JPH07330801A - Aqueous cellulosic derivative and its production - Google Patents

Aqueous cellulosic derivative and its production

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JPH07330801A
JPH07330801A JP12111394A JP12111394A JPH07330801A JP H07330801 A JPH07330801 A JP H07330801A JP 12111394 A JP12111394 A JP 12111394A JP 12111394 A JP12111394 A JP 12111394A JP H07330801 A JPH07330801 A JP H07330801A
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JP
Japan
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water
derivative
substitution degree
cellulose derivative
degree
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JP12111394A
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Japanese (ja)
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Yoshinobu Minami
義信 南
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a cellulosic derivative which has specific average substitution degrees of nitrate and carboxymethyl ether groups as well as a haze value lower than a certain level, thus is excellent in transparency, solubility and compatibility with a variety of resins. CONSTITUTION:This derivative is an aqueous cellulose derivative having 0.4-2.2 nitrate substitution degree and 0.2-1.5 carboxymethyl ether substitution degree and showing less than 30% haze value in its solution. A sodium carboxymethylcellulose having 0.2-1.5 carboxymethyl ether substitution degree (Ds) and an electrophoretic mobiliity distribution (DELTAU) represented by the expression: DELTAU X10<56cm<2>/sec.V, is nitrated to give this cellulosic derivative. The reaction is carried out using 2-300 pts., preferably 10-100 pts. of a mixed acid for nitration per 1 pts. of sodium carboxymethylcullose at -20-+30 deg.C. The cellculosic derivative holds the characteristics of the nitrocellulose (for example, drying properties and hardness).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水系セルロース誘導体
およびその製法に関するものである。近年、塗料、イン
キ、紙コート等の分野において、環境保全、作業者の保
護および火災の危険といった問題から水系素材への変更
が進んでいる。本発明は、水系のバインダー、コーティ
ング剤として塗料、印刷インキ、紙コーティング、繊維
加工および磁性塗料、導電性ペースト等の機能性コーテ
ィング等に利用出来る水系セルロース誘導体およびその
製法を提供するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an aqueous cellulose derivative and a method for producing the same. In recent years, in the fields of paints, inks, paper coats, etc., the change to water-based materials is progressing due to problems such as environmental protection, protection of workers and danger of fire. The present invention provides a water-based cellulose derivative that can be used as a water-based binder, a coating agent as a coating agent, a printing ink, a paper coating, a fiber processing and a functional coating such as a magnetic paint and a conductive paste, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水系のセルロース誘導体としてメ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロ
キシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
等が水性コーティング剤の増粘剤として使用されてき
た。しかしながら、これらは、各種水性コーティング剤
用樹脂との相溶性が不十分であることからその使用が制
限され、また、顔料分散性が著しく不十分であるため、
顔料分散剤としては殆ど使用されていない。これを改善
する目的で硝酸エステル基とカルボキシアルキルエーテ
ル基を有する水性セルロース誘導体が提案されている。
例えば特開平5−39301号公報、特開平5−393
02号公報、特開平5−194912号公報には、従
来、主に有機溶剤系で使用されているニトロセルロース
の乾燥性、硬度、耐ブロッキング性、増粘性を保持し、
且つ、顔料分散性が優れた水性セルロース誘導体が提案
されている。しかしながら、これらの発明では、コーテ
ィング剤として商品の外観に影響を与えるセルロース誘
導体溶液としての透明性や溶解性および各種水系コーテ
ィング剤用樹脂との相溶性等の性能においては不十分な
ものであり改善が望まれていた。
Conventionally, as a water-based cellulose derivative, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like have been used as thickeners for aqueous coating agents. However, these are limited in their use due to insufficient compatibility with various resins for aqueous coating agents, and also because the pigment dispersibility is extremely insufficient,
It is rarely used as a pigment dispersant. For the purpose of improving this, an aqueous cellulose derivative having a nitrate ester group and a carboxyalkyl ether group has been proposed.
For example, JP-A-5-39301 and JP-A-5-393.
No. 02, JP-A-5-194912 hold the dryness, hardness, blocking resistance, and thickening property of nitrocellulose, which is conventionally mainly used in an organic solvent system,
Moreover, an aqueous cellulose derivative having excellent pigment dispersibility has been proposed. However, these inventions are insufficient in performance such as transparency and solubility as a cellulose derivative solution that affects the appearance of the product as a coating agent and compatibility with various resins for water-based coating agents, which are improved. Was desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ニトロセル
ロースの乾燥性、硬度、耐ブロッキング性、増粘性を保
持し、且つ、顔料分散性が優れた、水および水と有機溶
剤との混合溶剤に可溶な水系セルロース誘導体を提供す
るものである。さらに、コーティング剤として商品の外
観に影響を与えるセルロース誘導体溶液としての透明性
や溶解性および各種水系コーティング剤用樹脂との相溶
性が優れた水系セルロース誘導体およびその製法を提供
することを目的とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides water and a mixed solvent of water and an organic solvent which retains the drying property, hardness, blocking resistance and thickening property of nitrocellulose and is excellent in pigment dispersibility. And a water-based cellulose derivative soluble in water. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a water-based cellulose derivative having excellent transparency and solubility as a cellulose derivative solution that affects the appearance of a product as a coating agent and compatibility with various water-based coating agent resins, and a method for producing the same. It is a thing.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題の
解決のためには、水系セルロース誘導体の硝酸エステル
基およびカルボキシメチルエーテル基が特定の平均置換
度を有し、溶液のヘーズ値が30%以下であること、お
よびその製法に当たっては水系セルロース誘導体の原料
であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩(以下
CMCと略記する)のカルボキシメチルエーテル基の置
換度分布が均一であることが重要であることを見出し本
発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have found that the nitrate ester group and carboxymethyl ether group of an aqueous cellulose derivative have a specific average degree of substitution, and the haze value of the solution is It is important that the content is 30% or less and that the degree of substitution of carboxymethyl ether groups of carboxymethyl cellulose sodium salt (hereinafter abbreviated as CMC), which is a raw material of the water-based cellulose derivative, is uniform in the production method. Heading The present invention has been completed.

