JP3715343B2

JP3715343B2 - Method for modifying carboxymethyl cellulose ether alkali salt

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Publication number: JP3715343B2
Application number: JP03256895A
Authority: JP
Inventors: 勝一西崎; 正悟岡本
Original assignee: DKS CO. LTD.
Current assignee: DKS CO. LTD.
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JPH08231603A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、広範囲な分野に使用されるカルボキシメチルセルロースエーテルアルカリ塩（以下「ＣＭＣ」と略称す）の水溶性向上を図るＣＭＣの改質方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＭＣは、優れた増粘性、分散安定性、保形性、保湿性等の機能を有することから合成糊料として、繊維工業、食品工業、化学工業、塗料、接着剤、建材、鉱業、土木関係、陶磁器、石油掘削、飼料、化学肥料、合成洗剤等の非常に広範囲な用途に使用されている。このＣＭＣの製法としては、従来から、水媒法と溶媒法の二通りの製法が知られている。前者の水媒法は、セルロースに結合するエーテル化剤の有効利用率が低いことから、後者の溶媒法が主流となっている。この溶媒法は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、粉砕パルプ，イソプロピルアルコール，水酸化ナトリウム、水を原料として、セルロースのアルセル化反応を行い、ついで、モノクロール酢酸（エーテル化剤）によりエーテル化反応を行う。そして、熟成した後、酢酸で中和して、系中のイソプロピルアルコールを遠心分離で除去して粗製ＣＭＣを製造する。この粗製ＣＭＣに含水メタノールを加えて脱塩精製を行い、遠心分離にかけた後、乾燥して粉砕することにより製品となるＣＭＣを製造する。このような工程を経由してＣＭＣを製造する方法が、現在、ＣＭＣの製法の主流である溶媒法である（特公昭３２−７４９１号公報、特公昭４３−２３０００号公報）。
【０００３】
上記溶媒法により得られる製品ＣＭＣには、充分なエーテル化がなされず、不溶解成分が含有されている。このようなことから、エーテル化剤の均一反応性を得る目的で、その合成条件を検討して水溶性を改良したＣＭＣの製法（特公昭４６−１９４号公報、特公昭４６−２１１２号公報）や、超音波振動の下でエーテル化反応を行うことによって水溶性を改良したＣＭＣの製法（特公平５−８２８４２号公報）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の水溶性を改良したＣＭＣの製法にあっては、平均エーテル化度が０．５〜１．５の製品ＣＭＣ中には、置換度の低いものが含まれ水に完全に溶解しないものが得られる。すなわち、置換度が０．１〜０．４程度のものが含まれると、水溶液系では、それが膨潤ゲル粒子（以下「ミクロゲル」と称す）となって水に溶解しない。このような水に不溶解性のものが存在する製品ＣＭＣでは、各種用途に用いた際に、満足のいく性能が得られないばかりか、様々な問題が発生する。特に、精密濾過を伴う食品、化粧品、加工飲料、印刷、塗料液等において問題が生じる。さらに、捺染業界でのロータリースクリーン捺染法やフラットスクリーン捺染法に用いられる捺染用糊剤として用いた場合、しばしば不溶解成分の存在により目詰まり等が発生するという問題が生じる。このように、反応条件等の改良が試みられてはいるが、平均エーテル化度が０．５〜１．０のような低いエーテル化度の製品ＣＭＣでは、ミクロゲルを含まない、水溶性の良好なＣＭＣが得られていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、実質上、水不溶解物を減少させて全体の良好な水溶解性を付与することのできるＣＭＣの改質方法の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ＣＭＣの水溶液もしくは含水溶剤溶液を、加圧した状態でメタルパウダー層内を通過させるＣＭＣの改質方法を要旨とする。
【０００７】
【作用】
すなわち、本発明者らは、ＣＭＣの製造により生成するミクロゲルを、従来のような製造条件である反応条件によってその生成を抑制させることは非常に困難であることを研究の過程で突き止め、反応条件とは別のアプローチから水溶性の改質向上を図った。そして、その研究の過程で、生成したミクロゲル自身に着目し、これをより細かく処理することにより水溶性の向上が図れないか思索し、様々な方法を検討をした。その結果、上記不溶解成分であるミクロゲルを含有するＣＭＣ水溶液もしくはＣＭＣ含水溶剤溶液を、加圧した状態でメタルパウダー層内を通過させると、上記ミクロゲルがメタルパウダーに接触して細かく裁断されることを突き止めた。そして、細かく裁断されたミクロゲルは当然のごとく水に溶け易いために、ＣＭＣ全体の水溶性が向上することを見出し本発明に到達した。そして、上記メタルパウダー層に続いて、さらにステンレスフィルターを通過させることにより、一層ミクロゲルの裁断効果が向上しより効果的である。
【０００８】
つぎに、本発明を詳しく説明する。
【０００９】
本発明のＣＭＣの改質方法において、その水溶性の改質対象となるＣＭＣは、従来の水媒法および溶媒法のいずれの合成方法によって得られるＣＭＣでもよい。また、そのアルカリ塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩等があげられるが、通常、ナトリウム塩である。また、そのエーテル置換度として、０．４〜１．５程度の範囲のものがあげられるが、水溶液中のミクロゲルの不溶解物を比較的多く含有するエーテル置換度１．０以下のＣＭＣを用いるとより効果的である。さらに、対象となるＣＭＣとしては、水媒法および溶媒法により得られた製品ＣＭＣ、また溶媒法において、エーテル化した後、酸成分で中和して溶媒を除去した粗製ＣＭＣ、さらに、この粗製ＣＭＣを用い副生塩を除去した工程を経由して得られる精製ＣＭＣのいずれを用いてもよい。特に、溶媒法において、本発明のＣＭＣの改質法を行うタイミング、製造コストの面から、粗製ＣＭＣを用いることが好ましい。
【００１０】
つぎに、本発明のＣＭＣの改質方法に使用するＣＭＣの水溶液もしくは含水溶剤溶液中のＣＭＣの含有量（濃度）は、水溶液および含水溶剤溶液とも１〜２０重量％（以下「％」と略す）の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは、溶液の流動性および経済性を考慮して４〜１５％である。すなわち、ＣＭＣの含有量が１％未満ではその経済性からみて好ましいものではなく、ＣＭＣの含有量が２０％を超えると、全体が増粘して流動しなくなり、メタルパウダー層中を通過させることが高圧をかけても非常に困難となるからである。そして、高粘度物性を有するＣＭＣにおいては、その含有量が２０％以下に設定しても、団子状に固化する場合があり、このようなＣＭＣの水溶液もしくは含水溶剤溶液は改質処理工程に輸送可能な濃度まで下げ調整しなければならない。
