KR100226012B1 - 카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸스타치 에스테르 및 이의제조방법 - Google Patents
카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸스타치 에스테르 및 이의제조방법 Download PDFInfo
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- C08B3/16—Preparation of mixed organic cellulose esters, e.g. cellulose aceto-formate or cellulose aceto-propionate
Abstract
본 발명은 미생물 생분해가 가능하고 부영양화 현상이 없는 등 환경친화적인 합성세제용 빌더 및 이의 제조방법을 제공하는 것으로서, 치환도(D.S) 0.2∼2범위의 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Celluose) 또는 카복시메틸 스타치 (Carboxymthyl Starh)를 저급 알콜 중에서 저급 지방산과 같은 유기산 또는 무기산을 촉매로 하여 에스테르화 반응하고, 중화정제 및 탈액 건조하여 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose) 에스테르 또는 카복시메틸 스타치 (Carboxymethyl Starch) 에스테르를 제조한다.
Description
본 발명은 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxycethyl Cellulose) 에스테르 또는 카복세메틸 스타치(Carboxymethyl Starch) 에스테르 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 카복시메틸 셀룰로오스 또는 카복시메틸 스타치를 저급 알코올과 에스테르화 반응시켜 얻을 수 있는 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose) 에스테르 또는 카복시메틸 스타치 에스테르 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
대표적인 합성세제의 주성분은 술폰산염형 음이온 계면활성제로서 알킬벤젠이나 알파-올레핀의 술폰화에 의해 제조된다. 알킬벤젠으로는 이전에 프로필렌 4량체인 알킬기의 벤젠 유도체인 알킬벤젠 술포네이트(alkylbenzene sulfonate;ABS)가 주된 것이었으나 생분해성의 문제로 오늘날에는 작쇄상 알킬기를 갖는 직쇄 알킬벤젠 술포네이트(Linear Alkybenzene Sulfonate;LAS)로 대체되었다.
또한, 합성세제에는 상기 계면활성제와 같은 주성분 이외에도 계면활성제의 계면활성을 현저하게 변화시키는 화합물인 빌더(Builder)가 부성분으로 포함된다.
빌더로는 과거에는 트리폴리인산나트륨이 사용되었는데, 이것은 성능 및 가격면에서 우수한 장점이 있으나, 부영양화로 수질오염의 주원인인 문제점 때문에 현재는 그 사용이 제한되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 미생물 생분해가 가능하고 부영양화 현상이 없는 등 환경친화적인 합성세제용 빌더 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1도는 에탄올을 가한 메탄올 중의 NaCl의 용해도
제2도는 메탄올을 가한 에탄올 중의 NaCl의 용해도
상기 본 발명의 목적은 치환도 0.2∼2.0범위의 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose;CMC) 또는 카복시메틸 스타치(Carboxymethyl Starch;CMS)를 유기산 또는 무기산 촉매하에서 저급 알코올과 에스테르화 반응하여 얻을 수 있는 본 발명의 카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸 스타치 에스테르에 의하여 달성된다.
또한, 본 발명은 상기 카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸 스타치 에스테르의 제조방법을 포함한다.
여기에서, 스타치의 주성분은 셀룰로오스로서 이하에서는, 카복시메틸 스타치는 카복시메틸 셀룰로오스를 포함한다.
본 발명자는 수십년간 고분자 유도체 합성연구에 종사하여 그간 다수의 발명특호와 장기적 경험을 토대로 스타치를 원료로 하여 합성세제용 빌더를 연구 개발하였으며, 그 결과 본 발명을 완성하였다. 이하에서는 본 발명의 카복시메틸 스타치 에스테르의 제조방법을 상세하게 설명한다.
과거 본 발명자가 보유한 CMC 및 CMS 제조에 관한 특허 제 132, 788, 886, 3933호에 의거하여 제조된 CMC 또는 CMS 100중량부를 200∼400중량부의 저급 알콜(바람직하게는 C1∼C4의 알콜)에 첨가, 교반하여 분산시킨다. 여기에 무기산(염산, 황산, 탄산, 질산, 인산 등) 또는 유기산(옥살산, 저급 지방산 등) 8∼20중량부를 서서히 적하시킨다. 반응온도 50∼170℃에서 60∼120분 반응시킨 다음 40℃로 냉각시킨 후 2∼24시간 동안 숙성시킨다. 이것을 중화정제 및 탈액건조하여 본 발명의 CMC에스테르 또는 CMS 에스테르를 얻는다.
이 때, 모노클로로아세트산과 스타치 또는 셀룰로오스의 반응에 의하여 CMC 또는 CMS를 제조한 경우에는, 제조된 CMS 또는 CMS 에스테르 중에 HOCH2COONa, CH3COONa, NaCl과 같은 부생성물이 다량 함유되어 있다. 이것에 의하여 금속이온과의 치환이 불가능하고 금속이온 봉쇄 불능 상태가 되어 혼탁용액이 생기게 된다.
즉,
상기와 같은 반응에 의하여 생성된 부생물이 CMC 또는 CMS의 불순물로 반응 혼합물에 남아 있게 되거나, CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르의 불순물로 존재할 수 있다.
