JP2013133398A - カルボキシメチルセルロースの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水溶液粘度の高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるカルボキシメチルセルロースを効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程（１）、得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、水分量をセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状アルカリセルロースを得る工程（２）、得られた粉末状アルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させる工程（３）を有するカルボキシメチルセルロースの製造方法である。
【選択図】なし
【解決手段】セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程（１）、得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、水分量をセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状アルカリセルロースを得る工程（２）、得られた粉末状アルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させる工程（３）を有するカルボキシメチルセルロースの製造方法である。
【選択図】なし
Description
本発明は、カルボキシメチルセルロースの製造方法に関する。
カルボキシメチルセルロースは、増粘剤、分散剤、乳化剤、保護コロイド剤、安定化剤等として広範に利用されている。
このカルボキシメチルセルロースの製造法として、特許文献１には、含水有機溶媒中にセルロースを分散させ、そこにアルカリを作用させてアルカリセルロースを調製し、次いでモノハロ酢酸を添加してエーテル化反応を行う溶媒法によるカルボキシメチルセルロースの製造方法が開示されている。
特許文献２には、結晶化度が５０％以下の低結晶性の粉末セルロースを、塩基の存在下、有機ハライド化合物と反応させる、セルロース誘導体の製造方法が開示されている。
さらに、特許文献３には、セルロースを水及びアルカリの存在下、機械的処理をするに際し、水を、水とセルロースの合計に対し１０〜３０重量％の割合になるような量で使用する、アルカリセルロースの製造方法が開示されている。実施例によれば、この水分量はセルロースに対して１１〜２５重量％である。
このカルボキシメチルセルロースの製造法として、特許文献１には、含水有機溶媒中にセルロースを分散させ、そこにアルカリを作用させてアルカリセルロースを調製し、次いでモノハロ酢酸を添加してエーテル化反応を行う溶媒法によるカルボキシメチルセルロースの製造方法が開示されている。
特許文献２には、結晶化度が５０％以下の低結晶性の粉末セルロースを、塩基の存在下、有機ハライド化合物と反応させる、セルロース誘導体の製造方法が開示されている。
さらに、特許文献３には、セルロースを水及びアルカリの存在下、機械的処理をするに際し、水を、水とセルロースの合計に対し１０〜３０重量％の割合になるような量で使用する、アルカリセルロースの製造方法が開示されている。実施例によれば、この水分量はセルロースに対して１１〜２５重量％である。
しかしながら、特許文献１〜３に開示された方法では、水溶液粘度が高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与える増粘剤として有用なカルボキシメチルセルロースを製造することが難しい。
本発明は、水溶液粘度の高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるカルボキシメチルセルロース（以下、「ＣＭＣ」ともいう）を製造する方法を提供することを課題とする。
本発明は、水溶液粘度の高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるカルボキシメチルセルロース（以下、「ＣＭＣ」ともいう）を製造する方法を提供することを課題とする。
本発明は、下記工程（１）〜（３）を有するカルボキシメチルセルロースの製造方法を提供する。
工程（１）：セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程
工程（２）：工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程
工程（３）：工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程
工程（１）：セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程
工程（２）：工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程
工程（３）：工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程
本発明の方法によれば、水溶液粘度が高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを製造することができる。
本発明の方法により得られたＣＭＣは、優れたチキソトロピー性を有し、化粧品等に配合した場合、非常に良好な使用感（塗布時ののばしやすさ、さっぱり感等）を発現することができる。
本発明の方法により得られたＣＭＣは、優れたチキソトロピー性を有し、化粧品等に配合した場合、非常に良好な使用感（塗布時ののばしやすさ、さっぱり感等）を発現することができる。
本発明のカルボキシメチルセルロースの製造方法は、下記工程（１）〜（３）を有することにより、水溶液粘度が高く、かつ該水溶液のチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを効率よく、かつ簡便に製造することができる。
工程（１）：セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程（以下、「粉砕工程」ともいう）
工程（２）：工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程（以下、「アルセル化工程」ともいう）
工程（３）：工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程（以下、「ＣＭＣ製造工程」ともいう）
本発明においてさっぱりとした感触とは、本発明のＣＭＣを含有する水溶液を指で手肌に塗り伸ばす際に得られる感触であって、高粘度のＣＭＣ水溶液の粘度が瞬時に低くなる時に感じるさらっとした感触のことをいい、本発明のＣＭＣを含有する水溶液の高いチキソトロピー性に起因すると考えられる。
以下、本発明の各工程、及び用いられる各成分について詳細に説明する。
工程（１）：セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程（以下、「粉砕工程」ともいう）
工程（２）：工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程（以下、「アルセル化工程」ともいう）
工程（３）：工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程（以下、「ＣＭＣ製造工程」ともいう）
本発明においてさっぱりとした感触とは、本発明のＣＭＣを含有する水溶液を指で手肌に塗り伸ばす際に得られる感触であって、高粘度のＣＭＣ水溶液の粘度が瞬時に低くなる時に感じるさらっとした感触のことをいい、本発明のＣＭＣを含有する水溶液の高いチキソトロピー性に起因すると考えられる。
以下、本発明の各工程、及び用いられる各成分について詳細に説明する。
［工程（１）：粉砕工程］
工程（１）は、セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位（以下、「ＡＧＵ」ともいう）１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料（以下「粉末セルロース」ともいう）のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程である。
工程（１）において、水分量が非常に少ない条件下で、塩基化合物と共にセルロース含有原料の粉砕することにより、粉砕後のセルロース含有原料中に、塩基化合物を均一に分散させることができる。また水分量が非常に少ない条件下で粉砕を行うことにより、効率的に短時間で粉砕することができ、その結果、低分子量成分が生成せず、水溶液が高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得ることができる。
工程（１）は、セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位（以下、「ＡＧＵ」ともいう）１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料（以下「粉末セルロース」ともいう）のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程である。
工程（１）において、水分量が非常に少ない条件下で、塩基化合物と共にセルロース含有原料の粉砕することにより、粉砕後のセルロース含有原料中に、塩基化合物を均一に分散させることができる。また水分量が非常に少ない条件下で粉砕を行うことにより、効率的に短時間で粉砕することができ、その結果、低分子量成分が生成せず、水溶液が高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得ることができる。
＜セルロース含有原料＞
本発明に用いられるセルロース含有原料は、該原料中のα−セルロース含有量が２０重量％以上であることが好ましく、４０重量％以上であることがより好ましく、６０重量％以上であることが更に好ましく、７５重量％以上がより更に好ましい。α−セルロース含有量の上限は１００重量％である。ここで、α−セルロース含有量は、ＩＳＯ６９２に従って得られるアルカリ可溶分値；Ｓ１０（２０℃）、及びＳ１８（２０℃）の値を用いて、以下の計算式（１）で求めることができる。
α−セルロース含有量（重量％）＝１００−（Ｓ１８＋Ｓ１０）／２ （１）
パルプの場合、α−セルロース含有量は、一般には７５〜９９重量％であり、他の成分は水の他、ごく少量の低重合度セルロース、ヘミセルロース、及びリグニン等を含む。木材を蒸解・漂白した市販のパルプにおいては、低重合度セルロースの含量はごく少量であるので、パルプ中のセルロース含有量とα−セルロース含有量は、略同一として扱うことができる。
