JP2015503686A - 低下した黄変特性を有する低粘度繊維ならびにそれを作製する方法および使用する方法 - Google Patents

低下した黄変特性を有する低粘度繊維ならびにそれを作製する方法および使用する方法 Download PDF

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Abstract

α−セルロース含有量が高く、黄変防止性が改良された漂白された軟材クラフトパルプ繊維を提供する。クラフトパルプ繊維を作製するための方法およびこの方法から作製される製品も記載する。記載される繊維に対し、蒸解および酸素脱リグニン化の後、漂白を行う。この繊維について、触媒的な酸化処理をまた行う。ある実施形態では、過酸化水素と鉄または銅の組み合わせを用いて繊維を酸化し、次いで、さらに漂白し、適切な明度特徴（例えば、標準的な漂白した繊維に匹敵する明度）を有する繊維を提供する。

Description

本開示は、改良された黄変防止（ａｎｔｉ−ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ）特徴を有する改質されたクラフト繊維に関する。さらに具体的には、本開示は、固有の一連の特徴を示し、クラフトパルプから誘導される他の繊維と比べて性能を改良しており、今までは高価な繊維（例えば、綿またはα含有量が高い亜硫酸パルプ）に限定されていた用途で有用にする軟材繊維（例えば、サザンパイン繊維）に関する。
本開示は、さらに、超低重合度を有する漂白された軟材から誘導され、セルロースエーテル、エステルおよびビスコースを含むセルロース誘導体を製造するときの化学セルロース原料として、吸収性製品および他の消費財用途で綿毛状パルプとして使用に対し適切にされる化学的に改質されたセルロース繊維に関する。本明細書で使用される場合、「重合度」は、「ＤＰ」と省略され得る。「超低重合度」は、「ＵＬＤＰ」と省略され得る。
本開示はまた、記載される改良された繊維を製造するための方法に関する。記載される繊維に対し、蒸解および酸素脱リグニン化の後、漂白を行う。この繊維について、触媒的な酸化処理をまた行う。ある実施形態では、過酸化水素と鉄または銅の組み合わせを用いて繊維を酸化し、次いで、さらに漂白し、適切な明度特徴（例えば、標準的な漂白した繊維に匹敵する明度）を有する繊維を提供する。さらに、漂白した繊維の後処理のために費用が追加される工程を導入することなく、上述の改良された有利な特徴を提供し得る、少なくとも１つのプロセスが開示される。この費用が低い実施形態では、クラフトプロセス（例えば、クラフト漂白プロセス）の１つの段階で繊維を酸化し得る。なお、さらなる実施形態は、Ｄ０Ｅ１Ｄ１Ｅ２Ｄ２シーケンスを含み、４番目の段階（Ｅ２）が触媒的な酸化処理を含む、５段階漂白を含むプロセスに関する。
最後に、本開示は、記載されるような改良された改質されたクラフト繊維を用いて作られる製品に関する。
セルロース繊維および誘導体は、紙、吸収性製品、食品または食品関連用途、医薬品および工業用途に広く用いられる。セルロース繊維の主要な源は、木材パルプおよび綿である。セルロース源およびセルロース処理条件が、一般的に、セルロース繊維の特徴を決めるため、特定の最終用途への繊維の適用性を決定づける。処理するのが比較的安価であり、さらに、非常に多目的であり、種々の用途に使用することができるセルロース繊維の需要が存在する。
化学クラフトパルプ作成法によって作られるクラフト繊維は、一般的に良好な明度および強度特徴を有する最終製品を提供する安価なセルロース繊維源を提供する。それ自体で、紙用途で広く用いられる。しかし、標準的なクラフト繊維は、標準的なクラフトパルプ化および漂白から生じるセルロースの化学構造に起因して、下流用途（例えば、セルロース誘導体作製）への適用性が限定されている。概して、標準的なクラフト繊維は、その後の物理的および／または化学的な繊維の改質を妨害し得る非常に多くの残留ヘミセルロースおよび他の天然の材料を含有する。さらに、標準的なクラフト繊維は、化学官能性が限定されており、一般的に剛性であり、圧縮性が高くない。
標準的なクラフトプロセスでは、蒸解釜の中で「白液」と呼ばれる化学試薬を木材チップと合わせ、脱リグニンを行う。脱リグニンとは、熱アルカリ性溶液への溶解度が高いことに起因して、セルロース繊維に結合したリグニンを除去するプロセスを指す。このプロセスは、「蒸煮（ｃｏｏｋｉｎｇ）」と呼ばれることが多い。典型的には、白液は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）のアルカリ性水溶液である。使用する木材の種類および望ましい最終製品に依存して、木材の乾燥重量を基準として望ましい合計アルカリ電荷を提供するのに十分な量で、木材チップに白液を加える。
一般的に、蒸解釜内の木材／液混合物の温度は、約１〜３時間の反応時間全体にわたって約１４５℃〜１７０℃に維持される。蒸解が終了した時に、得られたクラフト木材パルプを、使用した化学物質および溶解したリグニンを含む使用済み液（黒液）から分離する。従来、黒液は、クラフト回収プロセスで燃やされ、再利用のためにナトリウムと硫黄化学物質を回収する。
この段階で、クラフトパルプは、セルロース繊維上に残るリグニン残留物に起因して特徴的な褐色がかった色を示す。蒸解および洗浄の後、多くは、繊維を漂白してリグニンをさらに除去し、繊維を白くし、明るくする。化学物質の漂白は、化学物質の蒸煮よりもかなり高価であるため、典型的には、蒸煮プロセス中に可能な限り多くのリグニンを除去する。しかし、リグニンを除去しすぎると、セルロースの分解が増え得るため、これらのプロセスは均衡を保つことが必要であると理解される。蒸煮の後で漂白の前に、軟材の典型的なカッパー価（パルプ中の残留リグニンの量を決定するために用いられる測定値）は、２８〜３２の範囲内である。
蒸解および洗浄の後、一般的に、繊維を多段階シーケンスで漂白し、この多段階シーケンスは、伝統的には、漂白シーケンスの終了時または終了付近に少なくとも１種類のアルカリ性工程を含む、強酸および強アルカリによる漂白工程を含む。木材パルプの漂白は、一般的に、典型的には物理特性に悪影響を与えることなくリグニンおよび他の不純物を除去することによって、パルプの白度または明度を選択的に上昇させることを目的として行われる。ケミカルパルプ（例えば、クラフトパルプ）の漂白は、一般的に、良好な選択性で望ましい明度を達成するために、いくつかの異なる漂白段階を必要とする。典型的には、漂白シーケンスは、交互のｐＨ範囲で行われる段階を用いる。この交互になることによって、例えば、リグニン分解の生成物を可溶化することによって、漂白シーケンスで発生する不純物を除去しやすくする。したがって、一般的には、漂白シーケンスで一連の酸性段階（例えば、シーケンス中の３つの酸性段階）を使用すると、酸性／アルカリ性段階（例えば、酸性−アルカリ性−酸性）を交互に行うのと同じ明度は提供されないだろうと予想される。例えば、典型的なＤＥＤＥＤシーケンスは、ＤＥＤＡＤシーケンス（Ａは酸処理を指す）よりも明度が高い製品を製造する。
セルロースは、一般的に、数百から数万のグルコース単位を含むポリマー鎖として存在する。セルロースを酸化して、その官能性を改質してもよい。セルロースを酸化する種々の方法が知られている。セルロース酸化において、セルロース鎖のグリコシドのヒドロキシル基を、例えば、カルボニル基（例えば、アルデヒド基またはカルボン酸基）に変換し得る。使用する酸化方法および条件に依存して、カルボニル改質中の種類、程度、位置はさまざまであってもよい。特定の酸化条件は、例えば、セルロース鎖のグリコシド環を開裂し、解重合することによって、セルロース鎖自体を分解し得ることが知られている。ほとんどの場合には、解重合したセルロースは、低下した粘度を有するだけではなく、出発セルロース材料よりも短い繊維長も有する。例えば、解重合するか、および／または繊維長および／または繊維強度が顕著に低下することによってセルロースが分解すると、処理が困難になり得、および／または多くの下流の用途に不適切になり得る。カルボン酸官能基およびアルデヒド官能基の両方を改良し得る方法であってセルロース繊維を広範囲に分解しない、セルロース繊維を改質する方法が依然として必要である。
セルロースを酸化し、セルロース繊維を分解することなく、セルロース鎖にカルボキシル官能基およびアルデヒド官能基の両方を提供しようとする種々の企てがなされてきた。多くのセルロース酸化方法では、セルロース上にアルデヒド基が存在すると、セルロースの分解を制御または制限することが困難であった。これらの課題を解決する従前の企ては、例えば、ある工程で特定のカルボニル基を位置特異的に改質し、別の工程で他のヒドロキシル基を酸化し、および／または媒介剤（ｍｅｄｉａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）および／または保護剤を提供する多段階酸化プロセスの使用を含んでいたが、これらはすべて、セルロース酸化プロセスに余分な費用と副生成物を付与し得る。したがって、費用効率が高く、および／またはあるプロセス（例えば、クラフト法）の１つの工程で行われ得るセルロースを改質する方法の必要性が存在する。
セルロース酸化製品の化学構造およびそれらの製品の分解を制御することが困難なことに加え、酸化方法が、他の特性（化学特性および物理特性ならびに／または最終製品中の不純物を含む）に影響を与え得ることが知られている。例えば、酸化方法は、結晶性度、ヘミセルロース含有量、色、ならびに／または最終製品中の不純物のレベル、および繊維の黄変特徴に影響を及ぼし得る。最終的に、酸化方法は、工業用途または他の用途のためにセルロース製品を処理する可能性に影響を及ぼすだろう。