【００１１】
そして、上記ＣＭＣでは、含有するミクロゲルを膨潤させてメタルパウダーで裁断処理を容易にするという点から、水単独に溶解させ、ＣＭＣ水溶液とすることが好ましい。また、粘度が高い場合、その粘度を下げる目的から、含水溶剤液としてもよい。この場合、含水溶剤溶液における水と溶剤の混合割合は、重量比で、水／溶剤＝６０／４０〜１００／０に設定することが好ましい。特に、粘度が高く溶剤が必須となる場合は、水／溶剤＝６０／４０〜９０／１０に設定することが好ましい。しかし、溶剤の混合割合が多くなると、ＣＭＣが析出してＣＭＣの溶解性が悪くなる場合があるため、できるだけミクロゲルの膨潤性のよい水溶液側、すなわち、できるだけ水を多く混合した系中で本発明の操作を行うことが好ましい。
【００１２】
上記含水溶剤溶液に用いる溶剤としては、炭素数１〜４の低級アルコールを用いることが好ましく、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１３】
本発明において、ＣＭＣの水溶液もしくは含水溶剤溶液（以下「ＣＭＣ溶液」と総称する）の粘度は、１０万ｍＰａ・ｓ以下に設定され、かつＣＭＣ溶液の輸送が可能であればよい。また、改質処理工程に供する際には、処理の容易さからＣＭＣ溶液を１００℃以下の温度に設定保持することが好ましく、より好ましくは３０〜７０℃である。
【００１４】
本発明のＣＭＣの改質方法において、ＣＭＣ溶液を通過させるメタルパウダー層を構成するメタルパウダーの素材としては、特に限定するものではなく、例えば、鉄、ステンレス、チタン、銅、アルミニウム等の金属材料があげられる。通過させる対象が水分を含有するＣＭＣ溶液であるという点、およびコスト等の点から、通常、ステンレスが用いられる。また、上記メタルパウダーの形状は、ミクロゲルを細かく裁断するという点から、球状に近いものは好ましくなく、突起を有する形状、例えば、テトラポット状、三角形状、または星形状等があげられる。なかでも、裁断効果の高いテトラポット状のものが好ましい。さらに、その粒径として、１０〜５０００μｍの範囲のものが用いられる。特に好ましくは、メタルパウダー層の密度とＣＭＣ溶液の通過性という点から、５０〜１０００μｍである。すなわち、メタルパウダーの粒径が１０μｍ未満のような非常に微細なものでは、メタルパウダー層が緻密に充填されるため、ＣＭＣ溶液の通過性が悪くなることと、メタルパウダーの突起サイズがＣＭＣ溶液中のミクロゲルより小さくなるため、裁断効果が低下する。また、粒径が５０００μｍを超えるものでは、メタルパウダー層の空隙率が高まるため、ＣＭＣ溶液の通過が速くなりすぎて処理されずに通過するため、裁断効果が低下するからである。
【００１５】
本発明のＣＭＣの改質方法は、例えば、まず、従来の方法によりＣＭＣ（粗製ＣＭＣ、精製ＣＭＣ、製品ＣＭＣ）を製造し、このＣＭＣを用いてＣＭＣ溶液を準備する。ついで、所定の容器にメタルパウダーを充填して形成したメタルパウダー層内に、上記ＣＭＣ溶液を、１００℃以下の温度に保持した状態で加圧しながら通過させることにより行われる。また、上記工程以外に、メタルパウダーを充填した容器内にＣＭＣ溶液を充填した後、この容器ごとＣＭＣ溶液を所定の圧力で加圧して改質処理を行ってもよい。
【００１６】
上記メタルパウダー層の厚みは、例えば、５〜５０ｃｍの範囲に設定することが好ましい。さらに、所定の容器に充填して形成されるメタルパウダー層の嵩密度としては、１．０〜３．０に設定することが好ましく、特に好ましくは１．５〜２．５に設定することである。
【００１７】
また、上記加圧条件としては、５〜２００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇに設定することが好ましく、特に好ましくは５０〜１５０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇに設定することである。上記範囲で加圧することにより、ＣＭＣ溶液を良好にメタルパウダー層内に通過させてＣＭＣ溶液中のミクロゲルを細かく裁断することが可能となる。すなわち、５ｋｇ／ｃｍ²・Ｇ未満の加圧では、ミクロゲルを裁断する効果が低下し、逆に２００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇを超える高圧では、メタルパウダーの圧縮変形が高まり、新しいメタルパウダーへの交換頻度が増加するため、経済的でなくなるからである。
【００１８】
さらに、上記のように、ＣＭＣ溶液をメタルパウダー層内を通過させた後、続いて、メタルパウダーの流出を防止する意味からも、メタルパウダーを充填した所定の容器の底部に、ステンレスフィルターを設けることが好ましい。このステンレスフィルターを設けることにより、ＣＭＣの一層の水溶性の改質向上を図ることもできる。すなわち、上記メタルパウダー層に続いて、ステンレスフィルターを通過させることにより、ミクロゲルの微細裁断効果が一層向上し、その結果、水溶性の改質効果の向上が図れるからである。
【００１９】
上記ステンレスフィルターは、例えば、２層のステンレス製金網の間に、リボン状のステンレス製フィルムを不規則に束ね圧縮成形した板状のフィルターを挟持したサンドイッチ構造のものがあげられる。このリボン状のステンレス製フィルムを不規則に束ね圧縮成形した形状としては、平状、捩れた状態、丸まった状態等があげられる。そして、上記構成からなるステンレスフィルターにおいて、ステンレス製金網は、目開き５〜１００μｍに設定されたものを用いることが好ましく、その厚みは、０．３〜２．５ｍｍのものを用いることが好ましい。そして、上記板状フィルターの厚みとしては、１〜５ｍｍのものを用いることが好ましい。さらに、ステンレスフィルター全体の総厚みは、１〜１０ｍｍに設定することが好ましい。
【００２０】
また、上記メタルパウダー層に続いて好適に設けられるものとしては、特にステンレスフィルターに限定するものではないが、ＣＭＣ溶液を通過させる際に加圧するため、この高圧条件に耐えるものでなければならない。このことから、ステレスフィルターに代えて、鉄等の金属製の焼結フィルターがあげられる。
【００２１】
このステンレスフィルターを併用する場合の形態としては、例えば、上記メタルパウダーを充填した容器の底部をステンレスフィルターに構成する形態があげられる。
【００２２】
つぎに、本発明のＣＭＣの改質方法を、ＣＭＣの製造工程中に組み込んだ状態を溶媒法を例に説明する。まず、粉砕パルプ、有機溶媒、アルカリ成分、水を原料としてアルセル化を行う。ついで、エーテル化剤（モノクロール酢酸）を添加してエーテル化反応を行い、熟成させ、酸成分（酢酸）を添加して過剰アルカリ成分を中和した後、遠心分離等により系中の有機溶媒を除去して粗製ＣＭＣを作製する。つぎに、この粗製ＣＭＣを用いて、ＣＭＣ溶液を調製し、本発明のＣＭＣの改質方法を適用する。すなわち、上記ＣＭＣ溶液をメタルパウダー層中を通過させ、好ましくは続いて、ステンレスフィルターを通過させる。上記工程を経たＣＭＣ溶液に、有機溶媒を添加して含水率を下げることより、ＣＭＣを不溶性にして析出させて遠心分離等により有機溶媒を分離してウエット状のＣＭＣを得る。つぎに、このウエット状のＣＭＣに含水メタノールを加えて脱塩精製した後、遠心分離等によりＣＭＣを分離させ精製ＣＭＣを作製する。このＣＭＣを乾燥し粉砕することにより製品ＣＭＣを製造する。
