リグニンスルホン酸ナトリウム（CAS 8061-51-6）は、木材の亜硫酸パルプ化から回収される水溶性アニオン性ポリマーです。主に分散剤およびコンクリート減水剤として機能し、スルホン化されたリグニン主鎖が粒子表面に吸着して凝集を防ぎます。業界では、コンクリート混和剤、染料・顔料分散、農薬製剤、運搬道路の粉塵抑制、鉛蓄電池極板エキスパンダー用に購入されています。
リグニンスルホン酸ナトリウムとは？
リグニンスルホン酸塩は、リグニンスルホン酸のナトリウム、カルシウム、マグネシウム、またはアンモニウム塩であり、木材を結合するリグニンからセルロース繊維を分離するために使用される亜硫酸法の副産物です。蒸解中、亜硫酸イオンがリグニンに付着してスルホン化し、ナトリウム塩基で中和するとナトリウム塩が得られます。その結果、水に容易に溶解する茶色で流動性の良い粉末（顆粒または40～50%の液体としても販売）が得られます。
これはUVCB物質です。すなわち、組成が不明または可変の物質です。単一の分子式や分子量はありません。このポリマーは多分散性であり、鎖の重量は木材源や液の処理方法に応じて、おおよそ数千から数万g/molに及びます。この可変性のため、ここでは単一のスペック値よりもグレード選択と試験運転がより重要になります。木材パルプ化の副産物由来であるため、この材料は再生可能な原料に由来し、生分解性ですが、分解は緩やかです。
主な特性と仕様
以下の表は、工業グレードのリグニンスルホン酸ナトリウム粉末の典型値を示しています。これらは保証ではなく代表的な範囲として扱ってください。実際の数値はグレードによって異なり、最新の分析証明書が各出荷を規定します。
| 特性 | 典型値／備考 |
|---|---|
| CAS番号 | 8061-51-6 |
| 同義語 | Sodium lignosulphonate、lignosulfonic acid sodium salt、sodium ligninsulfonate、SLS（文脈依存） |
| 外観 | 茶色から濃茶色の流動性の良い粉末または顆粒（液体としても供給） |
| イオン電荷 | アニオン性 |
| 分子量 | 固定値なし — 多分散性ポリマー、おおよそ1,000から数万g/mol |
| 水溶性 | 容易に溶解。高固形分溶液は一般的 |
| pH（1%溶液） | グレードに応じて約4～9 |
| かさ密度 | 約0.5～0.7 g/cm³（粉末） |
| 水分 | 乾燥粉末グレードでは通常≤7% |
| グレード | コンクリート／混和剤、分散剤、農業用、粉塵制御、低糖／精製グレード；粉末対液体 |
グレード選択に関する実用的な注意点：パルプ化から残る還元糖はセメントの硬化を妨げる可能性があるため、コンクリート混和剤の用途には通常、低糖または発酵グレードが必要ですが、一般的な分散剤用途では標準グレードで対応できます。コンクリート試験に取り組む前に、TDSで還元糖の仕様を確認してください。
リグニンスルホン酸ナトリウムの作用機序
そのメカニズムは吸着と電荷反発です。リグニンスルホン酸分子は、分岐した疎水性主鎖に沿ってアニオン性のスルホン酸基を持っています。主鎖が粒子表面 — セメント粒子、顔料、粘土微粒子 — に固定される一方、スルホン酸基は水中に留まって粒子に負の表面電荷を与えます。同じ電荷を持つ粒子は塊にならず互いに反発し合います。
セメントペーストでは、この解凝集により粒子クラスター内に閉じ込められた水が解放されるため、同じワーカビリティーに必要な練り混ぜ水が少なくなります。顔料スラリーでは、同じ効果で固形分が懸濁したまま保たれ、沈降を防ぎます。挙げるべきトレードオフ：リグニンスルホン酸塩は中程度の性能です。安価で扱いやすいですが、ポリカルボン酸系高性能減水剤ほどの非常に高い減水率には達しません。またコンクリートでの過剰添加は硬化を遅らせたり空気を連行したりする可能性があります。これは高性能混和剤ではなく、主力となる働き者です。
用途と添加量
以下の添加量の数値は出発点です。リグニンスルホン酸塩はバッチによって変動するため、添加量を確定する前にご自身の材料で試験を行い性能を確認してください。
コンクリート減水剤／可塑剤
純粋な減水剤として、リグニンスルホン酸ナトリウムはASTM C494 タイプA（減水）混和剤として機能します。遅延成分と配合した場合にのみタイプD（減水・遅延）となるため、タイプDに関する主張は原料粉末ではなく完成した配合を前提に組み立ててください。標準的な添加量はセメント重量に対して0.2～0.6%です。コンクリート用のより一般的な対イオンはリグニンスルホン酸カルシウムで、ナトリウムは配合の化学的性質がそれに適する場合や低カルシウム混和剤が必要な場合に選ばれます。
染料、顔料、カーボンブラック、農薬用分散剤
