JPH06206901A - 嵩密度の高いカルボキシメチルセルロースの製造方法 - Google Patents

嵩密度の高いカルボキシメチルセルロースの製造方法

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JPH06206901A
JPH06206901A JP1945193A JP1945193A JPH06206901A JP H06206901 A JPH06206901 A JP H06206901A JP 1945193 A JP1945193 A JP 1945193A JP 1945193 A JP1945193 A JP 1945193A JP H06206901 A JPH06206901 A JP H06206901A
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眞司 三浦
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵩密度が高く、粉体流動性に優れたカルボキ
シメチルセルロースを安定的に得る製造方法を開発した
点に在る。 【構成】 溶媒法により反応の終了した未精製または精
製カルボキシメチルセルロースをせん断力の掛かる混練
機で混練した後、乾燥、粉砕、分級して得ることを特徴
とし、更に詳しくは混練機で混練した後のカルボキシメ
チルセルロース中に占める水の割合が80〜98重量%の範
囲になるようにカルボキシメチルセルロースを混練しな
がら調製することを特徴とする製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は嵩密度が大で粉体流動性
に優れたカルボキシメチルセルロース(以下、CMCと
略す)の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CMCは、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、石油ボーリング用泥水
添加剤などとして広く一般に使用されている。その製造
方法は、溶媒法と水媒法に大別される。溶媒法に於いて
は、反応およびその後の精製工程で使用される有機溶媒
により、CMCは綿状となり易く、それを乾燥、粉砕、
分級したものの嵩密度は低くなり易く、包装材料費、輸
送運賃並びに倉庫保管料が割高となるなど好ましくな
い。また、一般に嵩密度の低い粉体は流動性が悪く、粉
体の取扱いが容易でない。そこで、これ等の欠点を解決
する目的で、CMCを顆粒状とする提案がなされ良好な
結果を収めている。
【0003】CMCを顆粒状にする方法としては、予め
粉末状のCMCを特定の含水率に調整し、2本の相互に
反対方向に回転するロール間を通過させてフレーク状と
し、次いでこれを粉砕、分級する発明(特開昭54-16046
0)などがある。しかしながら、この方法によれば嵩密
度の高いCMCを得ることは可能であるが、フレーク化
する前に粉末状CMCを特定の含水率に調整しなければ
ならなかった。またCMCをフレーク状にする装置が必
要であるなど、工程およびその管理が煩雑となる欠点が
あった。
【0004】この欠点を改良した方法として特願平4-94
973が提案されている。即ち、未乾燥の未精製または精
製CMCを混練機に通した後、乾燥、粉砕、分級して得
ることを特徴とし、更に詳しくは未乾燥CMC中の残留
溶媒量を揮発分として30〜70重量%としたことを特徴と
する製造方法である。この方法では、CMCを混練機に
通すことによりCMCのゲル化が促進されるため、嵩密
度が向上した。しかし、この方法は有用であるが、混練
後のCMCの残留溶媒量中に占める水の割合が異なる場
合には安定した嵩密度の向上効果が充分に得られず、満
足する結果は得られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、せん
断力を与える装置を用いて、嵩密度が大きく、粉体流動
性にも優れたCMCを効率良く製造する方法を提供する
ことである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、CMCの
混練条件と嵩密度の関係に就いて鋭意研究を重ねた結
果、CMCの残留溶媒量中に占める水の割合を特定の範
囲に調整しながら混練することにより、嵩密度と粉体流
動性を大きく向上できることを見出し、この知見に基づ
いて本発明を成すに至った。本発明は、溶媒法によりエ
ーテル化反応の終了した未精製または精製CMCをせん
断力の掛かる混練機で混練した後、乾燥、粉砕、分級す