【0005】即ち、本発明は無水グルコース残基1個あ
たりの硝酸エステル基置換度が0.4〜2.2、カルボ
キシメチルエーテル基置換度が0.2〜1.5であっ
て、かつ、溶液のヘーズ値が30%以下の水系セルロー
ス誘導体を提案するものである。更に、またカルボキシ
メチルエーテル基置換度(Ds)が0.2〜1.5であ
って、電気泳動法による移動度分布(ΔU)が、ΔU×
105<6cm2/sec・vで表されるセルロースナト
リウム塩を硝酸エステル化することからなる前記の水系
セルロース誘導体の製法を提案するものである。
That is, according to the present invention, the degree of substitution of nitrate ester group per anhydrous glucose residue is 0.4 to 2.2, the degree of substitution of carboxymethyl ether group is 0.2 to 1.5, and It proposes a water-based cellulose derivative having a haze value of 30% or less. Furthermore, the carboxymethyl ether group substitution degree (Ds) is 0.2 to 1.5, and the mobility distribution (ΔU) by the electrophoresis method is ΔU ×
The present invention proposes a method for producing the above-mentioned water-based cellulose derivative, which comprises nitrifying a cellulose sodium salt represented by 10 5 <6 cm 2 / sec · v.

【0006】硝酸エステル基置換度xが0.4未満では
水性合成樹脂との相溶性、顔料分散性が不十分であり、
xが2.2を越えると、水と有機溶剤との混合溶剤に溶
解または分散するために多量の有機溶剤を必要とする。
カルボキシメチルエーテル基置換度yが0.2未満では
水と必要最低限量の有機溶剤との混合溶剤への溶解性ま
たは分散性が不十分であり、yが1.5を越えると、皮
膜の耐水性が不十分となる。なお、硝酸エステル基置換
度はエステル化時の製造条件によりコントロールでき
る。
When the degree of substitution x of the nitrate ester group is less than 0.4, the compatibility with the aqueous synthetic resin and the pigment dispersibility are insufficient,
When x exceeds 2.2, a large amount of organic solvent is required to dissolve or disperse in a mixed solvent of water and an organic solvent.
If the carboxymethyl ether group substitution degree y is less than 0.2, the solubility or dispersibility in a mixed solvent of water and the minimum amount of organic solvent is insufficient, and if y exceeds 1.5, the water resistance of the film is Sex becomes insufficient. The degree of substitution with the nitrate ester group can be controlled by the production conditions during esterification.