【００２３】
また、上記のように粗製ＣＭＣを本発明のＣＭＣの改質方法に適用する以外に、上記溶媒法において、粗製ＣＭＣを作製し、続いて改質処理工程を経由せず、従来の溶媒法に従って精製ＣＭＣを作製し、この精製ＣＭＣを用いてＣＭＣ溶液を準備し、これを本発明のＣＭＣの改質方法に適用してもよい。さらに、上記従来の溶媒法に従って製品ＣＭＣを作製し、この製品ＣＭＣを用いて処理対象のＣＭＣ溶液を準備し、これを本発明のＣＭＣの改質方法に適用してもよい。
【００２４】
本発明のＣＭＣの改質方法により処理されたＣＭＣ溶液では、そのＣＭＣ溶液中に含まれ、完全に溶解せずに膨潤したミクロゲルの大きさが、２０００μｍから、１０μｍ以下の大きさに裁断される。したがって、このように処理されたＣＭＣ溶液を乾燥、粉砕処理した製品ＣＭＣでは、これを水溶液とした場合、ミクロゲルが微細に裁断されており、水溶性が向上することから、透明性が向上する。さらに、ミクロゲルの裁断によりこれが水に良好に溶解するため、スクリーン透過性が良好となり、例えば、捺染用糊剤に使用された場合、目詰まりが生じない。
【００２５】
このように、本発明のＣＭＣの改質方法により処理され得られたＣＭＣは、１％濃度の水溶液の透明度が６００ｍｍ以上に設定された高い透明度を有する。この透明度は、つぎのようにして測定される値である。すなわち、長さ７００ｍｍ×内径２５ｍｍで底部の厚みが２ｍｍの光学ガラスからなる円筒状ガラスに、処理されたＣＭＣの濃度１％の水溶液を充填する。これに、内径が異なる（内径１５ｍｍ）だけの円筒状ガラスを挿入する。そして、外側の円筒状ガラスの底部に、幅１ｍｍで１ｍｍ間隔の黒い平行線を描いたものを敷き、内側の円筒状ガラスを上下させる。そして、底部の黒い平行線が目視により判別不可能となったときの液の高さ（ｍｍ）を測定し、その値を透明度とする。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のＣＭＣの改質方法は、ＣＭＣ溶液を、加圧した状態でメタルパウダー層内を通過させることによりＣＭＣの水溶性を改質する方法である。この改質方法により、処理前のＣＭＣ中に含有する不溶解成分であるミクロゲルが、上記メタルパウダーに接触して細かく裁断され、この細かく裁断されたミクロゲルが水に容易に溶解する。この結果、従来法により得られるＣＭＣに比べてはるかに水溶性が向上する。そして、上記メタルパウダー層に続いて、さらにステンレスフィルターを通過させることにより、より一層ミクロゲルの微細裁断効果が向上して水溶性の改質効果が向上する。このことから、不溶解成分のミクロゲルの含有量が減少して高品質のＣＭＣが得られ、このＣＭＣ水溶液の透明度およびスクリーン透過性が良好となる。したがって、高い透明性およびスクリーン透過性が要求される繊維工業、食品工業、医薬品工業等の広い分野に有用である。具体的には、このような改質処理を経て得られたＣＭＣは、合成糊料として、上記繊維工業、食品工業等以外に、化学工業、塗料、接着剤、建材、鉱業、土木関係、陶磁器、石油掘削、飼料、化学肥料、合成洗剤等の非常に広範囲な用途に優れた品質を提供することができる。
【００２７】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２８】
まず、処理対象となるＣＭＣを作製した。
〔溶媒法によるＣＭＣの作製〕
原料パルプ〔興人社製、ＮＤＳＰ（サルフェート法パルプ）〕を粉砕機にかけて、直径０．３ｍｍまで粉砕して水分５％のパルプを得た。ついで、イソプロピルアルコール２５．０ｋｇと水２．５ｋｇからなる混合液を充填した３０リットルのＳＵＳ製反応釜に、この粉砕パルプ１．０ｋｇを加えて２０℃で約２０分間攪拌した。そして、これに、４０％苛性ソーダ水溶液１．０ｋｇを５分間かけて加え、３０℃で６０分間攪拌することによりアルセル化反応を行った。続いて、これに５０％のモノクロール酢酸イソプロピルアルコール溶液０．７８ｋｇを５分かけて添加した。そして、約３０分かけて７０℃まで昇温した後、この７０℃の状態で９０分間エーテル化反応を行った。その後、１０分かけて４０℃に冷却し、５０％酢酸水溶液０．３ｋｇを加えて、系中の苛性ソーダを中和した。そして、これを遠心分離機で脱液濾過してエーテル化度が０．６の粗製ＣＭＣ（ナトリウム塩）を作製した。この粗製ＣＭＣは、ＣＭＣが６５％、水１１．４％、イソプロピルアルコールが２３．６％であった。
【００２９】
【実施例１】
上記溶媒法にて作製された粗製ＣＭＣ（ウエット状）１ｋｇを、水８ｋｇとイソプロピルアルコール２ｋｇの混合溶媒に溶解し、濾過処理の対象となるＣＭＣ溶液を準備し、５０℃に保持した。このＣＭＣ溶液中のＣＭＣ含有量は５．９％で、残りの水とイソプロピルアルコール（水８．１１４ｋｇ、イソプロピルアルコール２．２３６ｋｇ）において水／イソプロピルアルコールの混合重量比は、３．６／１であった。
【００３０】
一方、長さ４０ｃｍのステンレス製円筒状容器に、底部に直径１０ｃｍのステンレスフィルター（総厚み５ｍｍ）を設け、容器内にメタルパウダーを３０ｃｍの層厚み（嵩密度２．１）となるよう充填し濾過器を作製した。上記メタルパウダーは、ステンレス製のテトラポット形状を有し、粒径５０μｍ、粒径１００μｍ、粒径２００μｍ（３種類）のメタルパウダーをそれぞれ１／３ずつ（重量比）の割合で混合した合計重量３０００ｇのものを用いた。また、上記ステンレスフィルターは、２層のステンレス製金網の間に、リボン状のステンレス製フィルムを不規則に束ね、平状に圧縮成形した板状のフィルターを挟持したサンドイッチ構造のものである。そして、上記ステンレス製金網は、目開き２５μｍ、厚み１ｍｍのものであって、板状フィルターの厚みは２ｍｍであった。
【００３１】
つぎに、高圧ポンプを用い、先に準備したＣＭＣ溶液を、１２０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧力をかけて上記メタルパウダーを充填した濾過器に通した。そして、この濾過器を通過したＣＭＣ溶液にイソプロピルアルコール６ｋｇを加えてＣＭＣを不溶性物として析出させて濾液分離した。続いて、分離したＣＭＣに２０％含水メタノール８ｋｇを加え脱塩精製を行った。そして、これを洗浄濾過した後、９０℃で乾燥して製品ＣＭＣを得た。
【００３２】
【実施例２】
上記溶媒法にて作製された粗製ＣＭＣ（ウエット状）１ｋｇを、水１５ｋｇに溶解し、濾過処理の対象となるＣＭＣ溶液を準備し、５０℃に保持した。このＣＭＣ溶液中のＣＭＣ含有量は４．１％であり、残りの水およびイソプロピルアルコールにおいて、水／イソプロピルアルコールの混合重量比は、６４／１であった。
【００３３】
つぎに、実施例１と同様の濾過器および加圧条件で、上記ＣＭＣ溶液を高圧ポンプを用い、先に準備したＣＭＣ溶液を濾過器に通した。そして、この濾過器を通過したＣＭＣ溶液にイソプロピルアルコール２０ｋｇを加えてＣＭＣを不溶性物として析出させて濾液分離した。続いて、実施例１と同様に処理して製品ＣＭＣを得た。
【００３４】
【実施例３】
上記溶媒法にて作製された粗製ＣＭＣ（ウエット状）を乾燥させ溶剤分および水分が０％の粗製ＣＭＣを準備した。この粗製ＣＭＣ１ｋｇを、水２０ｋｇに溶解し、濾過処理の対象となるＣＭＣ水溶液を準備し、５０℃に保持した。このＣＭＣ水溶液中のＣＭＣ含有量は４．８％であり、残りはすべて水であった。
