纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法及纖維素多孔質(zhì)粒子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及一種纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法及通過(guò)纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子,所述纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法包括:纖維素溶液制備工序,將纖維素溶解于溴化鋰水溶液中而制備纖維素溶液;分散物制備工序,使纖維素溶液分散于有機(jī)分散介質(zhì)中而制備纖維素溶液分散物;及凝固工序,將纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻并添加凝固溶劑,從而使纖維素溶液分散物中的纖維素凝固而得到多孔質(zhì)粒子。
【專利說(shuō)明】
纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法及纖維素多孔質(zhì)粒子
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法及纖維素多孔質(zhì)粒子。
【背景技術(shù)】
[0002] 纖維素多孔質(zhì)粒子具有如下特征:在多糖類的多孔質(zhì)粒子中機(jī)械強(qiáng)度較大;蛋白 質(zhì)等非特異性吸附較少;通過(guò)修飾徑基而可W攜帶多種配體等。因此纖維素多孔質(zhì)粒子作 為載體而使用于各種目的。
[0003] 將纖維素多孔質(zhì)粒子作為載體而使用的情況下,在決定性能方面,適當(dāng)?shù)乜刂贫?孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑是重要的。
[0004] 例如使用于液相色譜的多孔質(zhì)填充劑的功能大多取決于填充劑具有的細(xì)孔徑。在 凝膠色譜中,利用基于包含于混合物中的各成分分子大小的溶出時(shí)間的差異來(lái)分離各成 分,因此載體的細(xì)孔大小對(duì)分離能帶來(lái)較大的影響。在離子交換色譜、親和色譜等中使用的 吸附用載體中,根據(jù)多孔質(zhì)載體的細(xì)孔表面積,在一定體積內(nèi)可攜帶的目標(biāo)吸附物的量發(fā) 生變化。因此,為了將多孔質(zhì)粒子作為載體使用,要求將多孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑控制在所希望 的范圍內(nèi)。
[0005] 并且,在將纖維素多孔質(zhì)粒子用作分離用或過(guò)濾材料的情況下,若將流體的流量 設(shè)為較大,則有時(shí)流體的壓力會(huì)使多孔質(zhì)粒子壓縮并變形。在多孔質(zhì)粒子變形的情況下,細(xì) 孔的形狀及細(xì)孔徑改變,存在不易將多孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑控制在所希望的范圍的問(wèn)題、在 色譜柱內(nèi)產(chǎn)生固結(jié)且不易在高流速下使用的問(wèn)題等,纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度也是必 要的性能之一。
[0006] 作為制造纖維素多孔質(zhì)粒子的方法,公開(kāi)有直接將纖維素溶解于硫氯酸巧水溶液 中進(jìn)行造粒的方法,記載有將所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子使用于色譜載體(參考例如日本 專利 3601229 號(hào)公報(bào)、JournalofC 虹 omatographyA、1980年、195、p221-230)。
[0007] 作為制作纖維素多孔質(zhì)粒子的其它方法公開(kāi)有如下方法,在含有二氯甲燒的溶劑 中溶解纖維素乙酸下酸醋或纖維素的二乙酸醋,并使其在水性介質(zhì)中懸浮而形成液滴,從 液滴去除溶劑之后通過(guò)皂化而形成未修飾的纖維素粒子(參考例如日本專利2525308號(hào)公 報(bào)、日本化學(xué)會(huì)刊1999、No. llp733-737)。
[000引并且公開(kāi)有如下制作非粒子狀多孔體的技術(shù),將纖維素溶解于漠化裡水溶液中, 將所得到的纖維素溶液在容器中進(jìn)行冷卻并凝膠化,之后,通過(guò)浸潰于水中而制作多孔體 (參考例如 Cellulose、2014 年、Vol.21、pll75。)
[0009] 發(fā)明的概要
[0010] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0011 ]然而,在曰本專利3601229號(hào)公報(bào)及]〇111']1日1〇;1!'畑1'〇1]1日1:〇旨'日91174、1980年、195、 P221-230中記載的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法中,所使用的硫氯酸巧水溶液具有毒性、 腐蝕性,因此在進(jìn)行后處理時(shí)費(fèi)工作量。并且,通過(guò)記載于運(yùn)些文獻(xiàn)中的制造方法而得到的 纖維素多孔質(zhì)粒子,其細(xì)孔的孔徑較大,比表面積較小,因此在作為色譜等的載體使用時(shí)無(wú) 法期待良好的吸附性能。
[0012] 在日本專利2525308號(hào)公報(bào)及日本化學(xué)會(huì)刊1999、No. 1 lp733-737中記載的纖維素 多孔質(zhì)粒子的制造方法中,原料中使用了改性纖維素化合物,因此需要用于將改性纖維素 轉(zhuǎn)換為未修飾的纖維素的皂化等工序,與未使用改性纖維素的方法相比制造上的工作量增 加。另外,在運(yùn)些文獻(xiàn)中記載的制造方法中,為了控制細(xì)孔徑而需要使用酒精等稀釋劑,存 在如下問(wèn)題:在細(xì)孔徑的控制中使用的稀釋劑的清洗或回收很費(fèi)功夫;及所生成的纖維素 粒子的細(xì)孔的孔徑較大且比表面積較小,因此在用作色譜等的載體時(shí)無(wú)法期待良好的吸附 性能等。
[0013] 在Cellulose、2014年、Vol.21、pll75中,試驗(yàn)性地進(jìn)行了在容器內(nèi)使溶解了纖維 素的漠化裡水溶液凝固而形成多孔質(zhì)體的研究。但所得到的纖維素多孔質(zhì)體的機(jī)械強(qiáng)度較 低,很難說(shuō)具有供實(shí)際應(yīng)用的強(qiáng)度。并且在Cellulose、2014年、Vol.21、pll75中,對(duì)提高纖 維素多孔質(zhì)體的強(qiáng)度及形成纖維素多孔質(zhì)粒子并未進(jìn)行研究。
[0014] 因此,目前正在要求一種具有均勻且受控制的細(xì)孔的纖維素多孔質(zhì)粒子的簡(jiǎn)易的 制造方法。
[0015] 本發(fā)明的課題在于提供一種比表面積較大、具有受控制的細(xì)孔且機(jī)械強(qiáng)度良好的 纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法、及比表面積較大、具有受控制的細(xì)孔且機(jī)械強(qiáng)度良好的纖 維素多孔質(zhì)粒子。
[0016] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0017] 本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)將纖維素不進(jìn)行醋化而溶解于特定溶 劑之后制備纖維素溶液分散物的工序,可W解決上述課題并完成了本發(fā)明。
[001引本發(fā)明包括W下實(shí)施方式。
[0019] <1>-種纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其包括:纖維素溶液制備工序,將纖維 素溶解于漠化裡水溶液中而制備纖維素溶液;分散物制備工序,使纖維素溶液分散于有機(jī) 分散介質(zhì)中而制備纖維素溶液分散物;及凝固工序,將纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻并添加 凝固溶劑,從而使纖維素溶液分散物中的纖維素凝固而得到多孔質(zhì)粒子。
[0020] <2>根據(jù)<1>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,包括清洗工序,該工 序中清洗經(jīng)過(guò)凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子。
[0021] <3>根據(jù)<1>或<2>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,包括交聯(lián)工 序,該工序中在經(jīng)過(guò)凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0022] <4>根據(jù)<3>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,在交聯(lián)工序前后的 至少任一時(shí)刻進(jìn)行清洗工序。
[0023] <5>根據(jù)<4>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,在交聯(lián)工序之前進(jìn) 行清洗工序。
[0024] <6>根據(jù)<5>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,清洗工序?yàn)閷⒍嗫?質(zhì)粒子的干燥質(zhì)量1kg中含有的裡離子及漠離子的含量分別設(shè)為SOOmmolW下的工序。
[002引 <7>根據(jù)<3>~<6>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,交 聯(lián)工序?yàn)樵诮?jīng)過(guò)凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子中使用環(huán)氧氯丙烷形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的工序。
[0026] <8>根據(jù)<1>~<7>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,包 含于漠化裡水溶液中的漠化裡的含量為50質(zhì)量% W上且70質(zhì)量% W下。
[0027] <9>根據(jù)<1>~<8>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中,包 含于纖維素溶液中的纖維素的含量為1質(zhì)量上且15質(zhì)量下。
[00%] <10>根據(jù)<1>~<9>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 將纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻時(shí)的冷卻速度為〇.2°C/分鐘W上且50°C/分鐘W下。
[0029] <11>根據(jù)<1>~<10>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包括凍結(jié)干燥工序,該工序中使纖維素多孔質(zhì)粒子凍結(jié)干燥而得到凍結(jié)干燥纖維素多孔質(zhì) 粒子。
[0030] <12>-種纖維素多孔質(zhì)粒子,其通過(guò)<1>~<11>中任一項(xiàng)所述的纖維素多 孔質(zhì)粒子的制造方法而得到。
[0031] <13>根據(jù)<12>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,由通過(guò)微小硬度計(jì)測(cè)定的5% 應(yīng)變時(shí)的荷載算出的纖維素多孔質(zhì)粒子的彈性模量為8MPaW上。
[0032] <14>根據(jù)<12>或<13>所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,凍結(jié)干燥纖維素多 孔質(zhì)粒子,并通過(guò)壓隸法測(cè)定的平均細(xì)孔徑為lOnmW上且2000nmW下。
[0033] <15>根據(jù)<12>~<14>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,凍結(jié)干燥 纖維素多孔質(zhì)粒子,并通過(guò)壓隸法測(cè)定的比表面積為HOmVgW上。
[0034] <16>根據(jù)<12>~<15>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,體積平均 粒徑為1皿W上且2000皿W下。
[0035] <17>根據(jù)<12>~<16>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,將纖維素 多孔質(zhì)粒子進(jìn)行干燥而得到的干燥粒子1kg中含有的裡離子含量為O.OOOlmmolW上且 lOOmmol W 下。
[0036] <18>根據(jù)<12>~<17>中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中,將纖維素 多孔質(zhì)粒子進(jìn)行干燥而得到的干燥粒子1kg中含有的漠離子含量為O.OOOlmmolW上且 lOOmmol W 下。
[0037] 在本說(shuō)明書中使用"~"表示的數(shù)值范圍是指將記載于"~"前后的數(shù)值作為下限 值及上限值而包括的范圍。
[0038] 在本說(shuō)明書中"工序"的術(shù)語(yǔ),不僅是獨(dú)立的工序,而且在與其它工序無(wú)法明確區(qū) 別的情況下,若可實(shí)現(xiàn)工序的預(yù)期目標(biāo),則可包含于該術(shù)語(yǔ)中。
[0039] 本說(shuō)明書中在提及關(guān)于組合物中的各成分的量的情況、組合物中存在幾種相當(dāng)于 各成分的物質(zhì)的情況下,若無(wú)特別說(shuō)明,則指存在于組合物中的幾種物質(zhì)的合計(jì)量。
[0040] 發(fā)明效果
[0041] 根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種比表面積較大、具有受控制的細(xì)孔且機(jī)械強(qiáng)度良好的纖 維素多孔質(zhì)粒子的制造方法、及比表面積較大、具有受控制的細(xì)孔且機(jī)械強(qiáng)度良好的纖維 素多孔質(zhì)粒子。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1是W200倍的倍率對(duì)實(shí)施例10中得到的纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行拍攝的掃描式 電子顯微鏡照片。