【0007】本発明の水系セルロース誘導体は、下記一
般式で示される。 [GLU.(ONO2x(OCH2COOH)y(OH)
zn (ただし、GLU.はグルコース残基、0.4≦x≦
2.2、0.2≦y≦1.5、x+y<3、x+y+z
=3、nは好ましくは20以上1000以下の整数) ここで、溶液のヘーズ値とは、水系セルロース誘導体を
中和処理して水または水と有機溶剤との混合溶剤に溶解
した時の溶液の曇価、即ち透明性の程度を表すものであ
り、その測定法については実施例において詳述する。本
発明の溶液ヘーズ値は30%以下であることが必要であ
り、30%を越えるとコーティング剤として塗料等に用
いた場合、表面に微細なツブの発生や光沢の低下を招き
商品価値が著しく低下する。また、ヘーズ値は好ましく
は20%以下であり、更に好ましくは10%以下であ
る。ヘーズ値の下限は特に限定されないが、製造のし易
さから1%以上が好ましい。なお、ヘーズ値を30%以
下とするためには、原料及び硝酸エステル化の条件を調
整することによって達成できる。
The aqueous cellulose derivative of the present invention is represented by the following general formula. [GLU. (ONO 2 ) x (OCH 2 COOH) y (OH)
z ] n (where GLU. is a glucose residue, 0.4 ≦ x ≦
2.2, 0.2 ≦ y ≦ 1.5, x + y <3, x + y + z
= 3, n is preferably an integer of 20 or more and 1000 or less) Here, the haze value of the solution means a solution when the aqueous cellulose derivative is neutralized and dissolved in water or a mixed solvent of water and an organic solvent. It represents the haze value, that is, the degree of transparency, and its measuring method will be described in detail in Examples. The solution haze value of the present invention is required to be 30% or less, and when it exceeds 30%, when it is used as a coating agent in paints, fine knurls are generated on the surface and gloss is lowered, resulting in a remarkable commercial value. descend. The haze value is preferably 20% or less, more preferably 10% or less. The lower limit of the haze value is not particularly limited, but is preferably 1% or more from the viewpoint of ease of production. It should be noted that the haze value of 30% or less can be achieved by adjusting the raw material and the conditions for nitric acid esterification.

【0008】次に、本発明の水系セルロース誘導体の製
法について説明する。本発明の水系セルロース誘導体の
製造法は特定のカルボキシメチルエーテル基置換度およ
びその置換度分布を有するCMCを原料として、硝酸エ
ステル化することからなるものである。 即ち、本発明
の水系セルロース誘導体の製法は、カルボキシメチルエ
ーテル基置換度(Ds)が0.2〜1.5であって、電
気泳動法による移動度分布(ΔU)が、ΔU×105
6cm2/sec・vで表されるCMCを硝酸エステル
化することが必要である。この場合、原料CMCのカル
ボキシメチルエーテル基置換度は、好ましくは0.4〜
1.2である。
Next, a method for producing the aqueous cellulose derivative of the present invention will be described. The method for producing the aqueous cellulose derivative of the present invention comprises the step of nitric esterification using CMC having a specific carboxymethyl ether group substitution degree and its substitution degree distribution as a raw material. That is, in the method for producing an aqueous cellulose derivative of the present invention, the degree of carboxymethyl ether group substitution (Ds) is 0.2 to 1.5, and the mobility distribution (ΔU) by electrophoresis is ΔU × 10 5 <.
It is necessary to esterify CMC represented by 6 cm 2 / sec · v with nitrate. In this case, the substitution degree of the carboxymethyl ether group of the raw material CMC is preferably 0.4 to
1.2.

【0009】CMCの様な高分子電解質の置換度分布
を、電気泳動法による移動度分布で表すことは良く知ら
れている。例えば、ポリマー・ジャーナル第8巻第44
9〜455頁(1976)寺島他の論文に、電気泳動法
によってCMCの置換度分布が測定出来ることが示され
ている。本発明では、電気泳動法による置換度分布測定
はチゼリウス電気泳動装置HTB−2A(シュリーレン
光学系)を使用して、25±0.1℃で行う。 試料濃度 0.2g/100ml 溶媒 0.1N NaCl水溶液 泳動電流 2mA 上記測定条件で泳動を行った時の移動度Uは、下式で示
される。 U=(K・A/i)・(h/t) K:溶媒の比電導度 1.067×10-2 Ω-1cm-1 A:セルの断面積 0.300cm2 i:泳動電流 0.002A h:泳動距離 (cm) t:泳動時間 (sec)
It is well known that the substitution degree distribution of a polyelectrolyte such as CMC is represented by a mobility distribution obtained by electrophoresis. For example, Polymer Journal Vol. 8 No. 44
9-455 (1976), Terashima et al., Show that the CMC substitution degree distribution can be measured by electrophoresis. In the present invention, the substitution degree distribution measurement by the electrophoresis method is carried out at 25 ± 0.1 ° C. by using the Tizerius electrophoresis apparatus HTB-2A (Schlieren optical system). Sample concentration 0.2 g / 100 ml solvent 0.1 N NaCl aqueous solution electrophoretic current 2 mA The mobility U when electrophoresis is performed under the above measurement conditions is shown by the following formula. U = (K · A / i) · (h / t) K: specific electric conductivity of solvent 1.067 × 10 −2 Ω −1 cm −1 A: cell cross-sectional area 0.300 cm 2 i: migration current 0 0.002A h: migration distance (cm) t: migration time (sec)