【００３５】
つぎに、実施例１と同様の濾過器および加圧条件で、上記ＣＭＣ水溶液を高圧ポンプを用い、先に準備したＣＭＣ水溶液を濾過器に通した。そして、この処理したＣＭＣ水溶液を実施例１と同様に処理して製品ＣＭＣを得た。
【００３６】
【実施例４】
メタルパウダーとして、粒径１００μｍのステンレス製テトラポットのみを用い、これをステンレス製円筒状容器内に３０ｃｍの層厚み（嵩密度２．０）となるよう充填しそれ以外は実施例１と同様の構成の濾過器を作製した。
【００３７】
つぎに、高圧ポンプを用い、実施例１と同様のＣＭＣ溶液を、５０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧力をかけて上記メタルパウダーを充填した濾過器に通した。その後は、実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た。
【００３８】
【実施例５】
直径１０ｃｍのステンレスフィルターに代えて、直径１０ｃｍの鉄製の焼結フィルター（平板状）（厚み２ｍｍ、細穴径２５μｍ）を用いた。それ以外は実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た。
【００３９】
【実施例６】
上記溶媒法にて作製された粗製ＣＭＣ（ウエット状）に、２０％含水メタノール８ｋｇを加え脱塩精製を行い精製ＣＭＣを得た。この精製ＣＭＣ１ｋｇに水１５ｋｇを加えて溶解して濾過処理の対象となるＣＭＣ溶液を準備し、５０℃に保持した。このＣＭＣ溶液中のＣＭＣ含有量は４．１％で、残りの水とイソプロピルアルコールにおいて水／イソプロピルアルコールの混合重量比は、６４／１であった。
【００４０】
【実施例７】
高圧ポンプによる加圧条件を５ｋｇ／ｃｍ²・Ｇに変えた。それ以外は実施例１と同様のＣＭＣ溶液を用い、および同様の処理工程を経由して製品ＣＭＣを得た。
【００４１】
【実施例８】
上記溶媒法にて作製された粗製ＣＭＣ（ウエット状）１ｋｇを、水１．７５ｋｇとイソプロピルアルコール０．５ｋｇの混合溶媒に溶解し、濾過処理の対象となるＣＭＣ溶液を準備し、５０℃に保持した。このＣＭＣ溶液中のＣＭＣ含有量は２０．０％で、残りの水とイソプロピルアルコール（水１．８６４ｋｇ、イソプロピルアルコール０．７３６ｋｇ）において水／イソプロピルアルコールの混合重量比は、２．５／１であった。
【００４２】
このＣＭＣ溶液を用い、実施例１と同様の濾過器により処理を行った。このときの高圧ポンプによる加圧条件を２００ｋｇ／ｃｍ²・Ｇに変えた。それ以外は実施例１と同様のＣＭＣ溶液を用い、および同様の処理工程を経由して製品ＣＭＣを得た。
【００４３】
【実施例９】
メタルパウダーとして、粒径１０μｍのステンレス製テトラポットのみを用い、これをステンレス製円筒状容器内に３０ｃｍの層厚み（嵩密度２．２）となるよう充填しそれ以外は実施例１と同様の構成の濾過器を作製した。
【００４４】
つぎに、高圧ポンプを用い、実施例１と同様のＣＭＣ溶液を、１５０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧力をかけて上記メタルパウダーを充填した濾過器に通した。その後は、実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た。
【００４５】
【実施例１０】
メタルパウダーとして、粒径５０００μｍのステンレス製テトラポットのみを用い、これをステンレス製円筒状容器内に３０ｃｍの層厚み（嵩密度１．９）となるよう充填しそれ以外は実施例１と同様の構成の濾過器を作製した。
【００４６】
つぎに、高圧ポンプを用い、実施例１と同様のＣＭＣ溶液を、３０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの圧力をかけて上記メタルパウダーを充填した濾過器に通した。その後は、実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た。
【００４７】
【比較例１】
メタルパウダーを用いず、ステンレスフィルターのみによる濾過処理を１２０ｋｇ／ｃｍ²・Ｇの加圧条件で行った。それ以外は実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た。
【００４８】
【比較例２】
上記比較例１で得られた製品ＣＭＣを、平均粒子径が２０μｍで、最大粒径が４０μｍとなるよう、乾式粉砕機で微粉処理して製品ＣＭＣを得た。
【００４９】
【比較例３】
メタルパウダー層およびステンレスフィルターを通さなかった。それ以外は実施例１と同様にして製品ＣＭＣを得た（溶媒法により得られた従来の製品ＣＭＣ）。
【００５０】
このようにして得られた各製品ＣＭＣについて、下記の方法に従い物性（透明度、スクリーン透過性、粘度）を測定した。その結果を後記の表１に示す。
【００５１】
〔透明度〕
長さ７００ｍｍ×内径２５ｍｍで底部の厚みが２ｍｍの光学ガラスからなる円筒状ガラスに、製品ＣＭＣの濃度１％の水溶液を充填した。これに、内径が異なる（内径１５ｍｍ）だけの円筒状ガラスを挿入した。そして、外側の円筒状ガラスの底部に、幅１ｍｍで１ｍｍ間隔の黒い平行線を描いたものを敷き、内側の円筒状ガラスを上下させた。そして、底部の黒い平行線が目視により判別不可能となったときの液の高さ（ｍｍ）を測定し、その値を透明度とした。
【００５２】
〔スクリーン透過性〕
製品ＣＭＣを用いて、２％濃度のＣＭＣ水溶液を調製した。そして、面積１００ｃｍ²の２００メッシュポリエステルスクリーンにて、このＣＭＣ水溶液を自然濾過した。このとき、３分間で通過した液量（ｇ）を測定し、その値を透過性とした。
【００５３】
〔ＣＭＣ粘度〕
製品ＣＭＣを用いて、２％濃度のＣＭＣ水溶液を調製した。このＣＭＣ水溶液を２４時間放置した後、２５℃におけるＢ型回転粘度計で粘度（ｍＰａ・ｓ）を測定した。
【００５４】
【表１】

【００５５】
上記表１の結果から、実施例品および比較例品の粘度は全て同程度であったが、各比較例品は透明度が低く、スクリーン透過性の試験結果も非常に悪い。これに対して、全ての実施例品は透明度も高く、スクリーン透過性の試験結果も比較例品に比べてはるかに優れたものであった。このように、同程度の粘度を有しながら、このような結果が得られたのは、各比較例品には不溶解物が多く存在するため、透明度が低く、スクリーン透過性においても目詰まりが生じることから測定結果は悪くなったものであり、一方、全ての実施例品では、不溶解物がメタルパウダーおよびフィルターにより細かく裁断されたため、この不溶解物は小さくなり、水溶性が向上して水に溶解したからであると考えられる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for modifying CMC to improve water solubility of carboxymethyl cellulose ether alkali salt (hereinafter abbreviated as “CMC”) used in a wide range of fields. To the law It is related.
