JP2002105882A

JP2002105882A - 解繊された修飾セルロース系単繊維の製造方法

Info

Publication number: JP2002105882A
Application number: JP2000290742A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Asaka; 智之浅香; Kazuya Takano; 和哉高野; Shoken Higashide; 将賢東出; Hiroyuki Minami; 裕幸南; Shoji Yoshimura; 昌治吉村
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、かつ、一般の解繊機を用いて修
飾セルロース系繊維束の解繊を行う方法を提供すること
を目的とする。【解決手段】水に修飾セルロース系繊維束及び柔軟剤
を加え、この混合物を脱水乾燥した後、解繊機にかけ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、修飾セルロース
系繊維束から、解繊された修飾セルロース系単繊維を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルプやセルロース繊維は、目的に応じ
て各種の化学修飾法によって官能基が導入される。この
化学修飾反応には、溶媒として、又は反応後の洗浄溶媒
として水が用いられる。このため、化学修飾されたセル
ロース分子間に水が入り込む。一般に、セルロース分子
は親水性であるため、セルロース−水間に水和が生じ
て、セルロース分子間の結合性が高まる。セルロース分
子に化学修飾された官能基の種類によっても、結合性が
高まる。このため、得られた修飾セルロース系繊維は互
いに結束した繊維束となりやすい。

【０００３】一般に、パルプチップ、パルプブロック、
パルプシート等のセルロースパルプ単繊維への物理的な
解繊は、回転するハンマーや、角形や丸形のピンが突出
した回転する円盤で叩きながら千切る、あるいは、メタ
リックワイヤを巻き付けたロールやのこ歯を多数挟んだ
ロールで掻く、回転するカッターで細かく切る、水中で
離解する等の方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
結束した修飾セルロース系繊維は、繊維間の結合力が強
いため、上記の方法での物理的な解繊は困難であった。

【０００５】また、無理に解繊したとしても、修飾セル
ロース系繊維の切断による粉末化が起こり、解繊前の繊
維長をそのまま保持した解繊物を得ることは困難であっ
た。さらには、多数の未解繊の結束物が生じた。

【０００６】上記の物理的な解繊方法に対し、化学的な
解繊方法として、修飾セルロース系繊維を、親水性有機
溶媒中に浸漬、撹拌した後、余分の親水性有機溶媒を除
去し、解繊機にかける方法が特開平１１−３１５４７３
号公報、特開平１１−２９３５７９号公報に開示されて
いる。この方法は、修飾セルロース系繊維中に含まれる
水と親水性有機溶媒の置換を生じさせることにより、修
飾セルロース系繊維中に含まれる水分量を減少させ、修
飾セルロース分子間の結合力を低下させ、解繊を容易に
するものである。しかし、親水性有機溶媒を大量に使用
するため、原料コストが高くなる場合があると共に、特
殊な解繊機を使用する必要があり、連続的な解繊処理が
困難となる場合がある。

【０００７】そこで、この発明は、低コストで、かつ、
一般の解繊機を用いて修飾セルロース系繊維束の解繊を
行う方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、水に修飾セルロース系繊維束及び柔軟
剤を加え、この混合物を脱水乾燥した後、解繊機にかけ
ることにより、上記課題を解決したのである。

【０００９】上記柔軟剤は修飾セルロース系繊維間に侵
入する。このとき、この柔軟剤の疎水化作用や立体障害
作用によって、修飾セルロース系繊維間の結合が弱めら
れ、解繊を行いやすくなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。

【００１１】この発明にかかる解繊された修飾セルロー
ス系単繊維の製造方法は、水に修飾セルロース系繊維束
及び柔軟剤を加え、この混合物を脱水乾燥した後、解繊
機にかける方法である。

【００１２】上記修飾セルロース系繊維とは、化学修飾
されたパルプやセルロース繊維をいう。化学修飾の例と
しては、メチル化、エチル化、ヒドロキシエチル化、ヒ
ドロキシプロピル化、カルボキシメチル化、スルホン
化、スルホアルキル化、リン酸化、亜リン酸化、アミノ
デオキシ化、クロロデオキシ化等があげられる。このよ
うな修飾セルロースの一般的な例としては、メチルセル
ロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース（以下、「ＣＭＣ」と略する。）、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルエチルセ
ルロース、スルホメチルセルロース、スルホエチルセル
ロース、硫酸セルロース等があげられる。

