JPH0725901A - 海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製造方法 - Google Patents

海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製造方法

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JPH0725901A
JPH0725901A JP19797993A JP19797993A JPH0725901A JP H0725901 A JPH0725901 A JP H0725901A JP 19797993 A JP19797993 A JP 19797993A JP 19797993 A JP19797993 A JP 19797993A JP H0725901 A JPH0725901 A JP H0725901A
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JP
Japan
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seaweed
reaction
carboxymethyl ether
algae
pulp
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JP19797993A
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English (en)
Inventor
Shusaku Matsumoto
修策 松本
Yoshio Hatakawa
由夫 畑川
Shoichi Saito
昭一 斎藤
Eiji Asano
英治 浅野
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不溶解分が少なく、かつエーテル化剤の有効
利用率を高めた高置換度のカルボキシメチルエーテル塩
を得る。 【構成】カルボキシメチルエーテル塩の原料として海藻
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海藻を原料にしたカル
ボキシメチルエーテル塩の製造方法、更に詳しくは、水
に溶解したときの不溶解分が非常に少なく、かつエーテ
ル化剤の利用率を高めてカルボキシメチル置換度を上げ
ることが可能な海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のカルボキシメチルエーテルのほと
んどは、カルボキシメチルセルロース(以下CMCとい
う)であり、このCMCは増粘剤、分散剤、糊剤等に一
般に幅広く使用されている。このCMCは、ほとんどの
場合セルロース原料に針葉樹や広葉樹を原料とする木材
パルプ、リンターパルプあるいはこうぞ、みつまた等の
靭皮繊維を用い、これにアルカリの存在下、モノクロル
酢酸等を作用させて製造されている。
【0003】又近年CMCにおいて、捺染糊剤、掘削用
混和剤等の分野では、性能を更に向上させる要求があ
り、全般に高性能なCMCが求められる方向となってい
る。例えば特公平4−69641号公報においては、C
MCの耐塩水性、耐酸性を高めるために、CMCのカル
ボキシメチル置換度(以下DSと略記する)を高める方
法がなされており、このように特殊なCMCが出始めて
いる。
【0004】このようなCMCの原料を見てみると、前
記したように、ほとんどのものが陸生植物であり、その
陸生植物のパルプ中にはセルローズ、ヘミセルローズ、
リグニン等が含まれているが、製造上あるいは性能上問
題が多く、前処理を行い結晶性の高いセルローズのみを
主成分としたものを用い、CMCを製造している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のCMCの製造方法によって得られたCMCに
あっては、水に完全には溶解せず、不溶解分が多く残る
ため、前記用途において満足な効果が得られず、品質的
に不溶解分のないCMCが望まれていた。
【0006】そのため、例えば置換度の高いCMCの製
造方法である特公平4−69641号公報記載の方法が
考えられ、それによると確かにDSが高くなることによ
って、CMC分子内の親水基の含有量が高くなるので、
親水性が増し、したがって不溶解分の少ない水溶性のよ
いCMCが作られる。しかしこの例のように高DSのC
MCの製造は一般に複雑で、アルカリを反応系に分割し