伝統的に、吸収性製品またはティッシュペーパーの作製に有用であったセルロース源は、その下流のセルロース誘導体（例えば、セルロースエーテルおよびセルロースエステル）の作製にも有用ではなかった。高粘度セルロース原材料（例えば、標準的なクラフト繊維）からの低粘度セルロース誘導体の作製は、望ましくない副生成物を付与せず、セルロース誘導体の全体的な品質を低下させることなく、顕著な費用を追加するさらなる製造工程を必要とする。綿リンターおよびαセルロース含有量が高い亜硫酸パルプは、典型的には、セルロース誘導体（例えば、セルロースエーテルおよびセルロースエステル）の製造に用いられる。しかし、高重合度（ＤＰ）および／または高粘度を有する綿リンターおよび亜硫酸繊維の作製は、（１）綿の場合には、出発物質の費用；（２）亜硫酸パルプの場合には、パルプ化および漂白の高エネルギー、化学物質および環境的な費用；ならびに（３）両方の場合に適用する、広範囲に及ぶ精製プロセスを必要とすることに起因して、高価である。高コストに加え、市場が入手可能な亜硫酸パルプの供給量は少なくなっている。したがって、これらの繊維は、非常に高価であり、例えば、純度が高く、粘度が高いパルプを必要とし得るパルプ用途および紙用途では適用性が制限されている。セルロース誘導体製造業者にとって、これらのパルプは、それらの全体的な製造費用のかなりの部分を構成している。したがって、高純度で、白く、明度が高く、黄変に対して安定であり、費用が安く、セルロース誘導体の製造に使用され得る繊維（例えば、クラフト繊維）の必要性が存在する。
微結晶性セルロースの製造に使用され得る安価なセルロース材料も必要である。微結晶性セルロースは、食品、医薬品、化粧品および工業用途で広く使用されており、部分的に解重合したセルロースを精製した結晶性形態である。広範囲に及ぶ後漂白処理工程を追加せずに、微結晶性セルロースの作製にクラフト繊維を使用することは今まで制限されてきた。微結晶性セルロースの作製は、一般的に、高度に精製されたセルロース系出発物質が必要であり、これを酸によって加水分解し、セルロース鎖のアモルファスセグメントを除去する。Ｂａｔｔｉｓｔａらによる米国特許第２，９７８，４４６号およびＢｒａｕｎｓｔｅｉｎらによる米国特許第５，３４６，５８９号を参照のこと。セルロースのアモルファスセグメントを除去したときの低重合度（「レベルオフＤＰ」と呼ばれる）の鎖は、高い頻度で、微結晶性セルロースを製造するための出発点であり、その数値は、主に、セルロース繊維の源および処理に依存する。標準的なクラフト繊維からの非結晶性セグメントの溶解は、一般的に、（１）残留する不純物；（２）十分に長い結晶性セグメントの不存在；または（３）微結晶性セルロースの製造に有用でなくするほど高い重合度を有する、典型的には、２００〜４００の範囲のセルロース繊維を生じる、のうち少なくとも１つのために、ほとんどの用途に不適切になる程度まで繊維を分解する。クラフト繊維が、微結晶性セルロースの製造および用途により大きな汎用性を提供し得るため、例えば、増加したα−セルロース含有量を有するクラフト繊維は、望ましいだろう。
本開示において、超低ＤＰを有する繊維は、明度および黄変傾向低下を含むがそれらに限定されない改良された特性を有するパルプを生じる制限された化学改質とともに製造され得る。本開示の繊維は、本明細書で議論される公知のクラフト繊維と関連する特定の制限事項を克服する。
本開示の方法は、従来技術の繊維ではみられない特徴を有する製品を生じる。したがって、本開示の方法を使用し、従来技術の製品よりも優れた製品を製造し得る。それに加え、本発明の繊維は、費用効果が高い状態で製造され得る。
図１は、圧縮の関数としてのパルプ繊維密度のグラフである。 図２は、密度の関数としてのドレープ性のグラフである。
（Ｉ．方法）
本開示は、セルロース繊維を製造するための新規方法を提供する。この方法は、セルロースに対し、クラフトパルプ化工程と、酸素脱リグニン工程と、少なくとも１つの触媒的な酸化段階の後に少なくとも１つの漂白段階を含む漂白シーケンスを行うことを含む。一実施形態では、セルロースを処理する条件の下で、熱、光および／または化学処理にさらされたときに繊維が黄変する傾向を下げつつ、高い明度と低い粘度（超低ＤＰ）を示す軟材繊維を生じる。
本明細書に記載される方法で使用されるセルロース繊維は、軟材繊維、硬材繊維およびこれらの混合物から誘導されてもよい。ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、軟材（例えば、サザンパイン）から誘導される。ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、硬材（例えば、ユーカリ）から誘導される。ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、軟材と硬材の混合物から誘導される。さらに別の実施形態では、改質されたセルロース繊維は、クラフト法のすべてまたは一部を前もって行ったセルロース繊維（すなわち、クラフト繊維）から誘導される。
本開示において「セルロース繊維」、「クラフト繊維」、「パルプ繊維」または「パルプ」という言及は、異なることが明示的に示されているか、または当業者がこれらの用語が異なるものであると理解するであろう場合を除き、相互に置き換え可能である。本明細書で使用される場合、「改質されたクラフト繊維」、すなわち、本開示にしたがって蒸煮され、漂白され、酸化された繊維を、文脈が認める範囲において、「クラフト繊維」または「パルプ繊維」と相互に置き換え可能に使用され得る。
本開示は、セルロース繊維を処理するための新規方法を提供する。ある実施形態では、本開示は、セルロース繊維を提供することと、セルロース繊維を酸化することとを含む、セルロース繊維を改質する方法を提供する。本明細書で使用される場合、「酸化され」、「触媒的に酸化され」、「触媒的な酸化」、「酸化」は、すべて相互に置き換え可能であると理解され、少なくとも１種類の金属触媒（例えば、鉄または銅）と少なくとも１種類の過酸化物（例えば、過酸化水素）を用い、セルロース繊維のヒドロキシル基の少なくとも一部が酸化されるようなセルロース繊維の処理を指す。「鉄または銅」、同様に「鉄（または銅）」という句は、「鉄もしくは銅、またはこれらの組み合わせ」を意味する。ある実施形態では、酸化は、セルロース繊維のカルボン酸含有量とアルデヒド含有量を同時に増加させることを含む。
本発明の一方法では、セルロース（好ましくは、サザンパイン）を、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）により２容器型の液圧蒸解釜で蒸解して、約１７〜約２１の範囲のカッパー価まで、蒸煮する。得られたパルプに対し、約８または約８より小さいカッパー価に達するまで、酸素脱リグニンを行う。次いで、セルロースパルプを、最終的な漂白段階の前に少なくとも１つの触媒的な酸化段階を含む多段階漂白シーケンスで漂白する。
一実施形態では、本方法は、連続的な蒸解釜の中でセルロース繊維を並流下向流で蒸解することを含む。白液投入の有効アルカリ量（「ＥＡ」）は、パルプに対して少なくとも約１５％、例えば、パルプに対して少なくとも約１５．５％、例えば、パルプに対して少なくとも約１６％、例えば、パルプに対して少なくとも約１６．４％、例えば、パルプに対して少なくとも約１７％である。本明細書で使用される場合、「パルプに対する％」は、クラフトパルプの乾燥重量を基準とした量を指す。一実施形態では、白液投入は、分割され、白液の一部が、含浸釜（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｏｒ）のセルロースに適用され、白液の残りが、蒸解釜のパルプに適用される。一実施形態によれば、白液は、５０：５０の比率で適用される。別の実施形態では、白液は、９０：１０〜３０：７０、例えば、５０：５０〜７０：３０、例えば、６０：４０の範囲で適用される。一実施形態によれば、一連の段階で、白液が、蒸解釜に加えられる。一実施形態によれば、蒸解は、約１６０℃〜約１６８℃、例えば、約１６３℃〜約１６８℃、例えば、約１６６℃〜約１６８℃の間の温度で行われ、目標カッパー価である約１７〜約２１の間に達するまで、セルロースを処理する。従来技術で使用されるものより通常の有効アルカリ量（「ＥＡ」）を高く、温度を高くすると、通常のカッパー価より小さな値を達成すると考えられる。
本発明の一実施形態によれば、セルロースが蒸解釜に入るにつれて木材の比率に対して液体を増加させる押し出す流れを増加させつつ、蒸解釜を動かす。この白液の添加は、蒸解釜を油圧平衡に維持するのに役立ち、蒸解釜で連続的な下向流条件を達成しやすくするのに役立つと考えられる。
一実施形態では、本方法は、カッパー価が約１７〜約２１になるまで蒸煮してリグニン含有量をさらに減らし、カッパー価をさらに減らした後に、酸素脱リグニンすることを含む。酸素脱リグニンを当業者に対して公知の任意の方法によって行われ得る。例えば、酸素脱リグニンを、従来の二段階酸素脱リグニンプロセスで行ってもよい。有利には、脱リグニンを、目標カッパー価である約８または約８より小さく、さらに具体的には、約６〜約８になるまで行う。
