JP2000290301A - 低粘度カルボキシメチルセルロースナトリウムの製造方法 - Google Patents
低粘度カルボキシメチルセルロースナトリウムの製造方法Info
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Abstract
ウムでありながら、非ニュートン性を有するカルボキシ
メチルセルロースナトリウムを得る製造方法を提供す
る。 【解決手段】 固相状態のカルボキシメチルセルロース
ナトリウムに過酸化水素を反応させて低粘度のカルボキ
シメチルセルロースナトリウムを製造する方法におい
て、反応系のpHを7.0未満として反応を開始し、次
に反応途中でアルカリを添加し、pHを7.0以上とし
て反応を継続することを特徴とする低粘度カルボキシメ
チルセルロースナトリウムの製造方法。
Description
チルセルロースナトリウム(以下CMCNaという)の
製造方法に関する。詳しくはCMCNaと過酸化水素の
反応においてpHをコントロールすることにより、低粘
度のCMCNaでは得られない非ニュートン性の強い流
体特性をもったCMCNaを工業的に効率よく製造する
方法に関する。
−Naを製造する方法は、種々提案されている。例え
ば、粉体状又は湿潤状のCMC−Naに過酸化水素を反
応させて低粘度化させる方法(特公昭45-678号公報、特
公昭48-19232号公報)や、過酸化水素を3.0〜6.5
のpH域でCMC−Naと反応させる事を特徴とする方
法(特開平4−25501号公報)が開示されている。
ゲルや副生物の生成がなく、簡単な混合装置のみで製造
可能な優れた方法であるが、いずれの方法とも低粘度品
はえられるが、非ニュートン性流体を得ることはできな
かった。
りながら、非ニュートン性を有するCMCNaを得る製
造方法を提供することにある。
達成するため、過酸化水素と固体状態のCMCNaとの
反応における系のpHに着目し、これを二段階のpHで
反応させることで上記課題を克服できることをつきとめ
本発明に到達した。すなわち、固相状態のカルボキシメ
チルセルロースナトリウムに過酸化水素を反応させて低
粘度のカルボキシメチルセルロースナトリウムを製造す
る方法において、反応系のpHを7.0未満として反応
を開始し、次に反応途中でアルカリを添加し、pHを
7.0以上として反応を継続することを特徴とする低粘
度カルボキシメチルセルロースナトリウムの製造方法で
ある。
MCNaの物性は特に限定はないが、好ましいエーテル
化度は0.5〜3.0であり、さらに好ましくは0.6
〜1.0である。エーテル化度が低すぎると低粘度化さ
れても非ニュートン性のものが得にくく、また高すぎる
と過酸化水素による低粘度化効率が悪くなる。
Pa・sが好ましいが、1000〜5000mPa・s
が更に好ましい。粘度が低すぎると低粘度化効率が悪い
傾向にあり、高すぎると過酸化水素を多量に必要とする
ため経済的に好ましくない。
好ましいが、非ニュートン性も備えたCMCNaを得よ
うとする場合、一定の粘度が必要である。
重量%、好ましくは20〜30重量%であって、水分が
15〜25重量%、好ましくは14〜20重量%の固相
状態のものを用いるのがよい。この時形状は湿潤状品で
も乾燥粉末品でもよく、またCMCNaは製造工程中の
ものでも、製品となったものでもよい。
重量%をこえる場合は、低粘度化が進むにつれて反応装
置内のCMCNaが団粒化してくるため好ましくない。
また15重量%未満では低粘度化効率が悪くなるので好
ましくない。
5重量%水溶液を用いて、反応器中の原料CMCNa中
へ添加する。添加量は原料CMCNa(固形分換算)の
粘度にもよるが、原料CMCNaに対して1〜10重量
%(固形分換算)添加する。添加方法は均一反応とするた
め噴霧するのが好ましい。
の反応系のpHは7.0未満好ましくは5.0から7.
0未満とする。この時pHが7.0以上になると低粘度
化効率が低下し、5.0未満となると酸型のCMCが生
成し、ゲル状の水不溶性物質が生成し易くなる。このp
Hの調製は酸を反応系内に添加しても、また過酸化水素
と予め混合しておいてもよい。この時に使用する酸はい
ずれの酸も使用できるが、酢酸、グリコール酸が挙げら
れる。
せた後、一定時間後(約10〜20分後)の反応途中で
アルカリを添加してpHを7.0以上(好ましくは7.
