JPH0357226B2

JPH0357226B2 -

Info

Publication number: JPH0357226B2
Application number: JP58148249A
Authority: JP
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1991-08-30
Also published as: JPS6040101A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は天然セルロースまたは再生セルロース
繊維よりなる布、不織布、紙等のシート状セルロ
ースを連続的に均質にアルセル化する方法に関す
る。最近、膨潤・吸水性セルロースエーテル、特に
カルボキシアルキルセルロースが注目されてい
る。これは血液・尿等の生理液体の吸収材とし
て、あるいは各種油中の微量水分の吸水材とし
て、あるいは他の分野においても用途が拡大さ
れ、素材としての重要度が高まつてきている。実際的用途においては、種々の形状へ加工しや
すいといつたことでシート状の形態のものが要望
されている。現状は、通常の木材パルプ又はコツ
トンリンターを解砕して常法に従つてアルセル化
及びカルボキシアルキル化した後、得られる単繊
維状物をアルコール類の溶剤系中で抄造（特開昭
56−26099号公報）する技術が開始されているだ
けである。しかし、この方法は膨大な量の溶剤を
使うため、その揮散防止および安全性の面等から
完全密閉系の抄造設備が要る事など余り実用的で
はない。シート状セルロースを原料に、その形態を保持
したまま連沿的にカルボキシアルキル化すること
が考えられるが、従来の技術範囲の延長線で考え
たのではセルロースエーテル製造技術において最
も重要な役割を果しているアルカリセルロースを
連続的に、均質に、シート状形態を崩さず、さら
に後工程のエーテル化剤の利用率を低下させない
状態で得ることには多くの問題がある。一方、セルロースのアルセル化の常法の一つと
して、セルロースシート片を約18％の水酸化ナト
リウム水溶液に浸漬し、浸漬液を除去し、シート
片を圧搾し、解砕して綿状にする方法がある。ま
た溶媒アルセル化法と称せられ、有機溶媒（例え
ばイソプロピルアルコール）、水、水酸化ナトリ
ウムからなる２層に分液したアルセル化剤に線状
に解砕したセルロースを混合接触させてアルセル
化を行う方法がある。この場合、水酸化ナトリウ
ムの有機溶媒一水系における使用割合は２％程度
である。この発明の発明者は、溶媒アルセル化法のアル
セル化機構について種々検討しているうちに、水
酸化ナトリウムが極めて薄い濃度においても十分
にアルセル化が進行するということを意外にも見
出した。さらに、希アルカリのアルセル化剤を用
いうれば、セルロースが帯状シートの状態でもア
ルセル化が行え、かつ連続的に行いうること、さ
らにアルセル化が均一に進行する知見を得、この
発明の完成するに到つた。かくして、この発明によれば、イソプロピルア
ルコール、ｔ−ブチルアルコール、ｎ−ブチルア
ルコール、アセトンおよびメチルエチルケトンか
ら選ばれる有機溶媒約80〜96重量部と水約20〜４
重量部の混合溶媒中に、水酸化アルカリを約
0.001〜0.5重量％溶解してなる実質的に均一層の
アルセル化溶液を、連続シート状セルロースに連
続接触させて、シート状アルカリセルロースを得
ることを特徴とするシート状アルカリセルロース
の連続製造方法が提供される。この発明に使用するシート状セルロースとは、
布、不織布、紙などの何れであつてもよい。しか
し、連続接触させるに適した形態である必要があ
る。そのためには、連続シート形態のセルロース
が好ましい。その際の巾は、特に限定されない
が、例えば50cm〜200cmが挙げられる。長手方向
は、エンドレスであつてもよい。また連続してい
ないシート状セルロースエも上記のアルセル化溶
液でアルセル化することができる。この発明における混合溶媒において使用する有
機溶媒は、親水性が高く、かつ水をよく混合しう
る炭素数３又は４の脂肪族アルコールまたはケト
ンが用いられる。具体的にはイソプロピルアルコ
ール、５−ブチルアルコールあるいはｎ−ブチル
アルコール、又はアセトンあるいはメチルエチル
ケトンが含まれる。有機溶媒と水との使用割合は、約80〜96重量
部：約20〜４重量部である。この使用割合では、
水酸化アルカリを上記量溶解した際においても有
機溶媒と水とが、実質的に均一な層を形成しう
る。しかし、有機溶媒の種類によつて、上記の使
用割合中で好ましい割合が若干ことなるので、適
宜選択するのが望まれる。例えばイソプロピルア
ルコール−水系では、85〜95：15〜５である。し
かしながら、水の使用割合が20部をこえてより大
になるとアルセル化が十分に進行せず、一部がセ
ルロースのままで残ることが判明した。一方水の
使用割合が４部より少いと、アルセル化に必要な