ることにより達成される。本発明に於いて混練機で混練
した後のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割合は80
〜98重量%で行なわれ、好ましくは85〜95重量%で行な
われる。このようにせん断力を与えた反応生成物の残留
溶媒量中の水を調整することにより、嵩密度が600〜950
g/L、好ましくは650〜850g/Lの粉末状CMCが効
率良く得られる。
【0007】本発明記載の各測定値は以下の方法で行な
った。 残留溶媒量:110℃の送風乾燥器中に3時間放置し、元
の試料重量w1と放置後の試料重量w2とから次式により
求めた。 残留溶媒量中に占める水の割合:xgの試料に蒸留水30
gと1%セルラーゼ水溶液(商品名トリセラーゼ20、協
和発酵工業株式会社製)10gを加え24時間以上放置した
調製試料中の有機溶剤濃度(CMCの製造に使用した有
機溶剤類の総濃度)をガスクロマトグラフGC−7AG
(株式会社島津製作所)、カラム充填剤:商品名Por
apak Qで測定し、その値を使用して次式により求
めた。
【0008】 本発明で使用することが出来る溶媒法によりエーテル化
反応の終了したCMCは、特に限定されるものではな
く、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチ
ルアルコール、ベンゼンなどの有機溶剤の単独或いはそ
れ等の混合物と水とを反応媒体とし、セルロースにアル
カリの存在下でモノクロル酢酸などを作用させるなどの
公知の反応方法によって製造される。
【0009】本発明で効率良く得られる粉末状CMCの
嵩密度を600〜950g/L、好ましくは650〜850g/Lと
したのは、嵩密度が600g/L未満のものは本発明の製
造方法によらずとも容易に得られるためであり、好まし
くは650g/L以上のものを得る場合に適する。また、9
50g/L以上のCMCも得られるが効率良く得るために
は950g/L以下のもの、好ましくは850g/L以下のも
のを得る場合に適する。本発明で使用することが出来る
混練機は特に限定されるものではなく、被混練物に対し
てせん断力の掛かる混練機であれば公知の混練機を適宜
選択して使用することが出来るが、好ましくは2軸混練
機で温調装置が備わり、軸回転方向は原料投入口から見
てお互いに向かい合うもので且つ混練中に発生する気化
した有機溶媒などを捕集する機構を備えているものが望
ましい。
【0010】本発明で混練した後のCMCの残留溶媒量
中に占める水の割合を80〜98重量%に、好ましくは85〜
95重量%になるようにするとしたのは、水の割合が80重
量%未満では得られる粉末状CMCの嵩密度と粉体流動
性の向上効果が充分に得られないためであり、好ましく
は85重量%以上が望ましい。また、残留溶媒中に占める
水の割合を98重量%以上としても嵩密度と粉体流動性は
大きく向上せず反ってCMCが一部糊状となり混練機の
内壁などに付着するなどの問題を生じるためであり、好
ましくは95重量%以下が望ましい。本発明では、混練し
た後のCMCの残留溶媒量中に占める有機溶剤量は2〜
20重量%となるが、有機溶剤がイソプロピルアルコール
の場合にはそれが全有機剤中の10重量%以上となること
が好ましい。混練する前のCMCの残留溶媒量が30重量
%未満では混練機には過大な負荷が掛かり安定的に混練
機を運転することが困難となり、70重量%超では混練機
でCMCの残留揮発分中に占める水の割合を目的とする
範囲に効率良く調整出来ず、嵩密度および粉体流動性改
善効果の発現性が良好でないため好ましくない。
【0011】
【実施例】以下に本発明に就いて更に詳述するが、本発
明はこれによって限定されるものではない。
【0012】実施例1 容量5Lの2軸ニーダにイソプロピルアルコール1526g
と水酸化ナトリウム96.4gを水248gに溶解したものを
添加する。温度を25℃に保ちながらリンターパルプ214
gを投入する。この温度を保ちながら90分間撹拌、混合
してアルセル反応を行なわせた。次いで、モノクロル酢
酸108.5gを90%イソプロピルアルコール200gに溶解し
たものを加え、この温度で30分間保持した後、30分を要
して70℃まで昇温し、この温度で60分間エーテル化反応
を行なわせた。エーテル化終了後、酢酸で中和し、75重
量%のメチルアルコール10Lで2回精製し、遠心脱水
機で脱液して残留溶媒量が50.3重量%のCMCを得た。
【0013】更に、得られたCMCをジャケット式温調
装置が備わり、お互いに向かいあう方向に100rpmで回転
している2軸混練機(歯とケーシングのクリアランス2.
