JPS5889601A - ゲルの少ないカルボキシメチルセルロ−スナトリウム塩の製造方法 - Google Patents

ゲルの少ないカルボキシメチルセルロ−スナトリウム塩の製造方法

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JPS5889601A
JPS5889601A JP18770481A JP18770481A JPS5889601A JP S5889601 A JPS5889601 A JP S5889601A JP 18770481 A JP18770481 A JP 18770481A JP 18770481 A JP18770481 A JP 18770481A JP S5889601 A JPS5889601 A JP S5889601A
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cmc
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cellulose
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工藤 正邦
Kataya Itou
伊藤 容也
Tadayuki Iwane
岩根 忠幸
Michio Aikawa
相川 道雄
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Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
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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】 本発明はゲルの少ない′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)の製造法に関す
るものであり、特に製紙用などにおいて一般上質紙や己
−ト原紙の表面サイズ用、板紙や白板紙などのキャレン
ダーサイズ用などにおいて使用される表面サイズ剤に好
適なCMCの製造方法を提供するものである。
従来、製紙用表面サイズ剤としてCMCはデンプン及び
酸化デンプン、カチオンデンプンなどのデンプン誘導体
、 PVAや変性PVλ、に性ボリアクリルアマイr、
ポリ酢酸ビニル、酢ビー無水マレイン酸樹脂、スチレン
・マレイン酸樹脂などと共に良く知られている。しかし
実際には酸化デンプンやカチオンデンプンを主体に使用
されており、一部分之等にPVAや変性ボリアクリルア
マイrまたはスチレン−マレイン酸樹脂などの合成水溶
性高分子が併用されているに過ぎないのが現状である。
本発明者等はCMCのサイズプレス剤としての特性を詳
細に検討した結果、通常のCMCの場合にはテーブルテ
ストでは塗布が可能であっても、実機オンマシンサイズ
プレスでは、雪の水溶液中に存在するグル(以下、rル
粒子と称す)が抄紙機上のサイズプレスロールでサイズ
プレス液から分離され、紙表面へ塗布されずに時間の経
過と共にサイズプレス液中に蓄積されて粘度が上昇し、
サイズプレス液の飛散現象を起こし、実質的な塗布が不
可能になることを見出した。また、このことはケ゛ル粒
子の大きさには関係せず、本質的にダル粒子の少ないC
MCを使用することにより、この問題が始めて解決され
ることを見出した。 −CMC水溶液中のグル粒子とは
CMCの原料であるセルロースの結晶領頃が、CMC製
造時の苛性アルカリによるマーセル化工程及びモノクロ
ル酢酸或いはそのアルカリ塩によるエーテル、化工程に
おいて充分に破壊されないで、均一なエーテル化を受け
ず、その侭製品CMC中に残存し、このものを水溶液と
した際に溶液中に寒天状の粒子として存在するものであ
る。
一般にCMCの製造方法としては原料セルロースを苛性
ソーダとモノクロル酢酸でエーテル化させるに当り、反
応媒体に水のみを用いる水媒法と有機溶剤と水とを用い
る溶媒法とがあるが、水媒法によるCMCは反応が不均
一でちり、グル粒子が多数存在するため、本目的のCM
Cを得るには溶媒法が適当である。
溶媒法CMCの製造において、従来、ゲル粒子を少なく
する技術としてはモノクロル酢酸アルカリ塩を使用する
方法(特公昭46−21j2)や粉末・ぞルゾに対する
含水有機溶剤の比率を10〜20倍とする方法(持分4
46−194 ’4などが知られているが、之等は何れ
も原料セルロースに対して含水有機溶媒の比率(以下、
液比と称す)が3・〜lO倍の溶媒法CMCの製造法で
は反応が不均一で、とてもゲル粒子の少ないCMCを製
造することは出来彦い〜のであり、また高価なモノクロ
ル酢酸アルカリ塩を使用することや液比が萬いことによ
り、有機溶剤の使用量が多いことなどかり、到底経情的
な方法とは言い難いものであった。
本発明者等は有機溶剤の使用音の少ない、液比3〜10
倍の経済的な溶媒法においてゲル粒子の少りいCMCの
製造方法を種々検討した結果、マーセル化反応工程中に
おいてメンノールと過酸化水素とを添加することにより