染色浴、顔料ペースト、カーボンブラック、水和剤の農薬・アグロケミカル配合物中の固形分を分散・安定化するために使用されます。標準的な添加量は配合物の0.1～1%で、固形分量と細かさに応じて調整します。ナトリウム塩の高い水溶性は、噴霧乾燥製品や水系製品において利点となります。
未舗装道路での粉塵抑制
希釈スプレーとして施用されるリグニンスルホン酸は、微粒子同士および粗い骨材と結合させ、運搬道路や未舗装面での飛散粉塵を削減します。吸湿性があるため、表面の水分保持にも役立ちます。施用は通常、表面積と交通量に応じた散布量の希薄水溶液として行われます。水溶性のため、大雨の後には再施用が必要です。
鉛蓄電池負極板エキスパンダー
これはナトリウム特有の用途です。リグニンスルホン酸は鉛蓄電池の負極板のエキスパンダー混合物の成分であり、充放電サイクルを通じて鉛の活性表面積を維持するのに役立ちます。ここではリグニンスルホン酸カルシウムは使用されません。
その他の用途
リグニンスルホン酸ナトリウムは、飼料のペレット結合剤、セラミック素地やスリップの解膠剤、油井掘削流体の添加剤、農業における微量栄養素の担体・キレート剤としても使用されます。
リグニンスルホン酸ナトリウムとカルシウムの比較
両塩は同じリグニンスルホン酸の化学的性質を持ち、いずれも可塑剤および分散剤として機能します。選択を左右するのは対イオンです。カルシウムはポルトランドセメントの化学的性質と適合するため、より安価な標準的コンクリート減水剤です。ナトリウムは、カルシウムが問題となる場合（一部の染料・農薬分散液、油田用ブライン、電池エキスパンダーなど）や、より高い溶解性と低カルシウム製品が必要な場合に好まれます。コンクリートに焦点を当てた詳細については、当社の リグニンスルホン酸カルシウムのページ.
| 属性 | リグニンスルホン酸ナトリウム | リグニンスルホン酸カルシウム |
|---|---|---|
| CAS | 8061-51-6 | 8061-52-7 |
| 対イオン | ナトリウム | カルシウム |
| pH（1%） | 約4～9 | 約3～6 |
| 主な用途 | 分散剤、特殊減水剤、電池エキスパンダー | コンクリート減水剤／可塑剤（主力） |
| コンクリート添加量（セメント重量比） | 0.2-0.6% | 0.1-0.3% |
| 鉛蓄電池 | あり（負極板エキスパンダー） | なし |
| 選択される条件 | カルシウムが不適合、高溶解性／低カルシウムが必要 | 最低コスト、ポルトランドセメント適合 |
包装、バルク供給、リードタイム
RawSourceは調達パートナーです。当社はリグニンスルホン酸ナトリウムを製造するのではなく、仕様に合わせてバルクで供給します。一般的な形態は25kg袋、500kgおよび1MT（1,000kg）のバルク袋、トート容器入り液体で、パレット、トート、フルトラック単位で出荷します。リードタイムはグレード、数量、現在の調達状況によって異なります。コンテナ単位の数量や継続供給プログラムもご利用いただけます。用途、必要なグレードまたは仕様、年間数量をお知らせいただければ、それに基づいてお見積りいたします。
品質と書類
技術データシート、安全データシート、およびバッチごとの分析証明書はご要望に応じてご用意します。リグニンスルホン酸はバッチによって変動する材料であるため、特定のロットの分析証明書を請求し、新しいグレードを本格生産に拡大する前にご自身の配合で試験を行うことをお勧めします。
よくある質問
リグニンスルホン酸ナトリウムは何に使用されますか？
主な用途は、分散剤（染料、顔料、カーボンブラック、農薬）、コンクリート減水剤、未舗装道路の粉塵抑制剤、飼料ペレット結合剤、セラミック解膠剤、鉛蓄電池の負極板エキスパンダーです。
リグニンスルホン酸ナトリウムとカルシウムの違いは何ですか？
両者は同じリグニンスルホン酸の化学的性質を持ちますが、異なる対イオンを持ちます。カルシウムは標準的で低コストのコンクリート減水剤です。ナトリウムは、カルシウムが不適合となる場合、より高い溶解性が必要な場合、または電池エキスパンダーで使用されます。上記の比較表をご覧ください。
リグニンスルホン酸ナトリウムは水に溶けますか？
はい。水に非常によく溶け、高固形分の溶液を容易に作ることができます。これが水系分散液や噴霧乾燥製品で好まれる理由の一つです。
コンクリートでの標準的な添加量はどれくらいですか？
減水混和剤としては、標準的な開始範囲はセメント重量に対して0.2～0.6%です。リグニンスルホン酸カルシウムはコンクリート用として0.1～0.3%でより一般的に使用されます。材料はバッチによって変動するため、試験配合で確認してください。
リグニンスルホン酸ナトリウムは生分解性ですか？
再生可能な木材パルプ化の副産物から得られ、生分解性を持ちますが、環境中での分解は遅いです。
リグノスルホン酸ナトリウムのpHはどれくらいですか?
1%溶液は通常、グレードによって約pH4から9の範囲になります。リグノスルホン酸カルシウムはより酸性で、約pH3から6になる傾向があります。