JP5597204B2 - 気相グラフティングによってヒドロキシル化された表面のコーティング - Google Patents
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Description
a)ヒドロキシル化された表面を有する物質を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップであって、
アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・OTf、
・OMs、
・混合炭酸無水物、
・混合酸無水物、
・イミダゾリウム
R1(acy)、R2(acy)およびR3(acy)は、H、150未満の分子量を有するアリール、アルキルおよびアルケニル基から選択され、
アルキル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・Tf(トリフルオロメチルスルホニル)
・およびMs(メチルスルホニル)を含めたスルホネート、ならびに
・OCOR4
R4は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基であり
R1(alk)、R2(alk)およびR3(alk)は、H、150未満の分子量を有するアルキル、アリール、フルオロアルキル、およびアルケニル基から選択され、
シリル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン
・OSO2R4、
・NR4R4、および
・OR4
R4は、Hまたは低級アルキル、フルオロアルキルもしくはアルケニル基であり、
R1(sil)、R2(sil)およびR3(sil)は、H、150未満の分子量を有するフェニル、アルキル、およびアルケニル基から選択されるステップと、
c)ヒドロキシル化された表面を有する前記物質を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)表面に、アシル基、シリル基および/またはアルキル基を含む−O−共有結合した残基を含む物質を得るステップと
を含む。
a)セルロースを含む/含有する化合物を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップであって、
アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
アルキル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
シリル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
c)セルロースを含む前記化合物を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)アシル基、シリル基および/またはアルキル基を含む少なくとも1つの残基と−O−共有結合した、セルロースを含む物質を得るステップと
を含む。
例えば、本発明は以下を提供する:
(項目1)
物質のヒドロキシル化された表面を、アシル化、シリル化および/またはアルキル化試薬の群からの少なくとも1つの化合物でコーティングして、アシル基、シリル基および/またはアルキル基を該物質の表面に提供する方法であって、
a)ヒドロキシル化された表面を有する物質を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップであって、
該アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・OTf、
・OMs、
・混合炭酸無水物、
・混合酸無水物、
・イミダゾリウム
R 1(acy) 、R 2(acy) およびR 3(acy) は、H、150未満の分子量を有するアリール、アルキルおよびアルケニル基から選択され、
該アルキル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・TfおよびMsを含めたスルホネート、ならびに
・OCOR 4
R 4 は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基であり
R 1(alk) 、R 2(alk) およびR 3(alk) は、H、150未満の分子量を有するアルキル、アリール、フルオロアルキル、およびアルケニル基から選択され、
該シリル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン
・OSO 2 R 4 、
・NR 4 R 4 、および
・OR 4
R 4 は、Hまたは低級アルキル、フルオロアルキルもしくはアルケニル基であり、
R 1(sil) 、R 2(sil) およびR 3(sil) は、H、150未満の分子量を有するフェニル、アルキル、およびアルケニル基から選択されるステップと、
c)ヒドロキシル化された表面を有する該物質を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される該試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、該試薬を気相に保つステップと、
d)その表面に、アシル基、シリル基および/またはアルキル基を含む−O−共有結合した残基を含む物質を得るステップと
を含む方法。
(項目2)