[0002]
[Prior art]
In general, CMC has excellent thickening, dispersion stability, shape retention, moisture retention, etc., so as a synthetic paste, textile industry, food industry, chemical industry, paint, adhesive, building material, mining industry, It is used for a wide range of applications such as civil engineering, ceramics, oil drilling, feed, chemical fertilizer, synthetic detergent. As a method for producing this CMC, conventionally, two types of production methods, an aqueous medium method and a solvent method, are known. In the former aqueous medium method, since the effective utilization rate of the etherifying agent bonded to cellulose is low, the latter solvent method is mainly used. This solvent method is performed as follows, for example. In other words, cellulose is subjected to an arselation reaction using pulverized pulp, isopropyl alcohol, sodium hydroxide and water as raw materials, and then an etherification reaction is performed using monochloroacetic acid (etherification agent). After aging, the mixture is neutralized with acetic acid, and isopropyl alcohol in the system is removed by centrifugation to produce a crude CMC. Hydrous methanol is added to the crude CMC for desalting and purification, and after centrifugation, the product is dried and pulverized to produce a product CMC. The method of producing CMC through such steps is the solvent method which is the mainstream of CMC production at present (Japanese Patent Publication No. 32-7491, Japanese Patent Publication No. 43-23000).
[0003]
The product CMC obtained by the solvent method is not sufficiently etherified and contains insoluble components. For this reason, for the purpose of obtaining uniform reactivity of the etherifying agent, a method for producing CMC with improved water solubility by examining its synthesis conditions (Japanese Examined Patent Publication Nos. 46-194 and 46-2112) In addition, a method for producing CMC (Japanese Patent Publication No. 5-82842) in which water solubility is improved by performing an etherification reaction under ultrasonic vibration has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional CMC production method with improved water solubility, the product CMC having an average degree of etherification of 0.5 to 1.5 contains a low degree of substitution and is completely soluble in water. What you don't get. That is, when a substitution degree of about 0.1 to 0.4 is included, in an aqueous solution system, it becomes swollen gel particles (hereinafter referred to as “microgel”) and does not dissolve in water. Such a product CMC that is insoluble in water cannot only achieve satisfactory performance when used in various applications, but also causes various problems. In particular, problems arise in foods, cosmetics, processed beverages, printing, paint liquids and the like that accompany microfiltration. Furthermore, when used as a paste for printing used in rotary screen printing methods and flat screen printing methods in the printing industry, there is often a problem that clogging or the like occurs due to the presence of insoluble components. As described above, attempts have been made to improve the reaction conditions and the like, but the product CMC having a low degree of etherification such as an average degree of etherification of 0.5 to 1.0 does not contain a microgel and has good water solubility. The current situation is that no CMC has been obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a method for modifying CMC that can substantially reduce water insolubles and give good overall water solubility. Legal The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a method for modifying CMC, wherein an aqueous solution of CMC or a hydrous solvent solution is passed through a metal powder layer in a pressurized state. Need Let ’s do it.
[0007]
[Action]
That is, the present inventors have determined in the course of research that it is very difficult to suppress the production of microgels produced by the production of CMC by reaction conditions that are conventional production conditions. We tried to improve the water-soluble modification from another approach. In the course of that research, we focused on the microgel itself, and thought that it would be possible to improve the water solubility by further processing it, and examined various methods. As a result, when the CMC aqueous solution or CMC water-containing solvent solution containing the insoluble component microgel is passed through the metal powder layer in a pressurized state, the microgel comes into contact with the metal powder and is finely cut. I found out. And since the microgel finely cut | disconnected naturally dissolves in water naturally, it discovered that the water solubility of the whole CMC improved and reached | attained this invention. Then, the stainless steel filter is further passed after the metal powder layer, so that the cutting effect of the microgel is further improved and is more effective.
[0008]
Next, the present invention will be described in detail.
[0009]
In the CMC reforming method of the present invention, the CMC to be the water-soluble reforming target may be CMC obtained by any of the conventional water medium method and solvent method. Examples of the alkali salt include sodium salt, potassium salt, lithium salt, ammonium salt, etc., and sodium salt is usually used. The ether substitution degree is in the range of about 0.4 to 1.5, and CMC having an ether substitution degree of 1.0 or less containing a relatively large amount of insoluble matter of microgel in an aqueous solution is used. And more effective. Further, as the target CMC, product CMC obtained by the aqueous medium method and the solvent method, or a crude CMC obtained by etherification in the solvent method and then neutralized with an acid component to remove the solvent, Any of purified CMC obtained through the step of removing by-product salts using CMC may be used. In particular, in the solvent method, it is preferable to use crude CMC from the viewpoint of the timing for performing the CMC modification method of the present invention and the production cost.
[0010]
Next, the content (concentration) of CMC in the CMC aqueous solution or aqueous solvent solution used in the CMC reforming method of the present invention is 1 to 20% by weight (hereinafter abbreviated as “%”) for both the aqueous solution and aqueous solvent solution. ) Is preferable. Particularly preferably, it is 4 to 15% in consideration of the fluidity and economics of the solution. That is, if the CMC content is less than 1%, it is not preferable in view of its economic efficiency. If the CMC content exceeds 20%, the whole will thicken and will not flow, and will pass through the metal powder layer. This is because it becomes very difficult even when high pressure is applied. CMC having high viscosity properties may solidify in a dumpling form even if its content is set to 20% or less. Such an aqueous solution of CMC or aqueous solvent solution is transported to the reforming process. It must be adjusted down to a possible concentration.
