權(quán)利要求書(shū): 1.活性炭吸附劑的制造方法,其是含有酚醛清漆樹(shù)脂與甲階酚醛樹(shù)脂的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法,其特征在于,具有:酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟,其中,將苯酚、甲醛、酸性催化劑和乳化劑一邊混合一邊加熱,制備酚醛清漆樹(shù)脂成分;
復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟,其中,一邊在通過(guò)前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟得到的溶液中混合甲醛和堿性催化劑一邊加熱,合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的同時(shí)制備也含有前述酚醛清漆樹(shù)脂成分的復(fù)合酚醛樹(shù)脂;
碳化步驟,其中,將前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化,得到樹(shù)脂碳化物;和活化步驟,其中,將前述樹(shù)脂碳化物活化,得到活性炭吸附劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,下式(i)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FN)的當(dāng)量比(R1)為0.5~
0.9,
[數(shù)1]
。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,下式(ii)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FR)的當(dāng)量比(R2)為1.1~
1.8,
[數(shù)2]
。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂的揮發(fā)成分為60%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂是平均粒徑為200 500μm的粒狀物或球狀物。
~
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述堿性催化劑是胺化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂中含有的酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成分的重量比為9:1至5:5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法,其中,前述活性炭吸附劑是經(jīng)口給與用腎病或經(jīng)口給與用肝病的治療劑或預(yù)防劑。
說(shuō)明書(shū): 活性炭吸附劑的制造方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及活性炭吸附劑的制造方法,特別涉及加速毒性物質(zhì)的吸附速度的活性炭吸附劑的制造方法,是能夠通過(guò)簡(jiǎn)易的步驟容易地制造作為起始原料的復(fù)合酚醛樹(shù)脂、
且能夠提高收率、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的活性炭吸附劑的制造方法。
背景技術(shù)[0002] 腎病或肝病的患者毒性物質(zhì)在血液中蓄積,其結(jié)果是,引起尿毒癥、意識(shí)障礙等腦病。這些患者數(shù)有每年增加的傾向?;颊叩闹委熓褂脤⒍拘晕镔|(zhì)去除到體外的血液透析型
的人工腎臟等。然而,這樣的人工腎臟從安全管理方面出發(fā),操作需要專門技術(shù)人員,此外
將血液提取到體外時(shí),造成患者身體上、精神上和經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān),這成為問(wèn)題,未必能夠令
人滿意。
[0003] 作為替代人工器官的方法,開(kāi)發(fā)了通過(guò)經(jīng)口攝取而在體內(nèi)吸附毒性物質(zhì)、向體外排出的經(jīng)口給與用吸附劑(參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等)。然而,這些吸附劑是利用活性炭
的吸附性能的吸附劑,因此應(yīng)當(dāng)去除的毒素的吸附容量、毒素相對(duì)于有用物質(zhì)的選擇吸附
性不能說(shuō)是充分的。一般而言,包括活性炭的疏水性高、不適合于吸附尿毒癥的原因物質(zhì)、
其前體物質(zhì)所代表的羥基吲哚硫酸、DL?β?氨基異丁酸、色氨酸等低分子量的離子性有機(jī)化
合物的問(wèn)題。
[0004] 因此,為了改善活性炭吸附劑的問(wèn)題,報(bào)告了作為原料物質(zhì)而使用木質(zhì)、石油系或煤炭系的各種瀝青類等,形成球狀等的樹(shù)脂化合物,包含以它們作為原料的活性炭的抗腎
病綜合征劑(參照例如專利文獻(xiàn)3)。前述活性炭以石油系烴(瀝青)等作為原料物質(zhì),使粒徑
較均勻,通過(guò)碳化、活化而制備。此外,報(bào)告了經(jīng)口給與用吸附劑,其在使活性炭本身的粒徑
較均勻的同時(shí),針對(duì)該活性炭的細(xì)孔容積等的分布嘗試進(jìn)行了調(diào)整(參照專利文獻(xiàn)4)。像這
樣,藥用活性炭隨著使粒徑較均勻,改善了腸內(nèi)的流動(dòng)性差,同時(shí)通過(guò)調(diào)整細(xì)孔,實(shí)現(xiàn)了該
活性炭的吸附性能的提高。因此,被大量輕度的慢性腎衰患者服用。
[0005] 對(duì)藥用活性炭,要求迅速且高效率的吸附尿毒癥的原因物質(zhì)、其前體物質(zhì)。然而,以往的藥用活性炭中的細(xì)孔的調(diào)整不能稱為良好,吸附性能也不穩(wěn)定。因此,必須增多每日
的服用量。特別地,慢性腎衰患者由于限制了水分的攝取量,因此通過(guò)少量的水分吞咽對(duì)患
者而言非常痛苦。除此之外,胃、小腸等消化道中,是糖、蛋白質(zhì)等生理功能所不可缺少的化
合物和由腸壁分泌的酶等各種各樣的物質(zhì)混合存在的環(huán)境。其中,期望迅速吸附成為尿毒
癥等的原因的毒性物質(zhì)、特別是含氮的化合物,直接與糞便一起向體外排泄的藥用的活性
炭吸附劑。
[0006] 發(fā)明人針對(duì)活性炭吸附劑的碳化前的原料、細(xì)孔的發(fā)展進(jìn)行仔細(xì)研究。其結(jié)果是,通過(guò)作為活性炭的原料的樹(shù)脂成分采用酚醛樹(shù)脂、同時(shí)對(duì)樹(shù)脂的組成進(jìn)行鉆研,適當(dāng)?shù)乜?br>
制源自樹(shù)脂碳化物的活性炭的細(xì)孔,最終發(fā)現(xiàn)了具有適合于低分子量的含氮化合物的迅速
吸附的細(xì)孔分布的活性炭。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特許第3835698號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008?303193號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平6?135841號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2002?308785號(hào)公報(bào)。
發(fā)明內(nèi)容[0008] 發(fā)明要解決的課題本發(fā)明鑒于前述方面而進(jìn)行,其提供一種活性炭吸附劑的制造方法,對(duì)于源自酚
醛樹(shù)脂的活性炭,通過(guò)改良酚醛樹(shù)脂中的樹(shù)脂組成,提高在樹(shù)脂碳化物中產(chǎn)生的細(xì)孔中的
大孔的比例,能夠提供可迅速吸附含氮的低分子化合物的活性炭吸附劑,而且所述方法通
過(guò)簡(jiǎn)易的步驟容易地制造該活性炭吸附劑,且經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異。
[0009] 用于解決課題的手段即,第一發(fā)明涉及活性炭吸附劑的制造方法,其是含有酚醛清漆樹(shù)脂與甲階酚醛