【0010】移動度Uを、上昇界面における動きを時間
毎に測定して、時間の逆数を横軸としてプロットした
時、最高移動度の時間無限大の外挿点と最低移動度の時
間無限大の外挿点の差が移動度分布である。即ち、移動
度分布(ΔU)はCMCの最高置換度と最低置換度の
差、即ち置換度分布の均一性を表したものである。式
(1)は移動度分布の上限を示したものである。本発明
におけるΔU×105は6以下が必要であり、好ましく
は5以下、更に好ましくは4以下である。この値が6を
越えるとセルロース誘導体溶液の透明性や溶解性および
各種水系コーティング剤用樹脂との相溶性が低下する。
また、本発明のセルロース誘導体の製造時における収率
が低下する。そして、ΔU×105の値の下限は特に限
定されないが、製造のし易さから1以上が好ましい。
As for the mobility U, when the movement at the rising interface is measured every time and plotted on the reciprocal of the time on the horizontal axis, the extrapolation point of the maximum mobility of time infinity and the minimum mobility of time infinity are obtained. The difference between the extrapolated points of is the mobility distribution. That is, the mobility distribution (ΔU) represents the difference between the highest substitution degree and the lowest substitution degree of CMC, that is, the uniformity of the substitution degree distribution. Formula (1) shows the upper limit of the mobility distribution. ΔU × 10 5 in the present invention needs to be 6 or less, preferably 5 or less, and more preferably 4 or less. When this value exceeds 6, the transparency and solubility of the cellulose derivative solution and the compatibility with various water-based coating agent resins decrease.
Further, the yield at the time of producing the cellulose derivative of the present invention decreases. The lower limit of the value of ΔU × 10 5 is not particularly limited, but is preferably 1 or more from the viewpoint of ease of manufacturing.

【0011】次に、このCMCを公知の硝酸エステル化
用酸、例えば硝酸、硫酸/硝酸、酢酸/硝酸、燐酸/硝
酸またはこれらと水とからなる硝酸エステル化用酸で処
理して製造する。実用的、経済的にはこれらの酸はリサ
イクルして再使用する。前述の硝酸エステル基置換度は
とくに硫酸/硝酸/水の組成比を変えることによりコン
トロールできる。
Next, the CMC is produced by treating it with a known nitric acid for esterification, for example, nitric acid, sulfuric acid / nitric acid, acetic acid / nitric acid, phosphoric acid / nitric acid or a nitric acid esterifying acid consisting of these and water. Practically and economically, these acids are recycled and reused. The above-mentioned degree of substitution of the nitrate ester group can be controlled especially by changing the composition ratio of sulfuric acid / nitric acid / water.

【0012】本発明の水系セルロース誘導体の製造方法
における原料CMCと硝化反応用混酸の比率は、重量比
でCMC1に対して、混酸2〜300である。混酸が2
未満では反応熱の除去が困難であり、300を越えると
回収する酸の量が過大となり経済的に不利である。好ま
しい範囲は10〜100である。本発明の水系セルロー
ス誘導体の製造方法における硝化反応の温度は−20〜
30℃が好ましい。−20℃未満であると冷却するため
に多大な費用が必要であり、30℃を越えると得られる
本発明の水系セルロース誘導体の収率が低下する。より
好ましい範囲は−10〜20℃である。
In the method for producing an aqueous cellulose derivative of the present invention, the ratio of the raw material CMC to the nitric acid-mixing mixed acid is 2 to 300 of the mixed acid with respect to CMC1 by weight. Mixed acid is 2
If it is less than 300, it is difficult to remove the heat of reaction, and if it exceeds 300, the amount of acid to be recovered is too large, which is economically disadvantageous. The preferred range is 10-100. The temperature of the nitrification reaction in the method for producing an aqueous cellulose derivative of the present invention is -20 to 20.
30 ° C. is preferred. If the temperature is lower than -20 ° C, a large amount of cost is required for cooling, and if the temperature exceeds 30 ° C, the yield of the obtained aqueous cellulose derivative of the present invention is lowered. A more preferable range is -10 to 20 ° C.