[0043] 圖2是W3萬(wàn)倍的倍率對(duì)實(shí)施例10中得到的纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行拍攝的掃描式 電子顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0044] W下,對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,但本發(fā)明并不受W下實(shí)施方式 的任何限定,在本發(fā)明的目標(biāo)范圍內(nèi)可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更而實(shí)施。
[0045] 本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法包括:(I)纖維素溶液制備工序,使纖維素 溶解于漠化裡水溶液中而制備纖維素溶液(W下,有時(shí)稱作纖維素溶液制備工序);(11)分 散物制備工序,使纖維素溶液分散于有機(jī)分散介質(zhì)中而制備纖維素溶液分散物下,有時(shí) 稱作分散物制備工序);及(III)凝固工序,將纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻并添加凝固溶劑, 從而使纖維素溶液分散物中的纖維素凝固而得到多孔質(zhì)粒子下,有時(shí)稱作纖維素凝固 工序或凝固工序)。
[0046] W下,按工序順序?qū)Ρ景l(fā)明的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0047] (I)纖維素溶液制備工序,使纖維素溶解于漠化裡水溶液中而制備纖維素溶液(纖 維素溶液制備工序)
[004引[纖維素]
[0049] 作為在本發(fā)明中使用的纖維素,若為溶解于后述漠化裡水溶液中的纖維素,則可 W無(wú)特別限制地使用。
[0050] 作為可W使用于本發(fā)明的纖維素,可W舉出例如結(jié)晶性纖維素粉末、再生纖維素、 乙酸纖維素等取代纖維素等。
[0051] 纖維素可W單獨(dú)使用巧巾,也可W并用巧巾W上。
[0052] 其中,為了所制造出的纖維素多孔質(zhì)粒子獲得實(shí)際應(yīng)用上優(yōu)選等級(jí)的機(jī)械強(qiáng)度, 在纖維素溶液的制備中使用的纖維素優(yōu)選為結(jié)晶性纖維素或再生纖維素,更優(yōu)選為結(jié)晶性 纖維素。
[0053] 纖維素的平均聚合度優(yōu)選為30W上且2000W下。若纖維素的平均聚合度為2000W 下,則可W抑制纖維素溶解時(shí)溶液的高粘度化,因此優(yōu)選。纖維素的平均聚合度為30W上, 則所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度成為實(shí)際應(yīng)用上充分的等級(jí),因此優(yōu)選。
[0化4] 更優(yōu)選的聚合度的范圍為40 W上且1500 W下,進(jìn)一步優(yōu)選50 W上且1000 W下,尤 其優(yōu)選100W上且850W下。
[0055] 纖維素的平均聚合度能夠通過(guò)日本專利公開(kāi)平6-298999號(hào)公報(bào)段落號(hào)[0032]中 記載的方法而測(cè)定。更具體而言,能夠W B . D A L B E,A . P E G U Y等 "CELLULOSECHEMISTRYANDTECHNOLOGY" Vol. 24、No. 3、P327-331 (1990年)中記載的方法為基 準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。即,該文獻(xiàn)中記載的測(cè)定方法中,將N-甲基嗎嘟-N-氧化物的水和物、二甲基亞 諷、沒(méi)食子酸丙醋分別W重量比100/150/1的比例混合的溶劑用作溶解纖維素的溶劑,將纖 維素溶解為0.2g/100mL~0.8g/100mL的濃度,并使用烏伯類德型稀釋粘度計(jì)在溫度34°C下 測(cè)定所得到纖維素溶液的固有粘度,并通過(guò)下述粘度公式(1)來(lái)確定纖維素的聚合度。
[0056] 粘度公式(1) h] = 1.99 X (DP)/'79
[0057] 在粘度公式(1)中,h]表示固有粘度,(DP)v表示纖維素的聚合度。
[0058] 纖維素可W使用市售品。在使用市售品的情況下能夠參考記載于小冊(cè)子中的平均 聚合度。
[0059] 作為可W使用于本發(fā)明的纖維素的市售品,可W舉出例如Asahi Kasei Corporation.制、CEOLUS(注冊(cè)商標(biāo))PHlOl(商品名稱:平均聚合度220)、其它CEOLUS的各種 PH等級(jí)、各種KG等級(jí)、各種UF等級(jí)、NIPPON PAPER INDUSTRIES C0.,LTD.制、KC FLOCK W- 400G(商品名稱:平均聚合度350)、KC FLOCK W-300G(商品名稱:平均聚合度370)、KC FLOCK W-200G(商品名稱:平均聚合度510)、KC FLOCK W-IOOG(商品名稱:平均聚合度720)、KC FL0CKW-50G(商品名稱:平均聚合度820)、sulfitepulpNDPT(商品名稱:平均聚合度1000) 等。
[0060] [漠化裡水溶液]
[0061] 通過(guò)將漠化裡溶解于水中而制備漠化裡水溶液。從雜質(zhì)較少的觀點(diǎn)考慮,作為溶 劑而使用的水優(yōu)選使用離子交換水、純水等。
[0062] 包含于漠化裡水溶液中的漠化裡的含量?jī)?yōu)選50質(zhì)量%~70質(zhì)量%,更優(yōu)選54質(zhì) 量%~69質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選56質(zhì)量%~68質(zhì)量%。
[0063] 漠化裡的含量為50質(zhì)量%^上,則纖維素的溶解性良好,為70質(zhì)量%^下,則漠化 裡晶體充分溶解,不溶解物質(zhì)的殘留、漠化裡晶體的析出等得到抑制。
[0064] 根據(jù)需要,邊攬拌邊將漠化裡溶解于水中而進(jìn)行漠化裡水溶液的制備。漠化裡水 溶液的制備可W在室溫(25°C)下進(jìn)行,根據(jù)需要也可W在(TC~80°C左右實(shí)施。
[0065] [纖維素溶液的制備]
[0066] 在所得到的漠化裡水溶液中溶解纖維素,制備出纖維素基于漠化裡水溶液的溶解 液(W下,有時(shí)稱作纖維素溶液)。
[0067] 在使纖維素溶解于漠化裡水溶液時(shí),將漠化裡水溶液加熱至80°C~150°C,根據(jù)需 要,邊攬拌邊溶解纖維素即可。作為溶解時(shí)的溫度更優(yōu)選85°C~140°C的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選 90°C~130°C的范圍。
[0068] 在纖維素溶液的制備中使用的漠化裡水溶液對(duì)纖維素的溶解性優(yōu)異,因此與例如 通過(guò)硫氯酸巧方法制備纖維素溶液時(shí)相比纖維素的溶解速度變快,溶解所需加熱時(shí)間縮 短。從而,可降低纖維素溶液的制備工序中的由加熱引起的纖維素的著色,運(yùn)也是本發(fā)明的 優(yōu)點(diǎn)之一。
[0069] 并且,使用漠化裡水溶液來(lái)溶解纖維素而得到的纖維素溶液的粘度比通過(guò)硫氯酸 巧方法得到的纖維素溶液低。因此,本發(fā)明的制造方法具有可W容易控制在W下詳細(xì)敘述 的分散物制備工序中形成的纖維素粒子的粒徑及多孔質(zhì)粒子中的空隙的優(yōu)點(diǎn)。
[0070] 相對(duì)于在纖維素溶液制備工序中制備的纖維素溶液總量,纖維素的含量?jī)?yōu)選為1 質(zhì)量%~15質(zhì)量%的范圍,更優(yōu)選1.5質(zhì)量%~12質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選2質(zhì)量%~10質(zhì)量%。
[0071] 纖維素溶液中的纖維素的含量為1質(zhì)量% ^上,則可適當(dāng)?shù)鼐S持纖維素溶液的粘 度且流動(dòng)性良好,在下一個(gè)工序中制備分散物時(shí)不易產(chǎn)異型粒子。并且,纖維素溶液中的纖 維素的含量為15質(zhì)量%^下,則可適當(dāng)?shù)鼐S持纖維素溶液的粘度且操作性良好。
[0072] (II)分散物制備工序,使纖維素溶液分散于有機(jī)分散介質(zhì)中而制備纖維素溶液分 散物(分散物制備工序)
[0073] 在分散物制備工序中,將在(I)纖維素溶液制備工序中得到的纖維素溶液添加于 有機(jī)分散介質(zhì)中,通過(guò)分散法制備出將球狀的纖維素溶液分散于有機(jī)分散介質(zhì)中的纖維素 溶液分散物。在本說(shuō)明書中,在將纖維素溶液設(shè)為分散相的分散物中,將含有有機(jī)分散介 質(zhì),并形成連續(xù)相的成分稱作"分散介質(zhì)"。分散介質(zhì)含有后述有機(jī)分散介質(zhì),根據(jù)需要也可 w含有表面活性劑、分散劑等。
[0074] 通過(guò)分散法得到球狀的纖維素溶液分散物的方法,可W舉出例如在分散介質(zhì)中添 加纖維素溶液,并通過(guò)攬拌等操作進(jìn)行乳化處理、分散處理等的方法。如W下進(jìn)行的詳細(xì)敘 述,乳化處理、分散處理等能夠通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行。
[0075] [分散介質(zhì)]
[0076] 在分散物制備工序中,在分散物的制備中使用的分散介質(zhì)中含有與纖維素溶液的 相溶性較低的有機(jī)分散介質(zhì),具體而言,含有從與包含于纖維素溶液中的溶劑的相溶性較 低的有機(jī)分散介質(zhì)中進(jìn)行選擇的有機(jī)分散介質(zhì)。
[0077] 從將纖維素溶液的分散相設(shè)為更均勻的觀點(diǎn)考慮,添加纖維素溶液的分散介質(zhì)除 了含有有機(jī)分散介質(zhì)W外,優(yōu)選還含有表面活性劑。
[0078] 作為與纖維素溶液的相溶性較低的有機(jī)分散介質(zhì),優(yōu)選在室溫(25°C)下呈液體 狀,并與前一個(gè)工序中得到的纖維素溶液W任意的比例進(jìn)行攬拌并混合,在室溫(25°C)下 靜放5分鐘之后,從通過(guò)肉眼觀察可確認(rèn)相分離的有機(jī)溶劑及油性成分中選擇的1種W上的 有機(jī)分散介質(zhì)。
[0079] 通過(guò)使用與纖維素溶液的相溶性較低的有機(jī)分散介質(zhì),在進(jìn)行分散處理時(shí),在分 散介質(zhì)中形成纖維素溶液呈球狀分散的分散相。
[0080] 作為有機(jī)分散介質(zhì),可W舉出二氯苯、二氯乙燒、甲苯、苯、二甲苯等親油性有機(jī)溶 劑;中鏈脂肪酸甘油立脂(1(:1')等食用油;橄攬油、藍(lán)麻油、菜粋油、芥子油、棟桐油、挪子油、 角整燒等天然油;異硬脂醇、油醇、2-辛基十二燒醇等具有碳原子數(shù)4~36的烷基的醇;=辛 酸甘油醋等碳原子數(shù)4~60的醋,另外,可W舉出液體石蠟、硅油、動(dòng)物油、礦物油等,其中, 優(yōu)選選自由二氯苯、甲苯、二甲苯、橄攬油、藍(lán)麻油、菜巧油、硅油、=辛酸甘油醋及液體石蠟 構(gòu)成的組的1種W上的有機(jī)分散介質(zhì),從具有適當(dāng)?shù)恼扯惹夷軌驅(qū)⒎稚顟B(tài)設(shè)為更穩(wěn)定的 觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選為液體石蠟、橄攬油等。
[0081] [表面活性劑]
[0082] 作為在分散物制備工序中使用表面活性劑時(shí)的表面活性劑,當(dāng)將選自已述有機(jī)溶 劑及油性成分的1種W上有機(jī)分散介質(zhì)設(shè)為所含有的分散介質(zhì),制備將纖維素溶液設(shè)為分 散相的分散物時(shí),選擇具有能夠有助于穩(wěn)定分散相的親水基、疎水基的比例的表面活性劑 即可。
[0083] 作為可使用于本發(fā)明的表面活性劑,可W舉出例如山梨糖醇酢脂肪酸醋、甘油脂 肪酸醋。
[0084] 作為山梨糖醇酢脂肪酸醋,具體而言,可W舉出山梨糖醇酢月桂酸醋、山梨糖醇酢 硬脂酸醋、山梨糖醇酢油酸醋、山梨糖醇酢棟桐酸醋、山梨糖醇酢=油酸醋等山梨糖醇酢脂 肪酸醋、聚氧乙締(20)山梨糖醇酢單月桂酸醋、聚氧乙締(4)山梨糖醇酢單硬脂酸醋、聚氧 乙締(5)山梨糖醇酢單油酸醋、聚氧乙締(4)山梨糖醇酢=硬脂酸醋、聚氧乙締(4)山梨糖醇 酢=油酸醋、聚氧乙締(20)山梨糖醇酢單硬脂酸醋等聚氧乙締山梨糖醇酢脂肪酸醋等。另 夕h上述表面活性劑的名稱中0內(nèi)的數(shù)值表示聚氧乙締鏈中的氧乙締基的連接數(shù)。
[0085] 作為甘油脂肪酸醋,可W舉出甘油單月桂酸憐酸醋、甘油單油酸醋、甘油單硬脂酸 醋、甘油單棟桐酸醋等單甘油酸醋;甘油下酸醋聚甘油脂肪酸醋、聚甘油縮合藍(lán)麻油酸醋等 聚甘油脂肪酸醋。聚甘油脂肪酸醋通過(guò)控制脂肪酸的種類、甘油的聚合數(shù)等而能夠作為親 水性表面活性劑或疎水性表面活性劑。
[0086] 在分散物制備工序中可使用的表面活性劑中,從更容易控制分散粒子的粒徑的觀 點(diǎn)考慮,更優(yōu)選山梨糖醇酢月桂酸醋、山梨糖醇酢棟桐酸醋、山梨糖醇酢硬脂酸醋、山梨糖 醇酢油酸醋、甘油單硬脂酸醋、甘油單棟桐酸醋等。
[0087] 在分散物制備工序中,表面活性劑優(yōu)選預(yù)先適量添加于有機(jī)分散介質(zhì)中進(jìn)行使 用。
[0088] 作為表面活性劑的含量,優(yōu)選相對(duì)于分散介質(zhì)總量在0.01質(zhì)量%~10質(zhì)量%的范 圍,更優(yōu)選0.05質(zhì)量%~5質(zhì)量%的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選0.1質(zhì)量%~3質(zhì)量%的范圍。表面活 性劑的含量在上述范圍內(nèi),則容易形成具有纖維素溶液的均勻的粒徑的液滴。并且,表面活 性劑的含量在上述范圍,則可W充分地獲得基于添加表面活性劑的效果,并可W抑制產(chǎn)生 分散相的凝聚。
[0089] 并且,在制備分散物時(shí),在分散介質(zhì)中除了添加表面活性劑之外,例如還可W溶解 除了乙基纖維素等表面活性劑W外的公知的分散劑而進(jìn)行使用。分散介質(zhì)含有乙基纖維素 等分散劑,則能夠根據(jù)目的改變分散介質(zhì)的粘度。從而,通過(guò)調(diào)整分散介質(zhì)的粘度而能夠?qū)?纖維素溶液的分散粒子的粒徑更容易控制為所希望的值。
[0090] [液比例]
[0091 ]分散物制備工序中的通過(guò)纖維素溶液而形成的分散相與分散介質(zhì)的體積比,只要 在進(jìn)行乳化處理等分散處理操作時(shí),在可形成將纖維素溶液設(shè)為分散相的分散物的范圍內(nèi) 就無(wú)特別限定。分散相(纖維素溶液)與分散介質(zhì)的體積比(分散相/分散介質(zhì))為1.0W下, 則可W抑制產(chǎn)生異型粒子,因此優(yōu)選。分散相與分散介質(zhì)的體積比更優(yōu)選為0.7W下,進(jìn)一 步優(yōu)選為0.5 W下。
[0092] [分散物的制備]
