JPH0321601A

JPH0321601A - カチオン化澱粉の連続的製法

Info

Publication number: JPH0321601A
Application number: JP15705289A
Authority: JP
Inventors: Akio Kita; 北　昭雄; Toru Matsutomi; 徹松富
Original assignee: Daiso Co Ltd
Current assignee: Osaka Soda Co Ltd
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-01-30
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0768281B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カヂオン化澱粉の連続的製造法に関するもの
であり、更に詳しくは澱粉をエボキシド含有第４級アン
モニウム塩と反応させ、次に蒸煮して湖化せしめる製造
法に関するものである。

（従来の技術）カチオン化澱粉は製紙業界において乾燥紙力増強剤，歩
留り向上剤，ｔ戸水性向上剤等に広く利用ざれている。

カチオン化澱粉は例えば以下に示す反応式によって合戊
することができる。

３−クロロ−２ヒドロキシブ口ビル１・リメチルアンモニウム現在、市販のカチオン化澱粉は、主として非連続で長時
間を要するバッチ法で製造されている。

この方法では４０〜５０℃で１０〜３０時間反応させ、
洗浄乾燥等の工程を経て得た粉末カヂオン化澱粉を水で
スラリー化しクッカ〜（蒸煮器）に送り糊液を得るもの
である。また連続法としては例えば特聞昭５７−１６４
１０３号には１００℃以上，高いｐＨ，　１５％より高
い澱：扮濃度でカチオン化剤を７］［＋えたアルカリ性
澱粉を煮沸後、滞留時間３０秒〜５分程度の反応帯域に
送る方法が記されている。また特開昭６４−６００１号
には澱粉，カチオン化剤，水を含むスラリーをクツカー
に送り、２．５〜３ｋｇ／Ｃ屑の蒸気と接触させ加熱糊
化ｖｉ粉とし、次いで反応器に送り１００〜１１０゜Ｃ
で２〜１０分間の滞留時間内でカチオン化剤と反応させ
る方法に使用される実施装置についての記載かある。

（発明が解決しようとする課題）上記の方法は夫々、次のような問題点がある。

すなわらカチオン化剤を加えたアルカリ性澱粉を蒸煮後
、反応機に送る連続法は、カチオン化反応温度が高く、
カチオン化剤の加水分解が併発するうえに、滞留時間が
長すぎるため一旦生成した結合が熱分解し、澱粉に対す
るカチオン化剤の仕込量より期待ざれる理論置換度に対
して製品置換度が低く、大略２０〜４０％のモル収率が
得られるにすぎない。従って薬品コスト面で不利となり
置換度の制御範囲が狭くまた紙の増強性能面でも問題が
あった。また澱粉が焦げ茶褐色に着色しやすい欠点もあ
る。一方バッチ式による方法は比較的高い収率が得られ
るが、長時間反応のため生産性に制限がある。

本発明は上記の問題点を解決するためのものであって、
高反応収率で置換度の制御範囲の広い経済性に富むカチ
オン化澱粉の製法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕本発明はすなわら、エボキシド含有第４級アンモニウム
塩をアルカリ性条件下で澱粉と反応させ糊化させるにあ
たり（Ａ）水性媒体中３０〜５０重橿％の澱粉，エボキ
シド含有第４級アンモニウム塩及びアルカリを３０〜６
０゜Ｃにあいて０．５［１１間以上反応させる工程，（
Ｂ）上記（Ａ＞で生成したカチオン化澱粉のスラリーを
水で希釈し蒸煮する工程，よりなることを特徴とするカ
ヂオン化澱粉の連続的製造法である。

なお本発明にいうエボキシド含有第４級アンモニウム塩
とは一般式（１）（但しＲ１〜Ｒ３は炭素数１〜４の低級アルキル基，Ｘ
はハロゲン原子を示す）で表わされるエボキシド化合物のはか（式中Ｒ１〜Ｒ３及びＸは前式と同様）で表わされ強塩
基と反応してエボキシドに変えることができるハロヒド
リン化合物を含むものとする。

通常エボキシプ口ピルトリアルキルアンモニウム塩又は
その前駆体となる３−ハロゲン−２ヒドロキシプロピル
トリアルキルアンモニウム塩が好ましく、例えばグリシ
ジルトリメチルアンモニウムクロライド（以下ＧＴ八と
いう），３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライト（以下Ｃ口八という）が有効
に使用ざれる。