【0013】また、本発明の水系セルロース誘導体の製
造法においては、必要に応じて分子量の調整を行うこと
も出来る。一般的には、硝化反応生成物を40〜170
℃で熱解重合を行う方法がある。また、酸化剤等の添加
により上記温度範囲内で解重合を行う方法も採用出来
る。
Further, in the method for producing an aqueous cellulose derivative of the present invention, the molecular weight can be adjusted as necessary. Generally, the nitrification reaction product is 40-170.
There is a method of performing thermal depolymerization at ℃. Further, a method of performing depolymerization within the above temperature range by adding an oxidizing agent or the like can also be adopted.

【0014】本発明の水系セルロース誘導体を水系コー
ティング剤等として用いる場合は、カルボキシル基を中
和することが必要である。中和のためにはアルカリ金属
イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオ
ン、有機アミン等の陽イオンの1種または2種以上を用
いることが出来る。この場合、中和の程度は、目的とす
る溶液の水、有機溶剤等の組成に応じて任意に決定され
るが、一般的には、含まれるカルボキシル基の50%以
上が中和されていることが好ましい。この場合、含まれ
るカルボキシル基がアンモニウムイオンまたは沸点が1
00℃以下である有機アミンの1種または2種以上の組
み合わせで中和されることが好ましい。カルボキシル基
が、アルカリ金属イオンまたは沸点が100℃以上の有
機アミンで中和されてなる場合は、加熱乾燥による水不
溶化が期待出来ず、不溶化のための架橋剤の添加が必要
である。また、本発明の水系セルロース誘導体を水系コ
ーティング剤として用いる場合は、水系コーティング剤
全体の重量を基準にして1〜35%含有することが好ま
しい。
When the aqueous cellulose derivative of the present invention is used as an aqueous coating agent or the like, it is necessary to neutralize the carboxyl group. For neutralization, one or more cations such as alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions and organic amines can be used. In this case, the degree of neutralization is arbitrarily determined according to the composition of the target solution such as water and organic solvent, but generally 50% or more of the contained carboxyl groups are neutralized. It is preferable. In this case, the contained carboxyl group is ammonium ion or has a boiling point of 1.
It is preferably neutralized with one kind or a combination of two or more kinds of organic amines having a temperature of 00 ° C. or lower. When the carboxyl group is neutralized with an alkali metal ion or an organic amine having a boiling point of 100 ° C. or higher, insolubilization in water by heating and drying cannot be expected, and it is necessary to add a crosslinking agent for insolubilization. When the water-based cellulose derivative of the present invention is used as a water-based coating agent, it is preferably contained in an amount of 1 to 35% based on the total weight of the water-based coating agent.

【0015】また、本発明の水系セルロース誘導体と組
む合わせる水溶性樹脂、水分散樹脂は水性塗料、水性イ
ンキ等に用いられるものはいずれも使用可能である。例
えば、アルキド樹脂、アクリル化アルキド樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、スチ
レン−マレイン酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂、ポリ
ビニルアルコール、シェラック、カゼイン、カルボキシ
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース等の水溶性合成樹脂及びこれ
らを組み合わせたものが使用できる。
As the water-soluble resin and water-dispersible resin to be combined with the water-based cellulose derivative of the present invention, any of those used in water-based paints, water-based inks and the like can be used. For example, water-soluble alkyd resin, acrylated alkyd resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, styrene-maleic acid resin, acrylic ester resin, polyvinyl alcohol, shellac, casein, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc. Synthetic resins and combinations of these can be used.