[0093] 作為制備分散物的方法,能夠任意地選擇并應(yīng)用公知的方法。作為在制備分散物 時(shí)使用的方法,可W舉出將纖維素溶液和分散介質(zhì)進(jìn)行混合,并對(duì)所獲得的混合物賦予剪 切力而使其分散的方法。作為賦予剪切力的方法,可W舉出使用螺旋獎(jiǎng)式攬拌機(jī)或滿輪式 攬拌機(jī)等混合器的方法、使用膠體磨的方法、使用均質(zhì)器的方法及照射超聲波的方法等。
[0094] 分散物中的球狀纖維素分散相的粒徑能夠通過(guò)常規(guī)方法控制分散物的制備條件 而進(jìn)行控制,所述制備條件例如包括所使用的分散裝置、剪切力的賦予條件、制備分散物時(shí) 的溫度、分散時(shí)間等各種條件。
[0095] 例如,通常,存在提高所賦予的剪切力、提高制備分散物時(shí)的溫度、延長(zhǎng)分散時(shí)間 等,則分散相的粒徑變小的趨勢(shì)。
[0096][溫度]
[0097] 若為不產(chǎn)生纖維素的熱分解的溫度,則分散物制備工序中的溫度條件無(wú)特別限 定。從可有效地制備均勻的分散物的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選纖維素溶液分散物的溫度在8(TC~150 °C的范圍,更優(yōu)選85 °C~140 °C,進(jìn)一步優(yōu)選90 °C~130 °C。
[0098] 優(yōu)選將根據(jù)需要預(yù)先含有表面活性劑、分散劑等的分散介質(zhì)進(jìn)行加熱而設(shè)為上述 溫度范圍之后添加纖維素溶液,從而進(jìn)行分散物的制備。
[0099] 在分散物制備工序中,優(yōu)選到工序結(jié)束為止將分散介質(zhì)維持上述溫度范圍。
[0100] [分散時(shí)間]
[0101] 分散時(shí)間由所使用的分散裝置、目標(biāo)分散相的粒徑可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。例如在分散物 的制備中使用混合器的情況下,分散時(shí)間在轉(zhuǎn)速10化pm~2000rpm的攬拌條件下優(yōu)選設(shè)為1 分鐘~60分鐘的范圍。
[0102] 在通過(guò)分散物制備工序中制備的纖維素溶液而形成的分散相的粒徑,可W根據(jù)纖 維素多孔質(zhì)粒子的用途適當(dāng)?shù)剡x擇。在分散物的制備中形成的分散相的粒徑將決定所得到 的纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑。關(guān)于纖維素多孔質(zhì)粒子的優(yōu)選粒徑將在后面進(jìn)行敘述,但在 分散物制備工序中優(yōu)選選擇能夠獲得粒徑符合目標(biāo)纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑的分散相的 分散條件。
[0103] 分散相的粒徑除了已述物理的分散物的制備條件W外,也可W通過(guò)例如在制備分 散物時(shí)使用的表面活性劑的種類及量、分散劑的種類及量等,并通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行控制。
[0104] 分散相的粒徑可W在下述冷卻工序之后,分散相被凝膠化而形狀穩(wěn)定的狀態(tài)下, 在常溫下使用光學(xué)顯微鏡能夠測(cè)定。
[0105] (III)凝固工序,將纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻并添加凝固溶劑,W使纖維素溶液 分散物中的纖維素凝固(纖維素凝固工序)
[0106] 通過(guò)纖維素凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子為具有溶解并包含于纖維素溶液分散 物的分散相中的纖維素通過(guò)與凝固溶劑接觸而凝固形成的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的粒子,所得到的粒 子中殘留有雜質(zhì)。W下,將通過(guò)纖維素凝固工序得到的,雜質(zhì)殘留于粒子內(nèi)的多孔質(zhì)粒子適 當(dāng)?shù)胤Q作"未提純的多孔質(zhì)粒子"。
[0107] [冷卻]
[0108] 在纖維素凝固工序中,將在已述分散物制備工序中根據(jù)優(yōu)選方式通過(guò)將在80°C~ 15(TC的溫度下制備的纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻,從而進(jìn)行包含于分散相中的纖維素的 凝膠化。
[0109] 如W下詳述,優(yōu)選進(jìn)行冷卻至分散物的溫度成為(TC~80°C的范圍。
[0110] 若到目標(biāo)溫度為止的冷卻時(shí)間延長(zhǎng),則有可能存在因分散相的形狀變化而產(chǎn)生異 型粒子,或者成為凝膠狀的纖維素粒子著色的憂患。若冷卻時(shí)間過(guò)短,則無(wú)法獲得機(jī)械強(qiáng)度 較大的粒子。
[0111] 從已述觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選根據(jù)目的控制冷卻速度。具體而言,優(yōu)選冷卻速度為〇.2°C/ 分鐘~50°C /分鐘,更優(yōu)選0.5 °C /分鐘~20°C /分鐘,進(jìn)一步優(yōu)選1.0°C /分鐘~10°C /分鐘。
[0112] 所得到的纖維素粒子中的纖維素的結(jié)晶度能夠通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻速度而進(jìn)行控制。例 如通過(guò)加大冷卻速度能夠降低結(jié)晶度,通過(guò)減小冷卻速度能夠提高結(jié)晶度。
[0113] 通過(guò)將結(jié)晶度抑制為較低能夠得到各向異性較少的粒子,通過(guò)提高結(jié)晶度能夠得 到機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異的粒子。
[0114] 在已述分散相/分散介質(zhì)的優(yōu)選體積比和溫度條件下,在制備分散物之后,將冷卻 分散物時(shí)的冷卻速度設(shè)為上述優(yōu)選冷卻速度,在進(jìn)行冷卻時(shí),通過(guò)W-定的攬拌速度例如 l(K)rpm~2000rpm持續(xù)進(jìn)行分散物的攬拌,由分散形成的纖維素溶液構(gòu)成的分散相被凝膠 化,形成粒徑均勻且接近于圓球的粒子。
[0115] 另外,上述攬拌速度為一個(gè)例子,通過(guò)所使用的分散介質(zhì)的種類、纖維素原料、纖 維素溶液的濃度及粘度、攬拌機(jī)中的攬拌葉片的形狀及大小、反應(yīng)容器的種類等可適當(dāng)?shù)?選擇攬拌條件。另外,按照目標(biāo)纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑、結(jié)晶度可適當(dāng)?shù)剡x擇冷卻速度、 攬拌條件等。
[0116] [凝固]
[0117] 含有如二氯苯一樣與含有水的纖維素溶液的相溶性較低或者無(wú)相溶性的有機(jī)分 散介質(zhì)的分散介質(zhì),不會(huì)與纖維素溶液不引起相分離而均勻地混合,或者不會(huì)與纖維素溶 液相溶。因此對(duì)在分散物制備工序中形成之后通過(guò)冷卻而被凝膠化的含有漠化裡水溶液的 分散物中添加凝固溶劑,使分散相中的纖維素凝固,并從分散相分離去除漠化裡。
[0118] 作為凝固溶劑,使用可溶解漠化裡鹽的溶劑。
[0119] 作為凝固溶劑,優(yōu)選乙醇、甲醇、異丙醇等碳原子數(shù)1~5的低級(jí)醇;丙酬、甲乙酬等 酬;乙酸乙醋等醋;四氨巧喃等酸;及水等。
[0120] 凝固溶劑可W單獨(dú)使用,或者也可W并用巧巾W上。
[0121] 被冷卻的分散物成為(TC~8(TC左右的溫度之后,通過(guò)使分散物與凝固溶劑接觸, 分散相中的纖維素凝固且纖維素再生。
[0122] 被冷卻的分散物的溫度優(yōu)選o°c~8〇°c的范圍,更優(yōu)選rc~70°C的范圍,進(jìn)一步 優(yōu)選2°C~60°C的范圍。通過(guò)將冷卻后的分散物的溫度設(shè)為上述范圍而形成良好的形狀的 球狀凝固粒子,制造所需時(shí)間也成為適當(dāng)?shù)姆秶?br>[0123] 在纖維素的凝固工序中,為了從分散相去除漠化裡而再生纖維素,除了已述對(duì)分 散物添加凝固溶劑的方法W外,還可W通過(guò)直接將分散物注入到凝固溶劑中而輕輕地?cái)埌?的方法進(jìn)行纖維素的凝固。并且,也可W采用例如由傾析法、過(guò)濾等方式去除大部分分散介 質(zhì)之后,通過(guò)將進(jìn)行分取的分散相注入到凝固溶劑中輕輕地?cái)埌瓒M(jìn)行纖維素的凝固的方 法、使用凝固溶劑將被去除分散介質(zhì)的分散相進(jìn)行分取,清洗分散相而得到多孔質(zhì)粒子的 方法等。
[0124] W下,有時(shí)將從分散相去除漠化裡的處理稱作脫鹽處理。
[0125] 通過(guò)傾析法、過(guò)濾等去除凝固溶劑而得到的多孔質(zhì)粒子為含有分散介質(zhì)、凝固溶 劑等有機(jī)溶劑、漠化裡鹽及根據(jù)需要而使用的表面活性劑W外的分散劑、表面活性劑等雜 質(zhì)的粒子。
[0126] 當(dāng)纖維素凝固時(shí),由纖維素溶液構(gòu)成的分散相的粒子形狀不會(huì)有很大變化,纖維 素凝固而形成多孔質(zhì)粒子。從而,在本發(fā)明的制造方法中,通過(guò)控制分散物中的分散相的粒 徑而能夠控制所獲得的纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑。
[0127] 所獲得的纖維素多孔質(zhì)粒子的大小,可W根據(jù)例如制備分散物時(shí)的各種條件,分 散物與凝固溶劑接觸時(shí)的攬拌條件、制備分散物時(shí)使用的表面活性劑的種類、制備分散物 時(shí)使用的表面活性劑W外的分散劑的種類等并通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行控制。
[0128] 本發(fā)明的制造方法中無(wú)需使用具有腐蝕性的硫氯酸巧等化合物。并且,根據(jù)本發(fā) 明的制造方法具有如下優(yōu)點(diǎn),即通過(guò)不包括將纖維素本身進(jìn)行皂化等的對(duì)纖維素本身進(jìn)行 改性的工序的方法,能夠按所希望的粒徑簡(jiǎn)單且有效地制造比表面積較大的纖維素多孔質(zhì) 粒子。
[0129] (IV)附加的任意工序
[0130] 本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,除了已述各工序W外,還可W具有如W 下例示的附加的任意工序。
[0131] 作為任意工序,可W舉出:清洗工序,在凝固工序之后,將未提純的多孔質(zhì)粒子進(jìn) 行清洗,w去除雜質(zhì);交聯(lián)工序,在多孔質(zhì)粒子中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),得到提高了粒子強(qiáng)度的纖 維素多孔質(zhì)粒子;凍結(jié)干燥工序,用于充分干燥經(jīng)過(guò)清洗工序及交聯(lián)工序中至少任一種工 序而得到的濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子;等。
[0132] (IV-1)清洗工序
[0133] 在本發(fā)明中,優(yōu)選包括清洗工序,該工序中將經(jīng)過(guò)所述凝固工序而得到的多孔質(zhì) 粒子進(jìn)行清洗。
[0134] 清洗工序?yàn)閷⒔?jīng)過(guò)凝固工序的得到的未提純的多孔質(zhì)粒子通過(guò)包括水、水性溶劑 等的清洗液進(jìn)行清洗而去除雜質(zhì),從而得到被提純的纖維素多孔質(zhì)粒子的工序。
[0135] 在經(jīng)過(guò)凝固工序而得到的未提純的多孔質(zhì)粒子中含有來(lái)源于在制備纖維素溶液 時(shí)使用的漠化裡的漠離子、裡離子、W及在形成分散相時(shí)使用的溶劑等各種雜質(zhì)。
[0136] 并且,對(duì)多孔質(zhì)粒子進(jìn)行后述交聯(lián)工序之后,在多孔質(zhì)粒子中將含有交聯(lián)劑、表面 活性劑、溶劑等各種雜質(zhì)。
[0137] 因此,優(yōu)選對(duì)多孔質(zhì)粒子實(shí)施清洗工序而去除雜質(zhì)。
[0138] 在進(jìn)行后述交聯(lián)工序的情況下,能夠在交聯(lián)工序前后的至少任一時(shí)刻進(jìn)行清洗工 序。
[0139] 從交聯(lián)工序中的提高交聯(lián)反應(yīng)效率的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在交聯(lián)工序之前實(shí)施清洗工 序。并且,更優(yōu)選在交聯(lián)工序之前及之后進(jìn)行清洗工序。
[0140] 在清洗工序中使用的清洗液能夠含有選自由水、甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑構(gòu)成的組 的至少1種。作為清洗液的主要成分,優(yōu)選為水、乙醇及水和乙醇的混合物,更優(yōu)選為水。 [0141 ]根據(jù)目的,在清洗液中還可W含有表面活性劑等添加劑。
[0142] 用作清洗液的水并無(wú)特別限制,但從雜質(zhì)較少的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為蒸饋水、離子交 換水、純水等。
[0143] 清洗工序中的清洗方法可W不受限制地適用公知的方法。作為清洗方法,可W舉 出例如:使多孔質(zhì)粒子與清洗液接觸而進(jìn)行清洗,之后,將被清洗的纖維素多孔質(zhì)粒子和清 洗液進(jìn)行分離的方法;及對(duì)配置于透液性容器內(nèi)的多孔質(zhì)粒子連續(xù)供給清洗液進(jìn)行清洗的 方法等。
[0144] 在使多孔質(zhì)粒子與清洗液接觸而進(jìn)行清洗的情況下也可W進(jìn)行攬拌清洗液的操 作。并且,也可W更換清洗液進(jìn)行2次W上。在使多孔質(zhì)粒子與清洗液接觸而進(jìn)行清洗的情 況下,從清洗性變得更良好的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選所使用的清洗液的量為與多孔質(zhì)粒子充分接 觸的量。
[0145] 經(jīng)過(guò)清洗工序而去除雜質(zhì)的纖維素多孔質(zhì)粒子可W直接使用于各種用途。
[0146] (IV-2)交聯(lián)工序
[0147] 為了進(jìn)一步提高通過(guò)本發(fā)明的制造方法而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的強(qiáng)度,本發(fā) 明的制造方法中也可W具有交聯(lián)工序,該工序?qū)λ玫降睦w維素的多孔質(zhì)粒子使用交聯(lián)劑 在纖維素中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0148] 由于具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子的強(qiáng)度特別優(yōu)異,因此在高線速度下、高 壓力下也適合使用。