0mm)に500g投入して10分間混練した。混練中ジャケッ
ト式温調装置には81℃の熱媒体を循環させた。混練後の
CMCの中の残留溶媒量中に占める水の割合は82.3重量
%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉砕して粉末状
CMCとした。
【0014】実施例2 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
た残留溶媒量が50.8重量%のCMCを実施例1と全く同
様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。混練
中ジャケット式温調装置には65℃の熱媒体を循環させ
た。混練機のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割合
は81.2重量%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉砕
して粉末状CMCとした。
【0015】実施例3 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
た残留溶媒量が50.1重量%のCMCを実施例1と全く同
様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。混練
中ジャケット式温調装置には98℃の熱媒体を循環させ
た。混練後のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割合
は96.3重量%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉砕
して粉末状CMCとした。
【0016】比較例1 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
た残留溶媒量が50.7重量%のCMCを実施例1と全く同
様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。混練
中ジャケット式温調装置には20℃の水を循環させた。混
練後のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割合は67.3
重量%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉砕して粉
末状CMCとした。
【0017】比較例2 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
た残留溶媒量が50.2重量%のCMCを実施例1と全く同
様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。混練
中ジャケット式温調装置には50℃の熱媒体を循環させ
た。混練機のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割合
は70.5重量%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉砕
して粉末状CMCとした。
【0018】比較例3 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
た残留溶媒量が50.8重量%のCMCを実施例1と全く同
様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。混練
中ジャケット式温調装置には105℃の熱媒体を循環させ
た。混練は問題なく行なえたが、CMCの糊化したもの
が混練機の内壁に付着していたため、それを除去するた
めに時間を要し作業性が悪かった。混練機のCMC中の
残留溶媒量中に占める水の割合は98.5重量%であった。
次いでこのCMCを乾燥、粉砕して粉末状CMCとし
た。
【0019】比較例4 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製して充分
に脱液した残留溶媒量が28.0重量%となるCMCを実施
例1と全く同様の2軸混練機に500g投入して混練した
が混練機の負荷が急激に上昇したため、混練機の運転を
中止した。
【0020】比較例5 実施例1と全く同様の処方、手順で反応、精製、脱液し
て残留溶媒量が74.0重量%となるCMCを実施例1と全
く同様の2軸混練機に500g投入して10分間混練した。
混練中ジャケット式温調装置には81℃の熱媒体を循環さ
せた。混練機のCMC中の残留溶媒量中に占める水の割
合は60.2重量%であった。次いでこのCMCを乾燥、粉
砕して粉末状CMCとした。
【0021】以上の実施例1〜3および比較例1〜3,
5で得た粉末状CMCの性状を表1に示した。表1に示
されるように、CMCを混練機で混練し混練後のCMC
中の残留溶媒量中に占める水の割合を特定の範囲に調整
することにより、得られるCMCの嵩密度と粉体流動性
が大きく向上することが実証された。
【0022】
【表1】
【0023】*1;50ccのメスシリンダーに粉末状CM
Cを10g入れ高さ3cmのところから数回落下させ、容量
が変化しなくなった時点での容量を測定し、その測定値
から嵩密度を計算した。 *2;直径8cmの円板上にロートを介して粉末状CMC
を注入して形成された円錐状の堆積層の角度を分度器を
用いて測定した値。
【0024】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の製造方法に
よると、溶媒法によりエーテル化の終了したCMCをせ
ん断力の掛かる混練機で混練することにより容易に粉末
状CMCの嵩密度と粉体流動性を大きくすることが出
来、従来のようにCMCを顆粒状とすることもなく粉末
状のままでも嵩密度と粉体流動性が改善される。それに
よりCMCの顆粒状化のために必要であった、予め粉砕
されたCMCの特定の含水率への調整やCMCをフレー
ク状にする装置が不要となる。更に効率良く嵩密度と粉
体流動性の大きいCMCが得られるなど、本製造方法の
もたらすメリットは大きい。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶媒法によりエーテル化が終了した反応
    生成物を、せん断力の掛かる装置で混練した後、乾燥、
    粉砕、分級して得ることを特徴とする嵩密度が600〜950
    g/Lのカルボキシメチルセルロースの製造方法。
  2. 【請求項2】 混練後の反応生成物の残留溶媒量中に占
    める水の割合を80〜98重量%にすることを特徴とする請
    求項1に記載のカルボキシメチルセルロースの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 混練前の反応生成物中の残留溶媒量が、
    30〜70重量%であることを特徴とする請求項1または2
    に記載のカルボキシメチルセルロースの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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