【0016】また、「エマルジョン・ラテックスハンド
ブック」24頁表2−3(大成社発行)記載のエマルジ
ョン・ラテックス、例えば、スチレン・ブタジエン系重
合体、アクリルニトリル・ブタジエン系重合体、メチル
メタクリレート・ブタジエン系重合体、ポリクロロプレ
ン、ビニルピリジン共重合体、ポリイソプレン、ブチル
ゴム、多硫化ゴム、ポリウレタン、ポリブテン、ポリア
クリレート、塩化ビニル系重合体、酢酸ビニル系重合
体、塩化ビニリデン共重合体、ポリエチレン、酢ビ・エ
チレン系共重合体等のエマルジョンラ・テックスあるい
はアルキド樹脂、アクリル化アルキド樹脂、エポキシ化
アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン・アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂のエマル
ジョンまたはコロイダルディスパージョン等があり、こ
れらを組み合わせて用いることもできる。さらに、水系
コーティング剤の使用目的に応じて、顔料、磁性粉末、
熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、界面活性剤、架橋
剤等を含むことが可能である。
Further, emulsion latex described in "Emulsion / Latex Handbook", page 24, Table 2-3 (published by Taisei Co., Ltd.), for example, styrene / butadiene type polymer, acrylonitrile / butadiene type polymer, methyl methacrylate / butadiene type. Polymer, polychloroprene, vinyl pyridine copolymer, polyisoprene, butyl rubber, polysulfide rubber, polyurethane, polybutene, polyacrylate, vinyl chloride polymer, vinyl acetate polymer, vinylidene chloride copolymer, polyethylene, vinyl acetate・ Emulsion latex such as ethylene copolymers or emulsion or colloid of synthetic resin such as alkyd resin, acrylated alkyd resin, epoxidized alkyd resin, polyester resin, styrene-acrylic resin, epoxy resin, fluororesin There is Rudy Spurgeon like, may be used in combination. Furthermore, depending on the intended use of the water-based coating agent, pigment, magnetic powder,
It may contain a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a surfactant, a cross-linking agent and the like.

【0017】[0017]

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。本発明の実施例に用いた原料CMCとヘイズ
値の測定法を下記に示す。 <原料CMC> 原料a:カルボキシメチルエーテル基置換度(Ds)=
0.65 ΔU×105=3.4 原料b:カルボキシメチルエーテル基置換度(Ds)=
1.05 ΔU×105=2.6であった。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. The raw material CMC used in the examples of the present invention and the method for measuring the haze value are shown below. <Raw material CMC> Raw material a: carboxymethyl ether group substitution degree (Ds) =
0.65 ΔU × 10 5 = 3.4 Raw material b: Carboxymethyl ether group substitution degree (Ds) =
1.05 ΔU × 10 5 = 2.6.

【0018】<ヘーズ値の測定法>水系セルロース誘導
体を、固形分として10重量%になるように、水:ブチ
ルセロソルブ=70:30重量比の混合溶液を加える。
更に、10%アンモニア水を中和度が1.0になるよう
に添加して、密閉出来るガラス容器中で、撹拌しながら
50℃に加温して溶解する。溶解後、室温になるまで放
置してヘーズ値を測定する。測定機器は、直読ヘーズコ
ンピューター(スガ試験機株式会社製、HGM−2D
P)を使用して、セル厚み1cmの石英セルで測定し
た。
<Measurement Method of Haze Value> A mixed solution of water: butyl cellosolve = 70: 30 weight ratio is added to the water-based cellulose derivative so that the solid content is 10% by weight.
Further, 10% ammonia water is added so that the degree of neutralization becomes 1.0, and the mixture is heated to 50 ° C. with stirring in a hermetically sealed glass container to dissolve it. After the dissolution, the haze value is measured by allowing it to reach room temperature. The measuring device is a direct-reading haze computer (HGM-2D manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.)
P) was used for measurement in a quartz cell having a cell thickness of 1 cm.

【0019】[0019]

【実施例1】原料a(Ds=0.65)100gと、硫
酸/硝酸/水=63/25/12重量%からなる酸混合
物5000gを5リットルの反応容器中に入れ、5〜1
0℃で60分間撹拌を継続しながら硝化反応を行う。反
応生成物を遠心分離機で除酸し、直ちに多量の水で洗浄
する。
Example 1 100 g of raw material a (Ds = 0.65) and 5000 g of an acid mixture consisting of sulfuric acid / nitric acid / water = 63/25/12% by weight were put in a reaction vessel of 5 liter, and 5-1
The nitrification reaction is carried out while continuing stirring at 0 ° C for 60 minutes. The reaction product is deoxidized with a centrifuge and immediately washed with a large amount of water.

【0020】更に、反応生成物をオートクレーブ中で1
0重量%の水スラリーとし、140℃で30分間処理し
た後、ブフナー漏斗で分離して反応生成物を回収した。
反応生成物を80℃で2時間乾燥して、129gのカル
ボキシメチルセルロースの硝酸エステルを得た。以下の
方法で水系セルロース誘導体であるカルボキシメチルセ
ルロースの硝酸エステルの置換度を測定した。
Further, the reaction product was subjected to 1 in an autoclave.
A 0 wt% water slurry was prepared, treated at 140 ° C. for 30 minutes, and then separated with a Buchner funnel to collect a reaction product.
The reaction product was dried at 80 ° C. for 2 hours to obtain 129 g of carboxymethyl cellulose nitrate ester. The substitution degree of nitrate ester of carboxymethyl cellulose, which is an aqueous cellulose derivative, was measured by the following method.

