Partículas finas de celulosa y dispersión líquida o sólida de las mismas.

Partículas finas de celulosa, de forma esférica, que tienen un diámetro promedio de 9 a 400 nm y un grado de polimerización promedio (DP) de la celulosa de 150 a 3.000.

Partículas finas de celulosa y dispersión líquida o sólida de las mismas Sector técnico La presente invención se refiere a partículas finas de celulosa de forma esférica, y a una dispersión líquida o sólida de las mismas.

Antecedentes de la técnica Las partículas finas que comprenden un polímero se utilizan en diversos sectores, haciendo uso de sus rasgos característicos. Los rasgos característicos incluyen: diámetro de partículas, resistencia mecánica, distribución de tamaño de partículas, forma, grado de agregación y similares, y las partículas finas se utilizan mediante la optimización de estos rasgos característicos según el uso.

Al hacerse menor el diámetro de partículas de las partículas finas, su área de superficie específica se incrementa y afecta en gran medida los rasgos característicos de las partículas finas. Sobre todo, las partículas finas que tienen un diámetro de partículas de 1000 nm o menos supuestamente exhiben rasgos característicos totalmente diferentes de los de una partícula fina de más de 1000 nm, y se están haciendo intentos de hacer micropartículas de partículas finas de diversos materiales.

La resistencia mecánica de las partículas finas afecta su durabilidad y se rige por el grado de polimerización, peso molecular, estructura y similares del polímero constituyente. La resistencia mecánica es preferentemente tan alta como sea posible o tiene un valor óptimo para algunos usos. Sin embargo, las partículas finas que tienen baja resistencia mecánica están limitadas en gran medida en su utilización y, por lo tanto, generalmente se requiere que las partículas finas tengan un cierto nivel de resistencia mecánica.

La distribución del tamaño de partículas de las partículas finas puede ser considerada como la variación en los rasgos característicos de las partículas finas, porque los rasgos característicos de las partículas finas se ven muy afectados por el diámetro de partículas. Por lo tanto, se desean partículas finas con una mayor uniformidad del diámetro de partículas, excepto para algunos casos.

Las partículas finas se preparan de diversas formas según la utilización y pueden adoptar diversas formas, tales como esféricas, planas, porosas e indefinidas, y se desean partículas finas que tienen una forma adecuada para el propósito.

Además, la agregación de las partículas finas entre sí provoca un gran cambio en el diámetro y forma de las partículas. La agregación incluye la agregación ligera reversible redispersable y la agregación fuerte irreversible. Sin embargo, en general, se desean partículas finas que causan menos agregación.

Aunque la combinación de estos rasgos característicos y sus usos específicos son de gran variedad, los ejemplos de los mismos incluyen un agente que imparte deslizamiento, un tóner, un agente de mateado para pinturas, un aditivo para la difusión de la luz, un material antibloqueo para medios de envasado, una carga aislante, un agente de nucleación cristalina, un agente de carga para cromatografía, un abrasivo, y otros diversos aditivos. Además, recientemente también están aumentado usos, tales como portadores para reactivos de inmunodiagnóstico, espaciadores para pantallas de cristal líquido, partículas estándar para la calibración de analizadores, partículas estándar para los ensayos de película porosa, o similares.

En particular, se requiere que las partículas utilizadas como portadoras para reactivos de inmunodiagnóstico, espaciadores para pantallas de cristal líquido, partículas estándar para la calibración de analizadores, partículas estándar para ensayos de película porosa, o similares tengan un diámetro de partículas pequeño, resistencia mecánica suficientemente alta, tamaño de partículas uniforme, alta esfericidad, y menos agregación de las partículas entre sí. Las partículas finas que tienen dichos rasgos característicos se conocen como partículas finas monodispersas y se preparan por un método tal como polimerización en emulsión, polimerización en dispersión, polimerización por siembra y polimerización en suspensión. En cuanto al material, las partículas de poliestireno se utilizan ampliamente.

Sin embargo, el poliestireno es hidrófobo y muestra mala estabilidad de la dispersión en agua y presenta el problema de cambio en el diámetro de partículas debido a la agregación, o precipitación. Por consiguiente, en el caso de la dispersión líquida en agua, es necesaria la adición de un estabilizador de dispersión tal como un tensioactivo, o un tratamiento de superficie para mejorar la hidrofilicidad. Además, el poliestireno es un material que tiene muy alta solubilidad en un disolvente orgánico y que tiene un punto de fusión muy bajo y, por lo tanto, es desventajoso porque, por ejemplo, se disuelve o se hincha en diversos disolventes orgánicos o no puede ser utilizado en un entorno donde se genera calor.

Más específicamente, se señalan los siguientes problemas.

(1) En el caso de su utilización como portador para reactivos de inmunodiagnóstico, se produce adsorción no específica debido a la presencia de un tensioactivo y surge un error de medición.

(2) En el caso de su utilización como portador para reactivos de inmunodiagnóstico, las partículas finas adheridas a la celda de medición no fluyen fácilmente por lavado con agua debido a la hidrofobicidad y surge un error de medición como resultado de turbidez blanca en la celda de medición.