[0149] 在交聯(lián)工序中使用的交聯(lián)劑及交聯(lián)反應(yīng)條件并無(wú)特別限制,可W考慮到對(duì)所得到 的纖維素多孔質(zhì)粒子賦予必要強(qiáng)度的條件而使用公知的技術(shù)。
[0150] 作為可使用于交聯(lián)工序中的交聯(lián)劑,可W舉出環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧漠丙烷、二氯丙醇 等面代醇;=徑甲基丙烷=縮水甘油酸等=徑甲基丙烷聚縮水甘油酸、甘油聚縮水甘油酸、 季戊四醇聚縮水甘油酸、二甘油聚縮水甘油酸、聚甘油聚縮水甘油酸、山梨糖醇聚縮水甘油 酸等多官能性多環(huán)氧化物。其中,從進(jìn)一步提高纖維素多孔質(zhì)粒子的強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮,作為 交聯(lián)劑優(yōu)選使用環(huán)氧氯丙烷。
[0151] 通過(guò)使在凝固工序中得到的多孔質(zhì)粒子與含有交聯(lián)劑的堿性水溶液或有機(jī)溶劑 接觸,且在〇°C~90°C的溫度范圍內(nèi)經(jīng)1小時(shí)~24小時(shí)充分反應(yīng)的方法,從而能夠進(jìn)行交聯(lián) 工序。
[0152] 交聯(lián)劑的含量并無(wú)特別限制,但優(yōu)選相對(duì)于多孔質(zhì)粒子1容量份為0.1容量份~10 容量份的范圍。并且,為了提高反應(yīng)效率,優(yōu)選在含有交聯(lián)劑的堿性水溶液或有機(jī)溶劑中含 有棚氨化鋼等還原劑。
[0153] 通過(guò)對(duì)多孔質(zhì)粒子實(shí)施交聯(lián)工序,構(gòu)成多孔質(zhì)粒子的纖維素形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),其結(jié) 果,經(jīng)過(guò)交聯(lián)工序而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子與清洗多孔質(zhì)粒子而得到的纖維素多孔質(zhì)粒 子相比強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
[0154] 優(yōu)選在實(shí)施已述交聯(lián)工序之前進(jìn)行利用清洗液來(lái)清洗在凝固工序中得到的多孔 質(zhì)粒子的已述清洗工序。
[0155] 在多孔質(zhì)粒子中包含有來(lái)源于漠化裡的漠離子、裡離子、W及溶劑等各種雜質(zhì)。
[0156] 根據(jù)本發(fā)明人等的研究可知,在進(jìn)行交聯(lián)工序時(shí),若在多孔質(zhì)粒子中殘留有漠離 子、裡離子等,則存在纖維素分子彼此的凝聚及由交聯(lián)劑引發(fā)的纖維素彼此的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的 形成受到阻礙的憂患。另一方面,認(rèn)為由于裡離子、漠離子等的殘留量較少,因此纖維素分 子彼此的凝聚變得牢固,形成牢固的交聯(lián)結(jié)構(gòu),所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子能呈現(xiàn)出更良 好的機(jī)械強(qiáng)度。
[0157] 從而,從得到機(jī)械強(qiáng)度更高的纖維素多孔質(zhì)粒子的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在凝固工序之 后且交聯(lián)工序之前進(jìn)行已述清洗工序而去除多孔質(zhì)粒子中的雜質(zhì)之后實(shí)施交聯(lián)工序。
[0158] 在交聯(lián)工序之前進(jìn)行的清洗工序中使用的清洗液優(yōu)選含有水。在清洗液中除了水 W外還可W含有選自親水性溶劑及表面活性劑等的1種W上的成分。其中,作為清洗液,優(yōu) 選為選自蒸饋水、離子交換水、純水等的水。
[0159] 在交聯(lián)工序之前的清洗工序中,從進(jìn)一步提高交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成效率的觀點(diǎn)考慮, 優(yōu)選清洗至包含于多孔質(zhì)粒子中的裡離子及漠離子分別在多孔質(zhì)粒子的干燥質(zhì)量每1kg中 成為2000mmolW下為止。更優(yōu)選裡離子及漠離子分別在多孔質(zhì)粒子的干燥質(zhì)量每1kg中為 lOOOmmol W下,進(jìn)一步優(yōu)選SOOmmol W下,尤其優(yōu)選200mmol W下。
[0160] 交聯(lián)工序前的多孔質(zhì)粒子中所包含的裡離子及漠離子的含量的測(cè)定對(duì)象即經(jīng)過(guò) 干燥的多孔質(zhì)粒子可W通過(guò)如下方式得到。
[0161] 使乙醇等溶劑與經(jīng)過(guò)凝固工序得到的濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子接觸,在用乙醇等進(jìn) 行溶劑取代之后,進(jìn)一步用叔下醇對(duì)乙醇進(jìn)行溶劑取代,之后,在-18°CW下進(jìn)行凍結(jié),從而 能夠得到通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行凍結(jié)干燥的經(jīng)過(guò)干燥的多孔質(zhì)粒子。將所得到的經(jīng)過(guò)干燥的多 孔質(zhì)粒子作為試料而測(cè)定裡離子及漠離子的含量。
[0162] 多孔質(zhì)粒子中的殘留裡離子的測(cè)定,可W使用ICP發(fā)射光譜分析裝置 (0ptima7300DV、Perkin Elmer Co. ,Ltd.制)在裝置的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。如下進(jìn)行測(cè)定,對(duì) 經(jīng)過(guò)干燥的多孔質(zhì)粒子用酸(硝酸的70質(zhì)量%水溶液)進(jìn)行溶液化,并確定包含于溶液中的 裡離子,算出在多孔質(zhì)粒子的干燥質(zhì)量每1kg中的裡離子含量。
[0163] 多孔質(zhì)粒子中的殘留漠離子的測(cè)定,可W使用燃燒式面素分析裝置(AQF-100、 Mitsubishi Qiemical Anal}ftech Co.,Ltd.制)在裝置的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。將經(jīng)過(guò)干燥的 多孔質(zhì)粒子進(jìn)行燃燒,并將所產(chǎn)生的漠氣吸收到吸収液(過(guò)氧化氨水)中。漠離子的確定是 使用離子色譜儀(ICS-1500、Nippon Dionex K.K.制)進(jìn)行的,算出在多孔質(zhì)粒子的干燥質(zhì) 量每1kg中的漠離子含量。
[0164] 如上所述,在交聯(lián)工序之前的清洗工序中,優(yōu)選W所測(cè)定的裡離子及漠離子的含 量分別成為2000mmolW下的方式進(jìn)行清洗。清洗方法并無(wú)特別限制,只要能夠?qū)崿F(xiàn)裡離子 及漠離子的含量降低的目的,則可W任意地適用公知的清洗方法。
[0165] 作為清洗工序,例如可W通過(guò)含有充分量的水的清洗液進(jìn)行1次水洗,也可W更換 清洗液進(jìn)行2次W上。
[0166] 清洗工序中的水洗的次數(shù)、所使用的清洗劑的量、清洗條件等,可W考慮所需要纖 維素多孔質(zhì)粒子的強(qiáng)度、雜質(zhì)含量的降低量的目標(biāo)而適當(dāng)?shù)卮_定。
[0167] 優(yōu)選在交聯(lián)工序之后進(jìn)一步進(jìn)行已述清洗工序,W去除在形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素 多孔質(zhì)粒子中殘留的交聯(lián)劑、溶劑等雜質(zhì)。
[0168] (IV-3)凍結(jié)干燥工序
[0169] 為了從所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子去除殘留于粒子內(nèi)的清洗液、溶劑等液體狀成 分、得到經(jīng)過(guò)干燥的纖維素多孔質(zhì)粒子,可W進(jìn)一步實(shí)施將纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行凍結(jié)干 燥而得到凍結(jié)干燥纖維素多孔質(zhì)粒子的凍結(jié)干燥工序。
[0170] 凍結(jié)干燥工序可W包括:溶劑取代工序,首先,使乙醇等與濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔 質(zhì)粒子接觸,在用乙醇等對(duì)包含于纖維素多孔質(zhì)粒子中的水分等進(jìn)行溶劑取代之后,進(jìn)而 進(jìn)行用叔下醇對(duì)乙醇進(jìn)行溶劑取代的處理;及凍結(jié)干燥工序,將溶劑取代工序之后的纖維 素多孔質(zhì)粒子在-18°CW下進(jìn)行凍結(jié),并通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行凍結(jié)干燥。
[0171] 通過(guò)根據(jù)需要進(jìn)行凍結(jié)干燥工序而可W得到不含有水、有機(jī)溶劑等液體狀成分的 經(jīng)過(guò)干燥的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0172] 如后面所述,在測(cè)定纖維素多孔質(zhì)粒子的比表面積、細(xì)孔徑等的情況下,優(yōu)選使用 經(jīng)過(guò)凍結(jié)干燥的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0173] [纖維素多孔質(zhì)粒子]
[0174] 本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子為通過(guò)已述本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法 而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0175] 本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子為均勻的球狀,在球狀的分散相中具有細(xì)孔并為機(jī)械 強(qiáng)度良好的多孔質(zhì)粒子,所述細(xì)孔通過(guò)從包含經(jīng)過(guò)凝固工序而再生的纖維素的多孔質(zhì)粒子 中去除漠化裡等而形成。
[0176] 通過(guò)本發(fā)明的制造方法而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子呈均勻的球狀,內(nèi)部具有細(xì)孔 且機(jī)械強(qiáng)度良好,因此可使用于各種用途。
[0177] W下,舉例本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子的優(yōu)選物性。
[0178] [體積平均粒徑]
[0179] 纖維素多孔質(zhì)粒子的大小并無(wú)特別限定,但優(yōu)選體積平均粒徑為1皿W上且2000y mW下。
[0180] 纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑更優(yōu)選為扣mW上,進(jìn)一步優(yōu)選為lOwnW上。纖 維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑更優(yōu)選為SOOwnW下,進(jìn)一步優(yōu)選為200miW下,尤其優(yōu)選 為 ISOurnW 下。
[0181] 在將纖維素多孔質(zhì)粒子作為例如提純用吸附體的載體使用的情況下,體積平均粒 徑優(yōu)選為20wiiW上且lOOOwnW下。若纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑為20wiiW上,則不 易引起纖維素多孔質(zhì)粒子的固結(jié)化,因此優(yōu)選,若為2000皿W下,則使用于提純用吸附體的 載體時(shí)的提純目標(biāo)物的吸附量變大,因此優(yōu)選。
[0182] 通過(guò)測(cè)定隨機(jī)選擇的1000個(gè)纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑而能夠求出纖維素多孔質(zhì) 粒子的體積平均粒徑。通過(guò)拍攝各多孔質(zhì)粒子的顯微鏡照片而作為電子數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,并 使用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所制ImageJ等圖像處理軟件而能夠分析各多孔質(zhì)粒子的粒徑。作為 顯微鏡照片的攝影對(duì)象粒子,可W使用濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子或經(jīng)過(guò)凍結(jié)干燥的纖 維素多孔質(zhì)粒子。
[0183] 在本發(fā)明中,若無(wú)特別說(shuō)明則使用水分散的濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子來(lái)測(cè)定 體積平均粒徑。顯微鏡照片使用將纖維素多孔質(zhì)粒子的水分散物施加于標(biāo)本上并用蓋玻片 覆蓋之后進(jìn)行拍攝的照片。
[0184] 纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑能夠使用激光衍射/散射式粒徑分布測(cè)定裝 置、庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)定。
[0185] 在本說(shuō)明書中,纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑采用使用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所制圖像處 理軟件"ImageJ"對(duì)拍攝纖維素多孔質(zhì)粒子的顯微鏡照片的電子數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的值。
[0186] [平均細(xì)孔徑]
[0187] 本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑,W平均細(xì)孔徑計(jì)優(yōu)選為lOnmW上且2000nm W下。纖維素多孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑更優(yōu)選為20nmW上且lOOOnmW下,進(jìn)一步優(yōu)選為50nmW 上且800nm W下,尤其優(yōu)選為50nm W上且600nm W下。