セルロース含有原料中のセルロース（以下「原料セルロース」ともいう）の平均重合度は特に限定されない。しかしながら、高い水溶液粘度を発現し、水溶液が高いチキソトロピー性を有して塗布時にさっぱりとした良感触のＣＭＣを得る観点から、原料セルロースの平均重合度は、２００以上であることが好ましく、入手の容易さの観点から、１００００以下が好ましい。原料セルロースの平均重合度は、より好ましくは５００〜５０００、更に好ましくは１０００〜４０００、より更に好ましくは１２００〜３０００である。
本発明において、平均重合度とは、銅−アンモニア法により測定される粘度平均重合度をいい、具体的には実施例に記載の方法により算出される。
本発明に用いられるセルロース含有原料は、該原料中のα−セルロース含有量が２０重量％以上であることが好ましく、４０重量％以上であることがより好ましく、６０重量％以上であることが更に好ましく、７５重量％以上がより更に好ましい。α−セルロース含有量の上限は１００重量％である。ここで、α−セルロース含有量は、ＩＳＯ６９２に従って得られるアルカリ可溶分値；Ｓ１０（２０℃）、及びＳ１８（２０℃）の値を用いて、以下の計算式（１）で求めることができる。
α−セルロース含有量（重量％）＝１００−（Ｓ１８＋Ｓ１０）／２ （１）
パルプの場合、α−セルロース含有量は、一般には７５〜９９重量％であり、他の成分は水の他、ごく少量の低重合度セルロース、ヘミセルロース、及びリグニン等を含む。木材を蒸解・漂白した市販のパルプにおいては、低重合度セルロースの含量はごく少量であるので、パルプ中のセルロース含有量とα−セルロース含有量は、略同一として扱うことができる。
セルロース含有原料中のセルロース（以下「原料セルロース」ともいう）の平均重合度は特に限定されない。しかしながら、高い水溶液粘度を発現し、水溶液が高いチキソトロピー性を有して塗布時にさっぱりとした良感触のＣＭＣを得る観点から、原料セルロースの平均重合度は、２００以上であることが好ましく、入手の容易さの観点から、１００００以下が好ましい。原料セルロースの平均重合度は、より好ましくは５００〜５０００、更に好ましくは１０００〜４０００、より更に好ましくは１２００〜３０００である。
本発明において、平均重合度とは、銅−アンモニア法により測定される粘度平均重合度をいい、具体的には実施例に記載の方法により算出される。
セルロースは結晶部位及びアモルファス部位からなるが、原料セルロースにおいて結晶性部位が占める比率、すなわち結晶化度に、特に限定はない。しかしながら、通常、セルロースの結晶化度を低下させる処理を行うと、セルロース鎖の切断に伴い重合度も低下する。したがって、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣを得る観点から、本発明においては、重合度低下の少ない、即ちより結晶化度が高いセルロースを含有するセルロース含有原料を用いることが好ましい。一方、結晶化度が９５％を超える極めて結晶化度の高いセルロース含有原料の入手も困難である。上記の観点から、原料セルロースの結晶化度は、好ましくは３０〜９５％、より好ましくは５０〜９０％、更に好ましくは６０〜８０％である。
本発明において、セルロースの結晶化度とは原料セルロースのＩ型結晶構造に由来する結晶化度を示し、Ｘ線結晶回折測定の結果から下記計算式（２）により求められる。
結晶化度（％）＝〔（Ｉ22.6−Ｉ18.5）／Ｉ22.6〕×１００ （２）
〔式中、Ｉ22.6は、Ｘ線回折におけるセルロースＩ型結晶の格子面（００２面）（回折角２θ＝２２．６°）の回折強度を示し、Ｉ18.5は、アモルファス部（回折角２θ＝１８．５°）の回折強度を示す。〕
本発明において、セルロースの結晶化度とは原料セルロースのＩ型結晶構造に由来する結晶化度を示し、Ｘ線結晶回折測定の結果から下記計算式（２）により求められる。
結晶化度（％）＝〔（Ｉ22.6−Ｉ18.5）／Ｉ22.6〕×１００ （２）
〔式中、Ｉ22.6は、Ｘ線回折におけるセルロースＩ型結晶の格子面（００２面）（回折角２θ＝２２．６°）の回折強度を示し、Ｉ18.5は、アモルファス部（回折角２θ＝１８．５°）の回折強度を示す。〕
セルロース含有原料の種類には特に制限はなく、各種木材チップ；針葉樹材を主としたＮ材パルプ、広葉樹材を主としたＬ材パルプ等のウッドパルプ、綿の種子の周囲の繊維から得られるコットンリンターパルプ等のパルプ類；新聞紙、ダンボール、雑誌、上質紙等の紙類；稲わら、とうもろこし茎等の植物茎・葉類；籾殻、パーム殻、ココナッツ殻等の植物殻類等が挙げられる。これらの中では、セルロース純度、重合度、結晶化度、及び入手の容易さの観点から、パルプ類が好ましい。
セルロース含有原料の形状は、粉砕装置内への導入に支障がない限り特に制限されないが、操作上の観点から、シート状セルロース含有原料や、シート状セルロース含有原料を裁断又は粗粉砕して得られるペレット状又はチップ状セルロース含有原料、又は微粉砕して得られる粉末状セルロース含有原料であることが好ましい。これらの中でも、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣを得る観点から、重合度低下の少ないシート状、ペレット状、又はチップ状セルロース含有原料が好ましく、操作性の観点からペレット状又はチップ状セルロース含有原料が好ましい。入手性、操作性の観点から、チップ状パルプが特に好ましい。
セルロース含有原料の形状は、粉砕装置内への導入に支障がない限り特に制限されないが、操作上の観点から、シート状セルロース含有原料や、シート状セルロース含有原料を裁断又は粗粉砕して得られるペレット状又はチップ状セルロース含有原料、又は微粉砕して得られる粉末状セルロース含有原料であることが好ましい。これらの中でも、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣを得る観点から、重合度低下の少ないシート状、ペレット状、又はチップ状セルロース含有原料が好ましく、操作性の観点からペレット状又はチップ状セルロース含有原料が好ましい。入手性、操作性の観点から、チップ状パルプが特に好ましい。
チップ状パルプは、シュレッダー（例えば、株式会社明光商会製、商品名：「ＭＳＸ２０００−ＩＶＰ４４０Ｆ」）や、シートペレタイザー（例えば、株式会社ホーライ製、商品名：「ＳＧＧ−２２０−３×３」）を用いることにより得ることができる。
チップ状パルプのチップの大きさは、粉砕をより効率的に行う観点から、好ましくは０．６〜１００ｍｍ角、より好ましくは０．８〜３０ｍｍ角、更に好ましくは１〜１０ｍｍ角である。上記範囲に裁断することにより、必要に応じて行う乾燥処理を効率的に行うことができ、また粉砕時の負荷を軽減することができる。
チップ状パルプのチップの大きさは、粉砕をより効率的に行う観点から、好ましくは０．６〜１００ｍｍ角、より好ましくは０．８〜３０ｍｍ角、更に好ましくは１〜１０ｍｍ角である。上記範囲に裁断することにより、必要に応じて行う乾燥処理を効率的に行うことができ、また粉砕時の負荷を軽減することができる。
＜塩基化合物＞
工程（１）で用いられる塩基化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の３級アミン類等が挙げられる。これらの中では、工程（２）においてセルロース含有原料中のセルロース分子の水酸基を効率的にアルコラート化する観点から、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが更に好ましい。これらの塩基化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
粉砕時の塩基化合物の添加量は、ＡＧＵ１モルあたり０．７〜１．８モルである。該塩基化合物の添加量が０．７モル以上であれば、工程（２）においてアルカリセルロースが速やかに生成する。また、１．８モル以下であれば、工程（３）のＣＭＣ製造工程時の収率が高く、反応終了後に中和を行った場合でも塩の生成量が少ないため、精製工程の省略が可能であるし、精製を行った場合でも精製負荷を低減できる。この観点から、塩基化合物の添加量は、原料セルロースを構成するＡＧＵ１モルあたり、好ましくは０．８〜１．８モル、より好ましくは０．８〜１．７モル、更に好ましくは０．９〜１．６モル、より更に好ましくは１．０〜１．５モルである。
工程（１）で用いられる塩基化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の３級アミン類等が挙げられる。これらの中では、工程（２）においてセルロース含有原料中のセルロース分子の水酸基を効率的にアルコラート化する観点から、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが更に好ましい。これらの塩基化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
粉砕時の塩基化合物の添加量は、ＡＧＵ１モルあたり０．７〜１．８モルである。該塩基化合物の添加量が０．７モル以上であれば、工程（２）においてアルカリセルロースが速やかに生成する。また、１．８モル以下であれば、工程（３）のＣＭＣ製造工程時の収率が高く、反応終了後に中和を行った場合でも塩の生成量が少ないため、精製工程の省略が可能であるし、精製を行った場合でも精製負荷を低減できる。この観点から、塩基化合物の添加量は、原料セルロースを構成するＡＧＵ１モルあたり、好ましくは０．８〜１．８モル、より好ましくは０．８〜１．７モル、更に好ましくは０．９〜１．６モル、より更に好ましくは１．０〜１．５モルである。
塩基化合物の添加方法に特に制限はなく、一括添加でも、分割添加でもよい。一括添加する場合は塩基化合物をセルロース含有原料中に均一に分散させる観点から、（i）塩基化合物をセルロース含有原料中に添加後、撹拌混合するか、又は（ii）セルロース含有原料を撹拌しながら、塩基化合物を添加し混合することが好ましい。
塩基化合物の添加は、後述する粉砕装置の中で行ってもよいし、別途撹拌及び混合を行う装置の中で行ってもよい。
撹拌及び混合を行う装置としては、塩基化合物を原料セルロース中に分散可能な装置であれば特に制限はない。例えば、リボン型混合機、パドル型混合機、円錐遊星スクリュー型混合機、粉体、高粘度物質、樹脂等の混錬に用いられるニーダー等の混合機が挙げられる。これらの中では、水平軸型パドル型混合機がより好ましく、具体的には、チョッパー翼を有する水平軸型のパドル型混合機であるレディゲミキサー（中央機工株式会社製；特徴的なスキ状ショベルを用いる混合機、チョッパー翼を設置可能）、プロシェアミキサー（太平洋機工株式会社製；独自形状のショベル翼による浮遊拡散混合と多段式チョッパー翼による高速剪断分散の２つの機能を備えた混合機）が特に好ましい。