前記混合炭酸無水物が、式OCO 2 R 4 を有する化合物の群から選択され、R 4 は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基からなる群から選択される、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記混合酸無水物が、式OCOR 4 を有する化合物の群から選択され、R 4 は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基からなる群から選択される、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目4)
前記TfおよびMsを含めたスルホネートが、式OSO 2 R 4 を有する化合物の群から選択され、R 4 は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基からなる群から選択される、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目5)
前記アシル化試薬が、式:
(項目6)
前記アシル化試薬が、式:
(項目7)
前記シリル化試薬が、
(項目8)
前記アルキル化試薬が、以下の式の化合物の群:
(項目9)
前記アルキル化試薬が、
(項目10)
前記試薬が、
(項目11)
前記試薬が塩化メタクリロイル(C 4 H 5 ClO)および/または塩化アクリロイル(C 3 H 3 ClO)である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目12)
ステップc)で前記試薬(複数可)を前記物質と接触させることが乾式プロセスである、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目13)
前記物質が無機起源のものである、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目14)
前記物質が有機起源のものである、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目15)
前記有機起源の物質が前記少なくとも1つの植物に由来する、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目16)
前記物質が、根、茎、葉、花、果実、種子の植物部分から選択される植物部分である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目17)
前記物質が1〜25mmの大きさのものである、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目18)
前記物質が粉末の形態である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目19)
前記物質が、シートの形態またはシート様の全体的な構造である、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目20)
前記アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬または複数の試薬を気体に変換し、これを、担体ガス中で、前記物質を表面コーティングするために十分な時間の間、前記物質を通るように導く、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目21)
前記担体ガスが、窒素、酸素、アルゴンの群から選択される、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目22)
前記コーティングプロセスを200℃未満の温度で行う、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目23)
前記コーティングプロセスを加圧下で行う、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目24)
前記圧力が0.1〜20バールである、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目25)
前記コーティングプロセスを0.2〜50時間の間行う、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目26)
気相の前記反応物質(複数可)を、25mm未満の大きさの物質の体積を通るように導く、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目27)
気相の前記反応物質(複数可)を、前記ガスの全体的な流れが乱流であるように物質の表面の上部に導く、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目28)
気相の前記反応物質(複数可)を再循環させる、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目29)
前記プロセスにおいて前記アシル基、前記シリル基および/または前記アルキル基が前記物質の前記ヒドロキシル化された表面と接続した際に生じるHClを除去する、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目30)
前記HClをゼオライトによって捕捉する、項目29に記載の方法。
(項目31)
前記コーティングした物質が、5〜10バールの範囲、好ましくは10バールの圧力を、少なくとも60秒間、20℃で耐えることができる、前記項目のいずれかに記載の方法。
(項目32)
a)セルロースを含む化合物を提供するステップと、
b)式:
c)セルロースを含む前記化合物を以下の式の化合物と接触させるステップと
(項目33)