[0188] 在所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的細(xì)孔徑在上述范圍內(nèi),例如作為色譜載體、過(guò)濾 材料等使用的情況下,能夠充分進(jìn)行作為試料而適用的物質(zhì)的擴(kuò)散,且纖維素多孔質(zhì)粒子 具有如下較高的比表面積,因此可顯現(xiàn)優(yōu)異的吸附性能。
[0189] [比表面積]
[0190] 纖維素多孔質(zhì)粒子的比表面積優(yōu)選HOmVgW上,更優(yōu)選150mVgW上,leOmVgW 上,尤其優(yōu)選ISOmVgW上。
[0191] 比表面積的上限并無(wú)特別限制,但若比表面積過(guò)大,則有時(shí)會(huì)阻礙粒子內(nèi)的物質(zhì) 擴(kuò)散,因此從抑制阻礙粒子內(nèi)的物質(zhì)擴(kuò)散的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選lOOOmVgW下。
[0192] 例如在比表面積為HOmVgW上的情況下,例如作為色譜的載體情況等吸附性能 進(jìn)一步提局。
[0193] 根據(jù)本發(fā)明的制造方法,其最大特征在于,通過(guò)調(diào)整已述諸多條件而能夠制備具 有任意的粒徑及比表面積的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0194] [彈性模量]
[0195] 若考慮將本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子使用于過(guò)濾材料等,則纖維素多孔質(zhì)粒子優(yōu) 選具有滿足實(shí)際應(yīng)用上的所需程度的良好的機(jī)械強(qiáng)度。
[0196] 本發(fā)明中的纖維素多孔質(zhì)粒子的"機(jī)械強(qiáng)度"是指纖維素多孔質(zhì)粒子對(duì)壓力不易 變形的強(qiáng)度。
[0197] 作為纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)可舉出彈性模量。本發(fā)明的纖維素多孔 質(zhì)粒子的彈性模量?jī)?yōu)選為8. OMPa W上,更優(yōu)選為8.5MPa W上,進(jìn)一步優(yōu)選為9. OMPa W上。
[0198] (彈性模量的測(cè)定方法)
[0199] 能夠由W下方法測(cè)定纖維素多孔質(zhì)粒子的彈性模量。
[0200] 使用微小硬度計(jì)(Fischer Inshuments K.K.制微小硬度計(jì)Fischer Scope(注冊(cè) 商標(biāo))歷2000:商品名稱),并使用200皿角平面壓頭,W壓縮速度1皿/s將纖維素多孔質(zhì)粒子 的水分散物作為對(duì)象進(jìn)行壓縮試驗(yàn),求出纖維素多孔質(zhì)粒子的5%應(yīng)變時(shí)的荷載。
[0201] 在微小硬度計(jì)的測(cè)定板上設(shè)置在周緣部設(shè)置用于保持液體的框的玻璃板,在玻璃 板的框內(nèi)配置纖維素多孔質(zhì)粒子的水分散物,并添加水直至框內(nèi)填充水1mm深度為止,在纖 維素多孔質(zhì)粒子完全沉浸于水中的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。在使用微小硬度計(jì)的壓縮試驗(yàn)中,通 過(guò)附帶的顯微鏡來(lái)測(cè)定成為測(cè)定對(duì)象的1個(gè)粒子的半徑,并測(cè)定通過(guò)平面壓頭Wlwn/秒按 壓時(shí)的按壓深度與荷載的關(guān)系。
[0202] 在計(jì)算彈性模量時(shí)使用赫茲公式。
[0203] 赫茲的接觸應(yīng)力是指對(duì)球面與球面、圓柱面與圓柱面、任意的曲面與曲面等的彈 性接觸部分施加的應(yīng)力或壓力。若將2個(gè)彈性球的半徑分別設(shè)為Ri、R2、縱彈性系數(shù),即,將本 說(shuō)明書中的彈性模量設(shè)為El、E2(化)、將泊松比設(shè)為Vl、V2、將2個(gè)接觸面的接近量設(shè)為S(m), 則接觸力P(N)由W下式(1)表示。
[0204] 「數(shù)學(xué)式^
[0205]
[0206] 本發(fā)明中的測(cè)定為纖維素多孔質(zhì)粒子的球面與平面壓頭的平面接觸時(shí)的測(cè)定,在 上述式(1)中,平面壓頭:& = -、R2 = -。并且,纖維素多孔質(zhì)粒子的泊松比為vi = 0.5??紤] 到粒子上下同時(shí)被壓縮,接近量S設(shè)為按壓深度5%的一半2.5%。W上,將5%按壓時(shí)的荷載 的測(cè)定值設(shè)為P(N)且通過(guò)將粒子半徑代入到Ri(m)而算出彈性模量Ei(MPa),并作為本發(fā)明 中的纖維素多孔質(zhì)粒子的彈性模量。
[0207] [離子含量]
[0208] 在本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子中,所殘留的裡離子含量及漠離子含量越少越優(yōu) 選,對(duì)離子含量的下限值并無(wú)特別限制。
[0209] 在本發(fā)明的纖維素多孔質(zhì)粒子中,從所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度及對(duì) 抗體提純等雜質(zhì)較少的用途的適合性的觀點(diǎn)考慮,所殘留的裡離子含量及漠離子含量分別 在干燥粒子每1kg中優(yōu)選為lOOmmol W下,進(jìn)一步優(yōu)選為50mmol W下,尤其優(yōu)選為1mmol W 下。
[0210] 運(yùn)是因?yàn)槿粞e離子及漠離子中至少任一種離子大量殘留于纖維素多孔質(zhì)粒子中, 則在例如將纖維素多孔質(zhì)粒子用作吸附用載體、各種色譜載體等的情況下,分離提純物中 將混入殘留于纖維素多孔質(zhì)粒子中的裡離子、漠離子,有可能導(dǎo)致提純物的質(zhì)量變差。在所 得到的提純物中包含作為雜質(zhì)的離子的情況下,為了降低離子含量而需要增加提純物的清 洗次數(shù),導(dǎo)致制造成本的增加,因此優(yōu)選纖維素多孔質(zhì)粒子中的裡離子及漠離子的含量如 上所述均設(shè)為在經(jīng)過(guò)干燥的纖維素多孔質(zhì)粒子每1 kg中1 OOmmo 1W下的范圍。
[0211] 纖維素多孔質(zhì)粒子中的裡離子含量及漠離子含量?jī)?yōu)選在干燥粒子每化g中分別為 O.OOOlmmol W 上且lOOmmol W下。
[0212] 若考慮纖維素多孔質(zhì)粒子的生產(chǎn)率及使用通常的測(cè)定裝置測(cè)定時(shí)的檢測(cè)極限,裡 離子含量及漠離子含量在干燥粒子每1kg中分別可W為O.OlmmolW上且lOOmmolW下,也可 W為0.1 mmol W上且lOOmmol W下,也可W為1mmol W上且lOOmmol W下。
[0213] 在裡離子或漠離子的含量的測(cè)定中使用的干燥纖維素多孔質(zhì)粒子為,通過(guò)丙酬對(duì) 水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行溶劑取代且在4(TC下進(jìn)行5小時(shí)的干燥而制作的干燥 纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0214] 殘留裡離子含量的測(cè)定,使用ICP發(fā)射光譜分析裝置(0ptima7300DV、Perkin Elmer Co.,Ltd.制),且在裝置的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。用酸(硝酸的70質(zhì)量%水溶液)溶解干燥 纖維素多孔質(zhì)粒子而得到溶液,并確定所得到溶液中的裡離子而進(jìn)行測(cè)定。
[0215] 殘留漠離子含量的測(cè)定,使用燃燒式面素分析裝置(AQF-100、Mitsubishi 化emical Analytech Co. ,Ltd.制),且在裝置的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行。將干燥纖維素多孔質(zhì)粒 子進(jìn)行燃燒,并將所產(chǎn)生的漠氣吸收到吸収液(過(guò)氧化氨溶液)中,測(cè)定出吸収液中的漠離 子的量。在漠離子的確定中使用離子色譜儀(ICS-1500、Nippon Dionex K.K.制)。
[0216] 本發(fā)明的新型的纖維素多孔質(zhì)粒子可W作為離子交換色譜、親和色譜、大小排除 色譜、分配色譜等各種色譜用載體、吸附材料、測(cè)試劑或生物反應(yīng)器等的載體、光擴(kuò)散用填 充劑、細(xì)胞培養(yǎng)用支架部件等而利用。
[0217] 實(shí)施例
[0218] W下,通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說(shuō)明,但本發(fā)明只要不脫離其主旨就不 會(huì)限定于W下實(shí)施例。
[0219] [實(shí)施例。
[0220] (纖維素溶液制備工序)
[022。 將結(jié)晶性纖維素粉末[KC Flock W-300G(商品名稱)、平均聚合度370、NIPP0N PAP邸INDUSTRIES CO.,LTD.制]1.5g添加到60質(zhì)量%的漠化裡水溶液50g中,在110°C下進(jìn) 行加熱溶解而制備出纖維素溶液。
[0222] (分散物制備工序)
[0223] 制備出在作為有機(jī)分散介質(zhì)的二甲苯270mL中溶解作為表面活性劑的山梨糖醇酢 單油酸醋[span80(商品名稱)、Wako化re化emical 1]1(1113化163,1^1(1.制]0.3旨的物質(zhì),從 而制備出分散介質(zhì)。接著,將所得到的分散介質(zhì)加熱到125°C,在被加熱到125°C的分散介質(zhì) 中添加預(yù)先加熱到ll〇°C的上述纖維素溶液,并W轉(zhuǎn)速4(K)rpm進(jìn)行了攬拌。將分散介質(zhì)的溫 度維持125°C并繼續(xù)攬拌10分鐘而得到分散物。
[0224] (纖維素凝固工序)
[0225] 將所得到的分散物經(jīng)約1小時(shí)進(jìn)行冷卻直至達(dá)到室溫(25°C)(冷卻速度:1.7°C/分 鐘)。冷卻之后,在維持轉(zhuǎn)速的狀態(tài)繼續(xù)攬拌分散物,將作為凝固溶劑的甲醇250mL經(jīng)10分鐘 進(jìn)行滴落,使分散物中的分散相凝固。將分散相的凝固物進(jìn)行吸附過(guò)濾而去除分散介質(zhì),接 著,用甲醇lOOmL進(jìn)行清洗并吸附過(guò)濾,從而得到通過(guò)凝固而再生纖維素的多孔質(zhì)粒子。
[0226] (清洗工序)
[0227] 將所得到的多孔質(zhì)粒子放入燒杯中,添加蒸饋水lOOmL經(jīng)30分鐘進(jìn)行攬拌而進(jìn)行 了清洗多孔質(zhì)粒子的水洗處理。攬拌時(shí)使用了特氣龍(注冊(cè)商標(biāo))(四氣乙締)攬拌葉片。攬 拌后通過(guò)吸附過(guò)濾而去除了清洗水。將至此的水洗處理設(shè)為1次,實(shí)施2次相同的水洗處理 并結(jié)束清洗工序。在水洗處理之后,去除所殘留的溶劑及鹽,得到濕潤(rùn)狀態(tài)的被提純的凝固 粒子,即未交聯(lián)的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0228] (交聯(lián)工序)
[0229] 清洗工序之后,在濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子lOg中添加0.5摩爾的氨氧化鋼水溶液 lOmL,在45°C下加熱10分鐘之后,添加棚氨化鋼(Wako化re化emical Indust;ries,Ltd. 制)20mg、作為交聯(lián)劑的S徑甲基丙烷S縮水甘油酸(Sigma-Al化ich Co丄td.制)lOmL,并 在45°C下反應(yīng)3小時(shí),在進(jìn)行了水洗處理的多孔質(zhì)粒子中所包含的纖維素中形成了交聯(lián)結(jié) 構(gòu)。
[0230] 之后,將包含形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子的反應(yīng)液進(jìn)行吸附過(guò)濾,分取 了形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子。對(duì)所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子實(shí)施用蒸饋水 lOOmL進(jìn)行2次水洗處理的清洗工序,得到水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0231] 對(duì)水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子的水分散物拍攝顯微鏡照片,由已述方法測(cè)定 了體積平均粒徑,所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑為85WI1。
[0232] 對(duì)所得到的水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行丙酬取代,并通過(guò)W40°C加熱5 小時(shí)而進(jìn)行干燥,得到干燥纖維素多孔質(zhì)粒子0.6g。
[0233] (交聯(lián)后纖維素多孔質(zhì)粒子中的裡離子及漠離子的含量)
[0234] 將在實(shí)施例1中得到的干燥纖維素多孔質(zhì)粒子作為測(cè)定對(duì)象,并由已述方法測(cè)定 了殘留于干燥纖維素多孔質(zhì)粒子中的裡離子、漠離子的含量,裡離子在干燥粒子每1kg中為 0.82mmol,漠離子在干燥粒子每1kg中為0.90mmol。
[0235] [實(shí)施例2]
[0236] 將在纖維素溶液制備工序中使用的60質(zhì)量%的漠化裡水溶液替換為55質(zhì)量%的 漠化裡水溶液,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0237] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑為80WI1。
[023引[實(shí)施例3]
[0239] 將在纖維素溶液制備工序中使用的60質(zhì)量%的漠化裡水溶液替換為67質(zhì)量%的 漠化裡水溶液,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0240] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.6g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為96WI1。
[0241] [實(shí)施例4]