[0011]
And in the said CMC, it is preferable to make it melt | dissolve in water alone and to make CMC aqueous solution from the point that the microgel contained is swollen and a cutting process is easy with a metal powder. Further, when the viscosity is high, a water-containing solvent liquid may be used for the purpose of reducing the viscosity. In this case, the mixing ratio of water and the solvent in the aqueous solvent solution is preferably set to water / solvent = 60/40 to 100/0 by weight ratio. In particular, when the viscosity is high and a solvent is essential, it is preferable to set water / solvent = 60/40 to 90/10. However, when the mixing ratio of the solvent is increased, CMC may precipitate and the solubility of CMC may be deteriorated. It is preferable to perform the operations described above.
[0012]
The solvent used in the aqueous solvent solution is preferably a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0013]
In the present invention, the viscosity of an aqueous solution of CMC or a water-containing solvent solution (hereinafter collectively referred to as “CMC solution”) may be set to 100,000 mPa · s or less and the CMC solution can be transported. Moreover, when using for a modification | reformation process process, it is preferable to hold | maintain a CMC solution to the temperature of 100 degrees C or less from the ease of a process, More preferably, it is 30-70 degreeC.
[0014]
In the CMC reforming method of the present invention, the material of the metal powder constituting the metal powder layer that allows the CMC solution to pass therethrough is not particularly limited. For example, metal materials such as iron, stainless steel, titanium, copper, and aluminum Can be given. Stainless steel is usually used from the viewpoints that the object to be passed is a CMC solution containing moisture and the cost. Further, the shape of the metal powder is not preferably a spherical shape from the viewpoint of finely cutting the microgel, and examples thereof include a shape having a protrusion, such as a tetrapot shape, a triangular shape, or a star shape. Among these, a tetrapot-shaped one having a high cutting effect is preferable. Further, a particle size in the range of 10 to 5000 μm is used. Most preferably, it is 50-1000 micrometers from the point of the density of a metal powder layer, and the permeability of a CMC solution. That is, when the particle size of the metal powder is very fine, such as less than 10 μm, the metal powder layer is densely filled, so that the permeability of the CMC solution is deteriorated and the projection size of the metal powder is CMC solution. Since it is smaller than the inside microgel, the cutting effect is reduced. In addition, when the particle size exceeds 5000 μm, the porosity of the metal powder layer is increased, so that the passage of the CMC solution becomes too fast and passes without being processed, so that the cutting effect is reduced.
[0015]
In the CMC reforming method of the present invention, for example, first, CMC (crude CMC, purified CMC, product CMC) is produced by a conventional method, and a CMC solution is prepared using the CMC. Next, the CMC solution is passed through a metal powder layer formed by filling a predetermined container with metal powder while being pressurized at a temperature of 100 ° C. or lower. In addition to the above steps, after the CMC solution is filled in a container filled with metal powder, the CMC solution may be pressurized together with the container at a predetermined pressure to perform the reforming process.
[0016]
The thickness of the metal powder layer is preferably set in the range of 5 to 50 cm, for example. Furthermore, the bulk density of the metal powder layer formed by filling a predetermined container is preferably set to 1.0 to 3.0, particularly preferably set to 1.5 to 2.5. is there.
[0017]
Moreover, as said pressurization conditions, 5-200 kg / cm ² -It is preferable to set to G, particularly preferably 50 to 150 kg / cm ² • Set to G. By applying pressure within the above range, the CMC solution can be satisfactorily passed through the metal powder layer, and the microgel in the CMC solution can be finely cut. That is, 5 kg / cm ² ・ Pressurization less than G reduces the effect of cutting the microgel, conversely 200 kg / cm ² -At high pressures exceeding G, the compression deformation of metal powder increases and the frequency of replacement with new metal powder increases, which is not economical.
[0018]
Further, after passing the CMC solution through the metal powder layer as described above, a stainless steel filter is provided at the bottom of a predetermined container filled with metal powder in order to prevent the metal powder from flowing out. It is preferable. By providing this stainless steel filter, it is possible to further improve the water-soluble modification of CMC. That is, by passing a stainless steel filter subsequent to the metal powder layer, the fine cutting effect of the microgel is further improved, and as a result, the water-soluble modification effect can be improved.
[0019]
Examples of the stainless steel filter include a sandwich structure in which a plate-like filter in which ribbon-like stainless steel films are irregularly bundled and compression-molded is sandwiched between two layers of stainless steel wire mesh. Examples of the shape obtained by irregularly bundling the ribbon-like stainless steel film include a flat shape, a twisted state, a curled state, and the like. And in the stainless steel filter which consists of the said structure, it is preferable to use the stainless steel metal mesh with the mesh set to 5-100 micrometers, and it is preferable to use that whose thickness is 0.3-2.5 mm. And as a thickness of the said plate-shaped filter, it is preferable to use a 1-5 mm thing. Furthermore, the total thickness of the entire stainless steel filter is preferably set to 1 to 10 mm.
[0020]
Moreover, what is suitably provided subsequent to the metal powder layer is not particularly limited to a stainless steel filter, but must be able to withstand this high-pressure condition since it is pressurized when passing the CMC solution. Therefore, a sintered filter made of metal such as iron can be used instead of the stainless steel filter.
[0021]
As a form in the case of using this stainless steel filter together, the form which comprises the bottom part of the container filled with the said metal powder to a stainless steel filter is mention | raise | lifted, for example.
[0022]
Next, a state in which the CMC reforming method of the present invention is incorporated in the CMC manufacturing process will be described by taking a solvent method as an example. First, arcelization is performed using pulverized pulp, an organic solvent, an alkali component, and water as raw materials. Next, an etherifying agent (monochloroacetic acid) is added to carry out an etherification reaction, ripening, an acid component (acetic acid) is added to neutralize excess alkali components, and then the organic solvent in the system is centrifuged. To obtain a crude CMC. Next, a CMC solution is prepared using the crude CMC, and the CMC reforming method of the present invention is applied. That is, the CMC solution is passed through a metal powder layer, and preferably subsequently passed through a stainless steel filter. By adding an organic solvent to the CMC solution having undergone the above steps to lower the water content, the CMC is made insoluble and precipitated, and the organic solvent is separated by centrifugation or the like to obtain a wet CMC. Next, after adding water-containing methanol to the wet CMC for desalting and purification, the CMC is separated by centrifugation or the like to produce a purified CMC. This CMC is dried and pulverized to produce a product CMC.