塩基化合物の添加は、後述する粉砕装置の中で行ってもよいし、別途撹拌及び混合を行う装置の中で行ってもよい。
撹拌及び混合を行う装置としては、塩基化合物を原料セルロース中に分散可能な装置であれば特に制限はない。例えば、リボン型混合機、パドル型混合機、円錐遊星スクリュー型混合機、粉体、高粘度物質、樹脂等の混錬に用いられるニーダー等の混合機が挙げられる。これらの中では、水平軸型パドル型混合機がより好ましく、具体的には、チョッパー翼を有する水平軸型のパドル型混合機であるレディゲミキサー（中央機工株式会社製；特徴的なスキ状ショベルを用いる混合機、チョッパー翼を設置可能）、プロシェアミキサー（太平洋機工株式会社製；独自形状のショベル翼による浮遊拡散混合と多段式チョッパー翼による高速剪断分散の２つの機能を備えた混合機）が特に好ましい。
塩基化合物を添加する際の形態に特に制限はないが、粉砕効率の観点から、固体であることが好ましい。塩基化合物を固体の状態で添加する場合、製造時の取り扱い性の観点、及び塩基化合物をセルロース含有原料中に均一に分散させる観点から、塩基化合物はペレット状、粒状又は粉末状であることが好ましく、ペレット状又は粒状であることがより好ましい。なお、塩基化合物が固体であることは、水分を含まないことを意味しない。空気中の水分の吸湿等により、水分を含有していてもよい。
＜水分量＞
工程（１）における粉砕は、効率的に粉砕を行い粉砕時間を低減することで、高い水溶液粘度を発現し、その水溶液がチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得る観点から、原料セルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で行われる。系内の水分量が、原料セルロースに対して１０重量％以下であれば、セルロース含有原料の粉砕効率がよく短時間で粉砕を終了することができ、その結果、高い水溶液粘度を発現し、該水溶液が高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得ることができる。該水分量の下限は０重量％である。セルロース含有原料から完全に水分を除去するためには、操作に多大なコストがかかるため、該水分量は原料セルロースに対して０．０１重量％以上が好ましい。
よって、原料セルロースに対する水分量は、粉砕効率、重合度の低下抑制、及び操作コストの観点から０．０１〜１０重量％が好ましく、０．１〜７重量％がより好ましく、０．１〜５重量％が更に好ましい。セルロース含有原料中の水分量が、上記範囲を超える場合であっても、粉砕を行う前に、公知の乾燥操作を行い、系内水分量を上記水分量に調整することによって、該セルロース含有原料を使用することができる。
セルロース含有原料中の水分量は、市販の赤外線水分計を用いて測定することができ、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。また、粉砕時の水分量の測定も、セルロース含有原料の水分量測定と同様に行うことができる。
なお、本発明において、粉砕前、又は粉砕初期の水分量は、特に塩基化合物としてペレット状又は粒状の塩基化合物を用いた場合、塩基化合物がセルロース含有原料中に均一に分散されておらず、サンプルを採取する部位によって水分値が変化する可能性がある。よって、本発明においては、工程（１）の粉砕終了後のセルロース粉末混合物中の水分量の測定値を、工程（１）の粉砕時の水分量とする。
工程（１）における粉砕は、効率的に粉砕を行い粉砕時間を低減することで、高い水溶液粘度を発現し、その水溶液がチキソトロピー性が高く、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得る観点から、原料セルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で行われる。系内の水分量が、原料セルロースに対して１０重量％以下であれば、セルロース含有原料の粉砕効率がよく短時間で粉砕を終了することができ、その結果、高い水溶液粘度を発現し、該水溶液が高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得ることができる。該水分量の下限は０重量％である。セルロース含有原料から完全に水分を除去するためには、操作に多大なコストがかかるため、該水分量は原料セルロースに対して０．０１重量％以上が好ましい。
よって、原料セルロースに対する水分量は、粉砕効率、重合度の低下抑制、及び操作コストの観点から０．０１〜１０重量％が好ましく、０．１〜７重量％がより好ましく、０．１〜５重量％が更に好ましい。セルロース含有原料中の水分量が、上記範囲を超える場合であっても、粉砕を行う前に、公知の乾燥操作を行い、系内水分量を上記水分量に調整することによって、該セルロース含有原料を使用することができる。
セルロース含有原料中の水分量は、市販の赤外線水分計を用いて測定することができ、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。また、粉砕時の水分量の測定も、セルロース含有原料の水分量測定と同様に行うことができる。
なお、本発明において、粉砕前、又は粉砕初期の水分量は、特に塩基化合物としてペレット状又は粒状の塩基化合物を用いた場合、塩基化合物がセルロース含有原料中に均一に分散されておらず、サンプルを採取する部位によって水分値が変化する可能性がある。よって、本発明においては、工程（１）の粉砕終了後のセルロース粉末混合物中の水分量の測定値を、工程（１）の粉砕時の水分量とする。
＜粉砕＞
粉砕は、セルロース含有原料を粉末化して粉末セルロースとし、かつ塩基化合物を粉末セルロース中に可及的に均一に分散させる操作である。この粉砕によって、粉末セルロースのメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る。塩基化合物として固体の塩基化合物を用いた場合は、粉砕によって同時に塩基化合物の粉末化も進行する。
粉末セルロースのメジアン径が１５０μｍ以下であれば、工程（２）におけるアルセル化が速やかに進行する。一方、粉末セルロースのメジアン径が１０μｍ以上であることが、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣが得られることから好ましい。したがって、アルセル化の速度及びアルカリセルロースの生成効率の向上、及び、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣを得る観点から、粉末セルロースのメジアン径は２０〜１３０μｍが好ましく、３０〜１１０μｍがより好ましく、４０〜１００μｍが更に好ましく、５０〜８０μｍがより更に好ましい。本発明における粉末セルロースのメジアン径は、実施例に記載の方法により測定される。
粉砕は、セルロース含有原料を粉末化して粉末セルロースとし、かつ塩基化合物を粉末セルロース中に可及的に均一に分散させる操作である。この粉砕によって、粉末セルロースのメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る。塩基化合物として固体の塩基化合物を用いた場合は、粉砕によって同時に塩基化合物の粉末化も進行する。
粉末セルロースのメジアン径が１５０μｍ以下であれば、工程（２）におけるアルセル化が速やかに進行する。一方、粉末セルロースのメジアン径が１０μｍ以上であることが、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣが得られることから好ましい。したがって、アルセル化の速度及びアルカリセルロースの生成効率の向上、及び、高い水溶液粘度を発現し、高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与える水溶液を生成するＣＭＣを得る観点から、粉末セルロースのメジアン径は２０〜１３０μｍが好ましく、３０〜１１０μｍがより好ましく、４０〜１００μｍが更に好ましく、５０〜８０μｍがより更に好ましい。本発明における粉末セルロースのメジアン径は、実施例に記載の方法により測定される。
粉砕に用いられる粉砕機に特に制限はなく、セルロース含有原料を所望のメジアン径に粉末化でき、塩基化合物をセルロース含有原料中に可及的に均一に分散可能な装置であればよい。
粉砕機の具体例としては、高圧圧縮ロールミルや、ロール回転ミル等のロールミル、リングローラーミル、ローラーレースミル又はボールレースミル等の竪型ローラーミル、転動ボールミル、振動ボールミル、振動ロッドミル、振動チューブミル、遊星ボールミル又は遠心流動化ミル等の容器駆動媒体ミル、塔式粉砕機、攪拌槽式ミル、流通槽式ミル又はアニュラー式ミル等の媒体攪拌式ミル、高速遠心ローラーミルやオングミル等の圧密せん断ミル、乳鉢、石臼、マスコロイダー、フレットミル、エッジランナーミル、ナイフミル、ピンミル、カッターミル等が挙げられる。これらの中では、セルロースの粉砕効率、及び生産性の観点から、容器駆動式媒体ミル又は媒体攪拌式ミルが好ましく、容器駆動式媒体ミルがより好ましく、振動ボールミル、振動ロッドミル又は振動チューブミル等の振動ミルが更に好ましく、振動ボールミル、振動ロッドミルがより更に好ましい。
粉砕機の具体例としては、高圧圧縮ロールミルや、ロール回転ミル等のロールミル、リングローラーミル、ローラーレースミル又はボールレースミル等の竪型ローラーミル、転動ボールミル、振動ボールミル、振動ロッドミル、振動チューブミル、遊星ボールミル又は遠心流動化ミル等の容器駆動媒体ミル、塔式粉砕機、攪拌槽式ミル、流通槽式ミル又はアニュラー式ミル等の媒体攪拌式ミル、高速遠心ローラーミルやオングミル等の圧密せん断ミル、乳鉢、石臼、マスコロイダー、フレットミル、エッジランナーミル、ナイフミル、ピンミル、カッターミル等が挙げられる。これらの中では、セルロースの粉砕効率、及び生産性の観点から、容器駆動式媒体ミル又は媒体攪拌式ミルが好ましく、容器駆動式媒体ミルがより好ましく、振動ボールミル、振動ロッドミル又は振動チューブミル等の振動ミルが更に好ましく、振動ボールミル、振動ロッドミルがより更に好ましい。
粉砕方法としては、バッチ式、連続式のどちらでもよい。
粉砕に用いる媒体の材質に特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレス、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、チッ化珪素、ガラス等が挙げられるが、結晶化度低下効率の観点から、鉄、ステンレス、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素が好ましく、更に工業的な利用の観点から、特に鉄又はステンレスが好ましい。