樹(shù)脂的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法,其特征在于,具有:酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟,其中,將苯
酚、甲醛、酸性催化劑和乳化劑一邊混合一邊加熱,制備酚醛清漆樹(shù)脂成分;復(fù)合酚醛樹(shù)脂
制備步驟,其中,在通過(guò)前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟得到的溶液中,將甲醛和堿性催化劑一
邊混合一邊加熱,在合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的同時(shí)制備也含有前述酚醛清漆樹(shù)脂成分的復(fù)
合酚醛樹(shù)脂;碳化步驟,其中,將前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化,得到樹(shù)脂碳化物;和,活化步驟,其
中,將前述樹(shù)脂碳化物活化,得到活性炭吸附劑。
[0010] 第二發(fā)明涉及第一發(fā)明所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,下式(i)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FN)的當(dāng)量比
(R1)為0.5~0.9。
[0011] [數(shù)1]。
[0012] 第三發(fā)明涉及第一或第二發(fā)明所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,下式(ii)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FR)的當(dāng)量
比(R2)為1.1~1.8。
[0013] [數(shù)2]。
[0014] 第四發(fā)明涉及第一至第三發(fā)明中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂的揮發(fā)成分為60%以下。
[0015] 第五發(fā)明涉及第一至第四發(fā)明中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂是平均粒徑為200 500μm的粒狀物或球狀物。
~
[0016] 第六發(fā)明涉及第一至第五發(fā)明中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述堿性催化劑是胺化合物。
[0017] 第七發(fā)明涉及第一至第六發(fā)明中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂中含有的酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成分的重量比為9:1至5:5。
[0018] 第八發(fā)明涉及第一至第七發(fā)明中任一項(xiàng)所述的活性炭吸附劑的制造方法,其中,前述活性炭吸附劑是經(jīng)口給與用腎病或經(jīng)口給與用肝病的治療劑或預(yù)防劑。
[0019] 發(fā)明的效果根據(jù)第一發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,其是含有酚醛清漆樹(shù)脂與甲階
酚醛樹(shù)脂的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法,具有:酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟,其中,將苯酚、甲醛、
酸性催化劑和乳化劑一邊混合一邊加熱,制備酚醛清漆樹(shù)脂成分;復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟,
其中,在通過(guò)前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟得到的溶液中,將甲醛和堿性催化劑一邊混合一
邊加熱,在合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的同時(shí)制備也含有前述酚醛清漆樹(shù)脂成分的復(fù)合酚醛樹(shù)
脂;碳化步驟,其中,將前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化,得到樹(shù)脂碳化物;和,活化步驟,其中,將前
述樹(shù)脂碳化物活化,得到活性炭吸附劑,因此,對(duì)于源自酚醛樹(shù)脂的活性炭,通過(guò)改良酚醛
樹(shù)脂中的樹(shù)脂組成而能夠提高在樹(shù)脂碳化物中產(chǎn)生的細(xì)孔中的大孔的比例,能夠通過(guò)簡(jiǎn)易
的步驟容易地制造可迅速吸附含氮的低分子化合物的活性炭吸附劑,且能夠確立經(jīng)濟(jì)性優(yōu)
異的活性炭吸附劑的制造方法。
[0020] 根據(jù)第二發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一發(fā)明中,式(i)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與前述酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FN)的當(dāng)量比(R1)
為0.5 0.9,因此適合于酚醛清漆樹(shù)脂成分的合成。
~
[0021] 根據(jù)第三發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一或第二發(fā)明中,式(ii)所示的前述苯酚的當(dāng)量(P)與復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中添加的前述甲醛的當(dāng)量(FR)的當(dāng)量比
(R2)為1.1~1.8,因此甲階酚醛樹(shù)脂成分與酚醛清漆樹(shù)脂成分的量的比例達(dá)到優(yōu)選。
[0022] 根據(jù)第四發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一至第三中任一項(xiàng)所述的發(fā)明中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂的揮發(fā)成分為60%以下,因此揮發(fā)成分的量少,活性炭吸附劑中的
碳量增加,能夠得到更致密的活性炭。
[0023] 根據(jù)第五發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一至第四中任一項(xiàng)所述的發(fā)明中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂是平均粒徑為200 500μm的粒狀物或球狀物,因此所形成的活性炭
~
吸附劑達(dá)到適合于經(jīng)口給與的服用的大小。
[0024] 根據(jù)第六發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一至第五中任一項(xiàng)所述的發(fā)明中,前述堿性催化劑是胺化合物,因此能夠得到穩(wěn)定的反應(yīng)。
[0025] 根據(jù)第七發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一至第六中任一項(xiàng)所述的發(fā)明中,前述復(fù)合酚醛樹(shù)脂中含有的酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成分的重量比為9:1
至5:5,因此能夠提高在樹(shù)脂碳化物中產(chǎn)生的細(xì)孔中的大孔的比例。
[0026] 根據(jù)第八發(fā)明所涉及的活性炭吸附劑的制造方法,第一至第七中任一項(xiàng)所述的發(fā)明中,前述活性炭吸附劑是經(jīng)口給與用腎病或經(jīng)口給與用肝病的治療劑或預(yù)防劑,因此選
擇性吸附腎病或肝病的原因物質(zhì)的效果高,適合于治療劑或預(yù)防劑。
附圖說(shuō)明[0027] 圖1是示出作為本發(fā)明的活性炭吸附劑的起始原料的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法的步驟圖。
