌した
後に、50% 濃度の酢酸で中和し、生成物をろ別しそし
て60℃で乾燥する。このものは70mPa.s──8
2,500g /molの平均分子量に相当する──を有
している。
【0064】実施例20 実施例18に記載したのと同じ実験手順 250g の85% 濃度イソプロパノールをフラスコに入
れ、25g のメチルヒドロキシエチルセルロース(MH
EC;湿分含有量9% 、DS(OCH3 )=1.51;
粘度=68,000mPa.s──227,000g /
molの平均分子量に相当する──)を攪拌下に導入す
る。混合物を60℃に加熱する間、攪拌を継続し、3.
6g の水酸化ナトリウム溶液(49.5% 濃度)を滴加
し、この混合物を10分の間に均一化しそして次に10
g の蒸留水に1.5g の過ホウ酸ナトリウム四水和物
(乾燥MHECを基準として6.6% )を懸濁した懸濁
液を添加し、この混合物を60℃で60分攪拌する。混
合物全体で17.2% の水含有量である。この手順に続
いて混合物を50% 濃度の酢酸で中和し、固体をろ別
し、250g の100% イソプロパノールで一度洗浄
し、次いで60℃で乾燥する。分解したMHECは12
5mPa.sの粘度を有しており、この粘度は81,0
00g /molの平均分子量に相当する。
【0065】実施例21 実施例18に記載したのと同じ実験手順 250g の90% 濃度イソプロパノールをフラスコに入
れ、25g のメチルヒドロキシエチルカルボキシメチル
セルロース(MHECMC;湿分含有量2% 、DS(O
CH3 )=1.63;MS(OC2 4 )=0.12;
DS(カルボキシメチル)=0.05;粘度=150,
000mPa.s以上──250,000g /molの
平均分子量に相当する──)を攪拌下に導入する。混合
物を60℃に加熱する間、攪拌を継続し、3.6g の水
酸化ナトリウム溶液(49.5%濃度)を滴加し、この
混合物を10分の間に均一化しそして次に10g の蒸留
水に1.5g の過ホウ酸ナトリウム四水和物(乾燥MH
ECMCを基準として6.1% の過ホウ酸ナトリウム四
水和物)を懸濁した懸濁液を添加し、この混合物を60
℃で60分攪拌する。この懸濁物全体の全水含有量は1
2.5% である。この手順に続いて混合物を50% 濃度
の酢酸で中和し、分解したセルロースエーテルをろ別
し、250g の100% イソプロパノールで一度洗浄
し、次いで60℃で乾燥する。解重合したセルロースエ
ーテルは400mPa.sの粘度を有しており、この粘
度は100,000g /molの平均分子量に相当す
る。
【0066】実施例22 実施例18に記載したのと同じ実験手順 175g の85% 濃度イソプロパノールを攪拌機付きフ
ラスコに入れ、25gのヒドロキシプロピル澱粉(HP
S;湿分含有量7.2% 、ヒドロキシプロピルMS=
0.32;粘度=14mPa.s──35,000g /
molの平均分子量に相当する──)を攪拌下に導入す
る。60℃に加熱する間、攪拌を継続し、3.6g の水
酸化ナトリウム溶液(49.5% 濃度)を滴加し、この
混合物を10分の間に均一化し、10g の85% の純度
のイソプロパノールに10g の過ホウ酸ナトリウム四水
和物(乾燥HPSを基準として12.9% )を懸濁した
懸濁液を添加し、この混合物を60℃で60分攪拌す
る。この懸濁物全体の全水含有量は15% である。この
手順に続いて懸濁物を50% 濃度の酢酸で中和し、分解
したHPSをろ別し、100% イソプロパノールで一度
洗浄し、次いで60℃で乾燥する。分解したHPSは4
mPa.sの粘度を有しており、この粘度は10,00
0g /molの平均分子量に相当する。
【0067】実施例23 攪拌機付きフラスコにおいて実施例18と同様の実験手
順で、175g の90% 純度アセトンを最初に導入しそ
して25g のカルボキシメチルヒドロキシプロピル−グ
アガム(CMHP−グアガム;湿分含有量9.0% ;カ
ルボキシメチルDS=0.13;ヒドロキシプロピルM
S=0.40;粘度=150,000mPa.s以上─
─約250,000g /molの平均分子量に相当する
──)を攪拌下に導入する。混合物を55℃に加熱する
間、攪拌を継続し、次に3.6gの水酸化ナトリウム溶
液(49.5% 濃度)を滴加し、この混合物を10分の
間に均一化し、10g の90% の純度のアセトンに3.