て添加するあるいは製造したCMCを更に反応させると
いう煩雑な方法が取られており、置換度が2.0を越え
るものについてはエーテル化剤の有効利用率が約45%
と非常に悪く、反応に寄与しないエーテル化剤はロスす
るという問題点があった。
【0007】以上の実情に鑑み、原料パルプ中の各種糖
類に注目し、鋭意研究の結果、カルボキシメチルエーテ
ル化(以下CM化と略記する)する原料に下記の化1に
示されるアラビノース、化2に示されるマンノース、化
3に示されるガラクトース、化4に示されるキシロース
等の結晶性の少ないヘミセルロースが多く含まれている
海藻を原料に使用することによって、ヘミセルロースも
セルロースと同時にCM化され、不溶解分が非常に少な
い、かつエーテル化剤の有効利用率を高めたDSの高い
カルボキシメチルエーテル塩が得られることを見出し本
発明に到達した。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】
【化3】
【0011】
【化4】
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するため、海藻をカルボキシメチルエーテル塩の原料
として用いてカルボキシメチルエーテル塩を得ることを
特徴とする海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製造方
法を要旨とする。
【0013】(手段を構成する要件)以下本発明を構成
する諸要件につき分説する。 (1)海藻 以下本発明の原料となる海藻について説明する。海藻は
紅藻類、褐藻類、緑藻類に大別される。具体的には、紅
藻類としてはツノマタ、テングサ、フノリ、スギノリ等
が、褐藻類としてはワカメ、ヒジキ、コンブ、カジメ、
アラメ等が、緑藻類としてはアオノリ、アオサ、カサノ
リ等が挙げられる。
【0014】上記海藻は、タンパク質、脂質、炭水化
物、灰分、無機質等の成分から構成され、炭水化物中に
はセルロース、マンナン、キシラン、カラゲナン、アル
ギン酸等の多糖類が含まれる。これらの多糖類は単糖類
であるグルコース、マンノース、キシロース、ガラクト
ース等から構成されており、これらの多糖類の水酸基が
CM化される。
【0015】CM化にあたっては前記海藻そのものを用
いても良いが、その他に、例えば特開昭54−3890
1号公報にある、スピロギラ、カエトフォラ、ウロツリ
クス、コラソナ、トリボネマ等の緑藻類、紅藻類、黄藻
類等の藻類を原料として、これらをアルカリ、酸、塩素
等で化学処理してパルプを製造する方法や、オオカナダ
藻等の被子植物を物理的処理と化学的処理を併用してパ
ルプを製造する方法(特開昭55−1319号公報)等
によって、海藻をパルプとしたもの(以下海藻パルプと
便宜上呼ぶ)をも用いることができる。これらの処理よ
り成分中のタンパクや脂質等が除かれ、海藻パルプとな
る。この処理を行わなくても、前述のように海藻そのも
のを水洗、乾燥、粉砕したものを、そのまま海藻パルプ
の代わりに使用しても良く、このほうが効率的である。
次にCM化方法としては何ら制限されるものではなく、
従来の公知の方法が用いられる。下記にその代表例を記
載する。
【0016】(2)アルカリ剤 アルカリ剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ム等が挙げられる。この内水酸化ナトリウムが安価であ
りもっとも有利である。
【0017】(3)エーテル化剤 エーテル化剤としては、モノクロル酢酸、モノクロル酢
酸ナトリウム等のモノハロゲン酢酸もしくはその塩、又
はそれらの混合物が挙げられる。
【0018】(4)溶媒 本発明において反応媒体として使用するのは含水有機溶
媒である。具体例としてはエチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール(以下IPAと略称する)、n−プロピ
ルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール、n−ブチルアルコール、アセトン及びオ
キサン等の有機溶媒、更にエチルアルコール−ベンゼ
ン、エチルアルコール−トルエン、エチルアルコール−
n−ヘキサン、IPA−トルエン、IPA−ベンゼン及
びIPA−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。又含水有機溶媒の使用量は海藻又は海
藻パルプ原料の重量に対して通常5〜30重量部使用さ
れる。
