JPS61157501A - Production of alkali metallic salt of carboxymethyl cellulose - Google Patents

Production of alkali metallic salt of carboxymethyl cellulose

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JPS61157501A
JPS61157501A JP27907284A JP27907284A JPS61157501A JP S61157501 A JPS61157501 A JP S61157501A JP 27907284 A JP27907284 A JP 27907284A JP 27907284 A JP27907284 A JP 27907284A JP S61157501 A JPS61157501 A JP S61157501A
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Abstract

PURPOSE:To reacting a cellulosic raw material with an inorganic alkali metallic compound, to obtain the titled metallic salt useful as a thickening agent, a dispersant, protective colloid, etc., having improved salt water resistance, high degree of substitution, and high viscosity, by reacting the reaction mixture with epichlorohydrin. CONSTITUTION:When a cellulosic raw material (e.g., wood pulp, linter, etc.) with an inorganic alkali metallic compound (e.g., NaOH, etc.) in a hydrous organic solvent (e.g., ethanol, acetone, etc.), then reacted with an etherifying agent (e.g., monohalogenoacetic acid, etc.), or the cellulosic raw material is impregnated with the etherifying agent, then the inorganic alkali metallic compound to advance the reaction, epichlorohydrin is reacted with the reaction mixture while the cellulosic raw material is reacted with the inorganic alkali metallic compound or after the reaction is completed, to given the aimed metallic salt having >=0.80 deg. of carboxymethyl substitution.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、耐塩水性の優れた高置換度で高粘度なカル
ボキシメチルセルロースアルカリ金属塩(以下CMCと
略称する)の製造法に関するものであり、さらに詳しく
はCMCを製造するに当シその製造工程中にエピクロル
ヒドリンを作用させることを特徴とする耐塩水性の優れ
た置換度(セルロースの構成単位である無水グルコース
1個当シのカルボキシメチル基による平均の置換基数で
あり以下DSと略称する)0.80以上の高粘度なカル
ボキシメチルセルロースアルカリ金属塩の製造に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field The present invention relates to a method for producing carboxymethylcellulose alkali metal salt (hereinafter abbreviated as CMC) which has excellent salt water resistance, high degree of substitution, and high viscosity. More specifically, when manufacturing CMC, epichlorohydrin is applied during the manufacturing process to achieve a high degree of substitution with excellent salt water resistance (by a carboxymethyl group per anhydroglucose, which is a constituent unit of cellulose). The present invention relates to the production of a carboxymethyl cellulose alkali metal salt having a high viscosity of 0.80 or more (average number of substituents (hereinafter abbreviated as DS)).

CMCはセルロースにアルカーリの存在下モノクロル酢
酸等を作用させて製造されるセルロースエーテルであシ
、水溶性高分子電解質として増粘剤、分散剤、保護コロ
イド剤、接着剤、石油ポーリング用泥水添加剤等として
広く一般に使用されている0 (ロ)従来の技術 CMCの製造方法は、その反応媒体として水媒体を採る
水媒法と有機溶媒体を採る溶媒法の二方法に大別される
が、溶媒法は水媒法に比して少量のアルカリ量でアルカ
リセルロースを得ることができ、エーテル化反応が比較
的短時間で達成され、エーテル化剤の有効利用率が高く
、少量のエーテル化剤の使用ですみ、しかも高粘度のC
MCを製造し易いので工業的に非常に多く実用化されて
いる0 現在一般に市販されているCMCはDBo、4〜1.7
0であシ、特に0.6〜0.80ものが大量に市販され
ている。しかし、最近CMCK対する要求機能が高度化
しておシ、そのためDSO18〜1.70のCMCの使
用量が増加する傾向にある。さらに、DSl、70〜2
.90の超高DSCMCが市販されつつある。
CMC is a cellulose ether produced by reacting monochloroacetic acid etc. with cellulose in the presence of an alkali.As a water-soluble polymer electrolyte, it is used as a thickener, dispersant, protective colloid agent, adhesive, and muddy water additive for petroleum poling. (b) Conventional techniques CMC production methods are broadly divided into two methods: an aqueous method that uses an aqueous medium as the reaction medium, and a solvent method that uses an organic solvent. Compared to the aqueous method, the solvent method can obtain alkali cellulose with a smaller amount of alkali, the etherification reaction is achieved in a relatively short time, the effective utilization rate of the etherification agent is high, and a small amount of etherification agent is required. It only requires the use of C, which has a high viscosity.
Since MC is easy to manufacture, it is widely used in industrial applications.Currently, commercially available CMCs are DBo, 4 to 1.7
0 and especially 0.6 to 0.80 are commercially available in large quantities. However, recently, the functions required for CMCK have become more sophisticated, and as a result, the amount of CMC used by DSO18 to DSO1.70 tends to increase. Furthermore, DSl, 70~2
.. 90 ultra-high DSCMCs are becoming commercially available.

これは、CMCのDSを高くすることによって耐塩水性
、耐酸性、耐腐敗性及び流動性等が一般的に向上するた
めである。
This is because by increasing the DS of CMC, salt water resistance, acid resistance, spoilage resistance, fluidity, etc. are generally improved.