【００１３】上記のメチル化反応は、アルカリセルロー
スに塩化メチルやジメチル硫酸を反応させることにより
行われる。上記ヒドロキシエチル化反応は、セルロース
にエチレンオキシドを反応させて行われる。上記カルボ
キシメチル化反応は、アルカリセルロースにモノクロロ
酢酸を反応させて行われる。上記リン酸化反応又は亜リ
ン酸化反応は、セルロースにリン酸及び尿素を反応させ
て行われる。上記スルホエチル化反応は、セルロースに
ビニルスルホン酸、又はブロモエチルスルホン酸を反応
させて行われる。

【００１４】上記の化学修飾セルロース系繊維のうち、
イオン交換能を有する修飾セルロース繊維、例えば、Ｃ
ＭＣの場合、それは酸型と塩型のいずれでもよい。この
酸型とは、カルボキシル基そのものを指し、塩型とは、
カルボキシル基の全て又は一部が他の金属イオンで置換
されたものをいう。塩型の例としては、ナトリウム塩で
あるＣＭＣナトリウム塩（以下、「ＣＭＣ（Ｎａ）」と
略する。）、ナトリウム塩及び銀塩であるＣＭＣナトリ
ウム・銀塩（以下、「ＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）」と略す
る。）、ナトリウム塩、銀塩及び銅塩であるＣＭＣナト
リウム・銀・銅塩（以下、「ＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ，Ｃ
ｕ）」と略する。）、ナトリウム塩、銀塩及び亜鉛塩で
あるＣＭＣナトリウム・銀・亜鉛塩（以下、「ＣＭＣ
（Ｎａ，Ａｇ，Ｚｎ）」と略する。）、ナトリウム塩、
銀塩、銅塩及び亜鉛塩であるＣＭＣナトリウム・銀・銅
・亜鉛塩（以下、「ＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ）」と略する。）、ナトリウム塩、銀塩及びカルシウ
ム塩であるＣＭＣナトリウム・銀・カルシウム塩（以
下、「ＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ，Ｃａ）」と略する。）等が
あげられる。置換されるイオンは、上記のＮａ⁺、Ａｇ
⁺、Ｃｕ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｃａ²⁺に限られるものではなく、
Ｋ⁺、Ｆｅ²⁺、Ｍｎ²⁺、Ａｌ³⁺、Ｔｉ²⁺等の多種多様な
イオン塩でも解繊可能である。また、その置換率を変化
させても解繊可能である。

【００１５】上記置換されるイオンは、抗菌作用等、イ
オンの特性によって、化学修飾セルロース系繊維の特性
となり得るが、その他、所定の置換率とすることによ
り、解繊をより容易にすることができる。この置換の方
法としては、酸型のＣＭＣに、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム等の中和剤を所定量反応さ
せることによって行われる。この中和率、すなわち置換
率は、２０〜５０％が好ましく、３０〜４０％が好まし
い。２０％より低いと、化学修飾セルロースの離解性が
低いため、繊維間の結合が強く、その結果、解繊による
未解繊物が多量に発生する場合がある。また、５０％よ
り多いと、離解性は向上するが、化学修飾セルロースと
水との水和が強くなるため、脱水しにくい場合がある。

【００１６】上記修飾セルロース系繊維束とは、上記修
飾セルロース系繊維が束になって互いの結合が強い状態
のものをいい、その形状は、シート状、ブロック状、チ
ップ状等、任意の形状のものがあげられる。

【００１７】上記柔軟剤とは、上記修飾セルロース系繊
維束の繊維間に侵入し、その疎水化作用や立体障害作用
によって、修飾セルロース系繊維間の結合を弱め、解繊
を行いやすくするためのものである。上記柔軟剤として
は、界面活性剤類、パラフィン系ワックス類、シリコー
ン系ワックス類、ポリシロキサン化合物等があげられ
る。これらの中でも界面活性剤類が好ましく、極少量の
使用量にて高い柔軟効果を発揮する。