[0028] 圖2是示出從復(fù)合酚醛樹(shù)脂至活性炭吸附劑的制造方法的步驟圖。[0029] 圖3是示出作為比較例1,2的活性炭吸附劑的起始原料的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造方法的步驟圖。
[0030] 圖4是示出作為比較例3的活性炭吸附劑的起始原料的甲階酚醛樹(shù)脂的制造方法的步驟圖。
具體實(shí)施方式[0031] 對(duì)于通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的活性炭吸附劑,作為起始原料的酚醛樹(shù)脂是在樹(shù)脂組成方面進(jìn)行了改良的復(fù)合酚醛樹(shù)脂,特別地,是含有酚醛清漆樹(shù)脂與甲階酚醛樹(shù)脂
兩者的復(fù)合酚醛樹(shù)脂,將其碳化而制成樹(shù)脂碳化物,進(jìn)行活化而得到。首先,使用圖1的步驟
圖,說(shuō)明復(fù)合酚醛樹(shù)脂的合成步驟。
[0032] 首先,向作為酚醛樹(shù)脂的原料的苯酚中添加甲醛并混合,添加用于兩分子的交聯(lián)形成的酸性催化劑。一邊攪拌一邊進(jìn)行80至100℃的加熱,由此脫水縮合反應(yīng)進(jìn)行。在該階
段中,制備酚醛清漆樹(shù)脂成分(“酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟”)。
[0033] 在此,復(fù)合酚醛樹(shù)脂經(jīng)過(guò)碳化和活化而形成樹(shù)脂碳化物,最終形成經(jīng)口給與用的活性炭吸附劑。因此,活性炭吸附劑在口腔、食道、胃、十二指腸、小腸、大腸和消化道內(nèi)順暢
流動(dòng)的同時(shí),吸附尿毒癥等原因物質(zhì),與糞便一起從肛門排泄。由此,阻抗少的粒狀或球形
從各種的消化道內(nèi)的順暢流動(dòng)的方便性出發(fā)是期望的形狀。鑒于該點(diǎn),期望從碳化前的樹(shù)
脂的階段開(kāi)始是粒狀物或球狀物。
[0034] 因此,在酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中添加乳化劑。包含在該步驟中制備的酚醛清漆樹(shù)脂和在后述甲階酚醛樹(shù)脂合成步驟中制備的甲階酚醛樹(shù)脂的復(fù)合酚醛樹(shù)脂通過(guò)利用乳
化劑的作用的分散而形成粒狀物或球狀物。作為乳化劑,使用羥基乙基纖維素、阿拉伯膠
(阿拉伯樹(shù)膠)等水溶性的多糖類。乳化劑是烴化合物,因此即使在以后的碳化時(shí)也難以產(chǎn)
生多余的殘留成分。乳化劑的添加量是在復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟整體中的總投料量的0.1
~
1重量份。根據(jù)乳化劑的種類、反應(yīng)條件適當(dāng)增減。
[0035] 由于添加了乳化劑,因此通過(guò)酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟和復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中的加熱和攪拌,乳液化進(jìn)行,產(chǎn)生在反應(yīng)液中形成粒狀物或球狀物的復(fù)合酚醛樹(shù)脂(復(fù)合酚
醛樹(shù)脂顆粒)。可以認(rèn)為通過(guò)添加乳化劑,包含苯酚等的反應(yīng)液的表面張力提高,產(chǎn)生微小
的液滴,促進(jìn)球狀化。該復(fù)合酚醛樹(shù)脂的期望大小是平均粒徑200 700μm的范圍,更優(yōu)選為
~
平均粒徑200 500μm的粒狀物或球狀物。該范圍的粒徑是預(yù)期了伴隨下述的碳化煅燒的體
~
積減少的大小。并且,所形成的活性炭吸附劑是適合于經(jīng)口給與的服用的大小。
[0036] 接著,向在苯酚中添加甲醛、酸催化劑和乳化劑而得到的酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中產(chǎn)生的溶液中,追加混合甲醛。并且,添加用于使在溶液中殘留的未反應(yīng)的苯酚與甲醛形
成交聯(lián)的堿性催化劑。該溶液中,包含通過(guò)酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟而產(chǎn)生的酚醛清漆樹(shù)脂、
和未反應(yīng)的苯酚和低分子量化合物。溶液中殘留的未反應(yīng)的苯酚、與所追加的甲醛和所添
加的堿性催化劑一邊攪拌一邊進(jìn)行80 100℃的加熱,由此脫水縮合反應(yīng)進(jìn)行,由未反應(yīng)的
~
苯酚合成甲階酚醛樹(shù)脂成分。因此,制備含有在該步驟中合成的甲階酚醛樹(shù)脂成分和在先
前步驟中合成的酚醛清漆樹(shù)脂成分的復(fù)合酚醛樹(shù)脂(“復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟”)。應(yīng)予說(shuō)
明,生成的樹(shù)脂成分被適當(dāng)洗滌。
[0037] 特別地,在作為本發(fā)明的活性炭吸附劑的起始原料的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的生成步驟中,合成酚醛清漆樹(shù)脂的酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟、與合成甲階酚醛樹(shù)脂成分而制成復(fù)合酚
醛樹(shù)脂的復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中,向在苯酚中添加甲醛、酸催化劑和乳化劑而得到的溶
液中,添加合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的甲醛和堿性催化劑,因此在酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟后,
不需要進(jìn)行生成的樹(shù)脂的洗滌、純化。因此,伴隨復(fù)合酚醛樹(shù)脂的制造的工作量變得非常
少,能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。
[0038] 替代前述的兩步驟中使用的苯酚,還可以使用具有羥基的芳族化合物。可以舉出例如甲酚(鄰、間、對(duì)位)、對(duì)苯基苯酚、二甲苯酚(2,5?、3,5?)、間苯二酚、各種雙酚等。
[0039] 替代前述的兩步驟中使用的甲醛,還可以使用下述醛化合物。可以舉出乙醛、苯甲醛、乙二醛、糠醛等。
[0040] 酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中使用的酸性催化劑是無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸。實(shí)施例是草酸。除此之外,還可以舉出甲酸等羧酸、丙二酸等二羧酸、鹽酸、硫酸、磷酸等作為酸性催化劑。
[0041] 復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中,在甲階酚醛樹(shù)脂成分的合成中使用的堿性催化劑使用胺化合物。胺化合物多用于甲階酚醛樹(shù)脂成分的合成,在得到穩(wěn)定的反應(yīng)方面是適合的。實(shí)
施例中,使用六亞甲基四胺(烏洛托品、1,3,5,7?四氮雜金剛烷)、三亞乙基四胺(N,N'?二
(2?氨基乙基)乙二胺)。除此之外,還可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鎂、碳酸鈉、氨等作為堿性
催化劑。復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中添加的堿性催化劑的量是在該步驟中的總投料量的5 15
~
重量份。添加量依賴于堿性催化劑的種類等。
[0042] 從酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中的酚醛清漆樹(shù)脂成分的合成促進(jìn)與未反應(yīng)物的減少出發(fā),原料物質(zhì)量通過(guò)當(dāng)量比(摩爾換算量)規(guī)定。本發(fā)明的制造方法中使用的苯酚的當(dāng)量