アルカリの絶対量が低下し、より大量のアルセル
化溶媒を接触さす必要があり、連続工業生産上好
ましくない。水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウムと
水酸化カリウムがある。好ましいのは水酸化ナト
リウムである。水酸化アルカリの混合溶媒中にか
ける濃度は、0.001〜0.5重量％で、好ましくは
0.05〜0.2重量％である。この発明のアルセル化は、連続シート状セルロ
ースとアルセル化溶液とを連続接触させて行われ
る。連続接触の方法は、両者の十分な接触が連続
的にされるように行われるべきである。接触は、
シート状セルロースとアルセル化溶液とが向流、
並流又は交又流でされてもよい。通常、向流で行
うのが好ましい。連続シート状セルロースに対するアルセル化溶
液の接触量比はシート状セルロース１に対し500
〜5000部の間が挙げられる。両者の接触時間は30
分〜２時間、好ましくは１時間である。接触温度
は、約10〜30℃好ましくは約15〜20℃である。アルセル化溶液は、予め所定濃度に調整して用
いられるが、セルロースとの接触に用いられたア
ルセル化溶液は消費された水酸化アルカリを補う
べく所定量を添加することによつて繰り返し利用
できる。以上説明したごときこの発明の方法における一
つの大きな特徴は水酸化アルカリの使用濃度が極
めて希薄であることである。しかし、この場合こ
の発明の発明者の実験によれば、反応が進行する
理由は、アルカリと水とがセルロース分子の近傍
に選択的に分配されて、その近傍におけるアルカ
リ濃度がアルセル化に適した濃度に達することに
よるとみられる。一方アルカリの濃度の希薄なため、アルセル化
溶液は均一相液となりセルロース分子との接触が
より均一となり、従来例に比較して均一なアルカ
リセルロースが得られる。この均一なアルカリセ
ルロースを原料とすれば、さらに均一なセルロー
スエーテルを得ることができ、水や生理液体に対
する膨潤吸収性態が均質な製品が得られるという
利点がある。さらにこの発明の方法によれば次のごとき利点
がもたらされる。すなわち連続法であるため大量のセルロースを
工業生産するのに適する。従来法のセルロースエーテルのシート化は抄紙
時に、大量の有機溶媒を用いて行う必要がある
が、この発明の原料であるシート状セルロース
は、例えば水系抄紙、乾式の不織布化などで作る
ことができ極めて有利にシート状最終製品（シー
ト状セルロースエーテル）に導くことができる。この発明の連続シート状アルカリセルロースは
水媒アルセル化法によるごとき過剰のアルセル化
液の脱液処理等の後処理が不要で直ちにそのまま
エーテル工程に供することができる。また、その
上エーテル化工程もこの発明において使用する溶
媒系と同一のもので行うことができる。以下、図面によりこの発明を詳説する。第２図
はこの発明の方法を実施する装置の一例を示す構
成説明図である。図において、アルセル化容器１
の中は隔壁２とガイドロール３で構成されてい
る。連続セルロースシート１４を入口のロール４
を経てアルセル化容器内へ導入し、容器内を貫通
させ、シールロール５を経て器外へ出す。イソプロパノール、水そしてカセイソーダより
成る均一アルセル化溶液はタンク１１で調整さ
れ、ポンプ１２と熱交換器１３を経て６の流入口
よりアルセル化容器内へ送入される。連続セルロ
ースシート１４と向流接触した液は溢流口７より
排出されタンク１１に戻る消費された液成分は１
６より供給されたタンク１１内で濃度調整され
る。タンク９はアルカリと連続セルロースシート
への随伴液の貯溜タンクであり、中に溜つた液は
ポンプ１０でタンク１１に戻される。アルセル化温度はアルセル化容器のジヤケツト
８と熱交換器１３によつて前記した所定の温度に
調整される。連続セルロースシートのアルセル化
器内滞留時間は30分〜２時間好ましくは１時間程
度がよい。セルロースに対する溶液の接触量比は
500〜5000の間で選択される。連続的に調整され
たアルカリセルロース１５は次の連続エーテル化
機へ送られる。以上、向流接触装置を用いて実施態様の説明を
行なつたが、状況によつては並流又は交叉接触法
を選択する事は可能であり、前述の装置により本
発明の思想が拘束されるものではない。以下、実施例により、本発明をさらに具体的に
詳説に説明する。実施例１第２図に示した装置に幅20cm、１m²当りの重さ
が100ｇの綿布を12.6cm；mimの速さで通した。
一方アルセル化溶液としてはイソプロパノール
94.7重量％、水5.2重量％水酸化ナトリウム0.1重
量％からなる均一溶液を13／mimの流量で送
流し、綿布と向流接触させた。この間アルセル化
温度は15℃に保つた。取り出されたアルセル化綿
布についてアルカリ量を分析した。サンプリング
場所は第３図に示した如く、Ａ、Ｂ、Ｃの各部分
を所定時間毎に切り取り中和滴定法で分析した測
定値を表１に示す。