【００１８】上記界面活性剤類としては、カチオン界面
活性剤、アニオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオ
ン界面活性剤等があげられる。いずれの界面活性剤であ
っても、柔軟効果を発揮する。特にＣＭＣのようなアニ
オン性高分子の場合、カチオン界面活性剤が吸着しやす
いため、より柔軟効果を発揮しやすい。

【００１９】上記カチオン界面活性剤としては、脂肪族
アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウ
ム塩、塩化ベンゼトニウム塩、ピリジニウム塩、イミダ
ゾリウム塩、ポリアミド誘導体等があげられる。具体的
には、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、セチルトリ
メチルアンモニウム塩、テトラデシルジメチルベンジル
アンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム
塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジメチルジス
テアリルアンモニウム塩、ジメチルオレイルリノリルア
ンモニウム塩、トリメチルモノベヘニルアンモニウム
塩、メチルトリラウリルアンモニウム塩、ラウリルピリ
ジニウム塩、セチルピリジニウム塩、ベンザルコニウム
塩、ベンゼトニウム塩、メチルベンゼトニウム塩、ラウ
リルフェノキシエチルジメチルアンモニウム塩、ラウリ
ルイソキノリニウム塩、ラウリルニコチニウム塩、ラウ
リルキナルデイニウム塩等があげられる。

【００２０】上記ポリシロキサン化合物としては、アミ
ノ官能基ポリジメチルポリシロキサン化合物があげられ
る。アミノ官能基を有する置換物以外に有効な置換物と
しては、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エーテル
基、ポリエーテル基、アルデヒド基、ケトン基、アミド
基、エステル基、チオール基等があげられる。

【００２１】上記柔軟剤の使用量は、上記修飾セルロー
ス系繊維束に対して、０．１〜１０ｗｔ％がよく、０．
３〜２．０ｗｔ％が好ましい。０．１ｗｔ％より少ない
と、柔軟剤の効果が十分に発揮されない。また、１０ｗ
ｔ％より多くてもよいが、柔軟性の効果が１０ｗｔ％以
上では大きく変わらないので、１０ｗｔ％で充分であ
る。

【００２２】上記修飾セルロース系繊維束には、セルロ
ースパルプを混合させることができる。このセルロース
パルプを加えることにより、上記修飾セルロース系繊維
束の柔軟性をより向上させることができる。

【００２３】上記セルロースパルプは、広葉樹及び針葉
樹からの木材パルプ、リンターパルプ、麻、わら、ケナ
フといった草植物のパルプ、その他、ぼろパルプ等のい
ずれのパルプであってもよい。これらの中でも、針葉樹
からのＮＢＫＰが好ましく、繊維長が長く、剛直なセル
ロースパルプであるフラッフパルプがより好ましい。

【００２４】市販のフラッフパルプとしては、商品名Ｒ
ＡＹＦＬＯＣ−Ｊ−Ｅ（レオニア社（Ｒａｙｏｎｅｉｒ
社））、商品名ＲＡＹＦＬＯＣ−Ｊ−ＬＤ−Ｅ（レオニ
ア社（Ｒａｙｏｎｅｉｒ社））、商品名ＮＢ４１６（ウ
ェアーハウザー社（Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ社））、
商品名ＮＢ４１６Ｌ（ウェアーハウザー社（Ｗｅｙｅｒ
ｈａｅｕｓｅｒ社））、商品名ＡＬＡＢＡＭＡＰＩＮ
Ｅ（アラバマパインパルプ社（ＡＬＡＢＡＭＡＰＩ
ＮＥＰＵＬＰ社））等があげられ、いずれのパルプも
使用することができる。また、解繊性を更に良くするた
めに、薬剤を添加したトリートメントパルプを用いるこ
とができる。このトリートメントパルプとして、商品名
ＲＡＹＦＬＯＣ−Ｊ−ＭＸ−Ｅ（レオニア社（Ｒａｙｏ
ｎｅｉｒ社））、商品名ＲＡＹＦＬＯＣ−Ｘ−Ｊ（レオ
ニア社（Ｒａｙｏｎｅｉｒ社））、商品名ＮＦ４０１
（ウェアーハウザー社（Ｗｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ
社））、商品名ＮＦ４０５（ウェアーハウザー社（Ｗｅ
ｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ社））等があげられる。