이와 같은 부생물에 의하여 제조된 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르가 합성 세제용 빌더로서의 성능을 발휘할 수 없으나, CMC 또는 CMS의 치환도가 0.2∼2인 경우에는 제조된 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르에 상기 부생물이 존재하지 않게 되어 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 치환도 0.2∼2의 CMC 또는 CMS에 의하여 제조되는 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르를 대상으로 한다.
또한, 본 발명의 목적 화합물과 부생물을 효과적으로 분리하여 부생물이 본 발명의 목적 화합물에 잔류하지 않도록 하기 위해서는 용매의 선택이 중요하다. 본 발명에 적합한 용매로는 저급 알콜 특히, C1∼C4의 알콜이 적합하며, 가장 바람직한 용매는 에탄올이다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 상세하게 설명한다.
[실시예]
우선, 표 1에 기재된 성분비에 의하여 스타치로부터 CMS를 제조하였다. 이때 CMS에서의 치환도는 0.2∼2의 범위였다.
그런 후, 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 치환도 0.2∼2의 CMS 100중량부를 에탄올 또는 메탄올 첨가 에탄올 200중량부에 첨가하여 교반함으로써 분산시켰다(제1공정). 그런 후, 여기에 초산(CH3COOH) 5∼10중량부를 서서히 적합하고, 반응은 도를 50∼170℃로 하고 60∼120분 동안 반응시켰다(제2공정). 그런 후, 상기 반응물을 40℃까지 냉각처리한 후에 2∼24시간 숙성처리하였다(제3공정). 다음에, 상기 반응 생성물을 알칼리로 중화시킨 후 침전물을 여과하고 에탄올 및 약간의 물로 세척하여 정제하고 건조하여 완제품을 얻었다.
표 3은 본 실시예에 의하여 제조된 CMS 에스테르가 산성 용액에서 어떤 상태로 존재하는 지를 나타내었다.
표 3에서 CMS 에스테르의 침전 상태는 상기에서 설명한 부생물이 없는 양호한 상태, 즉, 합성세제용 빌더로서 적합한 상태를 나타내는 것이고, 혼탁 상태가 되는 것은 부생물에 의하여 금속이온의 치환이 불가능하고 금속이온의 봉쇄가 불능한 상태 즉, 합성세제용 빌더로서 부적합한 상태를 나타내는 것이다. 금속이온 봉쇄 가능 정도는 실시예 3, 1, 2, 4의 순서이다.
하기 표 1 및 표 3에서 보는 바와 같이, CMS 치환도가 0.2 이하(실시예 4 및 5)인 경우에는 그 상태가 혼탁상태로서 합성세제용 빌더로 부적합한 상태를 나타내고 있으며, 치환도가 0.2를 약간 넘는 경우(실시예 2 및 8)에는 그 상태가 침전과 혼탁상태가 공존하여 합성세제용 빌더로서 사용될 수는 있으나 바람직한 상태라고 할 수는 없을 것이다. 그리고 나머지의 경우는 모두 침전 상태를 보이는 것으로 합성세제용 빌더로서 매우 적합한 성능을 나타낼 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서 용매와 용질에 대한 용해도를 비교하기 위하여, 에탄올을 가한 메탄올 중의 NaCl 용해도와 메탄올을 가한 에탄올 중의 NaCl 용해도를 나타내었다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명은 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르는 분자내에 COOH기와 OH기가 존재함으로써 금속이온 봉쇄가 가능하고, 속분산, 속붕괴, 속용해성이 강하며, 미생물 분해가 가능하며, 오염물 재부착 방지작용이 강하고, 알칼리이온 완충작용이 용이하다. 또한, 투명성 향상이 가능하고, 부영양화 방지가 가능하며, 미셀 생성 한계 농도(CMC)를 저하시킨다. 따라서, 본 발명의 CMC 에스테르 또는 CMS 에스테르는 합성세제용 빌더로서 적합하다.
Claims (2)
- 치환도(D.S) 0.2∼2 범위의 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Collulose) 또는 카복시메틸 스타치(Carboxymethyl Starch)를 1 내지 4개의 탄소를 가지는 저급 알콜 중에서 유기산 또는 무기산을 촉매로 하여 에스테르화 반응하고, 중화정제 및 탈액 건조하여 제조하는 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose) 에스테르 또는 카복시메틸 스타치(Carboxymethyl Starch) 에스테르의 제조방법.
- 치환도(D.S) 0.2∼2 범위의 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose) 또는 카복시메틸 스타치(Carboxymethyl Starch)를 1 내지 4개의 탄소를 가지는 저급 알콜 중에서 유기산 또는 무기산을 촉매로 하여 에스테르화 반응에 의하여 제조될 수 있는 카복시메틸 셀룰로오스(Carboxymethyl Cellulose) 에스테르 또는 카복시메틸 스타치(Carboxymethyl Starch) 에스테르.
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| KR1019960008843A KR100226012B1 (ko) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸스타치 에스테르 및 이의제조방법 |
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| KR1019960008843A KR100226012B1 (ko) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 카복시메틸 셀룰로오스 에스테르 또는 카복시메틸스타치 에스테르 및 이의제조방법 |
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