前記物質が植物繊維物質であり、前記セルロースを含む化合物が植物繊維である、項目32に記載の方法。
(項目34)
ステップb)の前記化合物のR 1 およびR 2 が、独立して、C 1〜6 アルキルおよび−Hからなる群から選択される、項目32から33のいずれか1項に記載の方法。
(項目35)
ステップb)の前記化合物のR 3 がハロゲン化物である、項目32から35のいずれか1項に記載の方法。
(項目36)
ステップb)の前記化合物のR 3 が塩化物である、項目32から36のいずれか1項に記載の方法。
(項目37)
ステップc)を、1〜50時間の範囲、たとえば2〜25時間の範囲など、たとえば3〜15時間の範囲、たとえば4〜10時間の範囲など、たとえば5〜7時間の範囲などの間行う、項目32から36のいずれか1項に記載の方法。
(項目38)
ステップc)を、50〜110℃の範囲、たとえば60〜100℃の範囲など、たとえば70〜90℃の範囲、たとえば75〜85℃の範囲などの温度で行う、項目32から37のいずれか1項に記載の方法。
(項目39)
項目1から38のいずれかに記載の方法に従って表面コーティングする、表面コーティングした物質。
(項目40)
無機起源のものである、項目39に記載の表面コーティングした物質。
(項目41)
ガラス繊維、シリカゲル、ガラスビーズ、制御された孔のガラス(glas)、スライドガラスの群から選択される、項目39に記載の表面コーティングした物質。
(項目42)
有機起源のものである、項目39に記載の表面コーティングした物質。
(項目43)
植物起源のものである、項目42に記載の表面コーティングした物質。
(項目44)
根、茎、葉、花、果実、種子の植物部分の群から選択される、項目43に記載の表面コーティングした物質。
(項目45)
1〜200,000,000個/平方マイクロメートルに対応するO−連結の度合を有する、項目43に記載の表面コーティングした物質。
(項目46)
項目39から43のいずれかに記載の表面コーティングした物質から生産した物品。
(項目47)
防水である、項目46に記載の物品。
(項目48)
容器、建築材、家具、自動車産業のインテリア、食品貯蔵材料の群から選択される、項目46から47のいずれかに記載の物品。
(項目49)
紙製品である、項目46から47のいずれかに記載の物品。
(項目50)
自動車の部品およびインテリア、クレートおよび箱詰め材料、梁、板、タイル、表面コーティングなどの建築材、キャビネットなどの消費者物品、電子機器用の部品、家具、ランプ部品、コンピュータのケーシング、船の建造物、舗装、配管、航空機の部品、台所用品、ボトルおよび液体容器、食品の容器または器具である、項目46から47のいずれかに記載の物品。
(項目51)
項目39から45のいずれかに記載の表面コーティングした物質を生産するための、項目1から38のいずれかに記載の方法の使用。
(項目52)
項目46から51のいずれかに記載の物品を生産するための、項目38から45のいずれかに記載の表面コーティングした物質の使用。
(項目53)
・反応器、
・試薬(複数可)用の器、
・担体ガス用の器、
・反応器、試薬(複数可)を加熱するための器、および担体ガス用の器を接続するためのチューブおよびパイプ、
・温度制御手段、
・圧力制御手段、ならびに
・ガス流速制御手段
を含む、項目1から38のいずれかに記載の物質を表面コーティングするためのシステム。
(項目54)
・加熱手段、
・出発物質用の容器、
・表面処理した物質用の容器、
・HClを捕捉するための容器、
・試薬および担体ガスの気相をポンピングするためのポンプ、ならびに/または
・表面処理した物質を冷却するおよび/または反応器を出て行くガスを冷却するための冷却器
をさらに含む、項目53に記載のシステム。
(項目55)
・前記コーティングプロセスを行う際に前記物質を撹拌するための撹拌手段、
・該物質を表面コーティングに再循環させるための再循環手段、
・反応器に未処理の(コーティングされていない)物質を供給するための供給手段
をさらに含む、項目53から54のいずれかに記載のシステム。
(項目56)
・1つまたは複数のマグネトロン
をさらに含む、項目53から55のいずれかに記載のシステム。
本発明は、本明細書中の他の箇所に記載のように、ヒドロキシル化された表面を有する物質を、アシル基、シリル基およびまたはアルキル基で表面処理または表面コーティングする方法に関する。共有結合した表面コーティングをもたらすプロセスは、気相のアシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬を用いて行う。
a)セルロースを含む/含有する化合物を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップと、
c)セルロースを含む前記化合物を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)アシル基、シリル基および/またはアルキル基の少なくとも1つの化合物と−O−共有結合した、セルロースを含む物質を得るステップと
を含む。
a)ヒドロキシル化された表面を有する物質を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップであって、
アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・OTf、
・OMs、
・混合炭酸無水物、
・混合酸無水物、
・イミダゾリウム
R1(acy)、R2(acy)およびR3(acy)は、H、150未満の分子量を有するアリール、アルキルおよびアルケニル基から選択され、