ボール、ロッド等の媒体の充填率は、粉砕機の機種により好適な範囲が異なるが、好ましくは１０〜９７％、より好ましくは１５〜９５％の範囲である。充填率がこの範囲内であれば、セルロース含有原料と媒体との接触頻度が向上するとともに、媒体の動きを妨げずに、粉砕効率を向上させることができる。
なお、ロッド等の媒体の「充填率」とは、粉砕機容器の内部空間部分の容積に対する、充填した媒体の見かけ体積の比率をいう。ここで「媒体の見かけ体積」は、媒体の質量をその占める嵩密度で割った値であり、嵩密度は媒体を１Ｌの容器に充填し、その質量より求めることができる。
粉砕に用いる媒体の材質に特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレス、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、チッ化珪素、ガラス等が挙げられるが、結晶化度低下効率の観点から、鉄、ステンレス、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素が好ましく、更に工業的な利用の観点から、特に鉄又はステンレスが好ましい。
ボール、ロッド等の媒体の充填率は、粉砕機の機種により好適な範囲が異なるが、好ましくは１０〜９７％、より好ましくは１５〜９５％の範囲である。充填率がこの範囲内であれば、セルロース含有原料と媒体との接触頻度が向上するとともに、媒体の動きを妨げずに、粉砕効率を向上させることができる。
なお、ロッド等の媒体の「充填率」とは、粉砕機容器の内部空間部分の容積に対する、充填した媒体の見かけ体積の比率をいう。ここで「媒体の見かけ体積」は、媒体の質量をその占める嵩密度で割った値であり、嵩密度は媒体を１Ｌの容器に充填し、その質量より求めることができる。
粉砕機の媒体として用いるロッドとは棒状の媒体であり、ロッドの断面が四角形、六角形等の多角形、円形、楕円形等のものを用いることができる。
粉砕装置が振動ミルであって、媒体がロッドの場合には、セルロースの粉砕効率の観点から、ロッドの外径は、好ましくは０．１〜１００ｍｍ、より好ましくは０．５〜５０ｍｍの範囲である。ロッドの大きさが上記の範囲であれば、所望とする粉末セルロース粒子径への効率的な低下ができるとともに、ロッドのかけら等が混入して粉末セルロースが汚染されるおそれが少ない。
粉砕装置が振動ミルであって、媒体がロッドの場合には、セルロースの粉砕効率の観点から、ロッドの外径は、好ましくは０．１〜１００ｍｍ、より好ましくは０．５〜５０ｍｍの範囲である。ロッドの大きさが上記の範囲であれば、所望とする粉末セルロース粒子径への効率的な低下ができるとともに、ロッドのかけら等が混入して粉末セルロースが汚染されるおそれが少ない。
粉砕時の温度に特に限定はないが、操作コスト及び高い水溶液粘度を発現し、水溶液が高いチキソトロピー性を有し、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得る観点から、−１００〜２００℃が好ましく、０〜１００℃がより好ましく、３０〜７０℃が更に好ましい。
粉砕の時間は、粉末セルロースのメジアン径が所望の値になるよう、適宜調整すればよい。粉砕の時間は、用いる粉砕機や使用するエネルギー量等によって変わるが、通常１分〜１２時間であり、粉末セルロースのメジアン径の低下量の観点、及び原料セルロースの重合度低下抑制の観点から、５分間〜３時間が好ましく、８分間〜１時間がより好ましく、１０分間〜３０分間が更に好ましい。
粉砕時においては、着色や高い水溶液粘度を発現し、水溶液が高いチキソトロピー性を有し、さっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得る観点から、必要に応じて窒素等の不活性ガス雰囲気行うことが好ましい。
粉砕の時間は、粉末セルロースのメジアン径が所望の値になるよう、適宜調整すればよい。粉砕の時間は、用いる粉砕機や使用するエネルギー量等によって変わるが、通常１分〜１２時間であり、粉末セルロースのメジアン径の低下量の観点、及び原料セルロースの重合度低下抑制の観点から、５分間〜３時間が好ましく、８分間〜１時間がより好ましく、１０分間〜３０分間が更に好ましい。
粉砕時においては、着色や高い水溶液粘度を発現し、水溶液が高いチキソトロピー性を有し、さっぱりとした良感触を与えるＣＭＣを得る観点から、必要に応じて窒素等の不活性ガス雰囲気行うことが好ましい。
［工程（２）：アルセル化工程］
工程（２）は、工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程である。
工程（２）は、工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程である。
＜水分量＞
セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロース（原料セルロース）に対して７０〜１８０重量％に調整することで、アルセル化が進み、原料セルロースはアルカリセルロースへと変化し、続く工程３を経ることで、水溶液粘度の高いＣＭＣを得ることができる。
水溶液粘度の高いＣＭＣを得る観点から、セルロース粉末混合物の水分量の調整は、原料セルロースに対して７０〜１７０重量％とすることが好ましく、１００〜１５０重量％とすることがより好ましい。
水をセルロース粉末混合物中に均一に分散させる観点から、水をセルロース粉末混合物中に添加後、撹拌混合するか、又はセルロース粉末混合物を撹拌しながら、水を添加し混合することが好ましい。撹拌及び混合を行う装置に特に制限はなく、その具体例は、塩基化合物の撹拌及び混合の欄で記載した装置と同様である。
水の添加方法にも特に制限はなく、一括添加でも分割添加でもよい。水を一括で添加する場合は、噴霧することが好ましい。
セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロース（原料セルロース）に対して７０〜１８０重量％に調整することで、アルセル化が進み、原料セルロースはアルカリセルロースへと変化し、続く工程３を経ることで、水溶液粘度の高いＣＭＣを得ることができる。
水溶液粘度の高いＣＭＣを得る観点から、セルロース粉末混合物の水分量の調整は、原料セルロースに対して７０〜１７０重量％とすることが好ましく、１００〜１５０重量％とすることがより好ましい。
水をセルロース粉末混合物中に均一に分散させる観点から、水をセルロース粉末混合物中に添加後、撹拌混合するか、又はセルロース粉末混合物を撹拌しながら、水を添加し混合することが好ましい。撹拌及び混合を行う装置に特に制限はなく、その具体例は、塩基化合物の撹拌及び混合の欄で記載した装置と同様である。
水の添加方法にも特に制限はなく、一括添加でも分割添加でもよい。水を一括で添加する場合は、噴霧することが好ましい。
［工程（３）：ＣＭＣ製造工程］
工程（３）は、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程である。
工程（３）は、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程である。
＜モノハロ酢酸又はその塩＞
本発明に用いられるモノハロ酢酸におけるハロゲン原子としては、反応性や汎用性及び取り扱い易さの理由から、好ましくはヨウ素原子、臭素原子又は塩素原子、より好ましくは臭素原子又は塩素原子、更に好ましくは塩素原子である。
モノハロ酢酸の塩を形成しうる金属としては、得られるＣＭＣの高い水溶液粘度発現の観点から、好ましくはリチウム、カリウム又はナトリウム、より好ましくはカリウム又はナトリウム、更に好ましくはナトリウムである。
中和による熱の発生を回避できる観点から、モノハロ酢酸の塩を用いることが好ましい。
本発明に用いられるモノハロ酢酸又はその塩の具体例としては、モノクロロ酢酸、モノブロモ酢酸、モノクロロ酢酸ナトリウム、モノクロロ酢酸カリウム等が挙げられ、中和による熱の発生を回避できる観点から、モノクロロ酢酸ナトリウム又はモノクロロ酢酸カリウムが好ましい。
モノハロ酢酸又はその塩は、固体（粉体）のまま使用してもよく、水又は後述する親水性有機溶媒に溶解させて使用してもよい。
セルロース含有原料中のセルロースのＡＧＵに対するモノハロ酢酸又はその塩のモル比（モノハロ酢酸又はその塩／ＡＧＵ）は、高い水溶液粘度を発現する観点から、好ましくは０．３〜３、より好ましくは０．５〜２．０、更に好ましくは０．５〜１．６であり、より更に好ましくは、０．６〜１．０である。
本発明に用いられるモノハロ酢酸におけるハロゲン原子としては、反応性や汎用性及び取り扱い易さの理由から、好ましくはヨウ素原子、臭素原子又は塩素原子、より好ましくは臭素原子又は塩素原子、更に好ましくは塩素原子である。
モノハロ酢酸の塩を形成しうる金属としては、得られるＣＭＣの高い水溶液粘度発現の観点から、好ましくはリチウム、カリウム又はナトリウム、より好ましくはカリウム又はナトリウム、更に好ましくはナトリウムである。
中和による熱の発生を回避できる観点から、モノハロ酢酸の塩を用いることが好ましい。
本発明に用いられるモノハロ酢酸又はその塩の具体例としては、モノクロロ酢酸、モノブロモ酢酸、モノクロロ酢酸ナトリウム、モノクロロ酢酸カリウム等が挙げられ、中和による熱の発生を回避できる観点から、モノクロロ酢酸ナトリウム又はモノクロロ酢酸カリウムが好ましい。
モノハロ酢酸又はその塩は、固体（粉体）のまま使用してもよく、水又は後述する親水性有機溶媒に溶解させて使用してもよい。
セルロース含有原料中のセルロースのＡＧＵに対するモノハロ酢酸又はその塩のモル比（モノハロ酢酸又はその塩／ＡＧＵ）は、高い水溶液粘度を発現する観点から、好ましくは０．３〜３、より好ましくは０．５〜２．０、更に好ましくは０．５〜１．６であり、より更に好ましくは、０．６〜１．０である。
＜反応条件＞
ＣＭＣ製造工程では、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩を均一に混合できる混合機を用いることが好ましい。例えば、特開２００２−１１４８０１号公報の段落〔００１６〕で開示しているような、粉体や樹脂等の高粘度物質の混錬に用いられる、いわゆるニーダー等の混合機を反応装置として使用するのが好ましい。ここで、ニーダー等の混合機としては、撹拌が十分できるものであれば特に限定されないが、例えば化学工学協会編「化学工学便覧」改訂五版（丸善株式会社発行）、９１７〜９１９頁に記載されている混合機が挙げられる。具体的には、単軸型ニーダーとしては、リボンミキサー、コニーダー、ボテーター、スクリュー型ニーダー等が挙げられ、二軸型ニーダーとしては、双腕型ニーダー等が挙げられる。
