JP6905268B2 - Ncc膜およびこれをベースにした製品 - Google Patents
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Description
[1]米国特許出願第20140065406号
[2]米国特許出願第20150017432号
[3]米国特許出願第20110283918号
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[11]BioResources,7(1),1068−1083(2012).
[12]米国特許第5,608,050号
−単一の材料、混合物またはブレンドとしての均質層、
−押出または積層された多層構造体、
−基材の表面上にコーティングされたバリア
という3つの主な方法で一般に使用されるバリア材料を開発した。
1.薄膜化することができる。
2.(乾燥して膜を形成した後は)水性または有機溶媒に不溶性である。
3.膜に成形したときに完全に透明な製品を提供する。
4.薄膜として柔軟性がある。
5.この材料で作られた膜が、ガスバリア性、例えば酸素ガスバリア性を示す。
6.様々な材料(例えば、プラスチック)上のコーティングとして使用することができる。
7.発泡体の内部で使用することができる。
8.特定の有機溶媒(メタノール、アセトン、MEK、DCM)に分散させることができる。
9.モノマー溶液(例えば、アクリルモノマー)に分散させることができる。
10.ある種のポリマー(例えば、PMMA)に分散させることができる。
3gの乾燥NCCを30mLの酢酸と80℃で混合した。白色の液体懸濁液が得られたら、3mLの無水酢酸を添加した。1滴の濃硫酸を添加した(約30mg)。これはNCCの乾燥重量と比較して1%の硫酸に相当する。完全に透明な粘性懸濁液が得られるまで(約1時間)、混合物を80℃で撹拌した。反応液を冷却し、エタノール3mLを加えて残留無水酢酸を急冷した。
5gの乾燥NCCを100mlの酢酸と80℃で混合した。均質な白色の懸濁液が得られたら、5mLの無水酢酸を添加した。約50mgの硫酸を添加した。これはNCCの乾燥重量と比較して1%の硫酸に相当する。完全に透明な粘性懸濁液が得られるまで(約1時間)、混合物を80℃で撹拌した。反応液を冷却し、エタノール3mLを加えて残留無水酢酸を急冷した。反応中により多くの酢酸(より低いNCC濃度)を使用することにより、より良好な攪拌およびより良好な懸濁液の均質性を実現することができ、より均一な生成物とのより制御された反応をもたらすことができる。
5gの乾燥NCCを100mLの酢酸と80℃で混合した。均質で白色の液体懸濁液が得られたら、50mgのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を添加した(NCC乾燥重量と比較して1%)。5mLの無水メタクリル酸を添加した。約50mgの硫酸を添加した。これはNCCの乾燥重量と比較して1%の硫酸に相当する。混合物を、より透明で僅かに黄色の粘性懸濁液が得られるまで(約1時間)、80℃で撹拌した。反応液を冷却し、エタノール3mLを加えて残留無水酢酸を急冷した。
水中のNCC5gを過ヨウ素酸ナトリウム5gと混合し、40℃で3時間撹拌し、続いて2mlのエチレングリコールを添加した。懸濁液を水に対して1日間透析した。水中の生成物(DA−NCC)1gをアジピン酸ジヒドラジド0.01gと混合して粒子の架橋を開始させた。懸濁液を室温で10分間保持し、続いて凍結させ、エタノールへの溶媒交換および乾燥を行った。これにより架橋NCC発泡体が得られた。
オプション1:反応混合物中の酢酸を、加熱中に減圧下での蒸発によって部分的に除去した。完全な乾燥の結果、非分散サンプルが得られた。部分乾燥によりゲルが得られ、これを、超音波処理によりエタノールまたはアセトンの何れかにさらに分散させた。