【0019】(5)反応及び精製 反応は、あらかじめアルカリ水溶液が加えられた海藻又
は海藻パルプに対し、エーテル化剤を前記有機溶媒溶液
の形で加え、常温で混合し、次いで50〜80℃で30
〜240分間エーテル化反応を行わせることにより行わ
れる。得られた粗製の反応物は、更に必要に応じて65
〜80%メタノール水溶液で洗浄した後、乾燥、粉砕し
て製品とされる。
【0020】
【作用】本発明に依れば、カルボキシメチルエーテル塩
の原料に海藻又は海藻パルプを用いることにより、従来
のごとく木材パルプを用いて得られたCMCの水溶液で
は多く含まれていた不溶解分を減少させることができ、
更に低DSのものはもちろんのこと、高DSのものであ
っても、通常の1段反応によってエーテル化剤の有効利
用率を高めることができる。
【0021】この理由は定かではないが、海藻又は海藻
パルプに含まれるグルコース、マンノース、キシロー
ス、ガラクトース、マンヌロン酸、グルロン酸等の各単
糖類から構成される多糖類は、木材からのパルプと異な
って、いわゆる結晶性が少ない。従ってそのぶん、薬液
の浸透性がよいので反応しやすく、結果として反応率
(モノクロール酢酸等のエーテル化剤の有効利用率)が
高くなり、不溶解分が非常に少ない望ましいカルボキシ
メチルエーテル塩が得られるものと考えられる。
【0022】
【実施例】以下、実施例により、発明実施の態様を述べ
るが、各例は当然説明用のもので、発明思想の限定を意
図したものではない。なお生成カルボキシメチルエーテ
ル塩の性状である(1)置換度(DS)、(2)粘度、
(3)エーテル化剤有効利用率(AM)、(4)不溶解
分の測定方法及び評価方法は次のとおりである。
【0023】(1)置換度(DS) 試料0.6〜0.8gを正確に測り取り、磁製ルツボ中
で灰化する。ルツボをビーカーに入れ、0.1N−H2
SO4 液を加え、加温煮沸反応させる。冷却後過剰のH
2 SO4 をフェノールフタレインを指示薬として0.1
N−KOHで滴定し、数1及び数2により算出する。
【0024】
【数1】
【0025】
【数2】
【0026】(2)粘度(cps) 試料の無水物換算で2重量%溶液250g程度を調整す
る。これを円筒状のガラス容器に入れ、25℃恒温槽中
で恒温にして、B型回転粘度計にて測定する。
【0027】(3)エーテル化剤有効利用率(AM%) 次式数3により求めた。
【0028】
【数3】
【0029】(4)不溶解分(%) 試料0.5%溶液1000gを調整する。200メッシ
ュポリエステルろ布にて吸引濾過し、スクリーン上に残
る湿った状態での濾過残渣を次式の数4にて求める。な
お不溶解分%は数値が小さいほど異物含有も少なく、望
ましいものである。
【0030】
【数4】
【0031】実施例1 マコンブを水洗、乾燥した後、0.5mmほどに粉砕し
て粉末コンブとする。一軸の撹拌翼を有する2リットル
の反応機にIPA770.3gを仕込む。この中に前記
の粉末コンブを40g(水分9%)を仕込む。更に粉末
の水酸化ナトリウム24.8gを純水108.9gに溶
解して仕込み、20〜30℃で90分間撹拌混合を行い
アルカリ処理する。
【0032】次にモノクロル酢酸28.0g(純分99
%)をIPA28.0gに溶解したものを添加し、20
〜30℃で20分間撹拌混合を行う。次いで75〜80
℃で90分間エーテル反応を行う。エーテル化反応を完
結した後、わずかに残っている水酸化ナトリウムを酢酸
で中和して反応を終了する。
【0033】次に反応終了混合物を上記の反応機より取
り出し、反応溶媒であるIPA水溶液を分離除去し、次
いで40〜50℃の80%メチルアルコール水溶液10
00gで3回洗浄して副生成物である食塩、グリコール
酸ナトリウム及びその他の塩を除去した後、80〜10
0℃で約30分間乾燥してコンブのエーテル化物を得
た。得られた製品の性状を、後記実施例及び比較例のも
のと合わせ、表1に示す。
【0034】実施例2 マコンブを水洗、乾燥した後、0.5mmほどに粉砕し
て粉末コンブとする。一軸の撹拌翼を有する2リットル
の反応機にIPA715gを仕込む。この中に前記の粉
末コンブを40g(水分9%)を仕込む。更に粉末の水
酸化ナトリウム43.1gを純水104.2gに溶解し
て仕込み、20〜30℃で90分間撹拌混合を行いアル
カリ処理する。
【0035】次にモノクロル酢酸48.8g(純分99
%)をIPA48.8gに溶解したものを添加し、20
〜30℃で20分間撹拌混合を行う。次いで75〜80
℃で90分間エーテル反応を行う。エーテル化反応を完