(P)與酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中添加的甲醛的當(dāng)量(FN)的當(dāng)量比(R1)的關(guān)系由前述的式
(i),為0.5 0.9的范圍。后述的實(shí)施例中,如果為該范圍,則也適合于酚醛清漆樹(shù)脂成分的
~
合成。當(dāng)量比R1低于0.5的情況下,苯酚的量過(guò)量,該當(dāng)量比R1大于0.9的情況下,相對(duì)而言苯
酚的量過(guò)少。
[0043] 從復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中的甲階酚醛樹(shù)脂成分的合成促進(jìn)與未反應(yīng)物的減少出發(fā),原料物質(zhì)量也通過(guò)當(dāng)量比(摩爾換算量)規(guī)定。苯酚的當(dāng)量(P)與復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步
驟中添加的甲醛的當(dāng)量(FR)的當(dāng)量比(R2)的關(guān)系由前述的式(ii),為1.1~1.8的范圍。如果
收斂在該范圍內(nèi),則甲階酚醛樹(shù)脂成分與酚醛清漆樹(shù)脂成分的量的比例達(dá)到優(yōu)選。當(dāng)量比
R2低于1.1的情況下,苯酚的量過(guò)量,該當(dāng)量比R2大于1.8的情況下,相對(duì)而言苯酚的量過(guò)少。
該當(dāng)量比R1和R2的范圍是考慮了適合的乳液形成等的范圍,基于后述的實(shí)施例的檢驗(yàn)。
[0044] 由一系列步驟制備的復(fù)合酚醛樹(shù)脂(含有酚醛清漆樹(shù)脂成分和甲階酚醛樹(shù)脂成分的復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒)在適當(dāng)?shù)南礈旌透稍锖?,?jīng)過(guò)圖2的步驟圖所示的步驟,形成樹(shù)脂碳
化物。復(fù)合酚醛樹(shù)脂容納在圓筒狀蒸煮電爐等煅燒爐內(nèi),將爐內(nèi)設(shè)為氮?dú)?、氬氣、氦氣等?br>
活潑氛圍下,在300 1000℃、優(yōu)選為450 700℃下用1 20小時(shí)碳化,形成樹(shù)脂碳化物(“碳化
~ ~ ~
步驟”)。
[0045] 碳化步驟后,樹(shù)脂碳化物容納在旋轉(zhuǎn)式外熱爐等加熱爐等中,在750 1000℃、優(yōu)選~
為800 1000℃、進(jìn)一步為850 950℃下進(jìn)行水蒸氣活化(“活化步驟”)?;罨瘯r(shí)間根據(jù)生產(chǎn)規(guī)
~ ~
模、設(shè)備等而不同,但為0.5 50小時(shí)。或者,也可以使用二氧化碳等氣體活化?;罨蟮幕钚?br>
~
炭吸附劑通過(guò)稀鹽酸洗滌。稀鹽酸洗滌后的活性炭吸附劑通過(guò)按照例如JISK1474(2014)
的pH的測(cè)定,水洗直至達(dá)到pH5 7。
~
[0046] 稀鹽酸洗滌后,根據(jù)需要,活性炭吸附劑在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中進(jìn)行加熱處理、水洗滌,去除灰分等雜質(zhì)。通過(guò)加熱處理而去除殘留的鹽酸成分等。并且,通過(guò)經(jīng)過(guò)各處
理,調(diào)整活性炭吸附劑的表面氧化物量。酸洗滌后,通過(guò)對(duì)經(jīng)活化的樹(shù)脂碳化物進(jìn)行加熱處
理,活性炭吸附劑的表面氧化物量增加。該處理時(shí)的氧氣濃度為0.1 21體積%。此外,加熱溫
~
度為150 1000℃、優(yōu)選為400 800℃,為15分鐘 2小時(shí)。
~ ~ ~
[0047] 活化處理后、或接著活化處理的加熱處理后的樹(shù)脂碳化物(活性炭吸附劑)通過(guò)篩分,可以選擇為平均粒徑150 500μm、更優(yōu)選為150 350μm的粒狀物或球狀物的活性炭。通過(guò)
~ ~
粒徑的調(diào)整和分級(jí),實(shí)現(xiàn)了活性炭吸附劑的吸附速度的恒定化和吸附能力的穩(wěn)定化。粒徑
的范圍沒(méi)有特別限定,如果設(shè)為前述的范圍,則使患者(服用者)的吞咽變得順暢,同時(shí)能夠
確?;钚蕴课絼┑谋砻娣e。此外,如果粒徑一致,則能夠使消化道內(nèi)的吸附性能變得穩(wěn)
定。而且,還維持顆粒的硬度,抑制了經(jīng)口給與后(服用后)在消化道內(nèi)進(jìn)一步粉化。故而,經(jīng)
口給與用吸附劑的活性炭的形狀優(yōu)選為球狀物。但是,因制造而引起的真球度的偏差等也
是允許的,因此也包括粒狀物。
[0048] 如前所述,經(jīng)過(guò)酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟和復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟而制備的復(fù)合酚醛樹(shù)脂含有酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成分的兩種的不同形質(zhì)的酚醛樹(shù)脂。酚醛樹(shù)
脂之中,酚醛清漆樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂,甲階酚醛樹(shù)脂是熱固性樹(shù)脂。因此,將復(fù)合酚醛樹(shù)脂
顆粒暴露于碳化步驟的加熱溫度時(shí),該復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒中的酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚
醛樹(shù)脂成分中,耐熱性、熔融溫度、揮發(fā)量等彼此不同。如此,認(rèn)為與其說(shuō)伴隨煅燒的碳化變
得恒定,不如說(shuō)復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒的碳化以不均質(zhì)的方式進(jìn)行。通過(guò)碳化時(shí)的加熱煅燒,從
復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒中揮發(fā)碳化分解氣體。預(yù)想通過(guò)該揮發(fā)而在樹(shù)脂碳化物中產(chǎn)生裂紋、龜
裂等。因此,可以認(rèn)為源自復(fù)合酚醛樹(shù)脂的樹(shù)脂碳化物的活性炭吸附劑中相對(duì)容易發(fā)展大
孔(大約50nm以上)。
[0049] 因此,復(fù)合酚醛樹(shù)脂(復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒)中所占的酚醛清漆樹(shù)脂成分(前者)與甲階酚醛樹(shù)脂成分(后者)的比例為9:1 5:5。通過(guò)含有酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成
~
分,能夠提高在樹(shù)脂碳化物中產(chǎn)生的細(xì)孔中的大孔的比例,根據(jù)所吸附的目標(biāo)物,通過(guò)改變
比例,能夠制造具有任意的吸附性能的活性炭。
[0050] 從復(fù)合酚醛樹(shù)脂(復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒)經(jīng)過(guò)碳化而形成樹(shù)脂碳化物,進(jìn)一步經(jīng)過(guò)活化而到達(dá)活性炭吸附劑的過(guò)程中,顯然揮發(fā)成分的重量減少。因此,揮發(fā)成分的量越少則活
性炭吸附劑中的碳量越增加,能夠得到更致密的活性炭。因此,復(fù)合酚醛樹(shù)脂(復(fù)合酚醛樹(shù)
脂顆粒)的揮發(fā)成分被抑制為60%以下。
[0051] 復(fù)合酚醛樹(shù)脂(復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒)在分子中具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu),因此碳化率提高。進(jìn)一步通過(guò)活化而產(chǎn)生表面積大的活性炭吸附劑?;罨蟮幕钚蕴课絼┡c以往的木質(zhì)、
椰子殼、石油瀝青等的活性炭相比,細(xì)孔直徑也小,填充密度高。因此,適合于吸附分子量
(分子量為數(shù)十至數(shù)百的范圍)較小的離子性有機(jī)化合物。此外,復(fù)合酚醛樹(shù)脂與以往的活