ＣＭＣ製造工程では、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩を均一に混合できる混合機を用いることが好ましい。例えば、特開２００２−１１４８０１号公報の段落〔００１６〕で開示しているような、粉体や樹脂等の高粘度物質の混錬に用いられる、いわゆるニーダー等の混合機を反応装置として使用するのが好ましい。ここで、ニーダー等の混合機としては、撹拌が十分できるものであれば特に限定されないが、例えば化学工学協会編「化学工学便覧」改訂五版（丸善株式会社発行）、９１７〜９１９頁に記載されている混合機が挙げられる。具体的には、単軸型ニーダーとしては、リボンミキサー、コニーダー、ボテーター、スクリュー型ニーダー等が挙げられ、二軸型ニーダーとしては、双腕型ニーダー等が挙げられる。
反応温度は、副反応を抑制しつつ、反応を効率的に進行させる観点から、４０〜１００℃であり、好ましくは４０〜８０℃、より好ましくは５０〜７０℃である。
反応工程における反応雰囲気は、セルロースの重合度の低下を抑制し、高い水溶液粘度を発現する観点から、不活性ガス雰囲気下で反応を行うことが好ましい。不活性ガスとしては、好ましくは窒素、ヘリウム又はアルゴン、より好ましくは窒素又はアルゴン、更に好ましくは窒素である。
本発明の方法では、粉末状のアルカリセルロースの分散性を良好にする観点から、好ましくは１〜５００ｒｐｍ、より好ましくは２〜２００ｒｐｍ、更に好ましくは５〜１００ｒｐｍで撹拌を行う。
反応時間は、反応スケールにもよるが、好ましくは１〜１０時間、より好ましくは２〜８時間程度である。
反応の終点は、モノハロ酢酸又はその塩の全添加量の９５重量％以上が消費された時点を目安とすることができ、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）等で反応の進行状況を確認することができる。
反応終了後、得られた反応物にメタノール等の親水性溶媒の水溶液を添加し、撹拌後にろ過することでＮａＣｌ等の副生する塩類を除去することができる。ＣＭＣはろ過ケーキ分として得られ、アセトン等で洗浄し、効率よく脱水することができる。
反応工程における反応雰囲気は、セルロースの重合度の低下を抑制し、高い水溶液粘度を発現する観点から、不活性ガス雰囲気下で反応を行うことが好ましい。不活性ガスとしては、好ましくは窒素、ヘリウム又はアルゴン、より好ましくは窒素又はアルゴン、更に好ましくは窒素である。
本発明の方法では、粉末状のアルカリセルロースの分散性を良好にする観点から、好ましくは１〜５００ｒｐｍ、より好ましくは２〜２００ｒｐｍ、更に好ましくは５〜１００ｒｐｍで撹拌を行う。
反応時間は、反応スケールにもよるが、好ましくは１〜１０時間、より好ましくは２〜８時間程度である。
反応の終点は、モノハロ酢酸又はその塩の全添加量の９５重量％以上が消費された時点を目安とすることができ、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）等で反応の進行状況を確認することができる。
反応終了後、得られた反応物にメタノール等の親水性溶媒の水溶液を添加し、撹拌後にろ過することでＮａＣｌ等の副生する塩類を除去することができる。ＣＭＣはろ過ケーキ分として得られ、アセトン等で洗浄し、効率よく脱水することができる。
（親水性有機溶媒）
工程（３）においては、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩との混合性を良好にする観点から、親水性有機溶媒を用いることができる。
親水性有機溶媒としては、アルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩との反応性の観点から、２５℃で水１００ｇに１００ｇ以上溶解するものが好ましい。その好適例としては、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の２級又は３級の低級アルコール；１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のジグライム、トリグライム等のエーテル系溶剤；ジメチルスルホキシド等の親水性極性溶剤が挙げられる。これらの中でも、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の２級又は３級の低級アルコールが好ましく、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノールがより好ましい。
上記の親水性有機溶媒は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
前記の親水性有機溶媒の使用量は、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロース１００重量部に対して、好ましくは２００重量部以下、より好ましくは１５０重量部以下、更に好ましくは１００重量部以下、より更に好ましくは５０重量部以下である。親水性有機溶媒量を上記の範囲にすることにより、凝集が抑えられ、良好な粉体状態を維持したまま効率よく反応を進行させることができ、より効率的に水溶液粘度の高いＣＭＣを得ることができる。
工程（３）においては、工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩との混合性を良好にする観点から、親水性有機溶媒を用いることができる。
親水性有機溶媒としては、アルカリセルロースとモノハロ酢酸又はその塩との反応性の観点から、２５℃で水１００ｇに１００ｇ以上溶解するものが好ましい。その好適例としては、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の２級又は３級の低級アルコール；１，４−ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のジグライム、トリグライム等のエーテル系溶剤；ジメチルスルホキシド等の親水性極性溶剤が挙げられる。これらの中でも、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の２級又は３級の低級アルコールが好ましく、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノールがより好ましい。
上記の親水性有機溶媒は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
前記の親水性有機溶媒の使用量は、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロース１００重量部に対して、好ましくは２００重量部以下、より好ましくは１５０重量部以下、更に好ましくは１００重量部以下、より更に好ましくは５０重量部以下である。親水性有機溶媒量を上記の範囲にすることにより、凝集が抑えられ、良好な粉体状態を維持したまま効率よく反応を進行させることができ、より効率的に水溶液粘度の高いＣＭＣを得ることができる。
［カルボキシメチルセルロース：ＣＭＣ］
本発明の方法により得られるＣＭＣは塩であってもよい。塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩又はマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩が挙げられ、得られるＣＭＣの高い水溶液粘度発現の観点から、アルカリ金属がより好ましく、ナトリウム、カリウムが更に好ましい。
本発明の方法により得られるＣＭＣの１重量％水溶液粘度（全てのカルボキシメチル基がナトリウム塩を形成したＣＭＣの場合）（２５℃）は、高い増粘性を発現させる観点から、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１５００ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは４０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以上である。上限は特にないが、取り扱い性の観点から、１０００００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５００００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。水溶液粘度の測定方法は実施例に記載の方法により測定される。
本発明の方法により得られるＣＭＣは、化粧料等の増粘剤として有用である。
本発明の方法により得られるＣＭＣは塩であってもよい。塩としては、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩又はマグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩が挙げられ、得られるＣＭＣの高い水溶液粘度発現の観点から、アルカリ金属がより好ましく、ナトリウム、カリウムが更に好ましい。
本発明の方法により得られるＣＭＣの１重量％水溶液粘度（全てのカルボキシメチル基がナトリウム塩を形成したＣＭＣの場合）（２５℃）は、高い増粘性を発現させる観点から、好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１５００ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは４０００ｍＰａ・ｓ以上、より更に好ましくは５０００ｍＰａ・ｓ以上である。上限は特にないが、取り扱い性の観点から、１０００００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５００００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。水溶液粘度の測定方法は実施例に記載の方法により測定される。
本発明の方法により得られるＣＭＣは、化粧料等の増粘剤として有用である。
製造例で得られたチップ状パルプの結晶化度、平均重合度及び水分量、粉末セルロースのメジアン径、ＣＭＣの置換度、水溶液粘度、及びチキソトロピー値の測定、感触評価の方法は、下記の方法で行った。
（１）結晶化度の算出
チップ状パルプのセルロースの結晶化度は、チップ状パルプのサンプルのＸ線回折強度を、株式会社リガク製の「Rigaku RINT 2500VC X-RAY diffractometer」（商品名）を用いて以下の条件で測定し、前記式（１）に基づいて算出した。
測定条件は、Ｘ線源：Ｃｕ／Ｋα−radiation、管電圧：４０ｋＶ、管電流：１２０ｍＡ、測定範囲：回折角２θ＝５〜４５°で測定した。測定用サンプルは面積３２０ｍｍ2×厚さ１ｍｍのペレットを圧縮し作製した。Ｘ線のスキャンスピードは１０°／ｍｉｎで測定した。