【0021】乾燥した反応生成物0.1gを精密に秤り
取り、元素分析で窒素原子量の重量%(以下、N%とい
う)を求めた。乾燥した反応生成物1gを精密に秤り取
り、300ミリリットル共栓三角フラスコに入れ、80
%メタノール15ミリリットルを加え、更にN/10水
酸化ナトリウム溶液100ミリリットルを正確に加え
て、室温で3時間振とう後フェノールフタレインを加え
て、N/10硫酸で滴定した。次式により試料1g当た
りのカルボキシメチルエーテル基の当量(以下、A当量
/gという)を算出した。
0.1 g of the dried reaction product was precisely weighed and the weight% of nitrogen atomic weight (hereinafter referred to as N%) was determined by elemental analysis. Precisely weigh 1 g of the dried reaction product and put it in a 300 ml Erlenmeyer flask with a ground stopper.
15 ml of% methanol was added, 100 ml of N / 10 sodium hydroxide solution was accurately added, the mixture was shaken at room temperature for 3 hours, phenolphthalein was added, and the mixture was titrated with N / 10 sulfuric acid. The equivalent amount of carboxymethyl ether group per 1 g of the sample (hereinafter referred to as A equivalent / g) was calculated by the following formula.

【0022】 A=(100−N/10硫酸ml)×f×10-4 ここで、f:N/10硫酸のファクター 得られたN%とA当量/gとを用いて次式により、無水
グルコース残基1個当たりの硝酸エステル基置換度とカ
ルボキシメチルエーテル基置換度及び残存水酸基数を算
出した。 x=162n/(14−45n−58×14A) y=14xA/n z=3−(x+y) ここで x:硝酸エステル基置換度 y:カルボキシメチルエーテル基置換度 z:残存水酸基 n:(N%)/100 以上の方法で測定した結果、得られた硝化反応生成物
は、無水グルコース残基1個当たりの硝酸エステル基置
換度が1.93、カルボキシメチルエーテル基置換度が
0.66であった(以下、水系セルロース誘導体Aとす
る)。測定された置換度を元に計算した収率は、理論値
の90%であった。また、水系セルロース誘導体Aの溶
液のヘーズ値は7%であった。
A = (100−N / 10 sulfuric acid ml) × f × 10 −4 where f: N / 10 sulfuric acid factor The obtained N% and A equivalent / g are used to give an anhydrous product according to the following equation. The degree of nitrate ester group substitution, the degree of carboxymethyl ether group substitution, and the number of residual hydroxyl groups per glucose residue were calculated. x = 162n / (14-45n-58 * 14A) y = 14xA / n z = 3- (x + y) Here, x: Nitric acid ester group substitution degree y: Carboxymethyl ether group substitution degree z: Residual hydroxyl group n: (N %) / 100 As a result of measurement by the above method, the obtained nitrification reaction product had a nitrate ester group substitution degree of 1.93 and a carboxymethyl ether group substitution degree of 0.66 per anhydrous glucose residue. (Hereinafter, referred to as water-based cellulose derivative A). The yield calculated based on the measured substitution degree was 90% of the theoretical value. The haze value of the aqueous cellulose derivative A solution was 7%.

【0023】[0023]

【実施例2】原料b(Ds=1.05)を用い、オート
クレーブ中で130℃で30分間処理を行った他は実施
例1と同様にして、乾燥した90gのカルボキシメチル
セルロースの硝酸エステルを得た。得られた硝化反応生
成物は、無水グルコース残基1個当たりの硝酸エステル
基置換度が0.86、カルボキシメチルエーテル基置換
度が1.04であった(以下、水系セルロース誘導体B
とする)。測定された置換度を元に計算した収率は、理
論値の87%であった。また、水系セルロース誘導体B
の溶液のヘーズ値は9%であった。
Example 2 Using the raw material b (Ds = 1.05), the same procedure as in Example 1 was carried out except that the treatment was carried out at 130 ° C. for 30 minutes in an autoclave, to obtain 90 g of dried nitrate ester of carboxymethyl cellulose. It was The nitrification reaction product obtained had a degree of substitution with a nitrate ester group of 0.86 and a degree of substitution with a carboxymethyl ether group of 1.04 per anhydrous glucose residue (hereinafter, referred to as an aqueous cellulose derivative B.
And). The yield calculated based on the measured substitution degree was 87% of the theoretical value. In addition, the water-based cellulose derivative B
The haze value of the solution was 9%.