しかし、CMCのDSを高くすることによってCMC製
造時のアルカリの使用量が増大し、そのため反応中KC
MCの重合度低下が顕著になシ、高粘度CMCを製造す
ることが困難であった。
However, by increasing the DS of CMC, the amount of alkali used during CMC production increases, and therefore KC during the reaction
The degree of polymerization of MC was markedly reduced, and it was difficult to produce high-viscosity CMC.

このため、高DSで高粘度CMC際しては、セルロース
原料として一般的に木材パルプに比し高重合度なリンタ
ーを使用して製造される場合が多い0 しかし、リンターを原料としてもまだ十分な高粘度のC
MCが得られないだけではなく、一般的に木材パルプに
比し反応性が悪くそのため生成CMCは品質的に満足な
ものを得るのが困難なこともある。また、リンターは木
材パルプに比し高価であシ、経済的にも不利である。
For this reason, high DS and high viscosity CMC is often produced using linter, which generally has a higher degree of polymerization than wood pulp, as a raw material for cellulose. However, it is still sufficient to use linter as a raw material. High viscosity C
Not only is it impossible to obtain MC, but the reactivity is generally lower than that of wood pulp, and therefore, it may be difficult to obtain CMC that is satisfactory in terms of quality. Furthermore, linters are more expensive than wood pulp and are economically disadvantageous.

さらに従来、高粘度CMCを製造する方法としてCMC
製造工程中にエピクロルヒドリンをθ枡作用させる方法
が知られている( 渡辺鋼市部外、工業化学雑誌、第68巻、1923頁、
1965年)。
Furthermore, CMC has conventionally been used as a method for manufacturing high viscosity CMC.
A method is known in which epichlorohydrin is allowed to act on the θ-mass during the manufacturing process (Watanabe Koichi, Industrial Chemistry Magazine, Vol. 68, p. 1923,
(1965).

このエピクロルヒドリンによる作用機構は上記文献によ
ると、アルカリの存在下でセルロースの水駿基とつぎの
ような反応をして架橋構造をつくることによシ粘度が増
大するものと考えられる。
According to the above-mentioned literature, the mechanism of action of epichlorohydrin is thought to be that in the presence of an alkali, it reacts with the water groups of cellulose in the following manner to form a crosslinked structure, thereby increasing its viscosity.

−+Ce1l−0−CH2−CH−CH2C1+NaO
HH この報告がなされた渦時高粘度CMCの製造法として注
目され、その応用の試みが数多くなされ友。しかし粘度
は高いが、耐塩水性が著しく悪いためその工業的応用は
殆どなされていない。これは、その当時(1965年)
工業的に製造されていたCMCは殆どがDS0.50〜
0.70の低DSCMCであったことからエピクロルヒ
ドリンによシ架橋したCMCは食塩等の塩を含有する水
中では、カルボキシル基の解離が極度に抑制され殆ど溶
解しなかったことによると考えられる。
-+Ce1l-0-CH2-CH-CH2C1+NaO
HH This report has attracted attention as a method for producing CMC with high viscosity during vortexing, and many attempts have been made to apply it. However, although it has a high viscosity, its resistance to salt water is extremely poor, so its industrial application has hardly been made. This was at that time (1965)
Most industrially manufactured CMCs have a DS of 0.50~
Since it had a low DSCMC of 0.70, it is thought that the CMC cross-linked with epichlorohydrin was hardly dissolved in water containing salt such as common salt because the dissociation of carboxyl groups was extremely suppressed.

(ハ)発明の目的 上記状況においてこの発明はなされたものであシ、高D
Sかつ高粘度でしかも耐塩水性の曳好なカルボキシメチ
ルセルロースアルカリ金属塩を提供することを目的とす
るものである。
(c) Purpose of the invention This invention was made under the above circumstances.
The object of the present invention is to provide an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose that has a high viscosity, salt water resistance, and is easy to tow.

に)発明の構成 この発明は、セルロース質原料に含水有機溶媒中で A)無機アルカリ金属化合物を反応させ、次いでエーテ
ル化剤を反応させるか、または B)エーテル化剤を添加してセルロース質原料に含浸さ
せ、次いで無機アルカリ金属化合物を添加して反応を進
行させ、 この人)マたはB)の工程中、無機アルカリ金属化合物
での反応が進行中もしくは完了した後に、エピクロルヒ
ドリンを反応させて、カルボキシメチル置換度0.80
以上でかつ耐塩水性に優れ、高粘度のカルボキシメチル
セルロ−スアルカリ金属塩を得ることを特徴とするカル
ボキシメチルセルロースアルカリ金属塩の製造法を提供
するものであシ、この製造法によれば特にDSが0.8
以上のカルボキシメチルセルロースアルカリ金属塩が得
られる。
B) Structure of the Invention The present invention is characterized in that A) a cellulosic raw material is reacted with an inorganic alkali metal compound in a water-containing organic solvent, and then an etherification agent is reacted, or B) an etherification agent is added to the cellulosic raw material. and then add an inorganic alkali metal compound to allow the reaction to proceed, and during step B) or B), react with epichlorohydrin during or after the reaction with the inorganic alkali metal compound is completed. , carboxymethyl substitution degree 0.80
The present invention provides a method for producing a carboxymethylcellulose alkali metal salt having the above characteristics and excellent salt water resistance and high viscosity. 0.8
The above carboxymethylcellulose alkali metal salt is obtained.