[0242] 將在纖維素溶液制備工序中使用的結(jié)晶性纖維素粉末的使用量從1.5g變更為 l.Og,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0243] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.4g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為64WI1。
[0244] [實(shí)施例引
[0245] 將在纖維素溶液制備工序中使用的結(jié)晶性纖維素粉末的使用量從1.5g變更為 3.Og,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0246] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.7g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為136WI1。
[0247] [實(shí)施例6]
[0248] 將在纖維素溶液制備工序中使用的結(jié)晶性纖維素粉末替換為[KC FLOCK W-50G (商品名稱)、平均聚合度820、NIPP0N PA陽(yáng)R INDUSTRIES C0.,LTD.制],除此W外,W與實(shí) 施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0249] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.6g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為142皿。
[0250] [實(shí)施例7]
[0251] 將凝固工序中的凝固溶劑即甲醇替換為四氨巧喃,除此W外,W與實(shí)施例1相同的 方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0252] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為82WI1。
[0253] [實(shí)施例8]
[0254] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為二氯苯,除此W外, W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0255] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為80WI1。
[0256] [實(shí)施例9]
[0257] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為二氯苯,且將凝固工 序中的凝固溶劑即甲醇替換為異丙醇,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔 質(zhì)粒子。
[0258] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.6g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為84WI1。
[0259] [實(shí)施例10]
[0260] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為橄攬油,且將凝固工 序中的凝固溶劑替換為丙酬,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0261] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為32WI1。
[02創(chuàng)讀施例山
[0263] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為=辛酸甘油醋,且將 凝固工序中的凝固溶劑即甲醇替換為乙醇,除此W外,W與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素 多孔質(zhì)粒子。
[0264] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.6g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為75WI1。
[02例讀施例12]
[0266]將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為硅油,且將凝固工序 中的凝固溶劑即甲醇替換為甲乙酬,除此w外,w與實(shí)施例1相同的方式得到纖維素多孔質(zhì) 粒子。
[0267]其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為72WI1。
[02側(cè)[實(shí)施例1引
[0269] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為二氯苯,除此W外, W與實(shí)施例1相同的方式制備分散物,并W與實(shí)施例1相同的方式冷卻至室溫(25°C)。之后, 通過(guò)吸附過(guò)濾而去除大部分的分散介質(zhì),并將分散相浸潰于凝固溶劑即蒸饋水250mL中,經(jīng) 10分鐘輕輕地?cái)埌琛T俅?,將分散相的凝固物進(jìn)行吸附過(guò)濾而去除水,得到分散相的凝固 物。
[0270] 在用甲醇清洗所得到的分散相的凝固物之后,通過(guò)蒸饋水進(jìn)行清洗,去除殘留的 溶劑及鹽,得到濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子。之后,W與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行交聯(lián)工 序,得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0271] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.8g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為75WI1。
[0272] [比較例1]
[0273] 將結(jié)晶性纖維素粉末[KC FLOCK W-300G(商品名稱)、平均聚合度370、NIPP0N PAP邸INDUSTRIES CO.,LTD.制]1.5g添加到60質(zhì)量%的硫氯酸巧水溶液50g中,在100°C下 進(jìn)行了加熱溶解。
[0274] 在作為有機(jī)分散介質(zhì)的二氯苯270mL中,將作為表面活性劑的山梨糖醇酢單油酸 醋[spanSO、商品名稱:Wako Pure化emical 1]1山13化163,1^1(1.制]0.3旨進(jìn)行溶解,從而制備 出分散介質(zhì)。接著,將所得到的分散介質(zhì)加熱到130°C,并對(duì)經(jīng)過(guò)加熱的分散介質(zhì)中添加預(yù) 先加熱到l〇〇°C的纖維素溶劑,W轉(zhuǎn)速4(K)巧m進(jìn)行攬拌而制備出分散物。將分散物的溫度維 持13(TC并繼續(xù)攬拌了 10分鐘。
[0275] 將所得到的分散物W冷卻速度2TV分鐘進(jìn)行冷卻直至達(dá)到室溫。冷卻之后,W維 持轉(zhuǎn)速40化pm的狀態(tài)繼續(xù)攬拌分散物,將作為凝固溶劑的甲醇250mL經(jīng)10分鐘滴落于分散 物,使分散物中的分散相凝固。
[0276] 將分散相的凝固物進(jìn)行吸附過(guò)濾去除分散介質(zhì),得到分散相的凝固物。用甲醇清 洗所得到的分散相的凝固物之后,通過(guò)蒸饋水進(jìn)行清洗,去除所殘留的溶劑及鹽,得到濕潤(rùn) 狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。之后,進(jìn)行與實(shí)施例1相同的交聯(lián)操作。
[0277] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為255WI1。
[027引[比較例2]
[02巧]將二乙酸纖維素[L-70(商品名稱)、平均聚合度約190、Daicel Coloration.制] 12g溶解于80mL的二氯甲燒和甲醇20mL的混合溶劑中,制備出9質(zhì)量%濃度的二乙酸纖維素 溶液。
[0280] 在所得到的二乙酸纖維素溶液中添加1-辛醇[Wako Pure Qiemical Industries, Ltd.制]而制備出混合溶液。將所得到的混合溶液添加到預(yù)先投入到圓底燒瓶中的約5質(zhì) 量%濃度的含有明膠水性介質(zhì)400mL中,W15化pm的攬拌速度進(jìn)行攬拌而制備懸浮液,將所 得到的懸浮液加熱到35°C,維持35°C的溫度且繼續(xù)攬拌,從而使包含于懸浮粒子中的二氯 甲燒蒸發(fā)并去除。
[0281] 將所得到的懸浮液中的固體成分進(jìn)行吸附過(guò)濾,將所殘留的水性介質(zhì)等進(jìn)行分離 去除而得到二乙酸纖維素球狀粒子。用甲醇清洗并去除含有在所得到的二乙酸纖維素球狀 粒子中所包含的醇的稀釋劑。
[0282] 將清洗后的二乙酸纖維素球狀粒子在含有甲醇10容量%的2摩爾/L(升)濃度的氨 氧化鋼水溶液250mL中進(jìn)行皂化。
[0283] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)10.?的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式 測(cè)定的體積平均粒徑為480WI1。
[0284] [纖維素多孔質(zhì)粒子的評(píng)價(jià)]
[0285] 按照W下基準(zhǔn)對(duì)所得到的實(shí)施例1~13、比較例1~2的纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行了 評(píng)價(jià)。在下述表1~表3中示出結(jié)果。
[0286] 1.體積平均粒徑的測(cè)定
[0287] 對(duì)于實(shí)施例及比較例中所得到的各纖維素多孔質(zhì)粒子,使用分別隨機(jī)選擇的1000 個(gè)纖維素多孔質(zhì)粒子的水分散物,由已述方法拍攝光學(xué)顯微鏡照片并作為電子數(shù)據(jù)進(jìn)行保 存,并使用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所制軟件ImageJ算出體積平均粒徑。
[028引 2.細(xì)孔徑的測(cè)定
[0289] 2-1.凍結(jié)干燥粒子的制作
[0290] 將在實(shí)施例及比較例中得到的水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子,在50容量%乙醇 水溶液、70容量%乙醇水溶液、95容量%乙醇水溶液及100容量%乙醇中依次進(jìn)行取代處 理,進(jìn)而將乙醇取代為叔下醇之后進(jìn)行凍結(jié)(-18°CW下),之后,通過(guò)凍結(jié)干燥而得到細(xì)孔 測(cè)定用凍結(jié)干燥粒子。
[0291] 2-2.表面細(xì)孔形狀的撮影
[0292] 對(duì)所得到的凍結(jié)干燥粒子實(shí)施基于餓的蒸鍛處理W進(jìn)行拍攝,并拍攝了經(jīng)過(guò)蒸鍛 處理的纖維素多孔質(zhì)粒子的掃描式電子顯微鏡(SEM)圖像(倍率:200倍及3萬(wàn)倍)。
[0293] 圖1是W倍率200倍拍攝的在實(shí)施例10中得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的掃描式電子 顯微鏡照片,圖2是W倍率3萬(wàn)倍拍攝的在實(shí)施例10中得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的掃描式電 子顯微鏡照片。通過(guò)掃描式電子顯微鏡照片可知所得到的凍結(jié)干燥粒子為球形粒子且內(nèi)部 具有微細(xì)的細(xì)孔。
[0294] 2-3.平均細(xì)孔徑、最大細(xì)孔徑及比表面積的測(cè)定
[02巧]使用所得到的凍結(jié)干燥粒子,并通過(guò)使用了 shimadzu corporat ion制、 Micromeritics細(xì)孔分布測(cè)定裝置Auto化re9520形(商品名稱)的壓隸法而實(shí)施了細(xì)孔分 布分析。
[0296] W容量5mL的單元量取纖維素多孔質(zhì)粒子的凍結(jié)干燥粒子試料約0.05g,在初始?jí)?約為化化下進(jìn)行了測(cè)定。采用所算出的平均直徑作為平均細(xì)孔徑。在所得到的細(xì)孔分布中, 將檢測(cè)到的最大的細(xì)孔徑的值作為最大細(xì)孔徑。并且,通過(guò)所得到的細(xì)孔分布計(jì)算每單位 質(zhì)量的表面積,將所得到的值設(shè)為纖維素多孔質(zhì)粒子的比表面積。
[0 巧 7][表1]
[029引
[0299][表 2]
[0302]
[0303] 從表1~表3的結(jié)果可知,通過(guò)本發(fā)明的制造方法而得到的纖維素多孔質(zhì)粒子具有 微細(xì)的細(xì)孔且比表面積較大,因此可W適當(dāng)?shù)厥褂糜谏V載體、過(guò)濾材料等各種用途。
[0304] 另一方面,可知由比較例的方法得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的粒徑、細(xì)孔徑均比實(shí) 施例大,且比表面積較小。
[0305] [實(shí)施例14]
[0306] 使用將結(jié)晶性纖維素粉末比C Flock W-300G(商品名稱)、平均聚合度370、NIPP0N PAP邸INDUSTRIES CO.,LTD.制]1.5g添加到60質(zhì)量%的漠化裡水溶液50g中,并在110°C下 加熱溶解而得到的纖維素溶液,從溶液制備工序到清洗工序,W與實(shí)施例1相同的方式得到 濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。
[0307] 用乙醇對(duì)清洗工序后的多孔質(zhì)粒子進(jìn)行溶劑取代之后,進(jìn)一步進(jìn)行用叔下醇對(duì)乙 醇進(jìn)行溶劑取代的處理,之后,在-18°CW下進(jìn)行凍結(jié),得到通過(guò)常規(guī)方法進(jìn)行凍結(jié)干燥的 干燥多孔質(zhì)粒子。由已述方法測(cè)定了殘留于所得到的干燥多孔質(zhì)粒子中的裡離子、漠離子 的含量,裡離子的含量在干燥多孔質(zhì)粒子每化g中為40mmol,漠離子的含量在干燥多孔質(zhì)粒 子每1kg中為46mmol。
[0308] (交聯(lián)工序)