(3) En el caso de su utilización como partículas estándar para pruebas de película porosa, las partículas finas adheridas a la película porosa no fluyen fácilmente cuando se lavan con agua, debido a la hidrofobicidad y surge un error de medición como resultado del cambio en la velocidad de bloqueo de las partículas causado por la adsorción en lugar de la filtración prevista.

(4) En el caso de su utilización como partículas estándar para los ensayos de película porosa, el tipo de disolvente orgánico que se puede utilizar como líquido para la filtración es limitado debido a que las partículas finas se disuelven o se hinchan en muchos disolventes orgánicos.

(5) En el caso de su utilización como un material añadido al moldeo de otro material, el medio de dispersión está limitado debido a que las partículas finas se disuelven o se hinchan en muchos disolventes orgánicos.

Por otro lado, la celulosa tiene diversos rasgos característicos que no se encuentran en un polímero sintético, tal como poliestireno. Se incluyen entre los ejemplos específicos de rasgos característicos: (1) relativamente estable químicamente y difícil de disolver, (2) resistente al calor y no soluble incluso a temperaturas altas, (3) un polímero anfipático que tiene tanto hidrofilicidad y lipofilicidad, (4) derivado de producto natural y considerada como inocua para los humanos, (5) capacidad de conformación y capacidad de formación, (6) causa menor interacción con una sustancia tal como una proteína y no causa ninguna adsorción, (7) tiene muchos grupos hidroxilo y permite fácil modificación química, (8) se quema de forma fácil y no genera sustancias nocivas, y (9) un polímero biodegradable y considerado como respetuoso con el medio ambiente.

Las partículas finas de celulosa se aplican a diversas utilizaciones, haciendo uso de los rasgos característicos de los puntos (1) a (9) anteriores. Aunque las utilizaciones específicas son de una gran variedad, se incluyen entre los ejemplos de las mismas aplicaciones en muchos sectores, tales como material de llenado para diferentes columnas de fraccionamiento, soportes de enzimas, portador de cultivo de microorganismos, portador de cultivo celular, medio de filtración, adsorbente, excipiente de medicamentos, disgregante de medicamentos, extensor de medicamentos, sustrato de crecimiento de partículas, espesante de alimentos, agente que imparte tixotropía, estabilizador de dispersión, extensor de plástico, carga, base de fundación de cosméticos, modificador de pinturas exteriores, agente de recubrimiento, agente de moldeo para la producción de catalizadores por el método de cocción, material de paredes de fibra, e ingrediente de mezclado para papel de copias sensible a la presión. Además, es conocido que cuando se conforman en una dispersión líquida, las partículas finas de celulosa actúan únicamente con el medio de dispersión y ejercen un efecto peculiar sobre el comportamiento de la dispersión líquida. Además, un derivado de celulosa obtenido por la reacción química de un grupo hidroxilo de la celulosa también se aplica de manera similar a diversas utilizaciones.

Las partículas finas de celulosa que tienen varios rasgos característicos... [Seguir leyendo]

1. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, que tienen un diámetro promedio de 9 a 400 nm y un grado de polimerización promedio (DP) de la celulosa de 150 a 3.000. 5

2. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, según la reivindicación 1, en las que el valor de CV representado por la siguiente fórmula es de 10 a 70%:

CV Value = (desviación estándar en la distribución de tamaños de partículas en volumen determinado por un aparato 10 de medición de la distribución de tamaños de partículas) / (mediana del diámetro en volumen determinado por el aparato de medición de la distribución de tamaños de partículas)

3. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, según la reivindicación 1 ó 2, en las que la esfericidad es de 0, 70

a 1, 00. 15

4. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en las que la constante de agregación representada por la siguiente fórmula es de 1, 00 a 2, 50:

Constante de agregación = (mediana del diámetro promedio en volumen determinado por un aparato de medición de 20 la distribución de tamaño de partículas) / (mediana del diámetro en volumen determinado a partir una imagen micrográfica electrónica) .

5. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se colorean con un colorante o pigmento. 25

6. Dispersión líquida de partículas finas de celulosa, de forma esférica, obtenida por dispersión de las partículas finas de celulosa, de forma esférica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en un líquido.

7. Partículas finas de celulosa, de forma esférica, en polvo obtenidas por secado de la dispersión líquida de las 30 partículas finas de celulosa, de forma esférica, según la reivindicación 6.

8. Dispersión líquida de partículas finas de celulosa, de forma esférica, obtenida por resuspensión de las partículas finas de celulosa, de forma esférica, en polvo, según la reivindicación 7, en un líquido.

9. Dispersión sólida de partículas finas de celulosa, de forma esférica, obtenida por dispersión de las partículas finas de celulosa, de forma esférica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en un sólido.

10. Dispersión sólida de partículas finas de celulosa, de forma esférica, obtenida por dispersión de las partículas finas de celulosa, de forma esférica, en polvo, según la reivindicación 7, en un sólido. 40