この発明において使用されるセルロース質原料とは、C
MCll1造に通常使用に用いられるもので、木材バル
ブまたはリンターが挙けられる。
The cellulosic raw material used in this invention is C
Those commonly used in MCll1 construction include wood valves or linters.

この発明において、反応媒体として使用する含水有機溶
媒としては、エチルアルコール、インプロピルアルコー
ル(以下、IPAと略称f ル) n−プロピルアルコ
ール、tart−ブチルアルコール、イソブチルアルコ
ール、n−7’チルアルコール、アセトン及びジオキサ
ン等の有機溶媒、さらにエチルアルコール−ベンゼン、
エテルアルコール−トルエン、エチルアルコール−n−
ヘキサン、IPA−ベンゼン、IPA−トルエン及びI
PA−n−ヘキサン等の混合有機溶媒、と水との混合物
が挙げられる。また、含水有機溶媒の使用量はセルロー
ス質原料の重量に対して通常1〜30重量倍使用される
In this invention, the water-containing organic solvent used as a reaction medium includes ethyl alcohol, inpropyl alcohol (hereinafter abbreviated as IPA), n-propyl alcohol, tart-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-7'yl alcohol, Organic solvents such as acetone and dioxane, as well as ethyl alcohol-benzene,
Ether alcohol - toluene, ethyl alcohol - n-
Hexane, IPA-benzene, IPA-toluene and I
Examples include mixtures of mixed organic solvents such as PA-n-hexane, and water. The amount of the water-containing organic solvent used is usually 1 to 30 times the weight of the cellulosic raw material.

この発明における無機アルカリ金属化合物は、アルカリ
セルロースを形成するものであればよい。
The inorganic alkali metal compound in this invention may be any compound that forms alkali cellulose.

その具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化力♂n
’cルビジウム、水酸化セシウムなどが挙げられる。し
かし、これらに特に限定されるものでは表い。水酸化ナ
トリウムが安価であり最も有利である。なお、この発明
の方法によシ、製造したCMCは使用したアルカリの塩
となる。
Specific examples include sodium hydroxide, hydroxide
'C rubidium, cesium hydroxide, etc. However, there is no particular limitation to these. Sodium hydroxide is the most advantageous because it is inexpensive. Note that the CMC produced by the method of this invention becomes a salt of the alkali used.

したがって、水酸化ナトリウムを使用すれば、CMCは
ナトリウム塩となる。
Therefore, if sodium hydroxide is used, CMC becomes the sodium salt.

この発明のエーテル化剤とは、カルボキシメチル基を導
入しうる試剤である。その具体例としてはモノクロル酢
酸、そのアルカリ金属塩、またはそのメチル、エチルも
しくはイソプロピルエステル々どのエステル誘導体が挙
げられる。
The etherification agent of this invention is a reagent capable of introducing a carboxymethyl group. Specific examples thereof include monochloroacetic acid, its alkali metal salts, or its ester derivatives such as methyl, ethyl or isopropyl esters.

この発明の方法において、エピクロルヒドリンを反応さ
せるに当り、少なくともアルカリセルロースまたはm≠
CMCが1部でも生成した段階で行われる。
In the method of this invention, at least alkali cellulose or m≠
This is done when at least one copy of CMC has been generated.

アルカリセルロースまたは六声#中CMCを生成さすに
は、セルロース質原料に含水有機溶媒中で、 A)無機アルカリ金属化合物を反応させ、次いでエーテ
ル化剤を反応さすか、または B)エーテル化剤を添加し、次いで無機アルカリ金属化
合物を添加し反応させるか、 のA)bB)の2つの方法が挙けられる。
To produce alkali cellulose or hexagonal CMC, a cellulosic raw material is reacted with an inorganic alkali metal compound and then an etherification agent, or B) an etherification agent is reacted with the cellulosic raw material in a water-containing organic solvent. and then adding an inorganic alkali metal compound and reacting, or A)bB).

A)法は、本質的にはセルロース質原料に無機アルカリ
金属化合物(以下アルカリと称す)を反応させ、アルカ
リセルロースを形成させ、このアルカリセルロースをエ
ーテル化剤で力大埠→CMCに導くものである。
A) Method essentially involves reacting a cellulosic raw material with an inorganic alkali metal compound (hereinafter referred to as alkali) to form alkali cellulose, and then guiding this alkali cellulose from Chidaibu to CMC using an etherification agent. be.

その際、セルロース質原料が全てアルカリセルロースに
変換されない状態でエーテル化剤を反応させ、さらに所
要量のアルカリを添加して反応を行ってもよい。
At that time, the etherification agent may be reacted in a state where all of the cellulosic raw material is not converted into alkali cellulose, and the reaction may be further carried out by adding a required amount of alkali.

B)法は、予め、セルロース質原料に全所要量のエーテ
ル化剤を含浸させておき、これにアルカリを添加して反
応を進行させるものである。
In method B), a cellulosic raw material is impregnated in advance with the entire required amount of etherification agent, and an alkali is added thereto to allow the reaction to proceed.