[0309] 在清洗工序后的濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子lOg中添加0.5摩爾的氨氧化鋼水溶液 10血,在45°C下經(jīng)10分鐘進(jìn)行加熱之后,添加棚氨化鋼(Wako Pure Chemical Industries, 1^1(1.制)2〇111旨、作為交聯(lián)劑的環(huán)氧氯丙烷(胖曰4〇化'6化6111;[。曰11]1山13付163,1^1(1.制)10血, 并在45°C下反應(yīng)3小時(shí),在多孔質(zhì)粒子中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0310] 之后,將包含形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的凝固粒子的反應(yīng)液進(jìn)行吸附過(guò)濾,從而分取了形 成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多孔質(zhì)粒子。實(shí)施對(duì)所得到的多孔質(zhì)粒子用蒸饋水lOOmL進(jìn)行2次水洗處理 的清洗工序,得到水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0311] 將所得到的水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子,W與得到干燥多孔質(zhì)粒子的方式相 同的方式進(jìn)行凍結(jié)干燥,得到經(jīng)過(guò)凍結(jié)干燥的纖維素多孔質(zhì)粒子。所得到的干燥纖維素多 孔質(zhì)粒子W干燥質(zhì)量計(jì)為〇.6g。^與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定的纖維素多孔質(zhì)粒子的體積 平均粒徑為85皿。
[0312] [實(shí)施例15~實(shí)施例25]
[0313] 將交聯(lián)工序中的交聯(lián)劑從=徑甲基丙烷=縮水甘油酸替換為環(huán)氧氯丙烷,且作為 得到干燥纖維素多孔質(zhì)粒子的干燥方法,替換為進(jìn)行丙酬取代且W4(TC加熱5小時(shí),并W與 實(shí)施例14相同的方式通過(guò)凍結(jié)干燥進(jìn)行了干燥,除此W外,W與實(shí)施例2~實(shí)施例12相同的 方式得到實(shí)施例15~實(shí)施例25的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0314] [實(shí)施例26]
[0315] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二甲苯替換為二氯苯,除此W外, W與實(shí)施例14相同的方式制備分散物,并W與實(shí)施例14相同的方式冷卻至室溫(25°C)。之 后,通過(guò)吸附過(guò)濾而去除大部分分散介質(zhì),并將分散相浸潰于作為凝固溶劑的蒸饋水250mL 中經(jīng)10分鐘輕輕地?cái)埌?,從而形成分散相凝固的多孔質(zhì)粒子。將包含多孔質(zhì)粒子的分散物 吸附過(guò)濾而去除分散介質(zhì),接著,用甲醇lOOmL將經(jīng)過(guò)分取的多孔質(zhì)粒子進(jìn)行清洗,通過(guò)吸 附過(guò)濾而得到多孔質(zhì)粒子。
[0316] 之后,W與實(shí)施例14相同的方式進(jìn)行清洗工序及交聯(lián)工序,得到纖維素多孔質(zhì)粒 子。
[0317] 得到W干燥質(zhì)量計(jì)〇.8g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定的體 積平均粒徑為75皿。
[031引[比較例3]
[0319] 使用將結(jié)晶性纖維素粉末比C Flock W-300G(商品名稱)、平均聚合度370、NIPP0N PAP邸INDUSTRIES CO.,LTD.制]1.5g添加到60質(zhì)量%的漠化裡水溶液50g中,并在110°C下 加熱溶解而得到的纖維素溶液,從溶液制備工序至清洗工序,W與比較例1相同的方式得到 濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。
[0320] 將多孔質(zhì)粒子進(jìn)行吸附過(guò)濾而去除分散介質(zhì),接著,用甲醇lOOmL進(jìn)行清洗,并通 過(guò)吸附過(guò)濾得到濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。將所得到的多孔質(zhì)粒子放入燒杯中,實(shí)施了添加 蒸饋水lOOmL并攬拌30分鐘的水洗處理。攬拌時(shí)使用了四氣乙締制攬拌葉片。攬拌后通過(guò)吸 附過(guò)濾而去除了清洗水。將至此的水洗處理設(shè)為1次,在此實(shí)施了 2次水洗處理。去除所殘留 的溶劑及鹽,得到被清洗的濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。
[0321] 之后,對(duì)所得到的多孔質(zhì)粒子,W與實(shí)施例14相同的方式進(jìn)行交聯(lián)工序,W與實(shí)施 例14相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0322] 得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.5g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定的體 積平均粒徑為255WI1。
[0323] [纖維素多孔質(zhì)粒子的評(píng)價(jià)]
[0324] 對(duì)所得到的實(shí)施例14~26、比較例3的纖維素多孔質(zhì)粒子,按照W下基準(zhǔn)評(píng)價(jià)了彈 性模量。并且,通過(guò)已述方法測(cè)定出在交聯(lián)工序之前且清洗工序之后的干燥多孔質(zhì)粒子中 所包含的裡離子及漠離子的含量。
[0325] 并且,W與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定出纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑、比表面 積、平均細(xì)孔徑、最大細(xì)孔徑。
[0326] 在下述表4~表6中示出評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0327] [彈性模量]
[03巧]使用微小硬度計(jì)(Fischer Inshuments K.K.制微少硬度計(jì)Fischer Scope(注冊(cè) 商標(biāo))歷2000:商品名稱),并使用200皿角平面壓頭,W壓縮速度1皿/s測(cè)定出所得到纖維素 多孔質(zhì)粒子的彈性模量。彈性模量按照已述"彈性模量的測(cè)定方法"而測(cè)定出。
[0329] 有關(guān)使用了微小硬度計(jì)的彈性模量的測(cè)定,替換纖維素多孔質(zhì)粒子的水分散物對(duì) 不同的試料進(jìn)行10次試驗(yàn),采用將所得到的彈性模量進(jìn)行算術(shù)平均的值作為本說(shuō)明書中的 纖維素多孔質(zhì)粒子的彈性模量。
[0330] 下述表4~表6中示出結(jié)果。
[0;33。[表 4]
[0336]
[0337] 從表4~表6的結(jié)果可知,通過(guò)本發(fā)明的制造方法而得到的實(shí)施例14~實(shí)施例26的 纖維素多孔質(zhì)粒子具有微細(xì)的細(xì)孔,比表面積較大且最大細(xì)孔徑較小。并且,彈性模量為 8MPaW上且機(jī)械強(qiáng)度也良好,因此可W適當(dāng)?shù)厥褂糜谏V載體、過(guò)濾材料等各種用途。
[0338] 另一方面,可知通過(guò)在制備纖維素溶液時(shí)使用硫氯酸巧的比較例3的方法得到的 纖維素多孔質(zhì)粒子,即使形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu),機(jī)械強(qiáng)度也不充分,細(xì)孔徑比實(shí)施例大且比表面 積小。
[0339] 并且,可知關(guān)于纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度,相對(duì)于實(shí)施例14,纖維素使用量較 多的實(shí)施例18、使用了聚合度更高的纖維素的實(shí)施例19、作為分散介質(zhì)而使用橄攬油的實(shí) 施例23更佳。
[0340][實(shí)施例27]
[0%1](纖維素溶液制備工序)
[0;342] 將結(jié)晶性纖維素粉末[CE0LUS(注冊(cè)商標(biāo))PH-101、平均聚合度220、Asahi Kasei Corporation.制]2.5g添加到60質(zhì)量%的漠化裡水溶液50g中,在110°C下進(jìn)行加熱溶解而 制備出纖維素溶液。
[0343] (分散物制備工序)
[0344] 作為分散介質(zhì),在作為有機(jī)分散介質(zhì)的二氯苯270mL中溶解作為表面活性劑的山 梨糖醇酢單油酸醋kpanSO:商品名稱、Wako化re Qiemical 1]1(1113化1日3,1^1(1.制]0.3邑而 審恪出分散介質(zhì)。接著,將所得到的分散介質(zhì)加熱到125°C,在被加熱到125°C的分散介質(zhì)中 添加預(yù)先加熱到ll〇°C的上述纖維素溶液,并W轉(zhuǎn)速4(K)巧m進(jìn)行了攬拌。將分散介質(zhì)的溫度 維持125 °C,并繼續(xù)維持?jǐn)埌?0分鐘,得到分散物。
[0345] (纖維素凝固工序)
[0346] 將所得到的分散物經(jīng)約1小時(shí)冷卻至室溫(25°C)(冷卻速度:1.7°C/分鐘)。冷卻之 后,W維持轉(zhuǎn)速4(K)rpm的狀態(tài)繼續(xù)攬拌分散物,經(jīng)10分鐘滴落作為凝固溶劑的甲醇250mL, 使分散物中的分散相凝固。
[0347] 將包含分散相的凝固物的分散物進(jìn)行吸附過(guò)濾而去除分散介質(zhì),接著,用甲醇 lOOmL進(jìn)行清洗,并通過(guò)吸附過(guò)濾而得到濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子。
[0348] (清洗工序)
[0349] 如下進(jìn)行清洗工序,將所得到的濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子放入燒杯中,添加蒸饋水 lOOmL攬拌30分鐘而進(jìn)行水洗處理。攬拌時(shí)使用了四氣乙締制攬拌葉片。攬拌之后通過(guò)吸附 過(guò)濾而去除了清洗水。將至此的水洗處理設(shè)為1次,在此實(shí)施了 2次水洗處理。去除所殘留的 溶劑及鹽,得到包含濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素的凝固粒子。
[0350] (交聯(lián)工序)
[0351] 在濕潤(rùn)狀態(tài)的多孔質(zhì)粒子lOg中添加0.5摩爾的氨氧化鋼水溶液lOmL,在45°C下加 熱10分鐘之后,添加棚氨化鋼(Wako化re化emical Indus1:;ries,Ltd.制)20mg、作為交聯(lián) 劑的環(huán)氧氯丙烷(Wako Pure Qiemical Indust;ries,Ltd.制)10血,在45°C下反應(yīng)3小時(shí),得 到在多孔質(zhì)粒子中形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0352] 之后,將包含形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子的反應(yīng)液進(jìn)行吸附過(guò)濾而分取 了形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的纖維素多孔質(zhì)粒子。對(duì)所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子用蒸饋水lOOmL清 洗2次,得到水濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素多孔質(zhì)粒子。對(duì)濕潤(rùn)狀態(tài)的纖維素粒子通過(guò)已述方法實(shí)施 凍結(jié)干燥并制作了凍結(jié)干燥粒子,W干燥質(zhì)量計(jì)為l.lgnW與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定了所 得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑,為186WI1。
[03對(duì)[實(shí)施例28]
[0354] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即二氯苯替換為液體石蠟,將凝固工 序中的凝固溶劑即甲醇替換為四氨巧喃,除此W外,W與實(shí)施例27相同的方式得到纖維素 多孔質(zhì)粒子。
[0355] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.2g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為7祉m。
[0356][實(shí)施例29]
[0357] 除了不實(shí)施交聯(lián)工序W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0358] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)l.lg的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為86WI1。
[0359] [實(shí)施例30]
[0360] 除了重復(fù)實(shí)施2次交聯(lián)工序W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒 子。
[0361] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.3g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為80WI1。
[036^ [實(shí)施例別]
[0363] 將在纖維素溶液制備工序中使用的結(jié)晶性纖維素粉末的使用量從2.5g變更為 1.5g,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0364] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)0.7g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為46WI1。
[0365] [實(shí)施例劇
[0366] 將在纖維素溶液制備工序中使用的結(jié)晶性纖維素粉末的使用量從2.5g變更為 3.5g,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0367] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.8g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為94WI1。