、CMC水溶液中のグル粒子が急激に減少することを見
出し、ケ9ルの少ないCMC0製債方法を完成したもの
である。
本発明に用いられる溶剤は通常の溶媒法CMCの製造に
おいて使用されるエタノール、インデロノ母ノール、ア
セトンなどの単独、或いは之等にベンゼン、トルエンな
どを混合した溶剤が使用可能であるが、現在主として工
業的に使用されているイングロパノールが適当である。
次に本発明を実施する方法について述べる。原料セルロ
ースに対して3〜10倍量の80〜95%イングロ・や
ノールとモノクロル酢酸使用1に対して2.0〜2.5
モル倍量の°苛性ソーダとを添加し、良く攪拌した後、
原料セルロースを投入してマーセル化を行なうが、液比
3倍量以下では反応機での均一な混合攪拌が不可能であ
り、また100倍量上では系内の水量が多くなり、アル
カリめ濃度が低下するため、好ましくは4〜6倍量が良
い。
? −* A/ 化工程は一般1c 10〜45℃テロ
0〜180分間行なわれるが、本発明の特徴は、この間
に原料セルロースに対して1〜3倍量のメタノールと0
.05〜5%の過酸化水素とを添加することにある。
低粘度CMCの製造において過酸化水素を減粘剤として
エーテル化後、或いは製品CMCについて使用すること
は良く知られているが、マーセル化工程においてメタノ
ールと共に使用するとケ0ル粒子が急激に減少すること
を見出したのは始めてのことである。
本発明の作用機構は明らかではないが、恐らくセルロー
スのマーセル化反応において過酸化水素がセルロースの
結晶領域を破壊するためには成る一定以上のアルカリ濃
度が必要であり、メタノールを添加すると、メタノール
の水との強い親和性のためにアルカリセルロース層中−
の水分が溶媒層に移動する結果、アルカリセルロース層
中のアルカリと水との比率が変化し、アルカリセルロー
ス周囲のアルカリ濃度が高まり、そこで過酸化水素によ
る結晶領域の破壊が著しく促進されるものと考えられる
このマーセル化工程で添加するメタノールの量について
は、原料パルプに対して1倍、量以上が必・  要であ
pが、3倍量より多い添加では反応液比が増すため経済
的とは言い難く、1〜3倍量が適当である。また、過酸
化水素の量については原料I9ル7′に対して0.05
%より少ない添加ではグル粒子減少の効果が少ないこと
、5%より多い添加ではマーセル化工程において消費し
切れず残留過酸化水素がエーテル化工程でモノクロル酢
酸と反応し、モノクロル酢酸の有効利用率を低下させる
ことなどの理由から0.1〜2%が望ましい。
次いでエーテル化工程は通常の方法により、所定量のモ
ノクロル酢酸を適当量の含水イノゾロ・七ノールで希釈
し、前記アルカリセルロースに添加し、50〜80Cで
60〜180分間反応させた後、過剰の苛性ソーダを硫
酸または酢酸で中和し、その後必要に応じて含水メタノ
ールで精製を行々うか、或いは行なうこと無く脱液、乾
燥粉砕して精製或いは粗製CMCを得るのである。
本発明のケ8ルの少ないCMCを製紙用表面サイズ剤と
して使用する場合には、第1表に示す如く、サイズプレ
スの作業性の点から低粘度であることが望ましく、製品
CMCの25℃における4%水浴液粘度が1500cp
以下が必要である。そのためにはエーテル化反応後、過
剰の苛性ソーダを硫酸または酢酸で中和した後、通常の
方法により過酸化水素などで減粘処理を行ない4%水溶
液粘度1500c、p、以下、好捷しくは100〜50
0 c、p、と子るのが♀ましい。また、ケ9ル粒子に
ついてはケ9ル個数が4 q6水浴液l−当り15万個
を超えると時間の経過と共にサイズプレス液の粘度が増
大し、サイズプレス液がサイズプレスロールからの飛散
現象を起こし、連続操業が不可能になる。また第1表の
参考例5は参考例4のCMCをボールミル処理し、平均
ケ゛ル粒子径を半分以下としたものであるが、之も時間
の経過と共にサイズプレス液の増粘ヲ起こし、サイズプ
レス液の飛散が発生することから、この現象はダル粒子
の大きさによって5起こるものではなく、rル個数の量
によると言える。
以下余白 以下、実施例において本発明の効果を例示するが、ゲル
粒子の測定はCMCの4%水溶液をビルケルチュルク計
算盤上に載せ、50倍の倍率の位相差顕微鏡で、700
μ×700μ×100μの体積中のケ9ル個数を4個所
計測し、l−中のケ゛ル個数を計算により求めた。また
rルの平均粒径は一定面積内のケ°ル粒子40個の粒径
を測定し、平均値で示した。
実施例1 50 lウニルナ−型ニーダ−にイン10ノやノールa
400F 、水1.60 Of、フレーク苛性ソーダ1
.160Fを入れ、ニー′グーを攪拌しなからパルプ(
L−DSP、水分7%) 215Ofを仕込んだ後、メ
タノールをパルプに対して1倍量添加し、30℃で12
0分間マーセル化を行ない、その時点で35%過酸化水
素水11.4F (過酸化水素0.2%対パルプ)を添
加し、更に60分間マーセル化反応を継続した。
次いでイソゾロtJ?ノール1,80Ofと水200f
の混合液にモノクロル酢酸L170fを溶解し、この溶
液を徐々に添加し添加終了後、70℃に昇温し、60分
間エーテル化反応を行なわせた。反応後、20%硫酸で