チップ状パルプのセルロースの結晶化度は、チップ状パルプのサンプルのＸ線回折強度を、株式会社リガク製の「Rigaku RINT 2500VC X-RAY diffractometer」（商品名）を用いて以下の条件で測定し、前記式（１）に基づいて算出した。
測定条件は、Ｘ線源：Ｃｕ／Ｋα−radiation、管電圧：４０ｋＶ、管電流：１２０ｍＡ、測定範囲：回折角２θ＝５〜４５°で測定した。測定用サンプルは面積３２０ｍｍ2×厚さ１ｍｍのペレットを圧縮し作製した。Ｘ線のスキャンスピードは１０°／ｍｉｎで測定した。
（２）平均重合度の測定（銅−アンモニア法）
（（i）測定用溶液の調製）
メスフラスコ（１００ｍＬ）に塩化第一銅０．５ｇ、２５％アンモニア水２０〜３０ｍＬを加え、完全に溶解した後に、水酸化第二銅１．０ｇ、及び２５％アンモニア水を加えて、メスフラスコの標線の一寸手前までの量とした。これを３０〜４０分撹拌して、完全に溶解した。その後、精秤したパルプ（１０５℃、２０ｋＰａで１２時間減圧乾燥したもの）を加え、メスフラスコの標線まで上記アンモニア水を満たした。空気が入らないように密封し、マグネチックスターラーで１２時間撹拌して溶解した。同じように添加するパルプ量を２０〜５００ｍｇの範囲で変えて、異なる濃度の測定用溶液を調製した。
（（ii）粘度平均重合度の測定）
上記（ｉ)で得られた測定用溶液（銅アンモニア水溶液）をウべローデ粘度計に入れ、恒温槽（２０士０．１℃）中で１時間静置したのち、液の流下速度を測定した。種々のパルプ濃度（ｇ／ｄＬ）の銅アンモニア溶液の流下時間（ｔ（秒））とパルプ無添加の銅アンモニア水溶液の流下時間（ｔ0（秒））から、下記式により、それぞれの濃度における還元粘度（ηsp／ｃ)を以下の式より求めた。
ηsp／ｃ＝（ｔ／ｔ0−１)／ｃ
（式中、ｃはパルプ濃度（ｇ／ｄＬ）である。)
更に、還元粘度をｃ＝０に外挿して固有粘度［η］(ｄＬ／ｇ）を求め、以下の式より粘度平均重合度（ＤＰv)を求めた。
ＤＰv＝２０００×［η］
（式中、２０００はセルロースに固有の係数である。)
（（i）測定用溶液の調製）
メスフラスコ（１００ｍＬ）に塩化第一銅０．５ｇ、２５％アンモニア水２０〜３０ｍＬを加え、完全に溶解した後に、水酸化第二銅１．０ｇ、及び２５％アンモニア水を加えて、メスフラスコの標線の一寸手前までの量とした。これを３０〜４０分撹拌して、完全に溶解した。その後、精秤したパルプ（１０５℃、２０ｋＰａで１２時間減圧乾燥したもの）を加え、メスフラスコの標線まで上記アンモニア水を満たした。空気が入らないように密封し、マグネチックスターラーで１２時間撹拌して溶解した。同じように添加するパルプ量を２０〜５００ｍｇの範囲で変えて、異なる濃度の測定用溶液を調製した。
（（ii）粘度平均重合度の測定）
上記（ｉ)で得られた測定用溶液（銅アンモニア水溶液）をウべローデ粘度計に入れ、恒温槽（２０士０．１℃）中で１時間静置したのち、液の流下速度を測定した。種々のパルプ濃度（ｇ／ｄＬ）の銅アンモニア溶液の流下時間（ｔ（秒））とパルプ無添加の銅アンモニア水溶液の流下時間（ｔ0（秒））から、下記式により、それぞれの濃度における還元粘度（ηsp／ｃ)を以下の式より求めた。
ηsp／ｃ＝（ｔ／ｔ0−１)／ｃ
（式中、ｃはパルプ濃度（ｇ／ｄＬ）である。)
更に、還元粘度をｃ＝０に外挿して固有粘度［η］(ｄＬ／ｇ）を求め、以下の式より粘度平均重合度（ＤＰv)を求めた。
ＤＰv＝２０００×［η］
（式中、２０００はセルロースに固有の係数である。)
（３）水分量の測定
パルプ中の水分量は、ハロゲン水分計（メトラー・トレド株式会社製、商品名：「ＨＧ５３」）を使用し、１５０℃にて測定を行った。２ｇのサンプルを用い、５０秒間の重量変化率が１ｍｇ以下となる点を測定の終点とした。
（４）粉末セルロースのメジアン径の測定
セルロース粉末混合物中の粉末セルロースのメジアン径は、レーザー回析／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、製品名「ＬＡ−９２０」）を用い、セルロース粉末混合物をエタノール中に分散させて測定した。具体的にはメジアン径の測定前に、セルロース粉末混合物をエタノールに添加して添加後の透過率が７０〜９５％になる濃度に調整し、１分間超音波分散処理を行って、セルロース粉末混合物中の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の溶解、及び粉末セルロースの分散を行った後、測定を行った。
パルプ中の水分量は、ハロゲン水分計（メトラー・トレド株式会社製、商品名：「ＨＧ５３」）を使用し、１５０℃にて測定を行った。２ｇのサンプルを用い、５０秒間の重量変化率が１ｍｇ以下となる点を測定の終点とした。
（４）粉末セルロースのメジアン径の測定
セルロース粉末混合物中の粉末セルロースのメジアン径は、レーザー回析／散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、製品名「ＬＡ−９２０」）を用い、セルロース粉末混合物をエタノール中に分散させて測定した。具体的にはメジアン径の測定前に、セルロース粉末混合物をエタノールに添加して添加後の透過率が７０〜９５％になる濃度に調整し、１分間超音波分散処理を行って、セルロース粉末混合物中の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の溶解、及び粉末セルロースの分散を行った後、測定を行った。
（５）ＣＭＣの置換度の測定
後述する実施例においては、得られたＣＭＣのすべてのカルボキシメチル基は、ナトリウム塩を形成しており、かつ、反応及び中和で生成した副生塩は、精製によって除去されている。よって、精製、乾燥後のＣＭＣ中に含まれたナトリウムの数を測定し、これをカルボキシメチル基の数と見なして、ＣＭＣの置換度を算出した。
具体的には、精製、乾燥後のＣＭＣ試料を、マイクロウェーブ湿式灰化装置（ＰＲＯＬＡＢＯ社製、商品名：「Ａ−３００」）を用いて硫酸−過酸化水素で湿式分解した後、原子吸光装置（株式会社日立製作所製、商品名：「Ｚ−６１００型」）を用いて原子吸光法によりＮａ含量（％）を測定し、下記式（３）により置換度を算出した。
置換度（ＤＳ）＝（162×Ｎａ含量(％)）／（2300−80×Ｎａ含量(％)） （３）
式（３）中の162は、無水グルコース1モル当たりの分子量の値を示す。2300は、ナトリウムの原子量に百分率の100を乗じた値を示す。また、80は、セルロースの水酸基の水素とカルボキシメチル基（ナトリウム塩）が置換したときの分子量の増加分の値を示す。
なお、置換度とは、ＣＭＣのセルロース骨格を構成するアンヒドログルコース単位あたりのカルボキシメチル基の平均数をいう。
後述する実施例においては、得られたＣＭＣのすべてのカルボキシメチル基は、ナトリウム塩を形成しており、かつ、反応及び中和で生成した副生塩は、精製によって除去されている。よって、精製、乾燥後のＣＭＣ中に含まれたナトリウムの数を測定し、これをカルボキシメチル基の数と見なして、ＣＭＣの置換度を算出した。
具体的には、精製、乾燥後のＣＭＣ試料を、マイクロウェーブ湿式灰化装置（ＰＲＯＬＡＢＯ社製、商品名：「Ａ−３００」）を用いて硫酸−過酸化水素で湿式分解した後、原子吸光装置（株式会社日立製作所製、商品名：「Ｚ−６１００型」）を用いて原子吸光法によりＮａ含量（％）を測定し、下記式（３）により置換度を算出した。
置換度（ＤＳ）＝（162×Ｎａ含量(％)）／（2300−80×Ｎａ含量(％)） （３）
式（３）中の162は、無水グルコース1モル当たりの分子量の値を示す。2300は、ナトリウムの原子量に百分率の100を乗じた値を示す。また、80は、セルロースの水酸基の水素とカルボキシメチル基（ナトリウム塩）が置換したときの分子量の増加分の値を示す。
なお、置換度とは、ＣＭＣのセルロース骨格を構成するアンヒドログルコース単位あたりのカルボキシメチル基の平均数をいう。
（６）水溶液粘度の測定
実施例で得られたＣＭＣの１％水溶液を調製し、Ｅ型粘度計（東機産業株式会社製、商品名：「ＲＥ８０Ｕ型粘度計」）を使用し、２５℃、ロータ：３°×Ｒ１７．６５、３０ｒｐｍ、３ｍｉｎの条件で測定を行った。
実施例で得られたＣＭＣの１％水溶液を調製し、Ｅ型粘度計（東機産業株式会社製、商品名：「ＲＥ８０Ｕ型粘度計」）を使用し、２５℃、ロータ：３°×Ｒ１７．６５、３０ｒｐｍ、３ｍｉｎの条件で測定を行った。
（７）チキソトロピー値の測定
前記した３０ｒｐｍの粘度測定の場合と同様にして、６ｒｐｍで実施例で得られたＣＭＣの１重量％水溶液の粘度を測定し、６ｒｐｍで測定した粘度の値を３０ｒｐｍで測定した粘度の値で除した値をチキソトロピー値とした。数値が大きい程、チキソトロピー性が高いと見なせる。
（８）感触評価の方法
ＣＭＣの１重量％水溶液１ｍｌを手の甲に乗せ、指で塗り伸ばして、その感触を下記５段階で５人のパネラーが評価した。評価結果は、５人の平均値をとった。
スコア５：さっぱり感がある
スコア４：ややさっぱり感がある
スコア３：さっぱり感がやや少ない
スコア２：さっぱり感が少ない
スコア１：さっぱり感がない
前記した３０ｒｐｍの粘度測定の場合と同様にして、６ｒｐｍで実施例で得られたＣＭＣの１重量％水溶液の粘度を測定し、６ｒｐｍで測定した粘度の値を３０ｒｐｍで測定した粘度の値で除した値をチキソトロピー値とした。数値が大きい程、チキソトロピー性が高いと見なせる。
（８）感触評価の方法
ＣＭＣの１重量％水溶液１ｍｌを手の甲に乗せ、指で塗り伸ばして、その感触を下記５段階で５人のパネラーが評価した。評価結果は、５人の平均値をとった。
スコア５：さっぱり感がある
スコア４：ややさっぱり感がある
スコア３：さっぱり感がやや少ない
スコア２：さっぱり感が少ない
スコア１：さっぱり感がない
製造例１（チップ状パルプの製造）
市販の木材パルプシート（テンベック社製、商品名：「Ｂｉｏｆｌｏｃ ＨＶ＋」、結晶化度７４％、含水率６．７重量％）をシートペレタイザー（株式会社ホーライ製、商品名：「ＳＧＧ−２２０−３×３」にかけて３ｍｍ角のチップ状（長径（１片のチップの内、最長の長さ）の１００個の数平均）にし、チップ状パルプ（結晶化度７４％、平均重合度１５０６、水分量６．７重量％）を得た。
得られたチップ状パルプを８０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥させた（水分量０．３重量％）。
市販の木材パルプシート（テンベック社製、商品名：「Ｂｉｏｆｌｏｃ ＨＶ＋」、結晶化度７４％、含水率６．７重量％）をシートペレタイザー（株式会社ホーライ製、商品名：「ＳＧＧ−２２０−３×３」にかけて３ｍｍ角のチップ状（長径（１片のチップの内、最長の長さ）の１００個の数平均）にし、チップ状パルプ（結晶化度７４％、平均重合度１５０６、水分量６．７重量％）を得た。
得られたチップ状パルプを８０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥させた（水分量０．３重量％）。