アルカリの使用量は、セルロース質原料をアルカリセル
ロースに導くに必要な量を用いられる。
The amount of alkali used is the amount necessary to convert the cellulosic raw material into alkali cellulose.

一方、この発明において、エーテル化工程ではアルカリ
とエーテル化剤の使用モル比を調節することが望まれる
。アルカリは、エーテル化剤に対し、1.00以上のモ
ル比になるように添加される。
On the other hand, in the present invention, it is desirable to adjust the molar ratio of alkali and etherification agent used in the etherification step. The alkali is added to the etherification agent in a molar ratio of 1.00 or more.

通常1.00〜1.30モル比に保持するのが好ましい
0 なお、ここで「アルカリ」と「エーテル化剤」のモル比
は、 で表わされる。
It is usually preferable to maintain a molar ratio of 1.00 to 1.30. Note that the molar ratio of the "alkali" to the "etherifying agent" is expressed as follows.

もし、反応系中に存在するアルカリ量が多いと、次式の
ようなエーテル化剤であるモノクロル酢酸ナトリウムの
副反応を助長して高価なエーテル化剤の有効利用率を低
下させるだけで々く所望のDSのCMCが得られない結
果を招く。
If the amount of alkali present in the reaction system is large, it will only promote the side reaction of sodium monochloroacetate, which is an etherification agent, as shown in the following formula, and reduce the effective utilization rate of the expensive etherification agent. This results in the inability to obtain the desired DS CMC.

CICHzCOONa+NaOH4CHz(OH)CO
ONa+NaC1一方、CMCの耐塩水性の向上等、高
機能化を自重してDSの高いCMCt−製造しようとす
る場合は、当然エーテル化剤の仕込量が多くなるが、そ
れに伴ない必然的にアルカリの使用量が増大する。
CICHzCOONa+NaOH4CHz(OH)CO
ONa+NaC1 On the other hand, when trying to produce CMCt- with high DS by focusing on high functionality such as improving the salt water resistance of CMC, the amount of etherification agent charged will naturally increase, but this will inevitably result in the addition of alkali. Usage increases.

一方、エーテル化工程の初期には、エーテル化剤が過剰
に存在するのが好ましい。具体的にはアルカリをエーテ
ル化剤に対し、0.10〜0.99モル比になるように
存在さすのが好ましい。そして、エーテル化反応の進行
に伴うアルカリの消費によシ反応系が酸性にならないよ
うにアルカリを更に添加してエーテル化反応を行い、最
終的に1.00以上のモル比になるのが望まれる。これ
によって、DSの比較的高いCMCが得ることができる
。このアルカリの添加量を調節する方法は、この発明の
特徴の1つを構成するものである。
On the other hand, it is preferable that the etherification agent is present in excess at the beginning of the etherification step. Specifically, it is preferable that the alkali be present in a molar ratio of 0.10 to 0.99 to the etherifying agent. Then, in order to prevent the reaction system from becoming acidic due to the consumption of alkali as the etherification reaction progresses, it is desirable to further add alkali and carry out the etherification reaction, resulting in a final molar ratio of 1.00 or more. It will be done. This allows a relatively high CMC of DS to be obtained. This method of adjusting the amount of alkali added constitutes one of the features of the present invention.

DSが低い場合は、アルカリをエーテル化剤に対し、当
初から過剰すなわち、1.0〜1.3モル比存在さす方
法で十分である。これは、操作が簡便で、反応時間が短
かい利点がある。
When the DS is low, a method in which the alkali is present in excess of the etherifying agent, that is, in a molar ratio of 1.0 to 1.3 from the beginning, is sufficient. This has the advantage of simple operation and short reaction time.

また、1回の反応操作で得られるDSは、使用するアル
カリが増大するため、当初からアルカリの所要量を加え
る場合的1.7が上限で、アルカリを当初少なくして、
追加する場合は約2..2が上限である。
In addition, since the amount of alkali used increases, the DS obtained in one reaction operation has an upper limit of 1.7 if the required amount of alkali is added from the beginning;
Approximately 2. .. 2 is the upper limit.

DSl、50以上、特にD S 1.80以上の高いD
Sを有するこの発明の目的物を得る場合には、高いDS
のCMCを予め製造しておき、これを単離するかせずし
て、エピクロルヒドリンと反応さす方法を用いるのがよ
い。このような場合も、この発明の方法に含まれる。
DSl, 50 or more, especially high D of DS 1.80 or more
When obtaining the object of this invention having S, a high DS
It is preferable to prepare CMC in advance and react it with epichlorohydrin without isolating it. Such cases are also included in the method of the present invention.

なお、セルロース質原料にアルカリを作用させてアルカ
リセルロースを調製する工程及びエーテル化剤であるモ
ノクロル酢酸などを添加混合する工程は10〜40℃で
約10〜180分間攪拌混合を行なう。一方、エーテル
化反応は50〜80℃で30〜240分間行なうのが適
当である。
Note that the step of preparing alkali cellulose by applying an alkali to the cellulosic raw material and the step of adding and mixing an etherifying agent such as monochloroacetic acid are performed by stirring and mixing at 10 to 40° C. for about 10 to 180 minutes. On the other hand, the etherification reaction is suitably carried out at 50 to 80°C for 30 to 240 minutes.