性炭原料的木質(zhì)等相比,氮、磷、鈉、鎂等灰分少,單位質(zhì)量的碳的比率高。因此,能夠得到雜
質(zhì)少的活性炭吸附劑。
[0052] 對(duì)由前述的制造方法得到的活性炭吸附劑,要求后述實(shí)施例所述的盡可能快地吸附肝功能障礙、腎功能障礙的原因物質(zhì),此外要求以較少的服用量發(fā)揮充分的吸附性能。為
了發(fā)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)具備的性質(zhì)的調(diào)和范圍,活性炭吸附劑通過(guò)[1]BET比表面積、[2]水銀細(xì)孔容積
值、[3]容積比等指標(biāo)來(lái)規(guī)定。并且,如后述實(shí)施例的傾向等所表明的,導(dǎo)出了各指標(biāo)的適合
的范圍值。應(yīng)予說(shuō)明,以下記載的前述活性炭的物性等的測(cè)定方法和各條件等在實(shí)施例中
詳細(xì)描述。
[0053] 并且,活性炭吸附劑是粒狀物或球狀物,其平均粒徑?jīng)]有特別規(guī)定,期望為150~
400μm。如果顆粒本身的大小為前述的范圍,則適當(dāng)發(fā)展大孔等細(xì)孔,從選擇吸附性的方面
出發(fā)是優(yōu)選的。此外,表面積達(dá)到適當(dāng),因此從吸附速度、強(qiáng)度的方面出發(fā)也是優(yōu)選的。
[0054] 本說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例中的活性炭吸附劑和復(fù)合酚醛樹(shù)脂顆粒的平均粒徑設(shè)為通過(guò)激光衍射·散射法求出的粒度分布中的累算值50%下的粒徑。
[0055] [1]BET比表面積的800m2/g以上是指從吸附性能的觀點(diǎn)出發(fā)作為活性炭吸附劑所2 2
需要的下限,優(yōu)選規(guī)定為1500m/g以上。其理由在于,如果小于700m/g,則可以認(rèn)為毒性物
2
質(zhì)的吸附性能降低。在BET比表面積大于3000m/g的情況下,填充密度惡化,除此之外,細(xì)孔
容積也變大,因此可以認(rèn)為活性炭吸附劑本身的強(qiáng)度容易惡化。
[0056] [2]水銀細(xì)孔容積(M)是評(píng)價(jià)活性炭的中孔或大孔的大的細(xì)孔的指標(biāo)。因此,細(xì)孔直徑7.5 15000nm的范圍的水銀細(xì)孔容積為0.2 0.6mL/g。即,通過(guò)使大孔側(cè)發(fā)展,吸附對(duì)象
~ ~
物質(zhì)快速進(jìn)入活性炭吸附劑的內(nèi)部。水銀細(xì)孔容積低于0.2mL/g的情況下,大孔發(fā)展不足。
如果酚醛清漆樹(shù)脂的比率提高,則存在大孔容易發(fā)展的傾向。因此,提高酚醛清漆樹(shù)脂的比
率的情況的源自酚醛樹(shù)脂的活性炭的水銀細(xì)孔容積的上限可以認(rèn)為是0.6mL/g。因此,以該
值作為上限,設(shè)為前述的水銀細(xì)孔容積的值的范圍。
[0057] [3]容積比(R)如前述的式(i)所示,為0.2以上。該式(i)的容積比(R)是將細(xì)孔直徑7.5~15000nm的范圍(大孔)的水銀細(xì)孔容積(M)除以細(xì)孔直徑0.7~2.0nm的范圍(微孔)
的氮?dú)饧?xì)孔容積(H)而得到的商。即,是表示與微孔相比大孔的比例高的指標(biāo)?;钚蕴磕菢?br>
的吸附劑的情況下,微孔、中孔、大孔中任一細(xì)孔均存在。其中,通過(guò)使任一范圍的細(xì)孔更多
地發(fā)展,活性炭吸附劑的吸附對(duì)象、性能變化。本發(fā)明中期望的活性炭吸附劑預(yù)想吸附尿毒
癥的原因物質(zhì)、其前體物質(zhì)所代表的羥基吲哚硫酸、氨基異丁酸、色氨酸等含氮的低分子量
的離子性有機(jī)化合物。并且,本發(fā)明的活性炭吸附劑與以往的活性炭吸附劑相比更快地吸
附前述的吸附對(duì)象的分子。
[0058] 通過(guò)相對(duì)提高大孔側(cè)的比例,吸附對(duì)象能夠容易地侵入活性炭吸附劑內(nèi)部。并且,吸附對(duì)象被與大孔連接的微孔捕捉,吸附迅速進(jìn)行。通常,從進(jìn)食到排泄之中,食物通過(guò)消
化而被分解,在小腸內(nèi)流動(dòng)的時(shí)間可以認(rèn)為是大約6 10小時(shí)。即,在小腸內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中,
~
經(jīng)口給與用吸附劑(活性炭吸附劑)需要吸附作為目標(biāo)的吸附對(duì)象的含氮的低分子。因此,
如果考慮腸道內(nèi)的效率良好的吸附,則可以說(shuō)期望短時(shí)間的吸附。據(jù)此,使活性炭吸附劑的
大孔側(cè)的細(xì)孔大量發(fā)展是有意義的。如后述的實(shí)施例所公開(kāi)那樣,容積比(R)的數(shù)值越高,
則吸附速度越快。
[0059] 除了這些指標(biāo)之外,還加上[4]平均細(xì)孔直徑。因此,平均細(xì)孔直徑為1.7 2.0nm的~
范圍。通過(guò)將活性炭吸附劑的平均細(xì)孔直徑調(diào)整為該范圍內(nèi),分子量數(shù)十至數(shù)百的較低分
子的離子性有機(jī)化合物的吸附變得良好。同時(shí),活性炭吸附劑能夠抑制分子量數(shù)千至數(shù)萬(wàn)
的酶、多糖類等生物體所需要的高分子化合物的吸附?;钚蕴课絼┑钠骄?xì)孔直徑大于
2.0nm的情況下,吸附酶、多糖類等高分子的細(xì)孔大量存在,故不優(yōu)選。此外,如果活性炭的
平均細(xì)孔直徑低于1.7nm,則細(xì)孔容積本身減少,有可能使吸附力降低。
[0060] 針對(duì)[5]活性炭的填充密度,規(guī)定為0.3 0.6g/mL。填充密度低于0.3g/mL的情況~
下,服用量增加,經(jīng)口給與時(shí)難以吞咽。填充密度大于0.6g/mL的情況下,不表現(xiàn)作為源自酚
醛樹(shù)脂的活性炭的選擇吸附性。據(jù)此,填充密度適合為前述的范圍。
[0061] 具有前述的物性的活性炭吸附劑是以經(jīng)口給與作為目的藥劑,成為腎病或肝病的治療劑或預(yù)防劑。通過(guò)在活性炭吸附劑的表面發(fā)展的細(xì)孔內(nèi)吸附并保持疾病、慢性癥狀的
原因物質(zhì),排除至體外,癥狀惡化得到減輕,使病況改善。進(jìn)一步,在先天性或者后天性代謝
異?;虼嬖谠擄L(fēng)險(xiǎn)的情況下,通過(guò)預(yù)先內(nèi)服活性炭吸附劑,疾病、慢性癥狀的原因物質(zhì)的體
內(nèi)濃度降低。因此,還可以考慮防止癥狀惡化的作為預(yù)防的服用。
[0062] 作為腎病,可以舉出例如慢性腎衰、急性腎衰、慢性腎盂腎炎、急性腎盂腎炎、慢性腎炎、急性腎炎綜合征、急性進(jìn)行型腎炎綜合征、慢性腎炎綜合征、腎病綜合征、腎硬化癥、
間質(zhì)性腎炎、腎小管病、脂性腎病、糖尿病性腎病、腎血管性高血壓、高血壓綜合征、或者前
述的原發(fā)疾病相伴的繼發(fā)性腎病、進(jìn)一步透析前的輕度腎衰。作為肝病,可以舉出例如暴發(fā)
性肝炎、慢性肝炎、病毒性肝炎、酒精性肝炎、肝纖維癥、肝硬化、肝癌、自身免疫性肝炎、藥
物過(guò)敏性肝障礙、原發(fā)性膽汁性肝硬化、震顫、腦病、代謝異常、功能異常。
[0063] 將活性炭吸附劑用作經(jīng)口給與用吸附劑時(shí)的給與量因受年齡、性別、體格或病狀等影響而難以一概規(guī)定。但是,在一般以人為對(duì)象的情況下,以活性炭吸附劑的重量換算計(jì)
預(yù)想平均1天1 20g、服用2 4次?;钚蕴课絼┑慕?jīng)口給與用吸附劑可以以散劑、顆粒劑、片
~ ~
劑、糖衣片、膠囊劑、混懸劑、棒狀劑、分包包裝體或乳劑等的形態(tài)、劑型給與。
實(shí)施例
[0064] [試作例的合成]在制備試作例的活性炭吸附劑時(shí),首先合成與各試作例對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。并
且,將所合成的各復(fù)合酚醛碳化,活化而得到試作例的活性炭吸附劑。
[0065] 〈試作例1〉向90%苯酚300.0重量份中,進(jìn)一步添加37%甲醛(福爾馬林)163.0重量份、作為酸
性催化劑的草酸1.4重量份、作為乳化劑的阿拉伯膠2.7重量份、水132.3重量份,加熱至95