アルキル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン、
・TfおよびMsを含めたスルホネート、ならびに
・OCOR4
R4は、低級アルキル、フルオロアルキルまたはアルケニル基であり
R1(alk)、R2(alk)およびR3(alk)は、H、150未満の分子量を有するアルキル、アリール、フルオロアルキル、およびアルケニル基から選択され、
シリル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
・ハロゲン
・OSO2R4、
・NR4R4、および
・OR4
R4は、Hまたは低級アルキル、フルオロアルキルもしくはアルケニル基であり、
R1(sil)、R2(sil)およびR3(sil)は、H、150未満の分子量を有するフェニル、アルキル、およびアルケニル基から選択されるステップと、
c)ヒドロキシル化された表面を有する前記物質を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)表面に、アシル基、シリル基および/またはアルキル基を含む−O−共有結合した残基を含む物質を得るステップと
を含む。
a)物質、たとえばセルロースを含む物質または化合物を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップであって、
アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
アルキル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
あるいは、
シリル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
c)前記物質、たとえばセルロースを含む物質または化合物を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)アシル基、シリル基および/またはアルキル基の少なくとも1つの化合物と−O−共有結合した、物質、たとえばセルロースを含む物質を得るステップと
を含む。
本明細書中に記載するグラフティングプロセスで使用するアシル化試薬またはアシル化剤は、任意の適切な化合物であり得る。好ましいアシル化試薬は、以下の式の化合物の群:
・アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルの群から選択され得る。
本明細書中に記載するグラフティングプロセスで使用するアルキル化試薬またはアルキル化剤は、任意の適切な化合物であり得る。好ましいアルキル化試薬は、以下の式の化合物の群:
・アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルの群から選択され得る。
本明細書中に記載するグラフティングプロセスで使用するシリル化試薬またはシリル化剤は、任意の適切な化合物であり得る。好ましいシリル化試薬は、以下の式の化合物の群:
・アルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルの群から選択され得る。
本明細書中に記載の表面コーティングプロセスで使用するさらに好ましい試薬は、以下の群から選択される。
本発明は、物質を表面処理する方法に関する。物質は任意の物質であり、好ましくは、物質はヒドロキシル化された表面を有する。物質は無機または有機起源のものであり得る。物質は、任意の形態の無機または有機のポリマー物質であり得る。好ましくは、ポリマー物質はセルロースを含む。そのような物質は、好ましくは有機起源のものである。本明細書中に記載の方法に従って表面処理することに適した無機物質の例は、ガラス繊維またはシリカである。植物起源のポリマー物質が好ましい。そのような物質は、植物の任意の部分、たとえば、根、茎、葉、花、果実、種子に由来し得る。
上述のように、本発明は、アシル基、シリル基および/またはアルキル基の少なくとも1つの化合物と−O−共有結合した、セルロース繊維を含む物質を調製する方法に関し、前記方法は、
a)化合物または物質、たとえばセルロースを含む物質または化合物を提供するステップと、
b)アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される少なくとも1つの試薬を提供するステップと、
c)前記化合物または物質、たとえばセルロースを含む物質または化合物を、アシル化試薬、シリル化試薬および/またはアルキル化試薬から選択される前記試薬のうちの少なくとも1つと接触させ、前記試薬を気相に保つステップと、
d)アシル基、シリル基および/またはアルキル基の少なくとも1つの化合物と−O−共有結合した、セルロースを含む物質を得るステップと
を含む。
3−ブロモメチル−3−メチル−オキセタンと臭化ベンジル
塩化アクリロイルと塩化プロピオニル
エピクロロヒドリンと臭化シクロヘキシル
塩化メタクリロイルとクロロギ酸エチル
塩化メタクリロイルと臭化アリル
ガラス繊維気相誘導体化に有用な試薬の組合せの例:
4−ビニルベンジルジメチルクロロシランとトリ−ブチルクロロシラン
Tert−ブチル−ジフェニルクロロシランとトリス−(3メチルオキセタニルメチル)クロロシラン(clorosilane)
好ましくは、表面コーティングするべき物質、たとえばセルロースを含む物質は、表面コーティングプロセスの全体にわたって固体状態である。
a)セルロースを含む化合物を提供するステップと、
b)式:
セルロース表面上のヒドロキシルの密度は2*10^16個のヒドロキシル基/cm2であると推定されている。したがって、誘導体化の度合はそれ未満の任意の値に対応すると予測され、パーセンテージに変換する。