次に、この発明の方法では、セルロース質原料からアル
カリセルロースまたは#友##CM Cが少なくとも生
成した段階でエピクロルヒドリンが添加反応させられる
Next, in the method of the present invention, epichlorohydrin is added and reacted at the stage when at least alkali cellulose or CMC is produced from the cellulosic raw material.

添加するエピクロルヒドリンは常温では液体であるから
そのまま少量ずつ添加しても良いが、反応溶媒として使
用する有機溶媒等で希釈して添加する方が好ましい。
Since the epichlorohydrin to be added is a liquid at room temperature, it may be added as is in small amounts, but it is preferable to dilute it with an organic solvent used as a reaction solvent and then add it.

また添加の時期は、前記の如く、エピクロルヒドリンの
作用機構がアルカリの存在下でセルロース又はCMCの
水醗基と反応して分子間又は分子内で架橋すると考えら
れることから系がアルカリ性であればいずれの段階でも
可能であるが架橋の均−性及びエピクロルヒドリンの有
効利用率等を考慮すると、系中のアルカリ量が多くて温
度が低く保たれているエーテル化反応前のアルカリセル
ロース調製工程又はアルカリ存在下にエーテル化剤を添
加混合する工程に先立ち又はその工程中に添加し作用さ
せることが好ましい。なお、作用時間は短時間で作用す
るようであるが、約10分以上確保するととが好ましい
As mentioned above, the action mechanism of epichlorohydrin is thought to be that it reacts with the water groups of cellulose or CMC in the presence of alkali and cross-links between or within molecules, so if the system is alkaline, it can be added at any time. Although it is possible to do this at the stage of the etherification reaction, considering the uniformity of crosslinking and the effective utilization rate of epichlorohydrin, it is necessary to prepare the alkali cellulose before the etherification reaction or in the presence of an alkali, where the amount of alkali in the system is large and the temperature is kept low. It is preferable to add the etherification agent to the bottom of the etherification agent prior to or during the step of adding and mixing it. Although it appears that the action takes place in a short period of time, it is preferable to keep the action for about 10 minutes or more.

また、添加量は使用するセルロース質原料の種類及び反
応溶媒の種類とその使用量、製造するCMeのDS添加
の時期等によって異なるが、セルロース質原料の重量に
対して0.05〜4.0%程度、好ましくは0.1〜′
LOチ添加する。即ち、0.05未満の場合は殆ど増粘
効果は認められず、4%をこえると一部水不溶となシ、
耐塩水性が悪くなる。
The amount added varies depending on the type of cellulosic raw material used, the type and amount of reaction solvent used, the timing of addition of DS to CMe to be produced, etc., but it is 0.05 to 4.0% based on the weight of the cellulosic raw material. %, preferably 0.1~'
Add LOchi. That is, when it is less than 0.05, almost no thickening effect is observed, and when it exceeds 4%, it becomes partially water-insoluble.
Salt water resistance deteriorates.

以上のようなこの発明の製造法を採用することによシ、
従来高価なリンターを原料として使用していた高DSで
高粘度なCMCを安価な木材パルプを原料として使用し
製造することができ利点があるだけではなく、従来リン
ターを原料としても製造できなかった高DSで高粘度な
CMCが製造可能、となる。また、エピクロルヒドリン
の添加量を適度に調節することによシ、生成CMCの粘
度を調節することが可能であるだけではなく、その流動
挙動をも調節可能である。即ちエピクロルヒドリンの添
加量を比較的多くして、架橋度を高めることによりニュ
ートニアン流動に近い流動挙動をしていた高DSCMC
水溶液の流動性をチクソトロピー性の大きい流動性に変
えることが可能である。
By adopting the manufacturing method of this invention as described above,
This method not only has the advantage of being able to manufacture high DS and high viscosity CMC using inexpensive wood pulp as a raw material, but also previously could not be manufactured using linter as a raw material. It becomes possible to produce CMC with high DS and high viscosity. Furthermore, by appropriately adjusting the amount of epichlorohydrin added, it is possible to not only adjust the viscosity of the produced CMC but also its flow behavior. In other words, by increasing the amount of epichlorohydrin added and increasing the degree of crosslinking, high DSCMC had a flow behavior close to Newtonian flow.
It is possible to change the fluidity of an aqueous solution to a highly thixotropic fluidity.

以上のようなことから、この発明の方法で製造したCM
Cは、海水又は塩水の存在下に使用する石油ポーリング
用泥水添加剤、土木ポーリング用泥水添加剤等として有
用であるだけではなく、食塩等の塩の共存下で使用する
用途等多くの用途に有用である。
From the above, the CM manufactured by the method of this invention
C is not only useful as a muddy water additive for petroleum poling or as a muddy water additive for civil engineering polling in the presence of seawater or salt water, but also in many other applications such as in the presence of salt such as common salt. Useful.

以下、この発明を具体的に説明する実施例及び比較例を
示すが、この発明はこれらの実施例に限定されるもので
はガい。
Examples and comparative examples specifically explaining the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples.