【００２５】上記セルロースパルプを使用する場合、そ
の使用量は、上記修飾セルロース系繊維束に対して、
０．１〜９５ｗｔ％がよく、１〜９０ｗｔ％が好まし
い。９５ｗｔ％より多くてもよいが、セルロースパルプ
中への修飾セルロース系繊維の分散性が低下する場合が
ある。また、０．１ｗｔ％より少ない場合は、セルロー
スパルプの使用効果を十分に発揮しえない場合がある。
これに対し、１〜９０ｗｔ％の範囲で使用すると、上記
修飾セルロース繊維束の柔軟性をより向上させるとい
う、セルロースパルプの使用効果を十分に発揮すること
ができる。

【００２６】上記修飾セルロース系繊維束、柔軟剤、及
び必要に応じてセルロースパルプを水に加え、攪拌して
上記柔軟剤を、上記修飾セルロース系繊維束の繊維間に
浸透させる。次いで、この混合物を脱水乾燥し、その
後、解繊機にかける。この解繊機としては、一般の解繊
機を用いることができ、一般の連続解繊機を使用するこ
ともできる。なお、必要に応じて、上記中和剤を、上記
修飾セルロース系繊維束又は上記混合物に所定量を加え
てもよい。

【００２７】

【実施例】以下、この発明を実施例を用いてより詳細に
説明する。

【００２８】〔実施例１〜１０、１５、１７、比較例
１、２〕ＣＭＣ繊維束（商品名；キッコレートＬＤ−Ｓ
１、ニチリン化学工業（株）社製、含水率７６．４％、
ＤＳ＝０．４３、Ｎａ中和率＝４％）１６９５ｇを２０
リットルのイオン交換水中で撹拌、洗浄した後、圧搾機
にて脱水した。

【００２９】次いで、この脱水体８５３．１ｇ（含水率
７８．９％）を２０リットルイオン交換水中にて撹拌
し、表１に記載の割合の柔軟剤（ＶａｒｉｓｏｆｔＴ
Ａ１００（ジメチルジステアリルアンモニウムクロライ
ド、Ｗｉｔｃｏ社製））を加えて撹拌後、圧搾機で脱水
した。

【００３０】上記脱水体（固形分として１８０ｇ）をニ
ーダーにて、中和剤として炭酸ナトリウムを表１に記載
の量を加えて９０分間混練し、その後、硝酸銀０．７７
９５ｇ／２０ｍｌａｑｕ．を滴下し、９０分間混練し
て解繊されたＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）を得た。

【００３１】次に、セルロースパルプとして、ＮＢＫＰ
（ＮＢ４１６Ｌ）を表１に記載割合となるように、イオ
ン交換水中にて混合撹拌後、圧搾機にて脱水し、１０５
℃にて乾燥した。

【００３２】続いて、この乾燥物１５０ｇを解繊機（Ｆ
Ｆ−２７０、瑞光社製、スクリーンサイズ：４ｍｍ）に
かけ、綿状物を得た。

【００３３】上記の解繊されたＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）と
セルロースパルプとの混合物を用いて、下記の方法にし
たがって解繊物評価、繊維長測定、脱水能測定を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３４】解繊物評価上記の解繊物に存在する未解繊物の個数を数え、下記の
基準にしたがって評価した。 ◎：１ｇ中に存在する未解繊物数が２０個未満 ○：１ｇ中に存在する未解繊物数が２０個以上５０個未
満 △：１ｇ中に存在する未解繊物数が５０個以上１００個
未満 ×：１ｇ中に存在する未解繊物数が１００個以上。

【００３５】繊維長測定上記の解繊されたＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）とセルロースパ
ルプとの混合物を、ＫＡＪＡＡＮＩＦｉｂｅｒＬａ
ｂ繊維長測定機（ネレスオートメーション社製）を用い
て、重量平均繊維長（Ｌ（ｗ））及び粉末数（Ｆｉｎｅ
（ｎ）、０．２ｍｍ以下の微細繊維が占める割合）を測
定した。

【００３６】脱水能測定イオン交換水中のＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）とセルロースパ
ルプとの混合物を圧搾機にて脱水した際の、脱水体の含
水率から判断した。 ◎：極めて脱水しやすい（含水率７５ｗｔ％未満） ○：脱水しやすい（含水率７５ｗｔ％以上８０ｗｔ％未
満） △：脱水しにくい（含水率８０ｗｔ％以上８５ｗｔ％未
満） ×：脱水できない（含水率８５ｗｔ％以上）。