0〜8.5) とする。このアルカリはカセイソーダ、
炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ等が用いられるが、CMCN
aより早く反応できるようにするため、濃度を5〜20
重量%とした溶液で使用することが好ましい。この時の
溶解液は水でもメタノール、エタノール、イソプロパノ
ール等の有機溶媒のどちらでもよい。
認は、過酸化水素が系中に残存していることを確認する
ことによって行われる。たとえば、反応中のCMCNa
を採取し水に完全溶解し、その後硫酸、ヨウ化カリ及び
デンプン溶液を加えて青色の呈色により過酸化水素の確
認を行なう。
来公知の方法を用いる。たとえば過酸化水素の添加後、
30分間で105℃に加温後、105℃で90分間加熱
混合して本発明の目的とする低粘度CMCNaを得る。
よる活性酸素の発生がよくなることより、反応系内に残
っている過酸化水素はCMCNaと反応する前に分解し
大気中に飛散する。すなわち短時間のCMCNaと過酸
化水素の反応は充分均一な反応が行われないうちに完結
されてしまう事よりCMCNaは不均一な粘度の低粘度
品となる。
及び比較例によって説明するが、これらによって本発明
は何ら限定されるものではない。 (CMCNaの分析方法) 1.エーテル化度 絶乾CMCNa0.7gを磁性ルツボで700〜800
℃灰化する。この灰化物の入ったルツボごとビーカーに
入れ水に浸し、灰化物を完全に溶出する。これを0.1
NH2SO4でフェノールフタレイン指示薬で中和滴定
し、0.1NH2SO4所要量(ml)を求める。
約2.4gを精秤し、蒸留水200gを加え、直ちに栓
をして激しく振とうし、CMCを小さい固まりに分散し
て放置する。一夜(約18〜20時間)放置した後、既知
の水分値より補正水にて1%水溶液濃度に合わせる。
入れ、マグネチックスターラーで25分間攪拌し、膨潤
状態の内容物を完全に分散溶解する。次いでこの溶液を
250ml容栓付き容器(口径50mm×高さ140mm)に
移し、栓をして25℃の恒温槽中に30分間放置する。
温度25℃を確認した後、この栓付き容器にBM型粘度
計、ローター、ガードを取り付け、3分後の目盛りを読
み取る。この時ローターNO.は予測させる粘度に合わ
せて選び、回転数は30rpmとする。
し、下記の計算式によって求める。
水溶液を調整してよくかき混ぜた後、ラップでカバーし
て25℃恒温器中で一夜放置する。次に恒温器中より取
り出しガラス棒にて充分に攪拌する。次にBH型粘度
計、ローターNO.5を用いて変速ツマミで2rpm、20
rpmと回転数を変化させ、それぞれの粘度を測定して下
記式にて非ニュートン性を算出する。この数値が1.0
に近づくほどニュートン性が強く、0に近づくほど非ニ
ュートン性が強い事を示す。
0%メタノール(水::メタノール=1:1)125gで湿
潤状態にする。
Hを6.0に調製した(pHの測定は、CMCNaを約
1g取り、100mlの水に簡易的に溶解し、pHメータ
ーでpHを測定した)pH調整後、35%過酸化水素を
水で2倍に希釈した17.5%溶液を50g添加する。
次にブレンダーで攪拌しながら、15分かけて105℃
まで昇温し、過酸化水素の残存を下記の方法によって確
認した。
mlの水に溶解する。完全溶解したCMCNa水溶液に
10%硫酸10ml、10%ヨウ化カリ10mlを加え
て10分間日光に当てないようにして放置する。その後
1%デンプン溶液を3滴加えて青色を呈することを確認
する。青色を呈したので過酸化水素の残存が確認され
た。
加し、pHを7.5に調製する(pH調整法は前述の通
り)。pH調整後、105℃で90分間攪拌を続けて、
低粘度CMC−Naを得た。 実施例2〜4及び比較例1〜6 下記表1の条件とするほかは実施例1と同様にしてCM
CNaを得た。また表1に得られたCMCNaの2%粘
度とPVI値を記載した。
製造方法により得られたCMCNaは著しく低粘度化さ
れ、また2%粘度が20〜35mPa・sという低粘度
にもかかわらず、流動特性を表すPVI値をみると、実
施例品は比較例品に比べ小さく、非ニュートン性が大き
いことを示している。
MC−Naを工業的に製造する方法であり、低粘度CM
C−Naであるが故に、従来は出来なかった非ニュート
ン性が付与できた事により、食品用タレ糊剤、食品ゲル
助剤などの用途に天然糊剤であるペクチン、キサンタン
ガム等と合わせ、又は併用使用する事が出来る。
Claims (3)
- 【請求項1】 固相状態のカルボキシメチルセルロース
ナトリウムに過酸化水素を反応させて低粘度のカルボキ
シメチルセルロースナトリウムを製造する方法におい
て、反応系のpHを7.0未満としてカルボキシメチル
セルロースナトリウムと過酸化水素との反応を開始し、
次に反応途中でアルカリを添加し、pHを7.0以上と
して反応を継続することを特徴とする低粘度カルボキシ
メチルセルロースナトリウムの製造方法。 - 【請求項2】 アルカリを添加した後の反応系のpHが
7.0〜8.5である請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 反応前のカルボキシメチルセルロースナ
トリウムの1%水溶液粘度が1000〜5000mPa
・sである請求項1又は2記載の製造方法。
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