℃以上,適當(dāng)聚合(酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟)。接著,將37%甲醛(福爾馬林)93.2重量份、作為
堿性催化劑的六亞甲基四胺18.9重量份和三亞乙基四胺8.1重量份、水40.6重量份投入該
可分離式燒瓶?jī)?nèi),在維持60℃的同時(shí)加熱1小時(shí),使反應(yīng)進(jìn)行(復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟)。其
后,加熱至95℃以上,回流4小時(shí),制備與試作例1對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0066] 〈試作例2〉酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中的阿拉伯膠的添加量設(shè)為3.0重量份、復(fù)合酚醛樹(shù)脂制
備步驟中的37%甲醛(福爾馬林)的添加量設(shè)為139.9重量份,除此之外,設(shè)為與試作例1相同
的條件,得到與試作例2對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0067] 〈試作例3〉酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中,設(shè)為90%苯酚280.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)153.1
重量份、草酸1.3重量份、阿拉伯膠3.0重量份,復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中設(shè)為37%甲醛(福爾
馬林)174.0重量份、六亞甲基四胺17.6重量份與三亞乙基四胺7.6重量份,除此之外,設(shè)為
與試作例1相同的條件,得到與試作例3對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0068] 〈試作例4〉酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中,設(shè)為90%苯酚225.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)122.2
重量份、草酸1.0重量份、阿拉伯膠2.6重量份,復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中設(shè)為37%甲醛(福爾
馬林)192.3重量份、六亞甲基四胺21.3重量份與三亞乙基四胺9.1重量份,除此之外,設(shè)為
與試作例1相同的條件,得到與試作例4對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0069] 〈試作例5〉酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中,設(shè)為90%苯酚280.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)186.9
重量份、草酸1.3重量份、阿拉伯膠3.3重量份,復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中設(shè)為37%甲醛(福爾
馬林)139.2重量份、六亞甲基四胺17.6重量份與三亞乙基四胺7.6重量份,除此之外,設(shè)為
與試作例1相同的條件,得到與試作例5對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0070] 〈試作例6〉酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟中,設(shè)為37%甲醛(福爾馬林)116.4重量份、阿拉伯膠2.0重
量份,復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中設(shè)為37%甲醛(福爾馬林)186.5重量份,除此之外,設(shè)為與試
作例1相同的條件,得到與試作例6對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0071] 各試作例的酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟和復(fù)合酚醛樹(shù)脂制備步驟中使用的反應(yīng)原料、乳化劑、催化劑的量和當(dāng)量比(R1,R2)示于表1。
[0072] 接著,比較例1,2的活性炭吸附劑經(jīng)過(guò)圖3所示的步驟而得到。將苯酚、甲醛和酸性催化劑一邊混合一邊加熱,制備酚醛清漆樹(shù)脂成分后,提取酚醛清漆樹(shù)脂,將苯酚、甲醛、堿
性催化劑和所提取的酚醛清漆樹(shù)脂成分一邊混合一邊加熱,在合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的同
時(shí)制備還含有酚醛清漆樹(shù)脂成分的復(fù)合酚醛樹(shù)脂,對(duì)將該復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化而得到的樹(shù)脂
碳化物活化,制備活性炭吸附劑。比較例3的活性炭吸附劑經(jīng)過(guò)圖4所示的步驟而得到。將苯
酚、甲醛和堿性催化劑一邊混合一邊加熱,制備甲階酚醛樹(shù)脂,對(duì)將該甲階酚醛樹(shù)脂碳化得
到的樹(shù)脂碳化物活化,制備活性炭吸附劑。
[0073] 在制備比較例1,2的活性炭吸附劑時(shí),合成2種酚醛清漆樹(shù)脂成分(Nov1,Nov2)。[0074] ·酚醛清漆樹(shù)脂成分:Nov1將90%苯酚1450.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)563.0重量份、作為酸性催化劑的草
酸6.5重量份投入具有攪拌機(jī)、回流冷凝器的2L的可分離式燒瓶?jī)?nèi),在90 100℃下反應(yīng)4小
~
時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)容器內(nèi)減壓,去除水分和未反應(yīng)物。其后,反復(fù)進(jìn)行升溫至95℃,通
過(guò)滴液漏斗投入水而去除低聚合物的操作,并進(jìn)行洗滌。像這樣合成“Nov1”的酚醛清漆樹(shù)
脂成分。
[0075] ·酚醛清漆樹(shù)脂成分:Nov2將反應(yīng)原料變更為90%苯酚1400.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)753.0重量份,除此
之外,與Nov1在相同的條件下反應(yīng),合成“Nov2”的酚醛清漆樹(shù)脂成分。
[0076] 〈比較例1〉將酚醛清漆樹(shù)脂成分(Nov1)122.0重量份、90%苯酚135.0重量份、37%甲醛(福爾馬
林)157.0重量份、作為乳化劑的羥基乙基纖維素1.2重量份、水148重量份投入具有攪拌機(jī)、
回流冷凝器的1L的可分離式燒瓶?jī)?nèi),在70℃下溶解。接著,將作為堿性催化劑的六亞甲基四
胺42.5重量份、水56.7重量份投入該可分離式燒瓶?jī)?nèi),在維持80 90℃的同時(shí)加熱3小時(shí),使
~
反應(yīng)進(jìn)行。其后,加熱至95℃以上,回流4小時(shí),在合成甲階酚醛樹(shù)脂成分的同時(shí),合成與比
較例1對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0077] 〈比較例2〉酚醛清漆樹(shù)脂成分(Nov2)120.0重量份、90%苯酚140.0重量份、37%甲醛(福爾馬
林)108.0重量份、羥基乙基纖維素1.6重量份、六亞甲基四胺37.8重量份,除此之外,以與比
較例1相同的方式,得到與比較例2對(duì)應(yīng)的復(fù)合酚醛樹(shù)脂。
[0078] 〈比較例3〉將90%苯酚200.0重量份、37%甲醛(福爾馬林)202.0重量份、作為乳化劑的羥基乙
基纖維素0.6重量份、水148重量份投入具有攪拌機(jī)、回流冷凝器的1L的可分離式燒瓶?jī)?nèi),在
70℃下溶解。接著,將作為堿性催化劑的三亞乙基四胺16.2重量份、水56.7重量份投入該可