一実施形態では、酸素脱リグニン中に、適用される酸素は、パルプに対して約３％未満、例えば、パルプに対して約２．４％未満、例えば、パルプに対して約２％未満である。一実施形態によれば、酸素脱リグニン中に、新たな苛性化剤をセルロースに加える。新たな苛性化剤を、パルプに対して約２．５％〜パルプに対して約３．８％、例えば、パルプに対して約３％〜パルプに対して約３．２％の量で加えてもよい。一実施形態によれば、苛性化剤に対する酸素の比率は、標準的なクラフト作製よりも減少するが、酸素の絶対量は同じままである。脱リグニンは、約９３℃〜約１０４℃、例えば、約９６℃〜約１０２℃、例えば、約９８℃〜約９９℃の温度で行われてもよい。
繊維が、約８または約８より小さいカッパー価に達した後、繊維に対し、多段階漂白シーケンスを行う。多段階漂白シーケンスの段階は、任意の従来のものを含んでいてもよく、または開発した一連の段階の後であってもよく、従来の条件で行ってもよい。
ある実施形態では、漂白の前に、セルロースのｐＨを、約２〜約６、例えば、約２〜約５または約２〜約４、または約２〜約３の範囲のｐＨに調節する。
当業者が認識するような任意の適切な酸（例えば、硫酸もしくは塩酸）または漂白プロセスの酸性漂白段階（例えば、多段階漂白プロセスの二酸化塩素（Ｄ）段階）からの濾液を使用してｐＨを調節してもよい。例えば、外部からの酸を加えることによって、セルロース繊維を酸性化してもよい。外部からの酸の例は、当該技術分野で公知であり、限定されないが、硫酸、塩酸および炭酸が挙げられる。ある実施形態では、漂白工程からの酸性濾液（例えば、廃棄濾液）を用い、セルロース繊維を酸性化する。少なくとも１つの実施形態では、多段階漂白プロセスのＤ段階からの酸性濾液を用い、セルロース繊維を酸性化する。記載される繊維に対し、触媒的な酸化処理を行う。ある実施形態では、鉄または銅を用いて繊維を酸化し、次いで、さらに漂白し、有益な明度特徴を有する繊維を提供する。
上述のように、本開示にしたがって、セルロース繊維の酸化は、少なくとも触媒量の金属触媒（例えば、鉄または銅）と過酸素（ｐｅｒｏｘｙｇｅｎ）（例えば、過酸化水素）を用いてセルロース繊維を処理することを含む。少なくとも１つの実施形態では、本方法は、鉄および過酸化水素を用いてセルロース繊維を酸化することを含む。鉄源は、当業者が認識するように、任意の適切な源であってもよく、例えば、硫酸第一鉄（例えば、硫酸第一鉄七水和物）、塩化第一鉄、硫酸第一鉄アンモニウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄アンモニウム、またはクエン酸第二鉄アンモニウムであってもよい。
ある実施形態では、本方法は、銅と過酸化水素を用いてセルロース繊維を酸化することを含む。同様に、銅源は、当業者が認識するように、任意の適切な源であってもよい。最後に、ある実施形態では、本方法は、銅および鉄ならびに過酸化水素との組み合わせを用い、セルロース繊維を酸化することを含む。
漂白工程でセルロース繊維が酸化されるとき、セルロース繊維を、酸化中または酸化後に、漂白プロセスにおいて実質的にアルカリ性の条件にすべきではない。ある実施形態では、本方法は、酸性ｐＨでセルロース繊維を酸化することを含む。ある実施形態では、本方法は、セルロース繊維を提供することと、セルロース繊維を酸性化することと、次いで、セルロース繊維を酸性ｐＨで酸化することとを含む。ある実施形態では、ｐＨは、約２〜約６、例えば、約２〜約５または約２〜約４の範囲である。
ある実施形態では、本方法は、多段階漂白シーケンスの１つまたは１つより多くの段階でセルロース繊維を酸化することを含む。ある実施形態では、本方法は、多段階漂白シーケンスの１つの段階でセルロース繊維を酸化することを含む。ある実施形態では、本方法は、多段階漂白シーケンスの終了時または終了付近でセルロース繊維を酸化することを含む。ある実施形態では、本方法は、酸化工程の後に少なくとも１つの漂白工程を含む。ある実施形態では、本方法は、５段階漂白シーケンスの４番目の段階でセルロース繊維を酸化することを含む。
本開示にしたがって、多段階漂白シーケンスは、酸化工程の後にアルカリ性漂白工程を含まない任意の漂白シーケンスであってもよい。少なくとも１つの実施形態では、多段階漂白シーケンスは、５段階漂白シーケンスである。ある実施形態では、漂白シーケンスは、ＤＥＤＥＤシーケンスである。ある実施形態では、漂白シーケンスは、Ｄ０Ｅ１Ｄ１Ｅ２Ｄ２シーケンスである。ある実施形態では、漂白シーケンスは、Ｄ０（ＥｏＰ）Ｄ１Ｅ２Ｄ２シーケンスである。ある実施形態では、漂白シーケンスは、Ｄ０（ＥＯ）Ｄ１Ｅ２Ｄ２である。
多段階漂白シーケンスの非酸化段階は、任意の従来のものを含んでいてもよく、発見された一連の段階の後に、従来の条件下で行われてもよい。ただし、本開示に記載された改質された繊維を製造するのに有用にするためには、アルカリ性漂白工程を酸化工程の後に行わない。
ある実施形態では、酸化は、多段階漂白プロセスの４番目の段階に組み込まれる。ある実施形態では、本方法は、Ｄ０Ｅ１Ｄ１Ｅ２Ｄ２のシーケンスを有する５段階漂白プロセスで実施され、クラフト繊維を酸化するために、４番目の段階（Ｅ２）を使用する。
ある実施形態では、セルロース繊維を酸化した後、カッパー価は増加する。さらに具体的には、人は、過マンガン酸塩試薬と反応する材料（例えば、リグニン）の予想される減少に由来して、この漂白段階にわたってカッパー価が低下することを典型的に予想するだろう。しかし、本明細書に記載される方法において、セルロース繊維のカッパー価は、不純物（例えば、リグニン）がなくなることによって低下し得るが、カッパー価は、繊維の化学改質のために増加し得る。理論によって束縛されることを望まないが、改質されたセルロースの官能基が増加すると、過マンガン酸塩試薬と反応し得るさらなる部位を提供すると考えられる。したがって、改質されたクラフト繊維のカッパー価は、標準的なクラフト繊維のカッパー価と比較して高い。
少なくとも１つの実施形態では、鉄または銅と過酸化物を両方とも加え、いくらかの保持時間を提供した後に、漂白シーケンスの１つの段階で酸化が起こる。適切な保持は、鉄または銅を用いて過酸化水素を触媒するのに十分な時間量である。このような時間は、当業者により簡単に解明することができるだろう。
本開示にしたがって、酸化は、反応の望ましい終了を与えるのに十分な時間および温度で行われる。例えば、酸化を、約６０〜約８０℃の範囲の温度で約４０〜約８０分の範囲の時間、行ってもよい。酸化反応の望ましい時間および温度は、当業者により容易に解明することができるだろう。
一実施形態によれば、セルロースに対し、Ｄ（ＥｏＰ）ＤＥ２Ｄ漂白シーケンスを行う。この実施形態によれば、漂白シーケンスの１番目のＤ段階（Ｄ０）を、少なくとも約５７℃、例えば、少なくとも約６０℃、例えば、少なくとも約６６℃、例えば、少なくとも約７１℃の温度で、約３未満のｐＨ（例えば、約２．５）で行う。二酸化塩素を、パルプに対して約０．６％より多く、例えば、パルプに対して約０．８％より多く、例えば、パルプに対して約０．９％より多い量で適用する。ｐＨを維持するのに十分な量で、例えば、パルプに対して少なくとも約１％の量で、例えば、パルプに対して少なくとも約１．１５％、例えば、パルプに対して少なくとも約１．２５％の量で、酸をセルロースに適用する。
一実施形態によれば、１番目のＥ段階（Ｅ１）を、少なくとも約７４℃、例えば、少なくとも約７７℃、例えば、少なくとも約７９℃、例えば、少なくとも約８２℃の温度、約１１より高い、例えば、１１．２より高いｐＨ（例えば、約１１．４）で行う。苛性化剤を、パルプに対して約０．７％より多く、例えば、パルプに対して約０．８％より多く、例えば、パルプに対して約１．０％より多い量で適用する。酸素を、パルプに対して少なくとも約０．４８％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．５％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．５３％の量で、セルロースに適用する。過酸化水素を、パルプに対して少なくとも約０．３５％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．３７％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．３８％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．４％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．４５％の量で、セルロースに適用する。当業者は、任意の公知の過酸素化合物を使用し、過酸化水素の一部またはすべてを置き換え得ることを認識するだろう。
本発明の一実施形態によれば、Ｄ（ＥｏＰ）段階後のカッパー価は、約２．２であるかまたは約２．２より小さい。
一実施形態によれば、漂白シーケンスの２番目のＤ段階（Ｄ１）を、少なくとも約７４℃、例えば、少なくとも約７７℃、例えば、少なくとも約７９℃、例えば、少なくとも約８２℃の温度、約４未満、例えば、３．５未満、例えば、３．２未満のｐＨで行う。二酸化塩素をパルプに対して約１％未満、例えば、パルプに対して約０．８％未満の量で、例えば、パルプに対して約０．７％の量で適用する。苛性化剤を、望ましいｐＨに調節するのに有効な量で、例えば、パルプに対して約０．０１５％未満、例えば、パルプに対して約０．０１％未満、例えば、パルプに対して約０．００７５％の量で、セルロースに適用する。この漂白段階の後のパルプのＴＡＰＰＩ粘度は、例えば、９〜１２ｍＰａ・ｓであってもよい。