【0024】[0024]

【比較例1】カルボキシメチルエーテル基置換度(D
s)が0.70、ΔU×105=6.5の市販CMCを
用いて、実施例1と同じ条件で硝酸エステル化を行っ
た。この硝化反応生成物の無水グルコース残基1個当た
りの硝酸エステル基置換度は1.8、カルボキシメチル
エーテル基置換度は0.70であった。測定された置換
度を元に計算した収率は、理論値の71%であった。ま
た、このセルロース誘導体の溶液のヘーズ値を測定した
結果、42%であった。
Comparative Example 1 Carboxymethyl ether group substitution degree (D
Using a commercially available CMC having s) of 0.70 and ΔU × 10 5 = 6.5, nitric acid esterification was performed under the same conditions as in Example 1. The nitric acid reaction product had a nitrate ester group substitution degree of 1.8 and a carboxymethyl ether group substitution degree of 0.70 per anhydrous glucose residue. The yield calculated based on the measured substitution degree was 71% of the theoretical value. The haze value of the cellulose derivative solution was measured and found to be 42%.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の水系セルロース誘導体は、特定
のカルボキシメチルエステル基および硝酸エステル基を
有し、置換度分布が均一であり、水及び水と必要最低限
量の有機溶剤との混合系で使用出来る。そして、ニトロ
セルロースの特性である乾燥性、硬度、耐ブロッキング
性、増粘性、顔料分散性を保持しており、更に、置換度
分布が均一であるために水系のバインダー、コーティン
グ剤として塗料、印刷インキ、紙コーティング、繊維加
工および磁性塗料、導電性ペースト等の機能性コーティ
ング等に用いた場合、透明性、溶解性および各種水系コ
ーティング剤用樹脂との相溶性等において優れた効果を
発揮する。更に、水系セルロース誘導体の製造におい
て、置換度分布が均一な原料CMCを用いることによっ
て収率アップの効果がある。
Industrial Applicability The water-based cellulose derivative of the present invention has a specific carboxymethyl ester group and a nitrate ester group, has a uniform degree of substitution distribution, and is a mixed system of water and water and a minimum necessary amount of an organic solvent. Can be used. It retains the characteristics of nitrocellulose such as drying property, hardness, blocking resistance, thickening property, and pigment dispersibility. Furthermore, since the substitution degree distribution is uniform, it is an aqueous binder, a coating agent as a coating agent, a printing agent. When used in inks, paper coatings, fiber processing and functional coatings such as magnetic paints and conductive pastes, it exhibits excellent effects in transparency, solubility and compatibility with various resins for water-based coating agents. Further, in the production of the water-based cellulose derivative, the use of the raw material CMC having a uniform substitution degree distribution has the effect of increasing the yield.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無水グルコース残基1個あたりの硝酸エ
ステル基置換度が0.4〜2.2、カルボキシメチルエ
ーテル基置換度が0.2〜1.5であって、かつ、溶液
のヘーズ値が30%以下であることを特徴とする水系セ
ルロース誘導体。
1. A nitrate ester group substitution degree per anhydrous glucose residue is 0.4 to 2.2, a carboxymethyl ether group substitution degree is 0.2 to 1.5, and a haze of the solution. A water-based cellulose derivative having a value of 30% or less.
【請求項2】 カルボキシメチルエーテル基置換度(D
s)が0.2〜1.5であって、電気泳動法による移動
度分布(ΔU)が下式(1)で表されるカルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩を硝酸エステル化することを
特徴とする水系セルロース誘導体の製法。 ΔU×105<6cm2/sec・v‥‥式(1)
2. The degree of carboxymethyl ether group substitution (D
s) is 0.2 to 1.5 and the mobility distribution (ΔU) according to the electrophoretic method is a nitric acid esterification of sodium carboxymethyl cellulose represented by the following formula (1), Method for producing derivative. ΔU × 10 5 <6 cm 2 / sec · v Equation (1)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032734A1 (en) * 1996-03-07 1997-09-12 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Raw fabric for printing
WO2001040550A3 (en) * 1999-12-04 2001-12-13 Du Pont Electro-dip coating method

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