本発明法を図面のプロセスフローにより説明ずる。スラ
リー調製槽（１）にはＣ口Ａ（２）と苛性ソーダ水溶液
（３〉とを予めスタティックミキサー（４）で混合した
水溶液が定量フィーダーにより供給ざれ、また別に所定
量の澱粉（５）と水（６〉が供給ざれ撹拌機（１’）に
より攬拌ざれる。ＣＨＡと苛性ソーダ水溶｝汝とを別々
に調製槽へ供給すると、スラリーのｐＨが局部的に高く
なり糊化をひき起すので好ましくない。またＣＨＡと苛
性ソーダ水溶液とをそのまま混合すると発熱が激しく分
解の可能性があるので希釈水（６′）を加えて混合ずる
のが好ましい。液組或は澱粉濃度として３０〜５０重量
％．ＣＨＡ　（６０％水溶液として）１〜４重量％，苛
性ソーダ（４８％水溶液として）１〜４重量％が通常で
あるが、組成比を決定するには、まず澱粉に対してＣ｝
−ＩＡの使用量（理論置換度）を定め続いて水及び苛性
ソーダの使用量を定める。この場合、＃　粉に対して苛
性ソーダはできるだけ多く水はできるだ（プ少なくする
方が収率の面で有利であるが、苛性ソーダか多すぎ゛る
と次の反応槽内で糊化し、また水が少なすぎるとｌｊｔ
ｆ’ｔ４，送液が困難となるので好ましくない。澱ｒＡ
濃度として３０〜５０重蟻％の範囲が適当である。例と
してコーンスターチにつき理論置換度が０．０３の場合
、重量比で澱粉１．０に対しＣＩ−１八〇．　０５２で
ある。ここで水は１，０〜２．３さらに好ましくは１．
３〜１．８であり、苛性ソーダは０．　０３−０．　０
７，ざらに好ましくは０．０４〜０．０５である。勿論
、澱粉の種類によっても異なる。

調製されたスラリーは、導管（Ｆ１）を通り反応槽（７
〉に連続的に供給され槽底部より連続的に抜き出ざれる
。（７′）は撹拌機，（７″）は加熱用ジャケットであ
る。平均滞留時間は長い程、反応収率はよいが、所要反
応槽容積も人となるので通常０．５〜６時間，好ましく
は１．５〜２．５時間で運転される。槽内の反応温度は
高すぎると糊化し、低すぎると収率が低くなるので通常
３０〜６０’Ｃ，好ましくは４０〜５０℃で運転される
。

反応後のスラリーは、水（８）で希釈された後、導管（
Ｆ２〉にまり蒸煮器（９）に送られる。希釈後の澱粉濃
度は高い程、操業能率は良いが、高すぎると蒸煮後の糊
が水に分故不能となるので通常５〜１５重出％，好まし
くは８〜１０重担％となるように希釈水星は調節される
。

蒸煮工程では２〜４ｋｇ／ｃｔｔｔの蒸気（１０）を直
接接触させ瞬間的に糊化される。蒸煮器（９）としては
市販のクッカ一を採用するのが好ましい。

糊化温度は１００〜１２０゜Ｃが好ましく、滞留時間は
糊化が不十分とならぬ限り、できるだけ短い方がよく通
常３０秒以内，長くとも１分以内で運転される。蒸煮後
の糊液は、通常２重量％濃度まで水（１１〉で希釈され
、導管（Ｆ３），製品貯槽（１２〉を経て製紙工程に送
られる。

以下、実施例及び比較例により本発明を説明する。なお
例中組或はいずれも単星単位である。

実施例］撹拌機を備えたステンレス製の８０１スラリー調製４１
（１），撹拌機及び加熱用外部ジャケットを備えたステ
ンレス製の８０１反応槽（７），及び内容積２０（Ｗ！
の市販のクツカ−（９）を使用し第１図のように接続し
て、カチオン化ｉＦ２粉の連続製造試験を行った。

スラリー調製槽における仕込液組成はコーンスターチ１
部，水１，４部１Ｆ２粉ｌａＵ４１．７％）　，　６０
％ＣＩ−ＩＡ　０．０５２部，４８％ＮａＯ口０．　０
４５部とした。

理論置換度はＯ、０３０９である。定常時においては、
スラリー調製槽，反応槽共に内容量６ｏｋｇの液面が保
たれており、「１部流邑，１２部流得は共に３０ｋＭ時
であり反応槽の平均２Ｈ＋留時間は２時間，槽内温度は
約４５゜Ｃであった。クッカーに入れる前の希釈水量は
１０６ｋ（］／時，クッカー出口温度１０７゜Ｃ，クッ
カー内平均’ｔｌ■ｓ　餡時間は６秒であった。