分離式燒瓶?jī)?nèi),在維持40 60℃的同時(shí)加熱1小時(shí),使反應(yīng)進(jìn)行。其后,加熱至95℃以上,回流
~
4小時(shí),合成與比較例3對(duì)應(yīng)的酚醛樹(shù)脂。
[0079] 各比較例的樹(shù)脂合成步驟中使用的反應(yīng)原料、乳化劑和催化劑的量示于表2。[0080] [活性炭吸附劑的制備]針對(duì)試作例1 6和比較例1,2的復(fù)合酚醛樹(shù)脂與比較例3的甲階酚醛樹(shù)脂,將各自
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容納在圓筒狀的蒸煮電爐中,將爐內(nèi)通過(guò)氮?dú)馓畛浜?,?00℃/1小時(shí)升溫至600℃,維持
600℃1小時(shí),將爐內(nèi)的酚醛樹(shù)脂碳化。其后,將酚醛樹(shù)脂的碳化物加熱至900℃,向爐內(nèi)注
入水蒸氣,在900℃下維持1小時(shí)而活化,得到各試作例和比較例的活性炭吸附劑。
[0081] [測(cè)定項(xiàng)目·測(cè)定方法]關(guān)于各試作例和比較例的酚醛樹(shù)脂以及活性炭吸附劑,測(cè)定樹(shù)脂收率(%)、酚醛清
漆·甲階酚醛重量比、揮發(fā)成分(%)、樹(shù)脂平均粒徑(μm)、樹(shù)脂填充密度(g/mL)、活性炭收率
2
(%)、活性炭平均粒徑(μm)、BET比表面積(m/g)、水銀細(xì)孔容積(M)(mL/g)、氮?dú)饧?xì)孔容積
(H)、容積比(R)、平均細(xì)孔直徑(nm)、活性炭填充密度(g/mL)。結(jié)果示于表3,4。
[0082] [樹(shù)脂收率]樹(shù)脂收率(%)設(shè)為酚醛樹(shù)脂的干燥后重量除以用作原料的苯酚和福爾馬林減去水
分的總計(jì)重量所得到的比例。
[0083] [酚醛清漆·甲階酚醛重量比]酚醛清漆·甲階酚醛重量比是根據(jù)反應(yīng)量由試作例和比較例的復(fù)合酚醛樹(shù)脂中
含有的酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛樹(shù)脂成分的彼此的重量計(jì)算的比率。
[0084] [揮發(fā)成分]酚醛樹(shù)脂的揮發(fā)成分(%)的測(cè)定在前述的“活性炭吸附劑的制備”中,測(cè)定起初的
樹(shù)脂的重量與氮?dú)夥諊刑蓟蟮闹亓?,根?jù)兩者求出碳化前后的重量變化。樹(shù)脂如果碳
化則重量減少。因此該重量減少記作因揮發(fā)而導(dǎo)致的減少量,記作根據(jù)起初的樹(shù)脂重量的
比例。
[0085] [樹(shù)脂平均粒徑]樹(shù)脂平均粒徑(μm)為酚醛樹(shù)脂的平均粒徑(μm),使用激光光散射式粒度分布測(cè)定
裝置(株式會(huì)社島津制作所制、“SALD3000S”)測(cè)定,記作通過(guò)激光衍射·散射法求出的粒度
分布中的累算值50%下的粒徑。
[0086] [樹(shù)脂填充密度]各試作例和比較例的樹(shù)脂的填充密度(g/mL)按照J(rèn)ISK1474(2014)測(cè)定。
[0087] [活性炭收率]活性炭收率(%)測(cè)量碳化前的樹(shù)脂階段的重量、與結(jié)束了碳化、活化、洗滌、篩分而
最終分取的活性炭吸附劑的重量,求出減少量。并且,記作根據(jù)起初的樹(shù)脂重量的比例。
[0088] [活性炭平均粒徑]活性炭吸附劑的平均粒徑(μm)與前述的樹(shù)脂平均粒徑同樣地,使用激光光散射式
粒度分布測(cè)定裝置(株式會(huì)社島津制作所制、“SALD3000S”)測(cè)定,記作通過(guò)激光衍射·散射
法求出的粒度分布中的累算值50%下的粒徑。
[0089] [BET比表面積]2
各試作例和比較例的活性炭吸附劑的BET比表面積(m /g)通過(guò)“BELSORPmini”
(BELJapan,Inc.制)測(cè)定77K下的氮?dú)馕降葴鼐€,通過(guò)BET法求出。
[0090] [水銀細(xì)孔容積(M)]各試作例和比較例的活性炭吸附劑的水銀細(xì)孔容積(M)使用“AutoPore9500”
(株式會(huì)社島津制作所制),設(shè)定為接觸角130°、表面張力484dyne/cm(4.84mN/m),求出細(xì)
孔直徑7.5 15000nm的基于水銀壓入法的細(xì)孔容積值(mL/g)。
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[0091] [氮?dú)饧?xì)孔容積(H)]各試作例和比較例的活性炭吸附劑的氮?dú)饧?xì)孔容積(H)應(yīng)用Gurvitsch定律,使
用“BELSORPmini”(BELJapan,Inc.制),將相對(duì)壓力0.953下的液氮換算的氮?dú)馕搅?br>
(ads)由(iv)式換算為液體狀態(tài)的氮體積(H)而求出。(iv)式中,Mg是吸附質(zhì)的分子量(氮
3
氣:28.020),ρg(g/cm)是吸附質(zhì)的密度(氮?dú)猓?.808)。
[0092] [數(shù)4]。
[0093] [容積比(R)]容積比(R)如(v)式那樣,設(shè)為水銀細(xì)孔容積(M)除以氮?dú)饧?xì)孔容積(H)得到的
商。
[0094] [數(shù)5]。
[0095] [平均細(xì)孔直徑]各試作例和比較例的活性炭吸附劑的平均細(xì)孔直徑(nm)將細(xì)孔的形狀假定為圓
2
筒形,使用細(xì)孔容積(mL/g)和比表面積(m/g)的值,由下述的(vi)式求出。
[0096] [數(shù)6]。
[0097] [活性炭填充密度]各試作例和比較例的活性炭吸附劑的填充密度(g/mL)按照J(rèn)ISK1474(2014)來(lái)
測(cè)定。
[0098] [與物性值相關(guān)的討論]根據(jù)試作例1 6的復(fù)合酚醛樹(shù)脂的結(jié)果,酚醛清漆樹(shù)脂合成步驟階段中,確認(rèn)到苯
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酚的當(dāng)量(P)與甲醛的當(dāng)量(FN)的當(dāng)量比(R1)由0.5~0.9范圍的合成。試作例的復(fù)合酚醛樹(shù)
脂的揮發(fā)成分與比較例1,2的復(fù)合酚醛樹(shù)脂同等。此外,平均粒徑也相同。
[0099] 根據(jù)試作例1~6的活性炭吸附劑,水銀細(xì)孔容積(M)與比較例3相比顯著地大,同時(shí),容積比(R)也大,與比較例1,2相比,針對(duì)水銀細(xì)孔容積(M)和容積比(R)也存在同等或
更大的傾向。即,確認(rèn)到相對(duì)而言大孔大量發(fā)展。應(yīng)予說(shuō)明,微孔本身也根據(jù)氮?dú)饧?xì)孔容積
(H)的測(cè)定而與比較例為同等數(shù)值。故而,還確認(rèn)到微孔未減少。
[0100] 試作例1 6與比較例1,2均是源自酚醛樹(shù)脂的活性炭吸附劑,碳化煅燒、活化的條~
件相同。盡管如此,試作例的大孔的發(fā)展是顯著的。試作例和比較例1,2是除了熱固性的甲
階酚醛樹(shù)脂成分之外,還含有熱塑性的酚醛清漆樹(shù)脂成分的性狀。作為試作例和比較例1,2
的活性炭吸附劑的大孔更多發(fā)展的原因,可以推測(cè)對(duì)復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化煅燒時(shí),樹(shù)脂成分
的熱膨脹(膨脹率的差異)、揮發(fā)條件的差異等復(fù)合性重合,不僅產(chǎn)生活性炭表面的細(xì)孔,還
產(chǎn)生侵入活性炭的顆粒內(nèi)部的深度的細(xì)孔。
[0101] 此外,比較例1,2的復(fù)合酚醛樹(shù)脂是將酚醛清漆·甲階酚醛重量比以前者50:后者50的相同重量為目標(biāo)的合成例。像這樣,雙方的重量比例一致的比較例中,可以認(rèn)為有利地
作用于大孔的發(fā)展。試作例1 6由于酚醛清漆樹(shù)脂的比例大而樹(shù)脂收率高,因此可以認(rèn)為與
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比較例1,2相比收率良好。因此,在維持大孔與微孔的比率、收率的同時(shí),考慮到合成時(shí)的重
量變動(dòng)等,可以認(rèn)為設(shè)為9:1 5:5的重量比的范圍較好。