一実施形態によれば、２番目のＥ段階（Ｅ２）を、少なくとも約７４℃、例えば、少なくとも約７９℃の温度、約２．５より大きなｐＨ、例えば、２．９より大きなｐＨ（例えば、約３．３）で行う。鉄触媒を、パルプに対して鉄が約２５〜約１００ｐｐｍのＦｅ＋２、例えば、２５〜７５ｐｐｍ、例えば、５０〜７５ｐｐｍになる速度で、例えば、水溶液で加える。過酸化水素を、パルプに対して約０．５％未満の量で、セルロースに適用する。当業者は、任意の公知の過酸素化合物を使用し、過酸化水素の一部またはすべてを置き換え得ることを認識するだろう。
本開示にしたかって、過酸化水素を、酸性媒体中、最終セルロース製品の望ましい酸化ならびに／または重合度および／または粘度を達成するのに十分な量で、セルロース繊維に加える。例えば、過酸化物を、約１％〜約５０重量％の濃度の溶液として、パルプの乾燥重量を基準として、約０．１〜約０．５％、または約０．１％〜約０．３％、または約０．１％〜約０．２％、または約０．２％〜約０．３％の量で加えられ得る。
鉄または銅を、過酸化物を用いてセルロースの酸化を触媒するのに少なくとも十分な量で、加える。例えば、クラフトパルプの乾燥重量を基準として約２５〜約１００ｐｐｍ、例えば、２５〜７５ｐｐｍ、例えば、５０〜７５ｐｐｍの範囲の量で鉄を加えてもよい。当業者は、最終セルロース製品の望ましいレベルまたは量の酸化および／または重合度および／または粘度を達成するために、鉄または銅の量を容易に最適化することができるだろう。
ある実施形態では、本方法は、過酸化水素を加える前または加えた後に、例えば、蒸気によって熱を加えることをさらに関する。
ある実施形態では、パルプの最終的なＤＰおよび／または粘度は、鉄または銅および過酸化水素の量ならびに酸化工程の前の漂白条件のロバスト性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）によって制御され得る。当業者は、本開示の改質されたクラフト繊維の他の特性が、触媒および過酸化物の量ならびに酸化工程の前の漂白条件のロバスト性によって影響を受け得ることを認識するだろう。例えば、当業者は、最終製品の望ましい明度および／または望ましい重合度または粘度を標的とし、または達成するための酸化工程の前に、鉄または銅および過酸化水素の量ならびに漂白条件のロバスト性を調節してもよい。
ある実施形態では、Ｄ１段階の洗浄釜でクラフトパルプが酸性化され、鉄源（または銅源）も、Ｄ１段階の洗浄釜でクラフトパルプに加え、鉄源（または銅源）を加えた後に、Ｅ２段階の塔の前の混合釜内またはポンプ内の追加点で、過酸化物を加え、Ｅ２塔でクラフトパルプが反応され、Ｅ２洗浄釜で洗浄され、蒸気混合釜のＥ２塔の前に、場合により蒸気を加えてもよい。
ある実施形態では、Ｄ１段階の終了時までに鉄（または銅）を加えてもよく、または、Ｅ２段階の開始時に鉄（または銅）も加えてもよいが、但し、Ｄ１段階でパルプを最初に（すなわち、鉄（または銅）を添加する前に）酸性化する。過酸化物を加える前または加えた後に、場合により蒸気を加えてもよい。
例えば、ある実施形態では、酸（または銅）を含む酸性媒体中の過酸化水素を用いた処理は、クラフトパルプのｐＨを約２〜約５の範囲のｐＨに調節することと、酸性化したパルプに鉄（または銅）源を加えることと、クラフトパルプに過酸化水素を加えることとを含んでいてもよい。
一実施形態によれば、漂白シーケンスの３番目のＤ段階（Ｄ２）を、少なくとも約７４℃、例えば、少なくとも約７７℃、例えば、少なくとも約７９℃、例えば、少なくとも約８２℃の温度、約４未満、例えば、約３．８未満のｐＨで行う。二酸化塩素を、パルプに対して約０．５％未満、例えば、パルプに対して約０．３％未満、例えば、パルプに対して約０．１５％の量で適用する。
または、セルロース繊維を酸化する前に、もっとロバスト性の高い漂白条件を提供するように、多段階漂白シーケンスを変えてもよい。ある実施形態では、本方法は、酸化工程の前に、もっとロバスト性の高い漂白条件を提供することを含む。もっとロバスト性の高い漂白条件によって、もっと少ない量の鉄もしくは銅および／または過酸化水素を用い、セルロース繊維の重合度および／または粘度を酸化工程中に下げ得る。したがって、最終セルロース製品の明度および／または粘度をさらに制御することができるように、漂白シーケンス条件を変えることができ得る。例えば、過酸化物および金属の量を減らすと、酸化前にもっとロバスト性の高い漂白条件を提供しつつ、同一の酸化条件を用いるが、ロバスト性が高くない漂白を用いて製造された酸化製品よりも粘度が低く、明度が高い製品を提供し得る。このような条件は、ある実施形態では、特に、セルロースエーテル用途では有利であり得る。
ある実施形態では、例えば、本開示の範囲内の改質されたセルロース繊維を調製する方法は、約２〜約５の範囲のｐＨ（例えば、硫酸を用いて）までクラフトパルプを酸性化することと、鉄源（例えば、硫酸第一鉄、例えば、硫酸第一鉄七水和物）と、酸性化されたクラフトパルプとを、クラフトパルプの乾燥重量を基準として約２５〜約２５０ｐｐｍのＦｅ＋２を適用する量で、一貫して約１％〜約１５％の範囲で混合し、また約１重量％〜約５０重量％の濃度の溶液として、クラフトパルプの乾燥重量を基準として約０．１％〜約１．５％の範囲の量の過酸化水素と混合することを含んでいてもよい。ある実施形態では、硫酸第一鉄溶液を、一貫して約７％〜約１５％の範囲でクラフトパルプと混合する。ある実施形態では、酸性クラフトパルプを、鉄源と混合し、約６０〜約８０℃の範囲の温度で約４０〜約８０分の範囲の期間、過酸化水素と反応させる。
ある実施形態では、５段階漂白プロセスのそれぞれの段階は、混合釜と、反応釜と、洗浄釜とを少なくとも備えている（当業者が知っているように）。
ある実施形態では、本開示は、本開示にしたがって改質された漂白されたクラフト繊維を提供することと、漂白されたクラフト繊維に臭気物質を適用することを含み、１当量の標準的なクラフト繊維に当量数の臭気物質を適用したときの大気量の臭気物質と比較して、大気量の臭気物質が低下するような、臭気を制御するための方法を提供する。ある実施形態では、本開示は、細菌の臭気発生を阻害することを含む、臭気を制御するための方法を提供する。ある実施形態では、本開示は、臭気物質（例えば、窒素系臭気物質）を、改質されたクラフト繊維に吸収させることを含む、臭気を制御するための方法を提供する。本明細書で使用される場合、「窒素系臭気物質」は、少なくとも１つの窒素を含む臭気物質を意味すると理解される。
一実施形態によれば、圧縮力の関数としてのクラフト繊維の密度は、図１からわかり得る。図は、圧縮力下で、パルプ繊維の密度の変化を示す。このグラフは、本発明のパルプ繊維と、比較例４にしたがって作製した繊維および標準的な綿毛状パルプを用いて作製した繊維とを比較する。このグラフからわかり得るように、本発明のパルプ繊維は、標準的な綿毛状パルプより圧縮性が高い。
一実施形態によれば、密度の関数としてのパルプ繊維のドレープ性は、図２からわかり得る。図２は、密度が増加するとき、パルプ繊維のドレープ性を示す。このグラフは、本発明のパルプ繊維と、比較例４にしたがって作製した繊維および標準的な綿毛状パルプを用いて作製した繊維とを比較する。このグラフからわかり得るように、本発明のパルプ繊維は、標準的な綿毛状パルプでわかるよりも顕著に良好なドレープ性を示す。さらに、低い密度で、本発明の繊維は、比較例のパルプ繊維よりも良好なドレープ性を有する。
少なくとも１つの実施形態では、本方法は、セルロース繊維を提供することと、セルロース繊維を部分的に漂白することと、セルロース繊維を酸化することとを含む。ある実施形態では、酸化は、漂白プロセス中に行われる。ある実施形態では、酸化は、漂白プロセス後に行われる。
ある実施形態では、本開示は、本開示のクラフト繊維を提供することと、次いで、綿毛状パルプを製造することとを含む、綿毛状パルプを製造するための方法を提供する。例えば、本方法は、多段階漂白プロセス中にクラフト繊維を漂白することと、次いで、綿毛状パルプを作成することとを含む。少なくとも１つの実施形態では、繊維は、多段階漂白プロセス後に純化されない。
ある実施形態では、クラフト繊維を、少なくとも１種類の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）と合わせる。ある実施形態では、ＳＡＰは、臭気低減剤であってもよい（ｍａｙ ｂｙ）。本開示にしたがって使用され得るＳＡＰの例としては、限定されないが、ＢＡＳＦ社によって販売されるＨｙｓｏｒｂ（商標）、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ社によって販売されるＡｑｕａ Ｋｅｅｐ（登録商標）およびＥｖｏｎｉｋ社によって販売されるＦＡＶＯＲ（登録商標）が挙げられる。
（ＩＩ．クラフト繊維）
本明細書では、「標準的な」、「従来の」または「伝統的な」クラフト繊維、クラフト漂白された繊維、クラフトパルプまたはクラフト漂白されたパルプについて言及されている。このような繊維またはパルプは、多くは、本発明の改良された特性を規定するための参照点として記載される。本明細書で使用される場合、これらの用語は相互に置き換え可能であり、組成物中で同一であり、同様の標準的な様式で処理される繊維またはパルプを指す。本明細書で使用される場合、標準的なクラフト法としては、当該技術分野で認識される条件での蒸煮段階および漂白段階を両方とも含む。標準的なクラフト処理は、蒸解の前に、前加水分解段階を含まない。
明細書に述べられるクラフトセルロース繊維の物理特徴（例えば、純度、明度、繊維長および粘度）は、実施例の章に提供されるプロトコルにしたがって測定される。