定常時における反応槽内のスラリー及びクツカー出口糊
液を採取し分析したところ以下の結果となった。

反応槽内スラリー・・・置換度０．０１８６，収率６０
．２％クッカー出口糊液・・・置換度０．０１６７，収
率５４．０％クッカー出口の糊液は僅かに黄色がかった
透明液であった。ざらにクツカー出口に内容積１１！１
の反応管を接続し高温滞留時間を長くする試験を行った
。反応管内平均滞留時間は４．８分，出口温度１０６〜
１０７℃であった。出口における糊液は茶褐色に着色し
ており、その分析結果は以下のとおりである。

反応管出口糊液・・・置＠度０．　０１５０，収率４８
、５％比較例１実施例１における反応槽を省略し、調製槽より直接クッ
カーに送液した。他の条件は全て実施例１と同様にして
運転を行った。定常時においての分析結果は以下のとお
りである。

クツカー出口糊液・・・置換度０．００８５，収率２７
．５％反応管出口糊液・・・置換度０．００６２，収率
２０．１％実施例２実施例１における「１部，「２部のスラリー供給速度を
共に１５ｋＭ時とし反応槽滞留時間を４時間とした場合
の結果は以下のとおりであった。

反応槽内スラリー・・・置換度０．０２１２，収率６８
．６％クッカー出口糊液・・・置換度０．０１９８，収
率６４．１％実施例３実施例２におけるＣＨＡの仕込量を増加し理論置換度を
向上させた。仕込液組或は、コーンスターチ１部，水１
．４部，　６０％Ｃ口Ａ　０．０６９部，４８％ＮａＯ
口０．０５０部（理論置換度０．０４０９）とし、他の
条件は実施例２と同様にして運転し、以下の結果を得た
。

反応槽内スラリー・・・置換度０．　０２９４，収率７
１．９％クツカー出口糊液・・・置換度０．　０２８４
，収率６９．４％比較例２実施例３において澱粉濃度を小さくした。仕込液組戒は
コーンスターチ１部，水４，９５部（′ｌＩｉ粉溌度１
７％〉，６０％ＣＩ−｛Ａ　０．０６９部，４８％Ｎａ
Ｏ口０．０５０部とし、他の条件は実施例３と同様とし
て運転し以下の結果を得た。

反応槽内スラリー・・・置換度０．　０１８２，収率４
４．５％クッカー出口糊液・・・置換度０．０１７９，
収率４３．８％比較例３実施例３において反応槽滞留時間を短くした。

Ｆ１部，Ｆ２部におけるスラリー供給速度を共に１８０
ｋｇ／時とし平均滞留時間を２０分とし他の条件は実施
例３と同様として運転し以下の結果を得た。

反応槽内スラリー・・・置換度０．０１０　，収率２６
，９％クツカー出口糊液・・・直換度０．　０１５５，
収率３７．９％〔発明の作用，効果〕本発明法の特徴は、製品置換度がスラリー反応の段階で
律せられることであり、同段階において理論置換度，ア
ルカリ使用墾，槽内平均滞留時間，スラリー溌度の各因
子を適切に選択することにより極めて反応収率の良いカ
チオン化澱粉糊液が得られる。したがって薬品コストの
低減に有効であり、製品の紙力増強作用等の機能も優れ
ている。

さらに上記の因子のうち、いずれかのものを操作するこ
とにより製品置換度の調節が容易かつ広範囲に可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明法を例示するプロセスフローシ一トである
。（１）・・・スラリー調製槽，（４〉　・・・スタティックミキサー（９）・・・蒸煮器（クッカー），（１２）・・・製品貯槽

Claims

【特許請求の範囲】エポキシド含有第４級アンモニウム塩をアルカリ性条件
下で澱粉と反応させてカチオン化澱粉の糊液を得るにあ
たり、（Ａ）水性媒体中３０〜５０重量％の澱粉、エポキシド
含有第４級アンモニウム塩及びアルカリを３０〜６０℃
において０．５時間以上反応させる工程。（Ｂ）上記（Ａ）で生成したカチオン化澱粉のスラリー
を水で希釈し蒸煮する工程よりなることを特徴とするカチオン化澱粉の連続的製法
。