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[0102] [吸附性能評(píng)價(jià)]如前所述,試作例的經(jīng)過(guò)復(fù)合酚醛樹(shù)脂的碳化、活化的步驟而制備的活性炭吸附
劑的大孔的相對(duì)比例大。基于這一點(diǎn),發(fā)明人研究了對(duì)能成為尿毒癥等原因的含氮的化合
物的吸附性能是否良好。因此,從含氮低分子化合物中作為毒性物質(zhì)選擇了“吲哚、吲哚乙
酸、羥基吲哚硫酸和色氨酸”的4種物質(zhì),此外,作為有用物質(zhì)選擇“胰蛋白酶”,針對(duì)試作例
和比較例的活性炭吸附劑,測(cè)定該5種分子的吸附率(%)。結(jié)果示于表5,6。
[0103] 針對(duì)吲哚、吲哚乙酸、羥基吲哚硫酸、色氨酸和胰蛋白酶的5種吸附率,在pH7.4的磷酸緩沖液中各自溶解前述的物質(zhì),制備0.1g/L的濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0104] 向吲哚的標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL中添加試作例、比較例的球狀活性炭各自0.01g,在37℃的溫度下接觸振蕩3小時(shí)。
[0105] 向吲哚乙酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL中添加試作例、比較例的球狀活性炭各自0.01g,在37℃的溫度下接觸振蕩3小時(shí)。
[0106] 向羥基吲哚硫酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL中添加試作例、比較例的球狀活性炭各自0.01g,在37℃的溫度下接觸振蕩3小時(shí)。
[0107] 向色氨酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL中添加試作例、比較例的球狀活性炭各自0.01g,在37℃的溫度下接觸振蕩3小時(shí)。
[0108] 向胰蛋白酶的標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL中添加試作例、比較例的球狀活性炭各自0.125g,在21℃的溫度下接觸振蕩3小時(shí)。
[0109] 針對(duì)其后過(guò)濾得到的濾液,使用總有機(jī)體碳計(jì)(株式會(huì)社島津制作所制、“TOC5000A”),測(cè)定各濾液中的TOC濃度(mg/L),算出各濾液中的被吸附物質(zhì)的質(zhì)量。各被吸
附物質(zhì)的吸附率(%)由(vii)式求出。
[0110] [數(shù)7]。
[0111] [吸附性能的結(jié)果·討論]進(jìn)一步,各試作例的活性炭吸附劑針對(duì)供于吸附性能評(píng)價(jià)的毒性物質(zhì)5種的含氮
化合物中任一者,均與比較例3相比發(fā)揮出更高的吸附性能。此外,與比較例1,2相比,也發(fā)
揮出同等或更高的吸附性能。此外,各試作例的活性炭吸附劑針對(duì)有用物質(zhì)較為不吸附,示
出優(yōu)異的選擇性。根據(jù)該結(jié)果,能夠期待實(shí)際的給與后在消化道內(nèi)也迅速進(jìn)行吸附,向體外
排泄。因此,通過(guò)本發(fā)明制造的活性炭吸附劑能夠成為對(duì)腎功能、肝功能障礙等的治療、預(yù)
防有效的經(jīng)口給與用吸附劑。
[0112] [吸附速度評(píng)價(jià)]除了前述的吸附性能是否良好的評(píng)價(jià)之外,針對(duì)吸附對(duì)象物質(zhì)的速度是否良好也
進(jìn)行了研究。認(rèn)為試作例的經(jīng)過(guò)復(fù)合酚醛樹(shù)脂碳化、活化的步驟而制備的活性炭吸附劑的
大孔的相對(duì)比例大,因此含氮的化合物的吸附速度快。因此,從含氮低分子化合物中選擇作
為毒性物質(zhì)的“吲哚和色氨酸”的2種物質(zhì),針對(duì)試作例和比較例的活性炭吸附劑,測(cè)定該2
種分子的吸附率(%)。為了評(píng)價(jià)吸附速度,在測(cè)定經(jīng)過(guò)0.5小時(shí)、1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、20小時(shí)
各自的時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)的吸附率的同時(shí),求出達(dá)到經(jīng)過(guò)20小時(shí)的時(shí)間點(diǎn)的吸附率的一半量的
吸附率的時(shí)間點(diǎn)的經(jīng)過(guò)時(shí)間,記作50%吸附所需的時(shí)間。針對(duì)吲哚的結(jié)果示于表7和表8,針
對(duì)色氨酸的結(jié)果示于表9,10。
[0113] 針對(duì)吲哚和色氨酸的吸附率,在pH7.4的磷酸緩沖液中各自溶解前述的物質(zhì),制備10mg/dL的濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。將各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液在溶出試驗(yàn)用容器中各注入500mL,調(diào)溫
至37℃。并且,將各試作例和比較例的活性炭吸附劑各投入0.1g并攪拌,同時(shí)每隔各時(shí)間隨
時(shí)間分取。測(cè)定分取試樣的279nm的吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度之差算出吸附率(%)。
[0114] [吸附速度的結(jié)果·討論]試作例1 6的活性炭吸附劑針對(duì)供于吸附速度評(píng)價(jià)的2種含氮化合物中任一者,在
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任一時(shí)間下,與比較例3相比發(fā)揮出更高的吸附性能。特別地,如根據(jù)50%吸附時(shí)間的指標(biāo)表
明那樣,初期階段中迅速表現(xiàn)出吸附性能。比較例1,2也顯示出高吸附能力,但樹(shù)脂收率低,
因此各試作例的經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)異。根據(jù)該結(jié)果,表示如果實(shí)際上給與通過(guò)本發(fā)明所涉及的制
造方法制造的活性炭吸附劑,則能夠期待消化道內(nèi)的毒性物質(zhì)的吸附迅速進(jìn)行,并向體外
排泄。因此,活性炭吸附劑能夠成為對(duì)腎功能、肝功能障礙等治療、預(yù)防有效的經(jīng)口給與用
吸附劑。
[0115] [總結(jié)]通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的各試作例的活性炭吸附劑與僅由甲階酚醛樹(shù)脂成
分的酚醛樹(shù)脂形成的比較例3的活性炭吸附劑相比,顯示出更優(yōu)異的吸附性能和吸附速度,
因此表明如果以含有酚醛清漆樹(shù)脂成分和甲階酚醛樹(shù)脂成分兩者的酚醛樹(shù)脂作為起始原
料來(lái)制造活性炭吸附劑,則得到良好的結(jié)果。此外,與由包含酚醛清漆樹(shù)脂成分與甲階酚醛
樹(shù)脂成分的酚醛樹(shù)脂形成的比較例1和2相比,也顯示出幾乎同等或好的吸附性能和吸附速
度。本發(fā)明的制造方法盡管與比較例1,2的酚醛樹(shù)脂的制造方法相比是省略了洗滌步驟等
的簡(jiǎn)易步驟,也示出得到了具有同等或好的吸附性能的活性炭吸附劑。此外,樹(shù)脂的收率也
非常高,因此步驟少,收率良好,因此在經(jīng)濟(jì)性方面也顯示出是顯著的。
[0116] 工業(yè)實(shí)用性通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的活性炭吸附劑通過(guò)經(jīng)口給與而到達(dá)消化器官,能夠
迅速吸附成為尿毒癥、腎功能、肝功能障礙等的原因的含氮的化合物,因此作為治療劑或預(yù)
防劑是有前景的。此外,本發(fā)明的經(jīng)口給與用吸附劑的制造方法制造步驟少,能夠容易地制
造活性炭吸附劑,且作為起始原料的酚醛樹(shù)脂和活性炭吸附劑的收率也優(yōu)異,因此經(jīng)濟(jì)性
也優(yōu)異。
聲明:
“活性炭吸附劑的制造方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)