ある実施形態では、本開示の改質されたクラフト繊維は、標準的なクラフト繊維と同等の明度を有する。ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、明度は、ＩＳＯで少なくとも８５、８６、８７、８８、８９または９０を有する。ある実施形態では、明度は、約９２しかない。ある実施形態では、明度は、約８５〜約９２、または約８６〜約９１、または約８７〜約９１、または約８８〜約９１の範囲である。
ある実施形態では、本開示にしたがうセルロースは、約８４％〜約８６％の範囲のＲ１８値を有し、例えば、Ｒ１８は、少なくとも約８６％の値を有する。
ある実施形態では、本開示にしたがうクラフト繊維は、約８０％〜約８３％、例えば、約８０．５％〜約８２．５％、例えば、約８１．５．２％〜約８２．２％の範囲のＲ１０値を有する。Ｒ１８含有量およびＲ１０含有量は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３５で記載される。Ｒ１０は、１０重量％の苛性化剤を用いたパルプの抽出後に残る、残留する溶解されていない材料をあらわし、Ｒ１８は、１８％の苛性化剤溶液を用いたパルプの抽出後に残る、残留する溶解されていない材料の残留量をあらわす。一般的に、１０％の苛性化剤溶液では、ヘミセルロースおよび化学的に分解した短鎖セルロースが溶解し、溶液中に除去される。対照的に、一般的に、ヘミセルロースのみが溶解し、１８％の苛性化剤溶液中に除去される。したがって、Ｒ１０値とＲ１８値の差（ΔＲ＝Ｒ１８−Ｒ１０）は、パルプサンプル中に存在する化学的に分解した短鎖セルロースの量をあらわす。
ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、約１７％〜約２０％、または約１７．５％〜約１９．５％の範囲のＳ１０苛性化剤溶解度を有する。ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、約１４％〜約１６％、または約１４．５％〜約１５．５％の範囲のＳ１８苛性化剤溶解度を有する。
本開示は、低粘度および超低粘度のクラフト繊維を提供する。別段の定めがない限り、「粘度」は、本明細書で使用される場合、プロトコルで参照されるようにＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９にしたがって測定された、０．５％のＣａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度を指す。
別段の定めがない限り、「ＤＰ」は、本明細書で使用される場合、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９にしたがって測定された、０．５％のＣａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度から算出された重量での平均重合度（ＤＰｗ）を指す。例えば、Ｊ．Ｆ．Ｃｅｌｌｕｃｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｗｏｏｄ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ｐ．１５５、試験プロトコル８、１９９４（Ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｔｄ．、Ａｂｉｎｇｔｏｎ Ｈａｌｌ、Ａｂｉｎｔｏｎ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＣＢＩ ６ＡＨ Ｅｎｇｌａｎｄ、Ｊ．Ｆ．Ｋｅｎｎｅｄｙら編集）を参照のこと。「低ＤＰ」は、約１１６０〜約１８６０の範囲のＤＰまたは約７〜約１３ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を意味する。「超低ＤＰ」繊維は、約３５０〜約１１６０の範囲のＤＰまたは約３〜約７ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を意味する。
ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、約４．０ｍＰａ・ｓ〜約６ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する。ある実施形態では、粘度は、約４．０ｍＰａ・ｓ〜約５．５ｍＰａ・ｓの範囲である。ある実施形態では、粘度は、約４．５ｍＰａ・ｓ〜約５．５ｍＰａ・ｓの範囲である。ある実施形態では、粘度は、約５．０ｍＰａ・ｓ〜約５．５ｍＰａ・ｓの範囲である。ある実施形態では、粘度は、６ｍＰａ・ｓ未満、５．５ｍＰａ・ｓ未満、５．０ｍＰａ・ｓ未満、または４．５ｍＰａ・ｓ未満である。
本開示にしたがう改質されたクラフト繊維は、他の超低粘度繊維と比較したとき、改良された黄変防止特徴も示す。本発明の改質されたクラフト繊維は、ＮａＯＨ飽和状態で、約３０未満、例えば、約２７未満、例えば、約２５未満、例えば、約２２未満のｂ＊色値を有する。飽和状態でのｂ＊色値の試験は、以下のとおりである。サンプルを３インチ×３インチの四角形に切断する。それぞれの四角形を、トレイに別個に置き、３０ｍｌの１８％ＮａＯＨを加えてシートを飽和させる。次いで、５分後に、この四角形をトレイおよびＮａＯＨ溶液から取り出す。このとき、それは「ＮａＯＨ飽和状態」である。明度および色値をこの飽和シートで測定する。明度および色値を、ＣＩＥ Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊座標として、Ｈｕｎｔｅｒｌａｂ ＭｉｎｉＳｃａｎ（商標） ＸＥ装置で決定した。または、黄変防止特徴を、飽和前および飽和後のシートのｂ＊色の間の差としてあらわし得る。以下の実施例５を参照のこと。一番少なく変化するシートが、最良の黄変防止特徴を有する。改質された本発明のクラフト繊維は、Δｂ＊が、約２５未満、例えば、約２２未満、例えば、約２０未満、例えば、約１８未満である。
ある実施形態では、本開示のクラフト繊維は、標準的なクラフト繊維よりもっと圧縮可能であり、および／またはエンボス加工可能である。ある実施形態では、クラフト繊維を使用し、当量数の標準的なクラフト繊維を用いて製造された構造よりも薄く、および／または大きい密度を有する構造を製造してもよい。
ある実施形態では、本開示のクラフト繊維は、漂白プロセス中、その繊維長を維持する。
「繊維長」と「平均繊維長」は、繊維の特性を記述するために用いられる場合、相互に置き換え可能に用いられ、長さ加重平均繊維長を意味する。したがって、例えば、２ｍｍの平均繊維長を有する繊維は、２ｍｍの長さ加重平均繊維長を有する繊維を意味すると理解されるべきである。
ある実施形態では、クラフト繊維が軟材繊維である場合、セルロース繊維は、以下の実施例の章に記載される試験プロトコル１２にしたがって測定した場合、約２ｍｍまたは２ｍｍより大きい平均繊維長を有する。ある実施形態では、平均繊維長は、約３．７ｍｍしかない。ある実施形態では、平均繊維長は、少なくとも約２．２ｍｍ、約２．３ｍｍ、約２．４ｍｍ、約２．５ｍｍ、約２．６ｍｍ、約２．７ｍｍ、約２．８ｍｍ、約２．９ｍｍ、約３．０ｍｍ、約３．１ｍｍ、約３．２ｍｍ、約３．３ｍｍ、約３．４ｍｍ、約３．５ｍｍ、約３．６ｍｍ、または約３．７ｍｍである。ある実施形態では、平均繊維長は、約２ｍｍ〜約３．７ｍｍ、または約２．２ｍｍ〜約３．７ｍｍの範囲である。
ある実施形態では、本開示の改質されたクラフト繊維は、標準的なクラフト繊維と比較して、カルボキシル含有量が増加している。
ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、約２ｍｅｑ／１００ｇ〜約４ｍｅｑ／１００ｇの範囲のカルボキシル含有量を有する。ある実施形態では、カルボキシル含有量は、約３ｍｅｑ／１００ｇ〜約４ｍｅｑ／１００ｇの範囲である。ある実施形態では、カルボキシル含有量は、少なくとも約２ｍｅｑ／１００ｇ、例えば、少なくとも約２．５ｍｅｑ／１００ｇ、例えば、少なくとも約３．０ｍｅｑ／１００ｇ、例えば、少なくとも約３．５ｍｅｑ／１００ｇである。
ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、約１．５ｍｅｑ／１００ｇ〜約２．５ｍｅｑ／１００ｇの範囲のカルボキシル含有量を有する。ある実施形態では、カルボニル含有量は、約１．５ｍｅｑ／１００ｇ〜約２ｍｅｑ／１００ｇの範囲である。ある実施形態では、カルボニル含有量は、約２．５ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、約２．０ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、約１．５ｍｅｑ／１００ｇ未満である。
本開示のクラフト繊維は、標準的なクラフト繊維よりも柔軟性が高くてもよく、伸び、および／または曲がり、および／または弾性を示し、および／またはウィッキング性（ｗｉｃｋｉｎｇ）が増加してもよい。さらに、本開示のクラフト繊維は、標準的なクラフト繊維よりも柔らかいと予想され、吸収性製品用途、例えば、例えば、おむつおよび包帯用途での適用性を高める。
ある実施形態では、改質されたセルロース繊維は、銅価が約２未満である。ある実施形態では、銅価は、約１．５未満である。ある実施形態では、銅価は、約１．３未満である。ある実施形態では、銅価は、約１．０〜約２．０、例えば、約１．１〜約１．５の範囲である。