過剰の苛性ソーダを中和した後、35%過酸化水素水2
8.6f (過酸化水素0.5%対・母ルデ)を添加し
て40 ℃で60分間減粘処理を行ない脱液後、乾燥、
粉砕して粗製CMCを得た。
比較例1 ノソルテ仕込後のメタノールの添加トラ−セル化120
分後に過酸化水素の添加を行なうこと無しに、更に60
分間マーセル化を継続した点、及びエーテル化反応終了
後20%硫酸で中和した後、粘度調整のために35%過
酸化水素水85.7f (過酸化水素1.5%対・母ル
ゾ)を添加した点を除いては、   応1 総べて実施例1と同様に行なった。         
賊実施例1及び比較例1の方法によって得られたCMC
の分析結果を第2表に示す。
以下余白 実施例1のCMCは、同粘度、同エーテル化度を有する
比較例1のCMCに比べ、rルの非常に少ないCMCで
あった。
実施例2〜3.及び比較例2〜3 実施例1において、・母ルデ仕込後のメタノール添加量
を変化させて反応を行なわせた結果を第3表に示す。
以下余白 観 ロー 賊 マーセル化時にメタノールを過酸化水素と併用するとケ
゛ル個数の減少が認められるが、この際のメタノールの
添加量は原料バルブに対して1倍量(実施例1)以上が
必要である。
実施例4〜9及び比較例4〜5 実施例1においてマーセル化120分後の過酸化水素添
加量を変化させて反応を行なわせた結果に−)−r@4
!!に″“・    以下余白マーセル化時における過
酸化水素の添加量は原M ieルデに対して0.05%
より低いと、グル侭数減少の効果が少なく、また5%よ
り高いとエーテル化度が低下し、モノクロル酢酸の有効
利用率が低くなることから0.05〜5%の範囲が必要
である。
実施例10−11 501ウニルナ−型ニーグーにインゾロパノール9,3
50 f1水1,65Of、フレーク苛性ソーダ1.3
49fを入れ、ニーダ−を攪拌しながら/やルデ(L−
DSP 、水分7%)2,150tを仕込んだ後、メ・
タノールを1倍世添加し、30℃で120分間マーセル
化を行ない、その後過酸化水素を・やルデに対して0.
1%添加し、更に60分間マーセル化反応を継続させた
。次いでインゾロパノール1800 F ト水200g
との混合液にモノクロル酢酸1.52Ofを溶解し、徐
々に添加し、実施例1と同様にエーテル化反応を行なわ
せた。反応終了後、酢酸で過剰の苛性ソーダを中和した
後、過酸化水素を原料・母ルデに対して0.4%添加し
て40℃で60分間減粘処理を行ない脱液後、乾燥、粉
砕して粗製CMCを得た。また脱液後の一部を採り、そ
の固形分に対して75%メタノール20倍量を使用して
精製、乾燥、粉砕して精製CMCを得た。
比較例6〜9 比較例6〜7においてはマーセル化時にメタノールを除
いた填、また比較例8〜9ではマーセル化でメタノール
と過酸化水素を除いた点と、エーテル化反応後、酢酸で
中和した後、粘度調整のために過酸化水素の添加量を原
料・やルデに対して1.0%添加した点を除いては、総
べて実施例10−11と同様に行ない、粗製及び精製C
MCを得た。
実施例10−11及び比較例6〜9の方法によって得ら
れたCMCの分析結果を第5表に示す。
以−F >jj、白 以上の如く、本発明の方法によるCMCは粗製品におい
ても、精製品においてもグル粒子の個数が著しく少なく
、ゲルの少ないCMCを経′済的に製造出来る方法であ
る、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. l 含水有機溶剤を反応媒体とする溶媒法カルブキシメ
    チルセルロースナトリウム塩の製造方法において、マー
    セル化反応を原料セルロースに対して3〜lO重量倍の
    含水有機溶剤を用いて行ない、且つマーセル化反応中に
    メタノールと過酸化水素とを添加することを特徴とする
    グルの少ないカルブキシメチルセルロースナトリウム塩
    の製造方法。
JP18770481A 1981-11-25 1981-11-25 ゲルの少ないカルボキシメチルセルロ−スナトリウム塩の製造方法 Expired JPS6017443B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100462319B1 (ko) * 2002-06-10 2004-12-17 박흥조 카르복시메틸셀룰로오스의 제조방법
CN103554273A (zh) * 2013-10-31 2014-02-05 泸州北方化学工业有限公司 技术级羧甲基纤维素钠的生产方法
WO2018194049A1 (ja) * 2017-04-17 2018-10-25 日本製紙株式会社 カルボキシメチル化セルロースナノファイバーおよびその製造方法

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JPWO2018194049A1 (ja) * 2017-04-17 2020-03-05 日本製紙株式会社 カルボキシメチル化セルロースナノファイバーおよびその製造方法

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