結した後、わずかに残っている水酸化ナトリウムを酢酸
で中和して反応を終了する。
【0036】次に反応終了混合物を上記の反応機より取
り出し、反応溶媒であるIPA水溶液を分離除去し、次
いで40〜50℃の80%メチルアルコール水溶液10
00gで3回洗浄して副生成物である食塩、グリコール
酸ナトリウム及びその他の塩を除去した後、80〜10
0℃で約30分間乾燥してコンブのエーテル化物を得
た。
【0037】実施例3 アオサを水洗、乾燥した後、0.5mmほどに粉砕して
粉末アオサとする。一軸の撹拌翼を有する2リットルの
反応機にIPA772.5gを仕込む。この中に前記の
粉末アオサを40g(水分9%)を仕込む。更に粉末の
水酸化ナトリウム24.0gを純水109.1gに溶解
して仕込み、20〜30℃で90分間撹拌混合を行いア
ルカリ処理する。
【0038】次にモノクロル酢酸27.2g(純分99
%)をIPA27.2gに溶解したものを添加し、20
〜30℃で20分間撹拌混合を行う。次いで75〜80
℃で90分間エーテル反応を行う。エーテル化反応を完
結した後、わずかに残っている水酸化ナトリウムを酢酸
で中和して反応を終了する。
【0039】次に反応終了混合物を上記の反応機より取
り出し、反応溶媒であるIPA水溶液を分離除去し、次
いで40〜50℃の80%メチルアルコール水溶液10
00gで3回洗浄して副生成物である食塩、グリコール
酸ナトリウム及びその他の塩を除去した後、80〜10
0℃で約30分間乾燥してアオサのエーテル化物を得
た。
【0040】比較例 木材から得られるサイカー社のL・B・KPパルプ(セ
ルロース)を0.5mmほどに粉砕し粉末パルプとす
る。一軸の撹拌翼を有する2リットルの反応機にIPA
757.9gを仕込む。この中に上記の方法で得た粉末
パルプを40g(水分7%)し込む。更に粉末の水酸化
ナトリウム28.9gを純水107.8gに溶解して仕
込み、20〜30℃で90分間撹拌混合を行いアルカリ
処理をする。
【0041】次ぎにモノクロル酢酸32.7g(純分9
9%)をIPA32.7gに溶解したものを添加し、2
0〜30℃で20分間撹拌混合を行う。エーテル化反応
を完結した後、わずかに残っている水酸化ナトリウムを
酢酸で中和して反応を終了する。次ぎに反応終了混合物
を上記の反応機より取り出し、反応溶媒であるIPA水
溶液を分離除去し、次いで40〜50℃の80%メチル
アルコール水溶液1000gで3回洗浄して副生成物で
ある食塩、グリコール酸ナトリウム及びその他の塩を除
去した後、80〜100℃で約30分間乾燥してL・B
・KPパルプのエーテル化物(CMC)を得た。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は海藻又は
海藻パルプを用いることにより、不溶解分が非常に少な
く、エーテル化剤の有効利用率が高くかつ高DSなカル
ボキシメチルエーテル塩が得られる。更に得られたカル
ボキシメチルエーテル塩(カルボキシル化海藻)は、捺
染用糊剤、掘削用泥水混和剤、コンクリート分散剤、接
着剤、飼料又は餌料用粘結剤、粉化防止剤等として広範
な用途を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海藻をカルボキシメチルエーテル塩の原
    料として用いてカルボキシメチルエーテル塩を得ること
    を特徴とする海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製造
    方法。
JP19797993A 1993-07-14 1993-07-14 海藻のカルボキシメチルエーテル塩の製造方法 Pending JPH0725901A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105646720A (zh) * 2016-03-30 2016-06-08 杭州弘博新材料有限公司 一种含戊糖结构单元的羧甲基纤维素钠
US10443933B2 (en) 2013-10-18 2019-10-15 Gea Process Engineering A/S Method for cleaning a nozzle arrangement in a spray drying apparatus, and spray drying apparatus for carrying out the method

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