[03側(cè)[實(shí)施例3引
[0369] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即液體石蠟替換為橄攬油,并將凝固 工序中的凝固溶劑即四氨巧喃替換為丙酬,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維 素多孔質(zhì)粒子。
[0370] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.3g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為95WI1。
[037。[實(shí)施例:M]
[0372] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即液體石蠟替換為香油,并將凝固工 序中的凝固溶劑即四氨巧喃替換為丙酬,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素 多孔質(zhì)粒子。
[0373] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.2g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為126WI1。
[0374] [實(shí)施例35]
[0375] 將在分散物制備工序中使用的有機(jī)分散介質(zhì)即液體石蠟替換為菜巧油,并將凝固 工序中的凝固溶劑即四氨巧喃替換為丙酬,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維 素多孔質(zhì)粒子。
[0376] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)l.lg的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為142皿。
[0377] [實(shí)施例36]
[037引在清洗工序中,將水洗處理的次數(shù)從2次替換為5次,除此W外,W與實(shí)施例28相同 的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0379] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.3g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為74WI1。
[0380] [實(shí)施例37]
[0381] 在清洗工序中,將水洗處理的次數(shù)從2次替換為1次,除此W外,W與實(shí)施例28相同 的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0382] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)l.lg的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為82WI1。
[038;3][實(shí)施例 38]
[0384] 在清洗工序中,將水洗處理的次數(shù)從2次替換為1次,進(jìn)而將1次水洗處理中使用的 蒸饋水的量從lOOmL替換為50mL,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒 子。
[0385] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)l.Og的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為84WI1。
[0386] [實(shí)施例39]
[0387] 在清洗工序中,將水洗處理的次數(shù)從2次替換為1次,進(jìn)而將1次清洗處理中使用的 蒸饋水的量從lOOmL替換為lOmL,除此W外,W與實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒 子。
[0388] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.3g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為85WI1。
[0389] [實(shí)施例40]
[0390] 清洗工序不在交聯(lián)工序之前實(shí)施,而是在交聯(lián)工序結(jié)束之后實(shí)施,除此W外,W與 實(shí)施例28相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0391] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)1.2g的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為89WI1。
[0392] [實(shí)施例41]
[0393] 清洗工序不在交聯(lián)工序之前實(shí)施,而是在交聯(lián)工序結(jié)束之后實(shí)施,除此W外,W與 實(shí)施例27相同的方式得到纖維素多孔質(zhì)粒子。
[0394] 其結(jié)果,得到W干燥質(zhì)量計(jì)l.lg的纖維素多孔質(zhì)粒子。W與實(shí)施例1相同的方式測(cè) 定的體積平均粒徑為184WI1。
[0%5][纖維素多孔質(zhì)粒子的評(píng)價(jià)]
[0396] 對(duì)所得到的實(shí)施例27~實(shí)施例41的纖維素多孔質(zhì)粒子,W與實(shí)施例14相同的方式 測(cè)定了彈性模量、交聯(lián)工序之前且清洗工序之后的干燥多孔質(zhì)粒子中所包含的裡離子及漠 離子的含量。
[0397] 并且,W與實(shí)施例1相同的方式測(cè)定了纖維素多孔質(zhì)粒子的體積平均粒徑、比表面 積、平均細(xì)孔徑、最大細(xì)孔徑。
[039引在下述表7~表9中示出評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0399][表 7]
[0404]
[0405] 從表7~表9的結(jié)果可知,通過(guò)本發(fā)明的制造方法而得到的實(shí)施例27~實(shí)施例41的 纖維素多孔質(zhì)粒子具有微細(xì)的細(xì)孔,比表面積較大且最大細(xì)孔徑較小。所得到的纖維素多 孔質(zhì)粒子的彈性模量均為8MPaW上,機(jī)械強(qiáng)度也良好,因此可適當(dāng)?shù)厥褂糜谏V載體、過(guò)濾 材料等各種用途。
[0406] 并且,關(guān)于纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度,通過(guò)實(shí)施例28與實(shí)施例36~實(shí)施例39 的對(duì)比確認(rèn)到,在清洗工序中,通過(guò)充分實(shí)施水洗處理并降低交聯(lián)工序之前的多孔質(zhì)粒子 中所包含的裡離子及漠離子的含量,能夠進(jìn)一步提高所得到的纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng) 度。由實(shí)施例28與實(shí)施例30的對(duì)比可知,通過(guò)進(jìn)行2次交聯(lián)工序也能夠進(jìn)一步提高機(jī)械強(qiáng) 度。
[0407]關(guān)于清洗工序,由實(shí)施例27與實(shí)施例41、實(shí)施例28與實(shí)施例40的對(duì)比可知,從更能 夠提高纖維素多孔質(zhì)粒子的機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮,在交聯(lián)工序之前實(shí)施清洗工序比交聯(lián)工 序之后實(shí)施清洗工序更有效。
[040引 2014年3月12日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-049274公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)參考被引用于 本說(shuō)明書中。
[0409]在本說(shuō)明書中記載的全部文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),與具體且分別記載了通過(guò) 參考的形式引用于各文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況相同程度地W參考的形式引用于本 說(shuō)明書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其包括: 纖維素溶液制備工序,將纖維素溶解于溴化鋰水溶液中而制備纖維素溶液; 分散物制備工序,使所述纖維素溶液分散于有機(jī)分散介質(zhì)中而制備纖維素溶液分散 物;及 凝固工序,將所述纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻并添加凝固溶劑,從而使所述纖維素溶 液分散物中的纖維素凝固而得到多孔質(zhì)粒子。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包括清洗工序,該工序中清洗經(jīng)過(guò)所述凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包括交聯(lián)工序,該工序中在經(jīng)過(guò)所述凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 在所述交聯(lián)工序之前和/或之后進(jìn)行所述清洗工序。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 在所述交聯(lián)工序之前進(jìn)行所述清洗工序。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 所述清洗工序?yàn)槭顾龆嗫踪|(zhì)粒子的干燥質(zhì)量lkg中含有的鋰離子及溴離子的含量分 別成為800mmo 1以下的工序。7. 根據(jù)權(quán)利要求3~6中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 所述交聯(lián)工序?yàn)樵诮?jīng)過(guò)所述凝固工序而得到的多孔質(zhì)粒子中使用環(huán)氧氯丙烷形成交 聯(lián)結(jié)構(gòu)的工序。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包含于所述溴化鋰水溶液中的溴化鋰的含量為50質(zhì)量%以上且70質(zhì)量%以下。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包含于所述纖維素溶液中的纖維素的含量為1質(zhì)量%以上且15質(zhì)量%以下。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 將所述纖維素溶液分散物進(jìn)行冷卻時(shí)的冷卻速度為〇.2°C/分鐘以上且50°C/分鐘以 下。11. 根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子的制造方法,其中, 包括凍結(jié)干燥工序,該工序中使所述纖維素多孔質(zhì)粒子凍結(jié)干燥而得到凍結(jié)干燥纖維 素多孔質(zhì)粒子。12. -種纖維素多孔質(zhì)粒子,其通過(guò)權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子 的制造方法而得到。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 由通過(guò)微小硬度計(jì)測(cè)定的5%應(yīng)變時(shí)的荷載算出的所述纖維素多孔質(zhì)粒子的彈性模量 為8MPa以上。14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 對(duì)凍結(jié)干燥后的所述纖維素多孔質(zhì)粒子通過(guò)壓汞法進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定得到的平均細(xì)孔徑 為10nm以上且2000nm以下。15. 根據(jù)權(quán)利要求12~14中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 對(duì)凍結(jié)干燥后的纖維素多孔質(zhì)粒子通過(guò)壓汞法進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定得到的比表面積為 140m2/g 以上。16. 根據(jù)權(quán)利要求12~15中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 體積平均粒徑為Ιμηι以上且2000μηι以下。17. 根據(jù)權(quán)利要求12~16中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 將所述纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行干燥而得到的干燥粒子lkg中含有的鋰離子含量為 0 · 000 lmmo 1 以上且 1 OOmmo 1 以下。18. 根據(jù)權(quán)利要求12~17中任一項(xiàng)所述的纖維素多孔質(zhì)粒子,其中, 將所述纖維素多孔質(zhì)粒子進(jìn)行干燥而得到的干燥粒子lkg中含有的溴離子含量為 0 · 000 lmmo 1 以上且 1 OOmmo 1 以下。
【文檔編號(hào)】C08J3/16GK106062055SQ201580011073
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月27日 公開(kāi)號(hào)201580011073.3, CN 106062055 A, CN 106062055A, CN 201580011073, CN-A-106062055, CN106062055 A, CN106062055A, CN201580011073, CN201580011073.3, PCT/2015/55993, PCT/JP/15/055993, PCT/JP/15/55993, PCT/JP/2015/055993, PCT/JP/2015/55993, PCT/JP15/055993, PCT/JP15/55993, PCT/JP15055993, PCT/JP1555993, PCT/JP2015/055993, PCT/JP2015/55993, PCT/JP2015055993, PCT/JP201555993
【發(fā)明人】德岡伸介, 堀律子
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社