[0023]
In addition to applying the crude CMC to the CMC reforming method of the present invention as described above, in the above solvent method, a crude CMC is produced, and then following the conventional solvent method without passing through the reforming process step. A purified CMC may be prepared, a CMC solution may be prepared using the purified CMC, and this may be applied to the CMC modification method of the present invention. Furthermore, a product CMC may be produced according to the conventional solvent method described above, a CMC solution to be treated may be prepared using the product CMC, and this may be applied to the CMC modification method of the present invention.
[0024]
In the CMC solution treated by the CMC modification method of the present invention, the size of the swollen microgel contained in the CMC solution and not completely dissolved is cut from 2000 μm to 10 μm or less. . Therefore, in the product CMC obtained by drying and pulverizing the CMC solution thus treated, when this is used as an aqueous solution, the microgel is finely cut and the water solubility is improved, so that the transparency is improved. Further, since the microgel is well dissolved in water by cutting the microgel, the screen permeability is good. For example, when it is used in a paste for printing, clogging does not occur.
[0025]
Thus, the CMC obtained by the CMC modification method of the present invention has a high transparency in which the transparency of a 1% strength aqueous solution is set to 600 mm or more. This transparency is a value measured as follows. That is, a cylindrical glass made of optical glass having a length of 700 mm × an inner diameter of 25 mm and a bottom thickness of 2 mm is filled with a treated CMC aqueous solution having a concentration of 1%. Cylindrical glass having different inner diameters (inner diameter 15 mm) is inserted into this. Then, the bottom of the outer cylindrical glass is laid with a black parallel line having a width of 1 mm and an interval of 1 mm, and the inner cylindrical glass is moved up and down. And the height (mm) of a liquid when the black parallel line of a bottom part becomes indistinguishable by visual observation is measured, and let the value be transparency.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, the method for modifying CMC of the present invention is a method for modifying the water solubility of CMC by passing a CMC solution through a metal powder layer in a pressurized state. By this modification method, the microgel that is an insoluble component contained in the CMC before the treatment is finely cut in contact with the metal powder, and the finely cut microgel is easily dissolved in water. As a result, the water solubility is much improved compared to CMC obtained by the conventional method. Then, the stainless steel filter is further passed after the metal powder layer, thereby further improving the fine cutting effect of the microgel and improving the water-soluble modification effect. From this, the content of the microgel of the insoluble component is reduced to obtain high quality CMC, and the transparency and screen permeability of this aqueous CMC solution are improved. Therefore, it is useful in a wide field such as the textile industry, food industry, pharmaceutical industry, etc. where high transparency and screen permeability are required. Specifically, CMC obtained through such a modification treatment is used as a synthetic glue, in addition to the textile industry, food industry, etc., in addition to the chemical industry, paints, adhesives, building materials, mining, civil engineering, ceramics. It can provide excellent quality for a wide range of applications such as oil drilling, feed, chemical fertilizer, synthetic detergent.
[0027]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0028]
First, a CMC to be processed was produced.
[Production of CMC by Solvent Method]
Raw material pulp [manufactured by Kojin Co., Ltd., NDSP (sulfate pulp)] was pulverized to a diameter of 0.3 mm to obtain a pulp having a moisture content of 5%. Next, 1.0 kg of this pulverized pulp was added to a 30 liter SUS reaction kettle filled with a mixture of 25.0 kg of isopropyl alcohol and 2.5 kg of water, and the mixture was stirred at 20 ° C. for about 20 minutes. Then, 1.0 kg of 40% caustic soda aqueous solution was added to this over 5 minutes, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 60 minutes to carry out an arseration reaction. Subsequently, 0.78 kg of a 50% monochloroacetic acid isopropyl alcohol solution was added to this over 5 minutes. And after heating up to 70 degreeC over about 30 minutes, the etherification reaction was performed for 90 minutes in this 70 degreeC state. Then, it cooled to 40 degreeC over 10 minutes, 0.3 kg of 50% acetic acid aqueous solution was added, and the caustic soda in a system was neutralized. And this was defiltrated and filtered with the centrifuge, and crude CMC (sodium salt) with an etherification degree of 0.6 was produced. The crude CMC was 65% CMC, 11.4% water, and 23.6% isopropyl alcohol.
[0029]
[Example 1]
1 kg of crude CMC (wet) produced by the above solvent method was dissolved in a mixed solvent of 8 kg of water and 2 kg of isopropyl alcohol to prepare a CMC solution to be subjected to filtration, and maintained at 50 ° C. The CMC content in this CMC solution was 5.9%, and the water / isopropyl alcohol mixing weight ratio in the remaining water and isopropyl alcohol (water 8.114 kg, isopropyl alcohol 2.236 kg) was 3.6 / 1. there were.
[0030]
On the other hand, a stainless steel cylindrical container having a length of 40 cm is provided with a stainless steel filter having a diameter of 10 cm (total thickness: 5 mm) at the bottom, and the container is filled with metal powder to a layer thickness of 30 cm (bulk density 2.1). A filter was made. The metal powder has a stainless steel tetrapot shape, and is a total weight in which metal powders having a particle size of 50 μm, a particle size of 100 μm, and a particle size of 200 μm (three types) are mixed in a ratio of 1/3 each (weight ratio). 3000 g was used. The stainless steel filter has a sandwich structure in which a ribbon-like stainless steel film is irregularly bundled between two layers of a stainless steel wire mesh, and a plate-like filter compression-molded in a flat shape is sandwiched. The stainless steel wire mesh had a mesh size of 25 μm and a thickness of 1 mm, and the plate filter had a thickness of 2 mm.
[0031]
Next, using a high pressure pump, the previously prepared CMC solution was 120 kg / cm. ² -The pressure of G was applied and it passed through the filter with which the said metal powder was filled. Then, 6 kg of isopropyl alcohol was added to the CMC solution passed through the filter to precipitate CMC as an insoluble material, and the filtrate was separated. Subsequently, 8 kg of 20% aqueous methanol was added to the separated CMC for desalting and purification. And after washing and filtering this, it dried at 90 degreeC and obtained product CMC.
[0032]
[Example 2]
1 kg of crude CMC (wet) produced by the above solvent method was dissolved in 15 kg of water to prepare a CMC solution to be subjected to filtration, and maintained at 50 ° C. The CMC content in this CMC solution was 4.1%, and in the remaining water and isopropyl alcohol, the mixing weight ratio of water / isopropyl alcohol was 64/1.
[0033]
Next, the CMC solution prepared above was passed through the filter under the same filter and pressurization conditions as in Example 1 using a high-pressure pump. Then, 20 kg of isopropyl alcohol was added to the CMC solution that passed through the filter to precipitate CMC as an insoluble material, and the filtrate was separated. Then, it processed like Example 1 and obtained product CMC.
[0034]
[Example 3]
The crude CMC (wet form) produced by the solvent method was dried to prepare a crude CMC having a solvent content and water content of 0%. 1 kg of this crude CMC was dissolved in 20 kg of water, and an aqueous CMC solution to be subjected to filtration treatment was prepared and maintained at 50 ° C. The CMC content in this CMC aqueous solution was 4.8%, and the remainder was all water.