なお、生成CMCの性状である(1)置換度(DS)、
(2)粘度、(3)耐塩水性、(4)エーテル化剤有効
利用率(AM)の測定方法及び評価方法は次の通シであ
る0 (1)置換度(DS) CMC1,Ofを精秤し、白金ルツボか磁性ルツボに入
れて600℃で灰化°シ、灰化によって生成した酸化ナ
トリウムをN/1oH2S04でフェノールフタレイン
を指示薬として滴定し、その滴定量A−を次式に入れて
計算し、DSを求めた。
Note that the properties of the generated CMC are (1) degree of substitution (DS);
The measurement and evaluation methods for (2) viscosity, (3) salt water resistance, and (4) etherification agent effective utilization rate (AM) are as follows. (1) Degree of substitution (DS) Weigh it, put it in a platinum crucible or magnetic crucible, and incinerate it at 600°C. Titrate the sodium oxide produced by the ashing with N/1oH2S04 using phenolphthalein as an indicator, and enter the titration amount A- into the following formula. DS was obtained.

ここでfはN/1oH2S04の力価である。Here, f is the titer of N/1oH2S04.

(2)粘度測定法 CMC2,s tを直径55箇、深さ125畷の円筒状
のガラス容器に仕込み純水又は4%食塩水をCMCが1
.0 % (重量)濃度となるように仕込んで溶解する
。次に125℃に温度調節後BL型粘度計(東京計器■
製)を用いてローターを6 Orpmで1分間回転を行
なった後数値を読みとり所定の定数を乗じて粘度を求め
た。単位はCP(センチポイズ)で示した。
(2) Viscosity measurement method CMC2,st was placed in a cylindrical glass container with a diameter of 55 and a depth of 125 mm, and pure water or 4% saline was added until the CMC was 1.
.. Pour and dissolve to a concentration of 0% (by weight). Next, after adjusting the temperature to 125℃, BL type viscometer (Tokyo Keiki ■
After rotating the rotor at 6 Orpm for 1 minute using a rotor (manufactured by Mikuni, Ltd.), the numerical values were read and multiplied by a predetermined constant to determine the viscosity. The unit is CP (centipoise).

(3)耐塩水性 耐塩水性社次式によシ求めた粘度比によシ評価した。(3) Salt water resistance Salt water resistance was evaluated based on the viscosity ratio determined by the following equation.

この粘度比が大きい程耐塩水性が優れているとして評価
した。
It was evaluated that the higher the viscosity ratio, the better the salt water resistance.

(4)エーテル化剤有効利用率(AM)次式によシ求め
た。
(4) Etherification agent effective utilization rate (AM) was calculated using the following formula.

無水グルコース単位轟すのモル数 なお、実施例及び比較例中の部とは重量部、チは重量%
を示す。
Number of moles of anhydroglucose units In Examples and Comparative Examples, parts are parts by weight, and parts by weight are % by weight.
shows.

(へ)実施例 〈実施例 1〉 二軸の攪拌翼を有する5tのウニルナ−型ニーダ−にイ
ングロビルアルコール(以下IPAと略す)760部と
水酸化す) IJウム(純分98.0%)141.6部
を純水140.0部を溶解して添加しジヤケット部に冷
水を通水して10〜15℃に冷却し、さらに窒素ガスを
数回パージして空気を除去する。
(F) Examples (Example 1) In a 5 t Unilunar type kneader with two-shaft stirring blades, 760 parts of Inglobil alcohol (hereinafter abbreviated as IPA) and hydroxide) IJium (purity 98.0%) ) was added by dissolving 140.0 parts of pure water, cooled to 10 to 15° C. by passing cold water through the jacket, and purged with nitrogen gas several times to remove air.

次−に、水分6%、重合度750の粉末状木材パルプ2
00部を添加し、さらに窒素ガスを数回パージして空気
を除去し12〜20℃で120分間攪拌混合を行ないア
ルカリセルロースを調製する。
Next, powdered wood pulp 2 with a moisture content of 6% and a degree of polymerization of 750
After adding 00 parts of the mixture, nitrogen gas is purged several times to remove air, and the mixture is stirred and mixed at 12 to 20°C for 120 minutes to prepare alkali cellulose.

このアルカリセルロース調製中(60分経過後)、エピ
クロルヒドリン1.0部をIPA100部に溶解して添
加した。
During the preparation of the alkali cellulose (after 60 minutes), 1.0 part of epichlorohydrin was dissolved in 100 parts of IPA and added.

次に、モノクロル酢酸162.4 f (純分98.5
%)をIPA162.4fに溶解して少量ずつ請訓し1
5〜25℃で30分間攪拌混合を行ない、その後ジャケ
ットに温水を通水して70℃まで昇温し、70℃で12
0分間エーテル化反応を行なう。次に過剰の水酸化ナト
リウムを酢酸で中和し、ジャケットに冷水を通水して室
温まで冷却する。
Next, monochloroacetic acid 162.4 f (purity 98.5
%) in IPA 162.4f and add it little by little.
Stir and mix at 5-25°C for 30 minutes, then heat water through the jacket to raise the temperature to 70°C, and heat at 70°C for 12 minutes.
The etherification reaction is carried out for 0 minutes. Excess sodium hydroxide is then neutralized with acetic acid and cooled to room temperature by passing cold water through the jacket.

