1. カルボキシメチルセルロースの簡単な紹介
英語名：カルボキシルメチルセルロース
略称: CMC
分子式は可変である：[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
外観: 白色または淡黄色の繊維状粒状粉末。
水溶性：水に溶けやすく、透明な粘性コロイドを形成し、溶液は中性またはわずかにアルカリ性です。
特徴: 表面活性コロイドの高分子化合物、無臭、無味、無毒。
天然セルロースは自然界に広く分布しており、最も豊富な多糖類です。しかし、生産段階では、セルロースは通常カルボキシメチルセルロースナトリウムの形で存在するため、正式名称はカルボキシメチルセルロースナトリウム、またはCMC-Naです。工業、建設、医薬品、食品、繊維、セラミックスなどの分野で広く使用されています。
2. カルボキシメチルセルロース技術
セルロースの改質技術にはエーテル化とエステル化が含まれます。
カルボキシメチルセルロースの変換：エーテル化技術におけるカルボキシメチル化反応により、セルロースがカルボキシメチル化されて、CMCと呼ばれるカルボキシメチルセルロースが得られます。
カルボキシメチルセルロース水溶液の機能：増粘、フィルム形成、接着、保水性、コロイド保護、乳化および懸濁。
3. カルボキシメチルセルロースの化学反応
セルロースのアルカリ化反応：
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
アルカリセルロース後のモノクロロ酢酸のエーテル化反応：
[C6H7O2(OH)2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH)2OCH2COONa ]n + nNaC
したがって、カルボキシメチルセルロースを形成する化学式は、Cell-O-CH2-COONa NaCMCです。
カルボキシメチルセルロースナトリウム(NaCMC または略して CMC) は水溶性セルロースエーテルであり、最も一般的に使用される水溶液配合物の粘度を数 cP から数千 cP まで変化させることができます。
4. カルボキシメチルセルロースの製品特性
1. CMC水溶液の保管：低温や日光下では安定していますが、温度変化により溶液の酸性度やアルカリ性度が変化します。紫外線や微生物の影響により、溶液の粘度が低下したり、腐敗したりすることがあります。長期保管が必要な場合は、適切な防腐剤を添加する必要があります。
2. CMC水溶液の調製方法：最初に粒子を均一に湿らせることで、溶解速度を大幅に向上させることができます。
3. CMC は吸湿性があるため、保管中は湿気から保護する必要があります。
4. 亜鉛、銅、鉛、アルミニウム、銀、鉄、スズ、クロムなどの重金属塩は、CMC の沈殿を引き起こす可能性があります。
5. PH2.5以下の水溶液では沈殿が発生しますが、アルカリを加えて中和すると回収できます。
6. カルシウム、マグネシウム、食塩などの塩は CMC に沈殿効果はありませんが、溶液の粘度を低下させます。
7. CMC は他の水溶性接着剤、軟化剤、樹脂と互換性があります。
8. 処理方法の違いにより、CMC の外観は微粉末、粗粒、繊維状になることがあります。これは物理的および化学的特性とは関係ありません。
9. CMCパウダーの使い方は簡単で、冷水または40～50℃の温水に直接加えて溶かすだけです。
5. カルボキシメチルセルロースの置換度と溶解度
置換度とは、セルロース単位に結合しているカルボキシメチルナトリウム基の平均数を指します。置換度の最大値は3ですが、工業的に最も有用なのは置換度0.5～1.2のNaCMCです。置換度0.2～0.3のNaCMCの特性は、置換度0.7～0.8のNaCMCの特性とは大きく異なります。前者はpH 7の水に部分的にしか溶解しませんが、後者は完全に溶解します。アルカリ性条件下では逆の結果が得られます。
6. カルボキシメチルセルロースの重合度と粘度
重合度：セルロース鎖の長さを指し、粘度を決定します。セルロース鎖が長いほど粘度が高くなり、NaCMC溶液の粘度も高くなります。
粘度：NaCMC溶液は非ニュートン流体であり、せん断力が増加すると見かけの粘度は低下します。撹拌を停止すると、粘度は比例して増加し、安定状態を維持します。つまり、この溶液はチキソトロピー性を示します。
7. カルボキシメチルセルロースの応用範囲
1. 建設業と窯業
（１）建築用塗料：分散性が良好で、塗料の分布が均一で、層状化がなく、安定性に優れている。増粘効果に優れ、塗料粘度を調整できる。
（2）窯業産業：陶土の可塑性を向上させるためのバインダーとして、また耐久性のある釉薬として使用される。
2. 洗濯、化粧品、タバコ、繊維印刷および染色産業
（１）洗濯：洗剤にCMCを添加することで、洗濯した汚れが布地に再付着するのを防ぎます。
（２）化粧品：増粘剤、分散剤、懸濁剤、安定化剤など化粧品の様々な特性を十分に発揮させるのに役立ちます。
（３）タバコ：CMCはタバコシートの接着に使用され、チップを有効活用でき、生のタバコ葉の量を減らすことができます。
（4）繊維：CMCは織物の仕上げ剤として、高速織機での糸飛びや糸切れを低減することができます。
（５）印刷・染色：印刷糊に使用され、染料の親水性と浸透性を高め、染色を均一にし、色差を低減します。
3. 蚊取り線香・溶接棒産業
（１）蚊取り線香：蚊取り線香にCMCが使われることで、蚊取り線香の靭性が向上し、折れたり壊れたりしにくくなります。
（2）電極：CMCは釉薬剤として使用され、セラミックコーティングの結合と形成を改善し、ブラッシング性能を向上させ、高温でのバーンアウト性能も備えています。
4. 歯磨き粉業界
（１）CMCは歯磨き粉中の様々な原料との相性が良好である。
（２）糊はきめ細かく、水が分離せず、剥がれず、濃くならず、泡立ちが良い。
（３）優れた安定性と適切な稠度により、歯磨き粉の形状、保持力が良好で、特に心地よい味が得られる。
（４）温度変化に強く、保湿性、香りの定着性に優れています。
（５）缶詰の小せん断および尾切り。
5. 食品業界
（１）酸性飲料：安定剤として、例えば、ヨーグルト中のタンパク質の凝集による沈殿や成層を防ぐ、水に溶かした後の味を良くする、置換均一性が良好である。
（２）アイスクリーム：水、脂肪、タンパク質などを均一に分散した安定した混合物にし、氷の結晶を防ぎます。
（３）パン・ペストリー：CMCは生地の粘度を制御し、製品の水分保持力と保存期間を向上させます。
（4）インスタントラーメン：麺の靭性と調理抵抗を高め、ビスケットやパンケーキの成形性が良く、ケーキの表面が滑らかで破れにくい。
（５）インスタントペースト：ガムベースとして
（6）CMCは生理的に不活性であり、カロリー価もありません。そのため、低カロリー食品を製造することができます。
6. 製紙業界
CMCは紙のサイズ剤として使用され、紙の密度、インク浸透抵抗、ワックスの吸着性、平滑性を高めます。紙の着色工程では、着色ペーストの巻きやすさを制御し、紙内部の繊維間の粘着状態を改善することで、紙の強度と耐折性を向上させます。
7. 石油産業
CMC は石油やガスの掘削、井戸掘りなどのプロジェクトで使用されます。
8. その他
靴、帽子、鉛筆などの接着剤、皮革の艶出し剤や着色剤、泡消火器の安定剤など。
投稿日時: 2023年1月4日