少なくとも１つの実施形態では、改質されたクラフト繊維のヘミセルロース含有量は、標準的な未漂白クラフト繊維と実質的に同じである。例えば、軟材クラフト繊維のヘミセルロース含有量は、約１２％〜約１７％の範囲であってもよい。例えば、硬材クラフト繊維のヘミセルロース含有量は、約１２．５％〜約１６．５％の範囲であってもよい。
（ＩＩＩ．クラフト繊維から製造される製品）
本開示は、本明細書に記載する改質されたクラフト繊維から作製される製品を提供する。ある実施形態では、製品は、典型的には、標準的なクラフト繊維から作製されるものである。他の実施形態では、製品は、典型的には、綿リンター、前加水分解クラフトまたは亜硫酸パルプから作製される製品である。さらに具体的には、本発明の繊維を、さらに改質することなく、吸収性製品の作製に使用することができ、化学誘導体、例えば、エーテルおよびエステルの調製の出発物質として使用することができる。今まで、α含有量が高いセルロース（例えば、綿および亜硫酸パルプ）ならびに伝統的なクラフト繊維の両方を置き換えるために有用な繊維は、入手可能ではなかった。
例えば、「綿リンター（または亜硫酸パルプ）を置換され得る」および「綿リンター（または亜硫酸パルプ）と相互に置き換え可能である」および「綿リンター（または亜硫酸パルプ）の代わりに使用され得る」などの句は、その繊維が、通常は綿リンター（または亜硫酸パルプまたは前加水分解クラフト繊維）を用いて作製される最終用途で使用するのに適した特性を有することのみを意味する。この句は、その繊維が、必ずしも綿リンター（または亜硫酸パルプ）とすべて同じ特徴を有すると意味することを意図しない。
ある実施形態では、製品は、限定されないが、医療用デバイス（創傷治癒（例えば、包帯））、乳児用おむつ介護用パッド、成人用失禁製品、女性用衛生製品（例えば、生理用ナプキンおよびタンポンを含む）、エアレイド不織製品、エアレイドコンポジット、「卓上用」ワイパー、ナプキン、ティッシュペーパー、タオルなどを含む吸収性製品である。本開示にしたがう吸収性製品は、使い捨て可能であってもよい。これらの実施形態では、本発明にしたがう繊維を、典型的にはこれらの製品の作製に用いられる、漂白された硬材繊維または軟材繊維のための全体的または部分的な代用物として使用され得る。
ある実施形態では、本発明のクラフト繊維は、綿毛状パルプの形態であり、吸収性製品中の従来の綿毛状パルプよりもクラフト繊維をより有効にする１つまたは１つより多くの特性を有する。さらに具体的には、本発明のクラフト繊維は、現時点で入手可能な綿毛状パルプ繊維の代用品として望ましくする改良された圧縮性を有していてもよい。本開示の繊維の改良された圧縮性のため、薄く、もっと小型化した吸収性構造を製造することを探求する実施形態では有用である。当業者は、本開示の繊維の圧縮可能な性質を理解すると、この繊維が使用され得る吸収性製品を容易に想定し得た。一例として、ある実施形態では、本開示は、本開示のクラフト繊維を含む超薄型衛生製品を提供する。超薄型綿毛状コアは、典型的には、例えば、女性用衛生製品または乳児用おむつに用いられる。本開示の繊維を用いて製造され得た他の製品は、吸収性コアまたは圧縮された吸収性層を必要とするなにかであってもよい。圧縮される場合、本発明の繊維は、吸収性の損失をまったく示さないか、実質的に示さないが、柔軟性の向上を示す。
本発明の繊維を、さらに改質することなく、限定されないが、ティッシュペーパー、タオル、ナプキンおよび伝統的な紙製造機で作られる他の紙製品を含む吸収性製品の作製に使用してもよい。伝統的な紙製造プロセスは、典型的には作成ワイヤに配置される水性繊維スラリーの調製を含み、ワイヤで、その後に水が除去される。本開示のクラフト繊維は、これらの繊維を含む製品に改良された製品特徴を提供してもよい。
（ＩＶ．酸／アルカリによって加水分解された製品）
ある実施形態では、本開示は、綿リンターまたは亜硫酸パルプの代用品として使用され得る改質されたクラフト繊維を提供する。ある実施形態では、本開示は、例えば、セルロースエーテル、酢酸セルロースおよび微結晶性セルロースの製造において、綿リンターまたは亜硫酸パルプの代用物として使用され得る改質されたクラフト繊維を提供する。
理論によって束縛されないが、従来のクラフトパルプに対し、アルデヒド含有量が増加すると、粘度およびＤＰを同時に減らしつつ、顕著な黄変も変色も付与することなく、紙製造およびセルロース誘導体の両方に使用可能な繊維を作製することができ、最終製品にエーテル化のためのさらなる活性な部位（例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど）を提供すると考えられる。
ある実施形態では、改質されたクラフト繊維は、セルロースエーテルを製造するのに適切にする化学特性を有する。したがって、本開示は、上述のような改質されたクラフト繊維から誘導されるセルロースエーテルを提供する。ある実施形態では、セルロースエーテルは、エチルセルロース、メチルセルロース、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびヒドロキシエチルメチルセルロースから選択される。本開示のセルロースエーテルを、セルロースエーテルを伝統的に使用する任意の用途で使用され得ると考えられる。例えば、限定する様式ではないが、本開示のセルロースエーテルを、コーティング、インク、バインダー、制御放出薬物錠剤および膜に使用してもよい。
ある実施形態では、改質されたクラフト繊維は、セルロースエステルを製造するのに適切にする化学特性を有する。したがって、本開示は、本開示の改質されたクラフト繊維から誘導されるセルロースエステル（例えば、酢酸セルロース）を提供する。ある実施形態では、本開示は、本開示の改質されたクラフト繊維から誘導される酢酸セルロースを含む製品を提供する。例えば、限定する様式ではないが、本開示のセルロースエステルを、家財道具、たばこフィルター、インク、吸収性製品、医療用デバイスおよびプラスチック（例えば、ＬＣＤおよびプラズマスクリーンならびにフロントガラスを含む）に使用してもよい。
ある実施形態では、本開示の改質されたクラフト繊維は、ビスコースの製造に適していてもよい。さらに具体的には、本開示の改質されたクラフト繊維を、高価なセルロース出発物質の部分的な代用物として使用してもよい。本開示の改質されたクラフト繊維は、高価なセルロース出発物質の１５％と同じ量または１５％より多く、例えば、１０％と同じ量、例えば、５％と同じ量を置き換えてもよい。したがって、本開示は、上述のような改質されたクラフト繊維から全体的または部分的に誘導されるビスコース繊維を提供する。ある実施形態では、ビスコースと呼ばれる溶液を作製するためにアルカリおよび二硫化炭素で処理された本開示の改質されたクラフト繊維からビスコースが製造され、次いで、希硫酸および硫酸ナトリウムに紡績され、ビスコースをセルロースに再び変換する。本開示のビスコース繊維を、ビスコース繊維が伝統的に用いられる任意の用途で使用してもよいと考えられる。例えば、限定する様式ではないが、本開示のビスコースを、レーヨン、セロファン、フィラメント、食品容器およびタイヤコードに使用してもよい。
ある実施形態では、本開示の改質されたクラフトを、さらに改質することなく、酸性亜硫酸パルプ化プロセスによって製造される綿リンターおよび漂白した軟材繊維から誘導される繊維の全体的または部分的な代用物として、セルロースエーテル（例えば、カルボキシメチルセルロース）およびエステルの製造に使用され得る。
ある実施形態では、本開示は、綿リンターまたは亜硫酸パルプの全体的または部分的な代用物として使用され得る改質されたクラフト繊維を提供する。ある実施形態では、本開示は、例えば、セルロースエーテル、酢酸セルロース、ビスコースおよび微結晶性セルロースの製造において、綿リンターまたは亜硫酸パルプの代用物として使用され得る改質されたクラフト繊維を提供する。
ある実施形態では、クラフト繊維は、セルロースエーテルの生産に適している。したがって、本開示は、上述のクラフト繊維から誘導されるセルロースエーテルを提供する。ある実施形態では、セルロースエーテルは、エチルセルロース、メチルセルロース、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、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびヒドロキシエチルメチルセルロースから選択される。本開示のセルロースエーテルを、セルロースエーテルが伝統的に使用される任意の用途で使用してもよいと考えられる。例えば、限定する様式ではないが、本開示のセルロースエーテルを、コーティング、インク、バインダー、制御放出薬物錠剤および膜で使用してもよい。
ある実施形態では、クラフト繊維は、セルロースエステルの生産に適している。したがって、本開示は、本開示のクラフト繊維から誘導されるセルロースエステル（例えば、酢酸セルロース）を提供する。ある実施形態では、本開示は、本開示のクラフト繊維から誘導される酢酸セルロースを含む製品を提供する。例えば、限定する様式ではないが、本開示のセルロースエステルを、家財道具、たばこフィルター、インク、吸収性製品、医療用デバイスおよびプラスチック（例えば、ＬＣＤおよびプラズマスクリーンならびにフロントガラス）に使用してもよい。