【表】ス残基
実施例２第２図に示した装置に幅20cm、１m²当りの重さ
が150ｇの再生セルロース不織布を12.6cm／mim
の速さで通した、一方アルセル化溶液としては、
イソプロパノール89.43重量％、水10.45重量％、
水酸化ナトリウム0.12重量％からなる均一溶液を
10／mimの流量で送液し、不織布と向流接触
させた。この間アルセル化温度は15℃に保つた。
取り出されたアルセル化不織布についてアルカリ
量を分析した。サンプリング場所は実施例１と同
様である。測定値を表２に示す。

【表】ス残基
比較例第２図に示した装置に幅20cm、１m²当りの重さ
が100ｇの綿布を12.6cm／mimの速さで通した。
一方アルセル化溶液としてはイソプロパノール
88.3重量％、水9.6重量％、水酸化ナトリウム2.1
重量％からなる２層分離液をよく撹拌混合し、
116ml／mimの流量も送液し、綿布と向流接触さ
せた。この間、アルセル化温度は15℃に保つた。
取り出されたアルセル化綿布についてアルカリ量
を分析した。サンプリング場所は実施例１と同様
である。測定値を表３に示す。

【表】ス残基
なお、第１図にイソプロパノール−水−水酸化
ナトリウム−セルロース系における分配曲線及び
生成するアルカリセルロースの種類との関係を示
した。縦軸……セルロース近傍の水酸化ナトリウム量
（NaOH mol／molグルコース残基）横軸……溶媒相の水酸化ナトリウム量（重量％、
対数目盛）図中の○、△、、△×、×印：アルカリ量の実
測点およびアルカリセルロースの構造を示してい
る。 ○ ナトリウムセルロース △ ナトリウムセルロース天然セルロース＋ナトリウムセルロース
△＋天然セルロース＋ナトリウムセルロース
＋天然セルロース細破線：アルカリの分配曲線数字は液相のIPA濃度（重量％）太実線：アルカリセルロース相境界線

【図面の簡単な説明】

第１図はイソプロパノール〜水〜水酸化ナトリ
ウム〜セルロース系における水酸化ナトリウムの
セルロース近傍および溶媒相への分配曲線ならび
に生成するアルカリセルロースの相平衝図であ
る。第２図は本発明の方法に用いられる製造装置
の一例を示す断面図である。第３図は本発明の方
法によつて得られた連続アルカリセルロースシー
トのアルカリ量分析のためのサンプリング場所
（Ａ、Ｂ、Ｃ）を示す部分平面図である。１……
アルセル化容器、２……隔壁、３……ガイドロー
ル、４，５……シールロール、６……アルセル化
液送入口、７……アルセル化液溢流口、８……ジ
ヤケツト、９，１１……タンク、１０，１２……
送液ポンプ、１３……熱交換器、１４……連続シ
ート状セルロース、１５……アルカリセルロー
ス、１６……薬剤補給口。

Claims

【特許請求の範囲】１イソプロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコ
ール、ｎ−ブチルアルコール、アセトンおよびメ
チルエチルケトンから選ばれる有機溶媒80〜96重
量部と水20〜４重量部の混合溶媒中に、水酸化ア
ルカリを0.001〜0.5重量％溶解してなる実質的に
均一層のアルセル化溶液を連続シート状セルロー
スに連続接触させて、シート状アルカリセルロー
スを得ることを特徴とするシート状アルカリセル
ロースの連続製造方法。２連続接触が、アルセル化溶液と連続シート状
セルロースとの向流、並流又は交叉流によつて行
われる特許請求の範囲第１項に記載の方法。３有機溶媒がイソプロピルアルコールである特
許請求の範囲第１または２項に記載の方法。４連続接触が約10〜30℃で行われる特許請求の
範囲第１〜３項の何れかに記載の方法。