本発明による表面コーティングした物質、たとえば表面コーティングしたポリマー物質は、いくつかの異なる用途に有用である。ポリマー物質の1つの好ましい使用は液体用の容器である。別の好ましい使用は、特に防水梱包材を必要とする食品のための食品梱包材用である。さらに好ましい使用は、紙製品、特に紙製品が撥水または防水である必要がある製品用である。
一態様では、本発明は、本明細書中に記載の物質を表面コーティングするためのシステムに関し、システムは、
・反応器、
・試薬(複数可)用の器、
・担体ガス用の器、
・反応器、試薬(複数可)を加熱するための器、および担体ガス用の器を接続するためのチューブおよびパイプ、
・温度制御手段、
・圧力制御手段、ならびに
・ガス流速制御手段
を含む。
・加熱手段、
・出発物質用の容器、
・表面処理した物質用の容器、
・HClを捕捉するための容器、
・試薬および担体ガスの気相をポンピングするためのポンプ、ならびに/または
・表面処理した物質を冷却するおよび/または反応器を出て行くガスを冷却するための冷却器
をさらに含む。
・コーティングプロセスを行う際に物質を撹拌するための撹拌手段、
・物質を表面コーティングに再循環させるための再循環手段、
・反応器に未処理の(コーティングされていない)物質を供給するための供給手段
をさらに含む。
図1は、液相または気相で行うメタクリロイル化反応の模式図を示す。溶液中で行う反応の模式図を図1aに示す。気相中で行う対応する反応の模式図を図1bに示す。例ではセルロースと塩化メタクリロイルとの間の反応を示すが、セルロースを含む植物繊維を用いて同様の反応を行い得る。本明細書中に記載の化合物などの、塩化メタクリロイルに類似の他の化合物を用いて、同様の反応を行うことができる。
好ましい実施形態では、本明細書中で上述したグラフティングプロセスは、グラフティングプロセスを行う間に表面コーティングする物質を溶液に供さずに行う。
PEGA=ポリエチレングリコールポリアクリルアミド樹脂
HMBA=ヒドロキシメチル安息香酸
TBTU=O(1H−ベンゾトリアゾール(benzotrizol)−1−イル)1,1,3,3−テトラメチル−ウロニウムテトラフルオロボレート、CAS番号125700−67−6
DIEA=ジ−イソプロピルエチルアミン。
DCM=ジクロロメタン
DMF=NN’ジメチルホルムアミド(dimethylforamide)。
TIPS=トリイソプロピルシラン
LCMS=液体クロマトグラフィー、質量分析
HPLC=高圧液体クロマトグラフィー。
TFA=トリフルオロ酢酸
実施例1
溶液中のアクリロイル化:参照物質の調製
Edgar K.J.,Arnold K.M.,Blount W.W.,Lawniczak,J.E.,Lowman D.W.Macromolecules 1995,28,4122−4128に記載の可溶性セルロースアセトアセテートを合成する手順に類似の手順を用いて、溶液中のアクリロイル化を行った。
本明細書中に記載の気相グラフティング技法によって表面コーティングした物質を用いて生産した物質のシート、たとえばポリマーシートを、以下に記載のレオロジー試験に使用し得る。
本明細書中に記載の気相グラフティング技法によって表面コーティングした物質から調製した物質のシート、たとえばポリマーシートを、のこぎり機を使用することによって、試験のために円板の形状に切断する。これらの円板を、平行板型レオメーター、Nippon Rheology Ki−Ki Co.Ltd.からのNRM−2000上で試験する。板の半径はR=2×1cmである。試験は、0×031〜37×7rad/秒と変動する様々な角周波数で実施する。すべての測定値は185℃で採る。ひずみ振幅は10%で一定に保つ。試料の振動する流れに適用する安定した剪断速度は、0×01、0×05、0×1、0×5および1×0秒−1として5つのステップで変動させる。
実施例3a
蒸気相メタクリロイル化
実施例1に記載の方法を使用する代わりに、物質、たとえば植物繊維物質および植物物質のチップまたは粉末物質は、蒸気相反応によっても調製し得る。
蒸気相メタクリロイル化:時間経過。
実験室スケールのリアクターでのメタクリロイル化。
流動床リアクターでの大スケールのメタクリロイル化。
マイクロ波条件下での繊維の気相メタクリロイル化。
セルロース繊維の表面上の二重結合の推定:メタクリロイル化の度合。
上記実施例で調製した色素中の遊離チオール基は表面修飾した大麦わらまたはセルロース上の二重結合と反応する。これは、非修飾の繊維/セルロースと比較して増加した蛍光を与える。蛍光強度は、蛍光顕微鏡下で画像からの相対蛍光値を記録することによって画像ソフトウェアMetamorphを用いて測定する。
生分解性の研究
プラスチック製品中のポリマー材料および他の有機構成成分の生分解が起こることができるかどうかを決定するため、ならびに任意選択で分解機構の理解を向上するために、試験を行う。
試験方法D5209(Sturm試験)。この水性試験方法では、通気し、ホモジナイズし、静置した、活性下水汚泥の新鮮な試料を使用する。上清を接種材料として使用する。これは、主に中温条件下で迅速な生分解を促進する混合細菌集団を含有する。試験物質の代謝によりCO2が生じ、これをアルカリ溶液で捕捉し、滴定によって定量する。別段に示さない限りは、試験の長さは30日間である。しかし、培地に再度接種した場合は、延長した試験の長さで試験を行うことが可能である。肯定的な結果(30日後に理論的なCO2の少なくとも60%の回収)により、物質が堆肥化環境中でも生分解されることが示される。