ある実施形態では、クラフト繊維は、微結晶性セルロースの生産に適している。微結晶性セルロースの作製は、比較的きれいな、高度に精製された出発セルロース材料を必要とする。このように、伝統的に高価な亜硫酸パルプを、その作製のために主に使用してきた。本開示は、本開示のクラフト繊維から誘導される微結晶性セルロースを提供する。したがって、本開示は、微結晶性セルロース作製のための費用効率が高いセルロース源を提供する。
本開示のセルロースを、微結晶性セルロースが伝統的に使用されてきた任意の用途に使用してもよい。例えば、限定する様式ではないが、本開示のセルロースを、医薬用途または機能性食品用途、食品用途、化粧品用途、紙用途で、または構造コンポジットとして使用してもよい。例えば、本開示のセルロースは、バインダー、希釈剤、崩壊剤、滑沢剤、錠剤化助剤、安定化剤、質感調整剤（ｔｅｘｔｕｒｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、脂肪代替物、充填剤、ケーキング防止剤、発泡剤、乳化剤、増粘剤、分離剤、ゲル化剤、担体材料、乳白剤または粘度調整剤であってもよい。ある実施形態では、微結晶性セルロースは、コロイドである。
本開示のクラフト繊維から誘導されるセルロース誘導体および微結晶性セルロースを含む他の製品も、当業者によって推測され得る。このような製品は、例えば、化粧品用途および工業用途で見出され得る。
本明細書で使用される場合、「約」は、実験誤差に起因する変動を説明することが意味される。すべての測定は、「約」が明示的に引用されているか否かにかかわらず、特に記述されない限り、「約」という用語で修飾されていると理解される。したがって、例えば、「２ｍｍの長さを有する繊維」という記述は、「約２ｍｍの長さを有する繊維」を意味すると理解される。
本発明の１つ以上の非限定的な実施形態の詳細を以下の実施例に示す。本発明の他の実施形態は、本開示を考慮した後は、当業者には明らかなはずである。
（試験プロトコル）
１．苛性化剤溶解度（Ｒ１０、Ｓ１０、Ｒ１８、Ｓ１８）をＴＡＰＰＩ Ｔ２３５−ｃｍ００にしたがって測定する。
２．カルボキシル含有量をＴＡＰＰＩ Ｔ２３７−ｃｍ９８にしたがって測定する。
３．アルデヒド含有量を、Ｅｃｏｎｏｔｅｃｈ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ＬＴＤの所有している手順であるＥＳＭ ０５５Ｂにしたがって測定する。
４．銅価をＴＡＰＰＩ Ｔ４３０−ｃｍ９９にしたがって測定する。
５．以下の式にしたがって、Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２００２、３、９６９〜９７５からのカルボニル含有量を銅価から算出する。カルボニル＝（銅価−０．０７）／０．６。
６．０．５％のＣａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度を、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９にしたがって測定する。
７．固有粘度を、ＡＳＴＭ Ｄ１７９５（２００７）にしたがって測定する。
８．以下の式にしたがって０．５％のＣａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度から１９９４ Ｃｅｌｌｕｃｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｏｆ Ｗｏｏｄ Ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ｐ．１５５、Ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｔｄ、Ａｂｉｎｇｔｏｎ Ｈａｌｌ、Ａｂｉｎｇｔｏｎ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＣＢｌ ６ＡＨ、Ｅｎｇｌａｎｄ（Ｊ．Ｆ．Ｋｅｎｎｅｄｙらが編集）からのＤＰを算出する。ＤＰｗ＝−４４９．６＋５９８．４ｌｎ（０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ）＋１１８．０２ｌｎ２（０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ）
９．炭水化物を、Ｄｉｏｎｅｘイオンクロマトグラフィーによる分析を用い、ＴＡＰＰＩ Ｔ２４９−ｃｍ００にしたがって測定する。
１０．以下の式にしたがって、ＴＡＰＰＩ Ｊｏｕｒｎａｌ ６５（１２）：７８〜８０ １９８２からのセルロース含有量を炭水化物の組成から算出する。セルロース＝グルカン−（マンナン／３）。
１１．ヘミセルロース含有量を、糖類の合計からセルロース含有量を引いて算出する。
１２．繊維長および粗さを、ＯＰＴＥＳＴ、ホークスベリー、オンタリオ製のＦｉｂｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ（商標）で、製造業者の標準的な手順にしたがって決定する。
１３．ＤＣＭ（ジクロロメタン）抽出物（ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｓ）を、ＴＡＰＰＩ Ｔ２０４−ｃｍ９７にしたがって決定する。
１４．鉄含有量を、酸蒸解およびＩＣＰによる分析によって決定する。
１５．灰分含有量を、ＴＡＰＰＩ Ｔ２１１−ｏｍ０２にしたがって決定する。
１６．明度をＴＡＰＰＩ Ｔ５２５−ｏｍ０２にしたがって決定する。
１７．ＣＩＥ白度をＴＡＰＰＩ法 Ｔ５６０にしたがって決定する。
（実施例１）
（本開示の繊維を調製する方法）
Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）による下向流蒸煮を用いた２容器型の連続式蒸解釜でサザンパインチップを蒸煮した。白液の適用は、含浸容器中、有効アルカリ量（ＥＡ）として８．４２％であり、クエンチ循環において８．５９％であった。クエンチ温度は、１６６℃であった。蒸解後のカッパー価は、２０．４であった。褐色ストックパルプを、２．９８％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および２．３１％酸素（Ｏ２）を適用した２段階酸素脱リグニンシステムでさらに脱リグニンした。温度は、９８℃であった。１番目の反応釜の圧力は７５８ｋＰａであり、２番目の反応釜は、３７２ｋＰａであった。カッパー価は、６．９５であった。
酸素脱リグニンしたパルプを、５段階漂白プラントで漂白した。１番目の二酸化塩素段階（Ｄ０）を、６１℃の温度、２．４のｐＨで適用された０．９０％の二酸化塩素（ＣｌＯ２）を用いて行った。
２番目または酸化アルカリ性抽出段階（ＥＯＰ）を７６℃の温度で行った。ＮａＯＨを０．９８％で、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を０．４４％で、酸素（Ｏ２）を０．５４％で適用した。酸素脱リグニン後のカッパー価は、２．１であった。
３番目または二酸化塩素段階（Ｄ１）を、７４℃の温度、３．３のｐＨで行った。ＣｌＯ２を０．６１％で、ＮａＯＨを０．０２％で適用した。０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度は、１０．０ｍＰａ・ｓであった。
４番目の段階を変え、低重合度パルプを製造した。硫酸第一鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、Ｄ１洗浄釜のリパルパー（ｒｅｐｕｌｐｅｒ）で、パルプに対して７５ｐｐｍのＦｅ＋２を提供する速度で、２．５ｌｂ／ｇａｌ水溶液として加えた。この段階のｐＨは、３．３であり、温度は、８０℃であった。この段階の供給ポンプの吸引時に、Ｈ２Ｏ２をパルプに対して０．２６％で適用した。
５番目または最終の二酸化塩素段階（Ｄ２）を、０．１６％ＣｌＯ２を適用し、８０℃の温度、３．９のｐＨで行った。粘度は、５．０ｍＰａ・ｓであり、明度は、９０．０％ ＩＳＯであった。
鉄含有量は、１０．３ｐｐｍであり、測定された抽出物は、０．０１８％であり、灰分含有量は、０．１％であった。さらなる結果を以下の表に記載する。
（実施例２）
Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）による下向流蒸煮を用いた２容器型の連続式蒸解釜でサザンパインチップを蒸煮した。白液の適用は、含浸容器中、有効アルカリ量（ＥＡ）として８．１２％であり、クエンチ循環において８．１８％であった。クエンチ温度は、１６７℃であった。蒸解後のカッパー価は、２０．３であった。褐色ストックパルプを、３．１４％のＮａＯＨおよび１．７４％のＯ２を適用した２段階酸素脱リグニンシステムでさらに脱リグニンした。温度は、９８℃であった。１番目の反応釜の圧力は、７７９ｋＰａであり、２番目の反応釜は、３７２ｋＰａであった。酸素脱リグニン後のカッパー価は、７．７４であった。
酸素脱リグニンしたパルプを５段階漂白プラントで漂白した。１番目の二酸化塩素段階（Ｄ０）を、６８℃の温度、２．４のｐＨで適用された１．０３％のＣｌＯ２を用いて行った。
２番目または酸化アルカリ性抽出段階（ＥＯＰ）を８７℃の温度で行った。ＮａＯＨを０．７７％で、Ｈ２Ｏ２を０．３４％で、Ｏ２を０．４５％で適用した。この段階の後のカッパー価は、２．２であった。
３番目または二酸化塩素段階（Ｄ１）を、７６℃の温度、３．０のｐＨで行った。ＣｌＯ２を０．７１％で、ＮａＯＨを０．１１％で適用した。０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度は、１０．３ｍＰａ・ｓであった。