次に、ニーダ−よシ反応混合物を取り出し、遠心分離し
てIPA水溶液を除去する。次に75チメチルアルコー
ル水溶液4tで3回洗滌し副生物である食塩等を除去し
た後、80−110℃で4時間乾燥してこの発明のCM
Cを得た0その結果は第1表にまとめた。
Next, the kneader-washed reaction mixture is removed and centrifuged to remove the IPA aqueous solution. Next, the product was washed three times with 4 tons of 75-thimethyl alcohol aqueous solution to remove by-products such as salt, and then dried at 80-110°C for 4 hours.
The results are summarized in Table 1.

〈実施例2〜5及び比較例1〜4〉 実施例1と使用する水酸化ナトリウム及びモノクロル酢
酸の使用量及びエピクロルヒドリンの添加量が異なる以
外は全く同じ条件及び方法で行なったものを実施例2と
5及び比較例1〜4とした0それらの結果を第1表Kま
とめた。
<Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4> Example 2 was carried out under exactly the same conditions and method as in Example 1, except that the amounts of sodium hydroxide and monochloroacetic acid used and the amount of epichlorohydrin added were different. and 5 and Comparative Examples 1 to 4. The results are summarized in Table 1.

〈実施例 6〉 二軸の攪拌翼を有する5tのウニルナ−凰ニーグーに、
IPA675.1部を仕込み更に、水酸化ナトリウム1
58.0部(純分98チ)を純水158.0部に溶解し
て仕込み12〜20℃に冷却後、水分6チ、重合度75
0の粉末状木材パルプ200部を添加し、さらに、窒素
ガスを数回パージして空気を除去し12〜20℃で12
0分間攪拌混合を行ない、アルカリセルロースを調製す
る。このアルカリセルロース調製中(60分経過後)エ
ピクロルヒドリン1.0部をIPA100部に溶解して
添加した。次に、モノクロル酢酸244.9部(純分9
8%)をIPA244.9部に溶解して冷却しながら添
加し12〜25℃で30分間攪拌混合を行なう。その後
、約10分で60℃に昇温して60分間エーテル化反応
を行なう。次に、水酸化ナトリウム54.3部を純水3
6.2部に溶解して添加し60〜70℃で15分間攪拌
混合を行なった後70℃として90分間エーテル化反応
を行なう。その後、僅かに残っている水酸化ナトリウム
を酢酸で中和する。
〈Example 6〉 A 5-ton Uniluna-Huang Nigu with two-shaft stirring blades,
Add 675.1 parts of IPA and add 1 part of sodium hydroxide.
Dissolve 58.0 parts (purity 98%) in 158.0 parts of pure water and cool to 12-20°C, water content 6%, degree of polymerization 75
200 parts of powdered wood pulp of 0.0% was added, and the air was removed by purging with nitrogen gas several times.
Mix and stir for 0 minutes to prepare alkali cellulose. During the preparation of this alkali cellulose (after 60 minutes), 1.0 part of epichlorohydrin was dissolved in 100 parts of IPA and added. Next, 244.9 parts of monochloroacetic acid (purity 9
8%) was dissolved in 244.9 parts of IPA, added while cooling, and stirred and mixed at 12 to 25°C for 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 60° C. in about 10 minutes, and the etherification reaction was carried out for 60 minutes. Next, add 54.3 parts of sodium hydroxide to 3 parts of pure water.
The mixture was dissolved in 6.2 parts and added, stirred and mixed at 60 to 70°C for 15 minutes, and then heated to 70°C and subjected to an etherification reaction for 90 minutes. Thereafter, the slight remaining sodium hydroxide is neutralized with acetic acid.

その後の操作は実施例1と全く同じ条件及び方法でこの
発明のCMCを得た。それらの結果を第1表にまとめた
The subsequent operations were carried out under exactly the same conditions and method as in Example 1 to obtain CMC of the present invention. The results are summarized in Table 1.

〈実施例7〉 実施例6の粉末状木材パルプの代υに、DSl、54純
水Is粘1i340cp  水分71M[99ts粉末
状CMC359,4部(セルロース換算188.0部)
を使用した以外は、実施例6と同じ条件及び方法でこの
発明のCMCを得た0それらの結果を第1表にまとめた
<Example 7> In place of the powdered wood pulp of Example 6, DSL, 54 pure water Is viscosity 1i 340 cp moisture 71 M [99 ts powdered CMC 359.4 parts (188.0 parts in terms of cellulose)
CMC of the present invention was obtained under the same conditions and method as in Example 6, except that 0 was used.The results are summarized in Table 1.

く比較例5及び6〉 実施例6と同じ方法及び条件で行ない、エピクロルヒド
リンを添加しなかったものを比較例5とし、実施例7と
同じ条件及び方法で行ない、エピクロルヒドリンを添加
しなかったものを比較例6とした。それらの結果を第1
表にまとめた。
Comparative Examples 5 and 6 Comparative Example 5 was carried out using the same method and conditions as Example 6, but no epichlorohydrin was added, and Comparative Example 5 was carried out using the same conditions and method as Example 7, but no epichlorohydrin was added. This was referred to as Comparative Example 6. those results first
It is summarized in the table.