実施例１
（１）工程（１）：セルロース粉末混合物の製造
振動ロッドミル（中央化工機株式会社製、商品名：「ＭＢ−１」）のポットに、断面が直径３０ｍｍの円形のロッド１３本、製造例１で得られたチップ状パルプを乾燥重量として１１０．００ｇ（ＡＧＵ；０．６７９ｍｏｌ）、及び、ビーズ状NaOH（東ソ−株式会社製、商品名：「トーソーパール」）２８．５ｇ（０．７１３ｍｏｌ、ＡＧＵ１モルあたり１．０５モル）を入れ、振動数１２００ｃｐｍ、振幅８ｍｍ、粉砕時間１５分間の条件で混合粉砕した。得られたセルロース粉末混合物中の粉末セルロースのメジアン径は６８μｍであった。
（２）工程（２）：粉末状アルカリセルロースの製造
上記（１）で得られたセルロース粉末混合物１２６．２ｇ（セルロースとして１００．０ｇ、ＡＧＵ；０．６１７ｍｏｌ）を乳鉢に入れ、イオン交換水７０．０ｇを入れて５分間混合し、粉末状のアルカリセルロースを得た。
（３）工程（３）：ＣＭＣの製造
上記（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノクロロ酢酸ナトリウム（ＣｌＣＨ2ＣＯ2Ｎａ、以下「ＳＭＣＡ」ともいう）７１．９ｇ（０．６１７ｍｏｌ）を入れて更に５分間混合した。
上記で得られた混合物を１Ｌニーダー（株式会社入江商会製、商品名：「ＰＮＶ−１型」）に仕込み、ニーダー内を減圧（約５０ｋＰａ）し、次いで窒素で常圧まで戻す操作を３回行って窒素置換した。その後、６０℃に昇温し３時間攪拌した。水分量の総和は、工程（１）で用いたチップ状パルプ中のセルロース１００重量部に対して８２重量部であった。
添加したＳＭＣＡの９８重量％以上が消費されていることをＨＰＬＣで確認して、室温まで冷却し、生成物をニーダーから取り出した。次に、生成物を７０重量％メタノール水溶液１０００ｍｌに分散した後、酢酸１．９ｇを加えて余剰の水酸化ナトリウムを中和した。次に、７０重量％メタノール水溶液３０００ｍｌを添加し、攪拌することで、副生塩及び未反応物等を溶出させた。得られたスラリーをろ過（ろ紙として東洋濾紙株式会社製、商品名：「定性濾紙Ｎｏ．２」を使用）し、ろ過ケーキを、アセトン１０００ｍｌで洗浄し、６０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥して、１２７．６ｇのＣＭＣを得た。
得られたＣＭＣのアンヒドログルコース単位当たりの置換度は０．６４であり、１重量％水溶液粘度（２５℃）は３０８０ｍＰａ・ｓであった。また、チキソトロピー値は２．２０であった。１重量％水溶液の感触評価はさっぱり感があるスコア４．６であった。結果を表１に示す。
（１）工程（１）：セルロース粉末混合物の製造
振動ロッドミル（中央化工機株式会社製、商品名：「ＭＢ−１」）のポットに、断面が直径３０ｍｍの円形のロッド１３本、製造例１で得られたチップ状パルプを乾燥重量として１１０．００ｇ（ＡＧＵ；０．６７９ｍｏｌ）、及び、ビーズ状NaOH（東ソ−株式会社製、商品名：「トーソーパール」）２８．５ｇ（０．７１３ｍｏｌ、ＡＧＵ１モルあたり１．０５モル）を入れ、振動数１２００ｃｐｍ、振幅８ｍｍ、粉砕時間１５分間の条件で混合粉砕した。得られたセルロース粉末混合物中の粉末セルロースのメジアン径は６８μｍであった。
（２）工程（２）：粉末状アルカリセルロースの製造
上記（１）で得られたセルロース粉末混合物１２６．２ｇ（セルロースとして１００．０ｇ、ＡＧＵ；０．６１７ｍｏｌ）を乳鉢に入れ、イオン交換水７０．０ｇを入れて５分間混合し、粉末状のアルカリセルロースを得た。
（３）工程（３）：ＣＭＣの製造
上記（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノクロロ酢酸ナトリウム（ＣｌＣＨ2ＣＯ2Ｎａ、以下「ＳＭＣＡ」ともいう）７１．９ｇ（０．６１７ｍｏｌ）を入れて更に５分間混合した。
上記で得られた混合物を１Ｌニーダー（株式会社入江商会製、商品名：「ＰＮＶ−１型」）に仕込み、ニーダー内を減圧（約５０ｋＰａ）し、次いで窒素で常圧まで戻す操作を３回行って窒素置換した。その後、６０℃に昇温し３時間攪拌した。水分量の総和は、工程（１）で用いたチップ状パルプ中のセルロース１００重量部に対して８２重量部であった。
添加したＳＭＣＡの９８重量％以上が消費されていることをＨＰＬＣで確認して、室温まで冷却し、生成物をニーダーから取り出した。次に、生成物を７０重量％メタノール水溶液１０００ｍｌに分散した後、酢酸１．９ｇを加えて余剰の水酸化ナトリウムを中和した。次に、７０重量％メタノール水溶液３０００ｍｌを添加し、攪拌することで、副生塩及び未反応物等を溶出させた。得られたスラリーをろ過（ろ紙として東洋濾紙株式会社製、商品名：「定性濾紙Ｎｏ．２」を使用）し、ろ過ケーキを、アセトン１０００ｍｌで洗浄し、６０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥して、１２７．６ｇのＣＭＣを得た。
得られたＣＭＣのアンヒドログルコース単位当たりの置換度は０．６４であり、１重量％水溶液粘度（２５℃）は３０８０ｍＰａ・ｓであった。また、チキソトロピー値は２．２０であった。１重量％水溶液の感触評価はさっぱり感があるスコア４．６であった。結果を表１に示す。
実施例２
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１００．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例３
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１２０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例４
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１５０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１００．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例３
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１２０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例４
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を１５０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例５
実施例１の工程（１）において、ＡＧＵ１モルあたり０．８０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状水酸化ナトリウムを２１．７ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１２０．１ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例６
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり１．２０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを３２．６ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１２９．９ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例７
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり１．５０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを４０．７ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１３７．３ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例１の工程（１）において、ＡＧＵ１モルあたり０．８０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状水酸化ナトリウムを２１．７ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１２０．１ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例６
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり１．２０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを３２．６ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１２９．９ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例７
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり１．５０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを４０．７ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１３７．３ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例１
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を４０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例２
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を２００．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例３
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり０．６０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを１６．３ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１１５．１ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を４０．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例２
