非従来の前駆材料からCMCの製造

従来の植物由来セルロース前駆体に加えて、繊維産業の廃棄物（例：ニットくず、綿リンター）や、日常的に使用される家庭用品・事務用品（例：事務用古紙、製紙スラッジ、廃繊維など）は、ほぼ無料で入手可能であり、CMCの合成に利用できます。これらの廃棄物からCMCとその様々な複合材料を多数の用途向けに製造することは、製造コストを削減し、環境汚染の防止に重要な役割を果たします。

例えば、綿リンターは綿の精練工場の副産物です。1954年、Ottらは、綿繊維の約3～5％が綿リンターとして廃棄され、その原料状態では約90％という高濃度のセルロースを含んでいることを発見しました。したがって、それらを用いて様々なグレードのCMC製品を多数の用途向けに合成することができます。数年前、Jahanらは（2007年）、綿リンターから水溶性CMCを容易に合成できることを報告し、高い粘度を持つ良好なDS値を示しました。別の研究では、Hivechiらは（2015年）、超音波およびマイクロ波放射を用いて綿リンターからCMCを合成する、コスト効率が高く環境に優しいプロセスを報告しており、これはCMC製造の従来のアルキル化エーテル化法を促進するものでした。

Fakrul AlamとMondal（2012年）は、ほとんどすべての繊維産業で一般的な廃棄物であり、高濃度のβ-セルロース（例：95～98％）を含むニットくずからカルボキシメチルセルロースを合成しました。CMCの品質とグレードに対する複数のカルボキシメチル化ステップの影響を調査するために、著者らは補足資料（表S2）に記載されているのと同じ実験条件と化学薬品を使用して、連続7段階のカルボキシメチル化を実施しました。粗セルロースの複数のカルボキシメチル化ステップは、CMCの高い収率（％）、DS、分子量、および水溶性を示しました。より具体的には、最初のカルボキシメチル化では、得られたCMCのDS値と収率はそれぞれ0.91と360％にすぎませんでした。対照的に、プロセスを7回繰り返した後、これらの値はそれぞれ2.84と1494％に達しました。

最近、Liらは（2020年）、事務用古紙からCMCを合成し、環境に優しく低コストの粉塵抑制剤を製造しました。しかし、数年前に、Joshiらは共同研究者と共に（2015年）、脱墨とパルプ化を行った混合事務用古紙からのCMC合成の実現可能性を示しました。脱墨は、古紙を再利用するための古いプロセスであることは注目に値します。インク粒子は、アルカリ煮沸などの化学処理方法によって繊維表面から除去されます。分散したインク粒子は、浮選法によって繊維懸濁液から除去されます]。したがって、毎日様々なオフィスや産業から得られる数千トンの古紙は、CMCの豊富な前駆体として利用できます。補足資料の表S2には、そのような廃棄セルロース材料からのCMC合成に基づいた、最も有望な研究作品がいくつかまとめられています。それらの重要な要点を簡潔にまとめました。