[0035]
Next, the CMC aqueous solution prepared above was passed through the filter under the same filter and pressurization conditions as in Example 1 using a high-pressure pump. And this processed CMC aqueous solution was processed like Example 1, and product CMC was obtained.
[0036]
[Example 4]
As the metal powder, only a stainless steel tetrapot having a particle diameter of 100 μm was used, and this was filled in a stainless steel cylindrical container so as to have a layer thickness of 30 cm (bulk density 2.0). A filter with the configuration was produced.
[0037]
Next, using a high-pressure pump, the same CMC solution as in Example 1 was added at 50 kg / cm. ² -The pressure of G was applied and it passed through the filter with which the said metal powder was filled. Thereafter, a product CMC was obtained in the same manner as in Example 1.
[0038]
[Example 5]
Instead of the 10 cm diameter stainless steel filter, a 10 cm diameter iron sintered filter (flat plate) (thickness 2 mm, narrow hole diameter 25 μm) was used. Otherwise in the same manner as in Example 1, a product CMC was obtained.
[0039]
[Example 6]
Purified CMC was obtained by adding 8 kg of 20% water-containing methanol to the crude CMC (wet form) produced by the above solvent method, followed by desalting and purification. To 1 kg of this purified CMC, 15 kg of water was added and dissolved to prepare a CMC solution to be filtered, which was maintained at 50 ° C. The CMC content in this CMC solution was 4.1%, and the mixing weight ratio of water / isopropyl alcohol in the remaining water and isopropyl alcohol was 64/1.
[0040]
[Example 7]
Pressurizing condition with high pressure pump is 5kg / cm ² ・ Changed to G. Otherwise, the same CMC solution as in Example 1 was used, and the product CMC was obtained via the same processing steps.
[0041]
[Example 8]
1 kg of crude CMC (wet) produced by the above solvent method is dissolved in a mixed solvent of 1.75 kg of water and 0.5 kg of isopropyl alcohol, and a CMC solution to be filtered is prepared and maintained at 50 ° C. did. The CMC content in this CMC solution is 20.0%. In the remaining water and isopropyl alcohol (water 1.864 kg, isopropyl alcohol 0.736 kg), the mixing weight ratio of water / isopropyl alcohol is 2.5 / 1. there were.
[0042]
Using this CMC solution, the same filter as in Example 1 was used for processing. At this time, the pressurizing condition by the high-pressure pump is 200 kg / cm. ² ・ Changed to G. Otherwise, the same CMC solution as in Example 1 was used, and the product CMC was obtained via the same processing steps.
[0043]
[Example 9]
As the metal powder, only a stainless steel tetrapot having a particle diameter of 10 μm was used, and this was filled in a stainless steel cylindrical container so as to have a layer thickness of 30 cm (bulk density 2.2). A filter with the configuration was produced.
[0044]
Next, using a high-pressure pump, the same CMC solution as in Example 1 was added at 150 kg / cm. ² -The pressure of G was applied and it passed through the filter with which the said metal powder was filled. Thereafter, a product CMC was obtained in the same manner as in Example 1.
[0045]
[Example 10]
As the metal powder, only a stainless steel tetrapot having a particle diameter of 5000 μm was used, and this was filled in a stainless steel cylindrical container so as to have a layer thickness of 30 cm (bulk density 1.9). A filter with the configuration was produced.
[0046]
Next, using a high-pressure pump, the same CMC solution as in Example 1 was added at 30 kg / cm. ² -The pressure of G was applied and it passed through the filter with which the said metal powder was filled. Thereafter, a product CMC was obtained in the same manner as in Example 1.
[0047]
[Comparative Example 1]
120kg / cm with only stainless steel filter without using metal powder ² -It performed on the pressurization conditions of G. Otherwise in the same manner as in Example 1, a product CMC was obtained.
[0048]
[Comparative Example 2]
The product CMC obtained in the above Comparative Example 1 was finely powdered by a dry pulverizer so that the average particle size was 20 μm and the maximum particle size was 40 μm to obtain a product CMC.
[0049]
[Comparative Example 3]
The metal powder layer and the stainless steel filter were not passed. Otherwise, product CMC was obtained in the same manner as in Example 1 (conventional product CMC obtained by the solvent method).
[0050]
The physical properties (transparency, screen permeability, viscosity) of each product CMC thus obtained were measured according to the following methods. The results are shown in Table 1 below.
[0051]
〔Transparency〕
Cylindrical glass made of optical glass having a length of 700 mm × inner diameter of 25 mm and a bottom thickness of 2 mm was filled with an aqueous solution having a concentration of product CMC of 1%. Cylindrical glass with only different inner diameters (inner diameter 15 mm) was inserted into this. And the thing which drew the black parallel line of 1 mm width and 1 mm space | interval was spread | laid on the bottom part of the outer cylindrical glass, and the inner cylindrical glass was moved up and down. And the height (mm) of the liquid when the black parallel line of a bottom part became indistinguishable by visual observation was measured, and the value was made into transparency.
[0052]
(Screen transparency)
A 2% CMC aqueous solution was prepared using the product CMC. And the area is 100cm ² The CMC aqueous solution was naturally filtered through a 200 mesh polyester screen. At this time, the amount of liquid (g) that passed in 3 minutes was measured, and the value was defined as permeability.
[0053]
[CMC viscosity]
A 2% CMC aqueous solution was prepared using the product CMC. After this CMC aqueous solution was allowed to stand for 24 hours, the viscosity (mPa · s) was measured with a B-type rotational viscometer at 25 ° C.
[0054]
[Table 1]

[0055]
From the results of Table 1 above, the viscosity of the Example product and the Comparative product was all the same, but each Comparative product had low transparency and the screen permeability test result was also very bad. On the other hand, all of the examples had high transparency, and the screen permeability test results were far superior to the comparative examples. Thus, such a result was obtained while having the same degree of viscosity, because each of the comparative products had a lot of insolubles, so the transparency was low and the screen permeability was clogged. However, in all the products of the examples, the insoluble matter was finely cut with a metal powder and a filter, so that the insoluble matter was reduced and the water solubility was improved. This is probably because it was dissolved in water.

Claims

A method for modifying a carboxymethyl cellulose ether alkali salt, comprising passing an aqueous solution or a hydrous solvent solution of a carboxymethyl cellulose ether salt through a metal powder layer in a pressurized state.

The method for modifying a carboxymethyl cellulose ether alkali salt according to claim 1, wherein the particle shape of the metal powder constituting the metal powder layer has a protruding structure.

The method for modifying a carboxymethyl cellulose ether alkali salt according to claim 1 or 2, wherein the particle diameter of the metal powder is 10 to 5000 µm.

The method for modifying a carboxymethyl cellulose ether alkali salt according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressurizing pressure is set to 5 to 200 kg / cm ² · G.

The aqueous solution or hydrous solvent solution of the carboxymethyl cellulose ether alkali salt is passed through the metal powder layer, and then passed through a stainless steel filter. Modification method.