実施例１の工程（２）において、添加するイオン交換水量を２００．０ｇに変更した点を除き、実施例１と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例３
実施例１の工程（１）において、AGU１モルあたり０．６０モルのＮａＯＨ量とするために、添加するビーズ状ＮａＯＨを１６．３ｇに変更した点、及び工程（２）で用いるセルロース粉末混合物を１１５．１ｇに変更した点を除き、実施例２と同様にしてＣＭＣを得た。結果を表１に示す。
比較例４
（１）セルロース粉末の製造
市販のコットンリンターパルプシート（山東高蜜化繊公司製、商品名：「ＰＣＳ２４００」、結晶化度９４％、含水率６．５重量％）をシートペレタイザー（株式会社ホーライ製、商品名：「ＳＧＧ−２２０−３×３」にかけて３ｍｍ角のチップ状（長径（１片のチップの内、最長の長さ）の１００個の数平均）にし、チップ状パルプ（結晶化度９４％、平均重合度２３５２、水分量６．５重量％）を得た。
振動ロッドミル（中央化工機株式会社製、商品名：「ＭＢ−１」）のポットに、断面が直径３０ｍｍの円形のロッド１３本、上記で得られたチップ状パルプを２００．０ｇ入れた。振動数１２００ｃｐｍ、振幅８ｍｍ、粉砕時間３０分間の条件で粉砕し、セルロース粉末（結晶化度８４％、平均重合度１６２３、水分量６．５重量％）を得た。
得られたセルロース粉末を８０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥させた（水分量０．１重量％）。
（２）ＣＭＣの製造
１Ｌニーダー（株式会社入江商会製、商品名：「ＰＮＶ−１型」）にイソプロパノール３０５．２ｇ、２８％水酸化ナトリウム水溶液５５．４ｇ（０．３８８ｍｏｌ、ＡＧＵ1モルあたり０．８７モル）、上記セルロース粉末を４２．８ｇ（ＡＧＵ；０．２６４ｍｏｌ）仕込んだ。その後、２５℃で１．５時間攪拌し、アルカリセルロースを得た。そこへ、モノクロロ酢酸１７．５ｇ（０．１８５ｍｏｌ、ＡＧＵ１モルあたり０．７０モル）をイソプロパノール３６．０ｇ及びイオン交換水４．０ｇの混合液に溶解したものを添加した。その後、７０℃まで３０分間かけて昇温し、７０℃で１時間攪拌した。この反応系の場合、イソプロパノールとイオン交換水の混合溶液中にセルロース反応混合物が存在するスラリー状態であった。
添加したモノクロロ酢酸の９８重量％以上が消費されていることをＨＰＬＣで確認して、室温まで冷却し、生成物をニーダーから取り出した。次に、生成物を７０重量％メタノール水溶液１０００ｍｌに分散した後、酢酸１．１ｇを加えて余剰の水酸化ナトリウムを中和した。次に、７０重量％メタノール水溶液３０００ｍｌを添加し、攪拌することで、副生塩及び未反応物等を溶出させた。得られたスラリーをろ過（ろ紙として東洋濾紙株式会社製、商品名：「定性濾紙Ｎｏ．２」を使用）し、ろ過ケーキを、アセトン１０００ｍｌで洗浄し、６０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥して、５１．７ｇのＣＭＣを得た。
得られたＣＭＣのアンヒドログルコース単位当たりの置換度は０．５０であり、１重量％水溶液粘度（２５℃）は１５９１ｍＰａ・ｓであった。また、チキソトロピー値は１．３０であった。１重量％水溶液の感触評価はさっぱり感がないスコア１．２であった。結果を表１に示す。
比較例５
ＣＭＣとして市販品（日本製紙ケミカル株式会社製、商品名：「サンローズＦ３００ＭＣ」）を用いた。結果を表１に示す。
（１）セルロース粉末の製造
市販のコットンリンターパルプシート（山東高蜜化繊公司製、商品名：「ＰＣＳ２４００」、結晶化度９４％、含水率６．５重量％）をシートペレタイザー（株式会社ホーライ製、商品名：「ＳＧＧ−２２０−３×３」にかけて３ｍｍ角のチップ状（長径（１片のチップの内、最長の長さ）の１００個の数平均）にし、チップ状パルプ（結晶化度９４％、平均重合度２３５２、水分量６．５重量％）を得た。
振動ロッドミル（中央化工機株式会社製、商品名：「ＭＢ−１」）のポットに、断面が直径３０ｍｍの円形のロッド１３本、上記で得られたチップ状パルプを２００．０ｇ入れた。振動数１２００ｃｐｍ、振幅８ｍｍ、粉砕時間３０分間の条件で粉砕し、セルロース粉末（結晶化度８４％、平均重合度１６２３、水分量６．５重量％）を得た。
得られたセルロース粉末を８０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥させた（水分量０．１重量％）。
（２）ＣＭＣの製造
１Ｌニーダー（株式会社入江商会製、商品名：「ＰＮＶ−１型」）にイソプロパノール３０５．２ｇ、２８％水酸化ナトリウム水溶液５５．４ｇ（０．３８８ｍｏｌ、ＡＧＵ1モルあたり０．８７モル）、上記セルロース粉末を４２．８ｇ（ＡＧＵ；０．２６４ｍｏｌ）仕込んだ。その後、２５℃で１．５時間攪拌し、アルカリセルロースを得た。そこへ、モノクロロ酢酸１７．５ｇ（０．１８５ｍｏｌ、ＡＧＵ１モルあたり０．７０モル）をイソプロパノール３６．０ｇ及びイオン交換水４．０ｇの混合液に溶解したものを添加した。その後、７０℃まで３０分間かけて昇温し、７０℃で１時間攪拌した。この反応系の場合、イソプロパノールとイオン交換水の混合溶液中にセルロース反応混合物が存在するスラリー状態であった。
添加したモノクロロ酢酸の９８重量％以上が消費されていることをＨＰＬＣで確認して、室温まで冷却し、生成物をニーダーから取り出した。次に、生成物を７０重量％メタノール水溶液１０００ｍｌに分散した後、酢酸１．１ｇを加えて余剰の水酸化ナトリウムを中和した。次に、７０重量％メタノール水溶液３０００ｍｌを添加し、攪拌することで、副生塩及び未反応物等を溶出させた。得られたスラリーをろ過（ろ紙として東洋濾紙株式会社製、商品名：「定性濾紙Ｎｏ．２」を使用）し、ろ過ケーキを、アセトン１０００ｍｌで洗浄し、６０℃、窒素気流下、減圧条件（約７０ｋＰａ）で１５時間乾燥して、５１．７ｇのＣＭＣを得た。
得られたＣＭＣのアンヒドログルコース単位当たりの置換度は０．５０であり、１重量％水溶液粘度（２５℃）は１５９１ｍＰａ・ｓであった。また、チキソトロピー値は１．３０であった。１重量％水溶液の感触評価はさっぱり感がないスコア１．２であった。結果を表１に示す。
比較例５
ＣＭＣとして市販品（日本製紙ケミカル株式会社製、商品名：「サンローズＦ３００ＭＣ」）を用いた。結果を表１に示す。
工程（２）の水分量が７０〜１８０重量％を外れた比較例１、２では、水溶液粘度が高いＣＭＣは得られなかった。また、得られたＣＭＣは、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
工程（１）における塩基化合物（ＮａＯＨ）の量が、セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７モル未満である比較例３でも水溶液粘度が高いＣＭＣは得られなかった。また、得られたＣＭＣは、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
イソプロパノールとイオン交換水の混合液中、スラリー状態で製造した比較例４では、水溶液粘度は高いが、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
市販のＣＭＣ（商品名：「サンローズＦ３００ＭＣ」）を用いた比較例５では、水溶液粘度は高いが、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
これらの比較例に対し、実施例１〜７で得られたＣＭＣは、水溶液粘度が高く、チキソトロピー性に優れ、さっぱりとした使用感があった。
工程（１）における塩基化合物（ＮａＯＨ）の量が、セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７モル未満である比較例３でも水溶液粘度が高いＣＭＣは得られなかった。また、得られたＣＭＣは、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
イソプロパノールとイオン交換水の混合液中、スラリー状態で製造した比較例４では、水溶液粘度は高いが、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
市販のＣＭＣ（商品名：「サンローズＦ３００ＭＣ」）を用いた比較例５では、水溶液粘度は高いが、チキソトロピー性に劣り、さっぱり感がなく、使用感が悪かった。
これらの比較例に対し、実施例１〜７で得られたＣＭＣは、水溶液粘度が高く、チキソトロピー性に優れ、さっぱりとした使用感があった。
本発明の方法により得られる水溶液粘度の高いカルボキシメチルセルロースは、チキソトロピー性に優れ、塗布時にさっぱりとした良感触を与えるため、化粧料等の増粘剤として有用である。
Claims (3)
- 下記工程（１）〜（３）を有するカルボキシメチルセルロースの製造方法。
工程（１）：セルロース含有原料中のセルロースを構成するアンヒドログルコース単位１モルあたり０．７〜１．８モルの塩基化合物の存在下、かつ該セルロース含有原料中のセルロースに対する水分量が１０重量％以下の条件下で、該セルロース含有原料を粉砕し、粉砕されたセルロース含有原料のメジアン径が１５０μｍ以下であるセルロース粉末混合物を得る工程
工程（２）：工程（１）で得られたセルロース粉末混合物に水を添加し、該セルロース粉末混合物中の水分量を、工程（１）で用いたセルロース含有原料中のセルロースに対して７０〜１８０重量％に調整して、粉末状のアルカリセルロースを得る工程
工程（３）：工程（２）で得られた粉末状のアルカリセルロースにモノハロ酢酸又はその塩を加えて４０〜１００℃で反応させて、カルボキシメチルセルロースを得る工程 - 塩基化合物がアルカリ金属の水酸化物である、請求項１に記載のカルボキシメチルセルロースの製造方法。
- モノハロ酢酸又はその塩が、モノクロロ酢酸ナトリウム又はモノクロロ酢酸カリウムである、請求項１又は２に記載のカルボキシメチルセルロースの製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2018168368A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 信越化学工業株式会社 | セルロースエーテルの製造方法 |
| WO2024057829A1 (ja) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | 日本製紙株式会社 | セルロース系ポリマーの粉砕方法 |
-
2011
- 2011-12-26 JP JP2011284414A patent/JP2013133398A/ja active Pending
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