エタノールまたはアセトン中のNCCを分散させ、ペトリ皿および溶媒キャスティングに移した。膜は偏光下で複屈折を示し、それらは疎水性であり、水または有機溶媒のいずれにも分散しなかった。図1−図6および表3および表4を参照されたい。
強混合中に、20gのTKP(タマリンドカーネルパウダー)を1Lの水に70−80℃で溶解した。溶液が得られた後、混合物を冷却し、パルプ50gを加え、混合物を2−3時間放置してパルプを湿潤させる。その後、この混合物をキッチンエイドを用いて強力な機械的攪拌に2時間供して、パルプの混合物のような同種の高粘度ゲルを確保する。50%水中の市販の洗剤5mLを加え、混合物を混合中にある体積まで発泡させる。発泡体を120℃で一晩乾燥させる。
強力な機械的混合中に、TKP(タマリンドカーネルパウダー)20gを70−80℃で1Lの水に溶解する。すべてのキシログルカンが溶解したら、混合物を室温に冷却する。5000RPMで10分間の遠心分離によって固体不純物(変性タンパク質、繊維および灰分)を除去し、キシログルカンを含む上清を回収する(この時点で、材料はセミクリーン、45%−70%Xg含有量である)。2Lのエタノールを溶液に加え、Xgの沈殿をもたらす。ペレットをエタノールで洗浄した後、乾燥する。
強混合中に、TKP(タマリンドカーネルパウダー)20gを1Lの水に70−80℃で溶解した。溶液が得られた後、混合物を冷却し、パルプ50gを加え、混合物を2−3時間放置してパルプを湿潤させる。その後、混合物を2時間機械的に強く撹拌して、パルプの混合物のような同種の高粘度ゲルを確保する。50%水中の市販の洗剤5mLを加え、混合物をある体積まで発泡させる。その後、発泡体を容器に加え、−20℃で凍結させる。凍結は、一方向または2方向から行うことができる。凍結した発泡体を3Lのエタノール中で4−5時間で解凍して、キシログルカンを沈殿させ、水を除去する。解凍後、エタノールを3Lの新鮮なエタノールと置き換え、発泡体を一晩撹拌して残りの水を除去する。エタノールを除去し、発泡体にわずかな圧力を加えながら110℃で5時間発泡体を乾燥させて、均一な乾燥および直線状の発泡体パネルを確保した。
強力な機械的混合中に、TKP(タマリンドカーネルパウダー)20gを70−80℃で1Lの水に溶解する。すべてのキシログルカンが溶解したら、混合物を室温に冷却する。5000RPMで10分間の遠心分離によって固体不純物(変性タンパク質、脂質および灰分)を除去し、キシログルカンを含む上清を回収する。
強力な機械的混合中に、TKP(タマリンドカーネルパウダー)20gを70−80℃で1Lの水に溶解する。すべてのキシログルカンが溶解したら、混合物を室温に冷却する。5000RPMで10分間の遠心分離によって固体不純物(変性タンパク質、脂質および灰分)を除去し、キシログルカンを含む上清を回収する。
バリアコーティングのために使用される基材のいくつかは非極性であり、そのため水性材料に適合しない。石油系脂肪族ポリマーのような非極性基材に対しては、表面処理が必要である(コロナ、プラズマ等)。表面を適当な表面エネルギー(典型的には少なくとも42ダイン)に調整した後、NCCコーティングを施す。
Claims (2)
- ナノ結晶セルロース(NCC)エステルの製造方法であって、
40−110℃の温度で、硫酸の存在下で、酢酸および酸無水物でNCCを処理するステップを備え、前記硫酸の量が、NCCの重量と比較して0.01%−1%であり、
酢酸とNCCの比が5〜20:1であり、無水酢酸とNCCの比が0.5〜2:1であることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記温度が、50−110℃、50−100℃、50−90℃、50−80℃、50−70℃、60−110℃、60−100℃、60−90℃、60−80℃、60−70℃、70−110℃、70−100℃、70−90℃、70−80℃、80−110℃、80−100℃、または80−90℃であることを特徴とする方法。
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