【００３７】〔実施例１１〜１４、１６、比較例３〕Ｃ
ＭＣ繊維束として、商品名；キッコレートＬＤ−Ａ（ニ
チリン化学工業（株）社製、含水率７５．８％、ＤＳ＝
０．４４、Ｎａ中和率＝７０％）を用いた以外は、実施
例１と同様にして脱水体を得、次いで、表１に記載の量
の柔軟剤、中和剤、セルロースパルプを用いてＣＭＣ
（Ｎａ，Ａｇ）とセルロースパルプとの混合物を得た。

【００３８】上記の解繊されたＣＭＣ（Ｎａ，Ａｇ）と
セルロースパルプの混合物を用いて、上記の方法にした
がって解繊物評価、繊維長測定、脱水能測定を行った。
その結果を表１に示す。

【００３９】〔実施例１８〕小型ニーダ（３リットル容
積）中に２０．５５ｇのセルロースパルプ（含水率２．
６９％）を少量ずつ仕込み、水酸化ナトリウム水溶液
（１３．７２ｇ／３７．２ｍｌ）及びイソプロピルアル
コール２０２ｍｌの混液を滴下後、３０分間混和した。
次に、６４．３ｇのビニルスルホン酸ナトリウム（２５
％水溶液）を滴下、３０分間混和後、７０℃に加温して
３時間、次いで室温下にて、一昼夜混和した。続いて、
ミキサー中にて７０〜８０％メタノール水で洗浄（５０
０ｍｌ×６回）を繰り返して液性を中性とした後に純メ
タノール洗浄を行い、白色繊維状の結束物（繊維状スル
ホエチルセルロース・ナトリウム塩、以下、「ＳＥＣ
（Ｎａ）」と略する。）を得た。収量は１７．５ｇ（含
水率１．４４％）、ＤＳは０．０７であった。

【００４０】このＳＥＣ（Ｎａ）結束物を用いた以外は
実施例１と同様にして、表１に記載の量を加えて、解繊
したＳＥＣ（Ｎａ，Ａｇ）とセルロースパルプとの混合
物を得た。上記の解繊されたＳＥＣ（Ｎａ，Ａｇ）とセ
ルロースパルプとの混合物を用いて、前記の方法にした
がって解繊物評価、繊維長測定、脱水能測定を行った。
その結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】この発明によれば、柔軟剤を用いるの
で、修飾セルロース系繊維間の結合が弱められ、解繊を
行いやすくなる。このため、一般の解繊機を用いて解繊
することが容易となる。

【００４３】また、中和剤を用いると、修飾セルロース
系繊維間の結合が弱められ、解繊性が向上すると同時
に、これらの柔軟剤及び中和剤は共に脱水能を向上させ
る。

【００４４】さらに、パルプを併用すると、パルプの緩
衝作用により、修飾セルロース系繊維間の結合が弱めら
れ、解繊性が向上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東出将賢福井県坂井郡金津町自由ケ丘１丁目８番10 号レンゴー株式会社福井研究所内 (72)発明者南裕幸福井県坂井郡金津町自由ケ丘１丁目８番10 号レンゴー株式会社福井研究所内 (72)発明者吉村昌治福井県坂井郡金津町自由ケ丘１丁目８番10 号レンゴー株式会社福井研究所内Ｆターム(参考） 4L033 AA02 AC02 AC15 BA86 BA98 BA99 4L055 AA02 AC06 AG10 AG37 AH47 AH50 BB30 FA22 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水に修飾セルロース系繊維束及び柔軟剤
を加え、この混合物を脱水乾燥した後、解繊機にかける
ことによる、解繊された修飾セルロース系単繊維の製造
方法。
【請求項２】水に修飾セルロース系繊維束、セルロー
スパルプ及び柔軟剤を加え、この混合物を脱水乾燥した
後、解繊機にかけることによる、解繊された修飾セルロ
ース系単繊維の製造方法。
【請求項３】上記修飾セルロース系繊維束又は上記混
合物に中和剤を加える請求項１又は２に記載の解繊され
た修飾セルロース系単繊維の製造方法。