土壌接触試験(試験方法D5988)。この静的試験では、定義された砂/土壌/成熟堆肥マトリックスを用いて中温性および好熱性の細菌および真菌の共同体を提供する。生分解はSturm試験に類似の様式で測定し、気体状炭素(CO2)に変換された物質炭素の量に基づく。容易に生分解される物質は30〜60日間でスクリーニングすることができる。60日後に理論的なCO2の60%+が回収されることが、肯定的な結果とみなされる。陰性の結果が好熱性の堆肥化条件下で確認されるはずである(試験方法D5338)。
以下の試験方法を使用して、堆肥化環境でのポリマー物質の生分解速度を確立する。
土壌埋没試験
試験するポリマー物質を、標準の篩にかけた土壌を用いて実験室で調製した土壌床に埋める。土壌床は、通常、使用前に4週間まで調整し、活性微生物叢を促進するために有機肥料を補給し得る。試料を含有する土壌床を一定温度で28日間〜6カ月間インキュベーションする。水分含量は30〜40%に設定する。重量損失、機械的強度の変化または表面損傷を評価するための微視的検査などのその特性の変化を評価するため、および微生物成長の存在および性質を探すために、試料を取り出す。
メタクリロイル化
図1bは、本発明によるメタクリロイル化の好ましい方法の反応スキームを示す。
Claims (19)
- 植物繊維物質を、少なくとも1つのアシル化試薬でコーティングして、アシル基を該物質の表面に提供する方法であって、該方法は、乾式プロセスであり、
a)粉砕された植物繊維からなる植物繊維物質を提供するステップと、
b)少なくとも1つのアシル化試薬を提供するステップであって、
該アシル化試薬は、以下の式の化合物の群から選択され:
Xは、以下からなる群から選択され:
・ハロゲン、
・混合炭酸無水物、
・混合酸無水物、
該アシル化試薬のR1、R2およびR3は、H、C1−3アルキルおよびC1−3アルケニル基から選択され、
nは0〜3であるステップと、
c)該植物繊維物質を、該アシル化試薬と接触させ、該試薬を気相に保つステップと、
d)その表面に、アシル基を含む−O−共有結合した残基を含む物質を得るステップとを含む方法。 - 前記試薬が塩化メタクリロイル(C4H5ClO)および/または塩化アクリロイル(C3H3ClO)である、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- ステップc)で前記試薬(複数可)を前記物質と接触させることが乾式プロセスである、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記植物繊維物質が、根、茎、葉、花、果実および種子の植物部分から選択される植物の部分である、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記アシル化試薬を気体に変換し、これを、担体ガス中で、前記物質を表面コーティングするために十分な時間の間、前記物質を通るように導く、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- 前記担体ガスが、窒素、酸素、アルゴンの群から選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記プロセスにおいて前記アシル基が前記物質の植物繊維と接続した際に生じるHClを除去する、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 前記HClをゼオライトによって捕捉する、請求項9に記載の方法。
- ポリマーネットワークを調製する方法であって、該方法は、
a.請求項1から11のいずれか一項に記載の方法にしたがってコーティングされた物質を調製するステップと
b.ラジカル重合または陰イオンもしくは陽イオンに触媒される開環重合によって形成されたポリマーネットワーク内に前記植物繊維物質を固着するステップと
を含む、方法。 - 製品を調製する方法であって、該方法は、
a.請求項1から11のいずれか一項に記載の方法にしたがってコーティングされた物質を調製するステップと
b.前記物質をプラスチックと混合するステップと
c.それを製品へと形成するステップと
を含む、方法。 - 請求項1から11のいずれかに記載の方法に従って表面コーティングする、表面コーティングした物質。
- 請求項14に記載の表面コーティングした物質から生産した物品。
- 防水である、請求項15に記載の物品。
- 容器、建築材、家具、自動車産業のインテリア、食品貯蔵材料の群から選択される、請求項15から16のいずれかに記載の物品。
- 紙製品である、請求項15から16のいずれかに記載の物品。
- a.反応器、
b.試薬(複数可)用の器、
c.担体ガス用の器、
d.反応器、試薬(複数可)を加熱するための器、および担体ガス用の器を接続するためのチューブおよびパイプ、
e.温度制御手段、
f.圧力制御手段、ならびに
g.ガス流速制御手段
を含む、請求項1から11のいずれかに記載の方法によって物質を表面コーティングするためのシステムであって、該システムは必要に応じて、
h.加熱手段、
i.出発物質用の容器、
j.表面処理した物質用の容器、
k.HClを捕捉するための容器、
l.試薬および担体ガスの気相をポンピングするためのポンプ、ならびに/または
m.表面処理した物質を冷却するおよび/または反応器を出て行くガスを冷却するための冷却器
をさらに含み、該システムは必要に応じて、
n.前記コーティングプロセスを行う際に前記物質を撹拌するための撹拌手段、
o.該物質を表面コーティングに再循環させるための再循環手段、
p.反応器に未処理の(コーティングされていない)物質を供給するための供給手段
をさらに含み、該システムは必要に応じて、
q.1つまたは複数のマグネトロン
をさらに含む、システム。
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