0g の過ホウ酸ナトリウム四水和物(乾燥CMHP−グ
アガムを基準として13.3% )を懸濁した懸濁液を添
加し、この混合物を55℃で60分攪拌する。この懸濁
物全体の全水含有量は9.8% である。この手順に続い
て混合物を50% 濃度の酢酸で中和し、分解したCMH
P−グアガムをろ別し、250g の純度90% のアセト
ンで一度洗浄し、次いで60℃で乾燥する。分解したC
MHP−グアガムは19mPa.sの粘度を有してお
り、この粘度は44,000g /molの平均分子量に
相当する。
【0068】 参照:P.VoigtsbergerおよびD.Conrad、レポート番号 1980/68;4−333“〔Zuendversuche mit Isopropanol/Sauerstoff/Stickstof f−Gemischen(イソプロパノール/酸素/窒素−混合物の爆 発実験)”、Bundesanstalt fuer Materia lpruefung(BAN)、ベルリン、1968。
【0069】注:IPA=イソプロパノール 1)表1の脚注1参照 1)Hoechst AGのTylose C6000(R) 、平均分子量: 約200,000g /mol、粘度:9180mPa.s 1)基本分子量はカルボキシメチルセルロース−モノマー単位の平均分子量に 相当する。
【0070】 1)825g の蒸留水に懸濁する

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スラリーまたは懸濁物の状態の比較的に
    高分子量の多糖エーテルを酸化分解することによって低
    分子量多糖エーテルを製造する方法において、スラリー
    または懸濁物の状態の比較的に高分子量の多糖エーテル
    を最初に導入し、過ホウ酸塩または過ホウ酸塩と過ホウ
    酸塩用活性剤との混合物を添加しそして酸化分解を25
    〜90℃の温度で実施することを特徴とする、上記方
    法。
  2. 【請求項2】 比較的に高分子量の多糖エーテルが1
    0,000〜350,000g /molの平均分子量M
    を有する請求項 1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 使用した比較的に高分子量の多糖エーテ
    ルがセルロースエーテル、澱粉エーテルまたはガラクト
    マンナンエーテルである請求項 1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 使用するセルロースエーテルがカルボキ
    シアルキルセルロースエーテル、ヒドロキシアルキルセ
    ルロースエーテル、アルキルセルロースエーテル、アル
    キルヒドロキシアルキルセルロースエーテル、アルキル
    ヒドロキシアルキルカルボキシルアルキルセルロース−
    エーテル、スルホアルキルセルロースエーテル、カルボ
    キシアルキルスルホアルキルセルロース−エーテル、ア
    ルキルヒドロキシアルキルスルホアルキルセルロース−
    エーテル、アルキルオキシヒドロキシアルキルヒドロキ
    シアルキルセロルース−エーテルまたはヒドロキシアル
    キルスルホアルキルセルロース−エーテルである請求項
    3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 セルロースエーテルがC1 〜C4 −アル
    キル基を含有する請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 使用する澱粉エーテルがカルボキシアル
    キル澱粉エーテル、ヒドロキシアルキル澱粉エーテルま
    たはそれの混合エーテルである請求項3に記載の方法。
  7. 【請求項7】 使用する過ホウ酸塩が過ホウ酸アルカリ
    金属塩、過ホウ酸アルカリ土類金属塩またはそれらの混
    合物である請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
  8. 【請求項8】 使用する過ホウ酸アルカリ金属塩が過ホ
    ウ酸ナトリウム四水和物および/または過ホウ酸ナトリ
    ウム一水和物である請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 過ホウ酸塩または過ホウ酸塩/過ホウ酸
    塩用活性剤−混合物を溶液、結晶懸濁物の状態または固
    体として添加する、請求項1〜8のいずれか一つに記載
    の方法。
  10. 【請求項10】 使用する溶剤が水である請求項9に記
    載の方法。
  11. 【請求項11】 結晶懸濁物のために使用する懸濁媒体
    が水、水混和性有機媒体またはそれの水性混合物である
    請求項9に記載の方法。
  12. 【請求項12】 使用する水混和性有機溶剤が炭素原子
    数1〜6のアルコール、エーテルまたはケトンである請
    求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 水溶液が該溶液を基準として2.5重
    量% までの過ホウ酸塩を含有する請求項9または10に
    記載の方法。
  14. 【請求項14】 過ホウ酸塩または過ホウ酸塩/過ホウ
    酸塩用活性剤−混合物と懸濁媒体との比が1:2〜1:
    15である請求項9〜11のいずれか一つに記載の方
    法。
  15. 【請求項15】 使用する過ホウ酸塩用活性剤がアシル
    基を含有する過ホウ酸塩用活性剤である請求項1〜14
    のいずれか一つに記載の方法。
  16. 【請求項16】 過ホウ酸塩用活性剤を基準とする過ホ
    ウ酸のモル量が過ホウ酸塩用活性剤1モルから生じる過
    酸のモル量に等しい請求項1〜15のいずれか一つに記
    載の方法。
  17. 【請求項17】 過ホウ酸塩の量が使用する比較的に高
    分子量の多糖エーテルの乾燥重量を基準として0.1〜
    20重量% である請求項1〜16のいずれか一つに記載
    の方法。
  18. 【請求項18】 酸化分解を7以上のアルカリ性pHで
    実施する請求項1〜17のいずれか一つに記載の方法。
  19. 【請求項19】 比較的に高分子量多糖エーテルのため
    に使用するスラリー媒体または懸濁媒体が炭素原子数1
    〜6のアルコール、エーテル、ケトンまたはそれらの水
    性混合物である請求項1〜18のいずれか一つに記載の
    方法。
  20. 【請求項20】 スラリー媒体と比較的に高分子量の多
    糖エーテルとの重量比が1:1〜5:1である請求項1
    9に記載の方法。
  21. 【請求項21】 懸濁媒体と比較的に高分子量の多糖エ
    ーテルとの重量比が6:1〜25:1である請求項19
    に記載の方法。
  22. 【請求項22】 酸化分解の間の反応混合物中水含有量
    が30重量% を超えない請求項1〜21のいずれか一つ
    に記載の方法。
  23. 【請求項23】 スラリー媒体を酸化分解の終了後に蒸
    留によってスラリーから除く請求項1〜22のいずれか
    一つに記載の方法。
  24. 【請求項24】 公知の方法で多糖のアルカリ処理およ
    びエーテル化によって得られる比較的に高分子量の多糖
    エーテルを使用し、次いで予めに製造された比較的に高
    分子量の多糖を単離することなしに請求項1に記載され
    ている様に酸化分解に委ねる、請求項1に記載の方法。
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