く比較例 7〉 実施例6の粉末状木材ノ(ルプの代りに、リンター(水
分61重合度2100)200部を使用して、かつエピ
クロルヒドリンを添加せず、他は実施例6と同じ条件及
び方法で行なったものを比較例7とした。それらの結果
を第1表にまとめた0第1表から明らかの様にこの発明
の製造法で製造した実施例のCMCは従来の方法で製造
したCMCに比し、格段の高粘度でかつ耐塩水性が優れ
ている。
Comparative Example 7> The same conditions as in Example 6 were used except that 200 parts of linter (moisture: 61, degree of polymerization: 2,100) was used instead of the powdered wood powder of Example 6, and epichlorohydrin was not added. The results were summarized in Table 1.As is clear from Table 1, the CMC of the example manufactured by the manufacturing method of this invention was manufactured by the conventional method. Compared to CMC, it has a much higher viscosity and excellent salt water resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、セルロース質原料に含水有機溶媒中で A)無機アルカリ金属化合物を反応させ、次いでエーテ
ル化剤を反応させるか、または B)エーテル化剤を添加してセルロース質原料に含浸さ
せ、次いで無機アルカリ金属化合物を添加して反応を進
行させ、 このA)またはB)の工程中、無機アルカリ金属化合物
での反応が進行中もしくは完了した後に、エピクロルヒ
ドリンを反応させて、カルボキシメチル置換度0.80
以上でかつ耐塩水性に優れ、高粘度のカルボキシメチル
セルロースアルカリ金属塩を得ることを特徴とするカル
ボキシメチルセルロースアルカリ金属塩の製造法。 2、無機アルカリ金属化合物が、当初エーテル化剤に対
し0.10〜0.99のモル比で添加され、その後エー
テル化剤に対し1.00以上のモル比になるように添加
し、反応を進行させることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の製造法。 3、セルロース質原料が、木材パルプまたはリンターで
ある特許請求の範囲第1項または第2項記載の製造法。 4、エーテル化剤がモノハロゲノ酢酸、またはそのアル
カリ金属塩もしくは低級アルキルエステルである特許請
求の範囲第1〜3項の何れか1つに記載の製造法。 5、無機アルカリ金属化合物が水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム 水酸化リチウム、水酸化ルビジウムまたは
水酸化セシウムである特許請求の範囲第1項〜第4項の
何れか1つに記載の製造法。 6、含水有機溶媒がエタノール、n−プロパノール、イ
ソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、イ
ソブタノール、アセトン、ジオキサン、ベンゼン、トル
エンあるいはn−ヘキサン、またはこれらの混合物から
なる有機溶媒と水との混合物である特許請求の範囲第1
〜5項の何れか1つに記載の製造法。 7、エーテル化剤を反応させた後に生成する中間生成物
のカルボキシメチルセルロースアルカリ金属塩が、カル
ボキシメチル基置換度1.00以上である特許請求の範
囲第1〜6項の何れか1つに記載の製造法。 8、目的物のカルボキシメチルセルロースアルカリ金属
塩が、カルボキシメチル基置換度0.80〜3.0を有
するものである特許請求の範囲第1〜7項の何れか1つ
に記載の製造法。
[Claims] 1. A) reacting an inorganic alkali metal compound with a cellulosic raw material in a water-containing organic solvent, and then reacting an etherifying agent, or B) adding an etherifying agent to the cellulosic raw material. impregnation, then adding an inorganic alkali metal compound to allow the reaction to proceed; during this step A) or B), during or after the reaction with the inorganic alkali metal compound, epichlorohydrin is reacted to form carboxymethyl Substitution degree 0.80
A method for producing a carboxymethyl cellulose alkali metal salt, which is characterized by obtaining the carboxymethyl cellulose alkali metal salt having the above properties, excellent salt water resistance, and high viscosity. 2. The inorganic alkali metal compound is initially added to the etherification agent at a molar ratio of 0.10 to 0.99, and then added at a molar ratio of 1.00 or more to the etherification agent to initiate the reaction. The manufacturing method according to claim 1, characterized in that the manufacturing method is allowed to proceed. 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the cellulosic raw material is wood pulp or linter. 4. The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the etherification agent is monohalogenoacetic acid, or an alkali metal salt or lower alkyl ester thereof. 5. The production method according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic alkali metal compound is sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, rubidium hydroxide, or cesium hydroxide. 6. A mixture of water and an organic solvent in which the water-containing organic solvent is ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, isobutanol, acetone, dioxane, benzene, toluene, or n-hexane, or a mixture thereof. The first claim is
The manufacturing method according to any one of items 1 to 5. 7. According to any one of claims 1 to 6, the intermediate carboxymethylcellulose alkali metal salt produced after reacting the etherification agent has a degree of carboxymethyl group substitution of 1.00 or more. manufacturing method. 8. The production method according to any one of claims 1 to 7, wherein the target carboxymethyl cellulose alkali metal salt has a carboxymethyl group substitution degree of 0.80 to 3.0.
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