４番目の段階を変え、低重合度パルプを製造した。硫酸第一鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、Ｄ１洗浄釜のリパルパーで、パルプに対して７５ｐｐｍのＦｅ＋２を提供する速度で、２．５ｌｂ／ｇａｌ水溶液として加えた。この段階のｐＨは、３．３であり、温度は、７５℃であった。この段階の供給ポンプの吸引時に、Ｈ２Ｏ２をパルプに対して０．２４％で適用した。
５番目または最終の二酸化塩素段階（Ｄ２）を、０．１４％ＣｌＯ２を適用し、７５℃の温度、３．７５のｐＨで行った。粘度は、５．０ｍＰａ・ｓであり、明度は、８９．７％ ＩＳＯであった。
鉄含有量は、１５ｐｐｍであった。さらなる結果を以下の表に記載する。
（実施例３）
Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）による下向流蒸煮を用いた２容器型の連続式蒸解釜でサザンパインチップを蒸煮した。白液の適用は、含浸容器中、有効アルカリ量（ＥＡ）として７．４９％であり、クエンチ循環において７．５５％であった。クエンチ温度は、１６６℃であった。蒸解後のカッパー価は、１９．０であった。褐色ストックパルプを、３．１６％のＮａＯＨおよび１．９４％のＯ２を適用した２段階酸素脱リグニンシステムでさらに脱リグニンした。温度は、９７℃であった。１番目の反応釜の圧力は、７５８ｋＰａであり、２番目の反応釜は、３３７ｋＰａであった。酸素脱リグニン後のカッパー価は、６．５であった。
酸素脱リグニンしたパルプを５段階漂白プラントで漂白した。１番目の二酸化塩素段階（Ｄ０）を、６７℃の温度、２．６のｐＨで適用された０．８８％のＣｌＯ２を用いて行った。
２番目または酸化アルカリ性抽出段階（ＥＯＰ）を８３℃の温度で行った。ＮａＯＨを０．７４％で、Ｈ２Ｏ２を０．５４％で、Ｏ２を０．４５％で適用した。この段階の後のカッパー価は、１．８であった。
３番目または二酸化塩素段階（Ｄ１）を、７８℃の温度、２．９のｐＨで行った。ＣｌＯ２を０．７２％で、ＮａＯＨを０．０４％で適用した。０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度は、１０．９ｍＰａ・ｓであった。
４番目の段階を変え、低重合度パルプを製造した。硫酸第一鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、Ｄ１洗浄釜のリパルパーで、パルプに対して７５ｐｐｍのＦｅ＋２を提供する速度で、２．５ｌｂ／ｇａｌ水溶液として加えた。この段階のｐＨは、２．９であり、温度は、８２℃であった。この段階の供給ポンプの吸引時に、Ｈ２Ｏ２をパルプに対して０．３０％で適用した。
５番目または最終の二酸化塩素段階（Ｄ２）を、０．１４％ＣｌＯ２を適用し、７７℃の温度、３．４７のｐＨで行った。粘度は、５．１ｍＰａ・ｓであり、明度は、８９．４％ ＩＳＯであった。
鉄含有量は、１０．２ｐｐｍであった。さらなる結果を以下の表に記載する。
（実施例４−比較例）
Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）による下向流蒸煮を用いた２容器型の連続式蒸解釜でサザンパインチップを蒸煮した。白液の適用は、含浸容器中、有効アルカリ量（ＥＡ）として８．３２％であり、クエンチ循環において８．４６％であった。クエンチ温度は、１６２℃であった。蒸解後のカッパー価は、２７．８であった。褐色ストックパルプを、２．４４％ ＮａＯＨおよび１．９１％のＯ２を適用した２段階酸素脱リグニンシステムでさらに脱リグニンした。温度は、９７℃であった。１番目の反応釜の圧力は、７７９ｋＰａであり、２番目の反応釜は、３８６ｋＰａであった。酸素脱リグニン後のカッパー価は、１０．３であった。
酸素脱リグニンしたパルプを５段階漂白プラントで漂白した。１番目の二酸化塩素段階（Ｄ０）を、６６℃の温度、２．４のｐＨで適用された０．９４％のＣｌＯ２を用いて行った。
２番目または酸化アルカリ性抽出段階（ＥＯＰ）を８３℃の温度で行った。ＮａＯＨを０．８９％で、Ｈ２Ｏ２を０．３３％で、Ｏ２を０．２０％で適用した。この段階の後のカッパー価は、２．９であった。
３番目または二酸化塩素段階（Ｄ１）を、温度７７℃、ｐＨ２．９で行った。ＣｌＯ２を０．７６％で、ＮａＯＨを０．１３％で適用した。０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度は、１４．０ｍＰａ・ｓであった。
４番目の段階を変え、低重合度パルプを製造した。硫酸第一鉄七水和物（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、Ｄ１洗浄釜のリパルパーで、パルプに対して１５０ｐｐｍのＦｅ＋２を提供する速度で、２．５ｌｂ／ｇａｌ水溶液として加えた。この段階のｐＨは、２．６であり、温度は、８２℃であった。この段階の供給ポンプの吸引時に、Ｈ２Ｏ２をパルプに対して１．６％で適用した。
５番目または最終の二酸化塩素段階（Ｄ２）を、０．１３％ＣｌＯ２を適用し、８５℃の温度、３．３５のｐＨで行った。粘度は、３．６ｍＰａ・ｓであり、明度は、８８．７％ ＩＳＯであった。
上の実施例で製造されたそれぞれの漂白したパルプから、気流フレクト乾燥セクション
Figure 2015503686
を有するＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒ型パルプ乾燥器でパルプ板を製造した。各パルプのサンプルを集め、化学組成および繊維特性を分析した。結果を表１に示す。
この結果は、増加した脱リグニンおよび酸触媒による過酸化物段階（実施例１〜３）の組み合わせによる低粘度またはＤＰｗを用いて製造されたパルプは、標準的な脱リグニンを用い、増加した酸触媒による過酸化物段階を用いた比較例よりも小さいカルボニル含有量を有することを示す。本発明のパルプは、苛性化剤に基づくプロセス（例えば、セルロースエーテルおよびビスコースの製造）を行ったとき、顕著に低い黄変を示す。
結果を以下の表に示す。
Figure 2015503686
（実施例５−黄変の試験）
実施例２および比較例からの乾燥したパルプシートを３インチ×３インチの四角形に切断した。明度および色値を、ＣＩＥ Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊座標として、Ｈｕｎｔｅｒｌａｂ ＭｉｎｉＳｃａｎ（商標） ＸＥ装置で決定した。それぞれの四角形を、トレイに別個に置き、３０ｍｌの１８％ＮａＯＨを加えてシートを飽和した。５分後に、この四角形をトレイおよびＮａＯＨ溶液から取り出した。明度および色値を、飽和シートで測定した。
Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊システムは、以下のような色空間を記載する。
Ｌ＊＝０（黒色）−１００（白色）
ａ＊＝−ａ（緑色）−＋ａ（赤色）
ｂ＊＝−ｂ（青色）−＋ｂ（黄色）
結果を表２に示す。実施例２のパルプは、飽和サンプルについて小さなｂ＊値および飽和したときのｂ＊値の増加が小さいことからわかるように、顕著に低い黄変を示す。
Figure 2015503686
（実施例６−標準的な綿毛状パルプ）
Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）による下向流蒸煮を用いた２容器型の連続式蒸解釜でサザンパインチップを蒸煮した。白液の適用は、含浸容器中、有効アルカリ量（ＥＡ）として８．３２％であり、クエンチ循環において８．４６％であった。クエンチ温度は、１６２℃であった。蒸解後のカッパー価は、２７．８であった。褐色ストックパルプを、２．４４％のＮａＯＨおよび１．９１％のＯ２を適用した２段階酸素脱リグニンシステムでさらに脱リグニンした。温度は、９７℃であった。１番目の反応釜の圧力は、７７９ｋＰａであり、２番目の反応釜は、３８６ｋＰａであった。酸素脱リグニン後のカッパー価は、１０．３であった。
酸素脱リグニンしたパルプを５段階漂白プラントで漂白した。１番目の二酸化塩素段階（Ｄ０）を、６６℃の温度、２．４のｐＨで適用された０．９４％のＣｌＯ２を用いて行った。
２番目または酸化アルカリ性抽出段階（ＥＯＰ）を８３℃の温度で行った。ＮａＯＨを０．８９％で、Ｈ２Ｏ２を０．３３％で、Ｏ２を０．２０％で適用した。この段階の後のカッパー価は、２．９であった。
３番目または二酸化塩素段階（Ｄ１）を、７７℃の温度、２．９のｐＨで行った。ＣｌＯ２を０．７６％で、ＮａＯＨを０．１３％で適用した。０．５％ Ｃａｐｉｌｌａｒｙ ＣＥＤ粘度は、１４．０ｍＰａ・ｓであった。
４番目の段階（ＥＰ）は、過酸化物で強化したアルカリ性抽出段階であった。この段階のｐＨは、１０．０であり、温度は、８２℃であった。ＮａＯＨをパルプに対して０．２９％で適用した。この段階の供給ポンプの吸引時に、Ｈ２Ｏ２をパルプに対して０．１０％で適用した。
５番目または最終の二酸化塩素段階（Ｄ２）を、０．１３％ＣｌＯ２を適用し、８５℃の温度、３．３５のｐＨで行った。粘度は、１３．２ｍＰａ・ｓであり、明度は、９０．９％ ＩＳＯであった。
多くの実施形態を記載してきた。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変がなされてもよいことが理解され得る。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (15)

  1. 改質されたクラフトパルプを作製するための方法であって、
    カッパー価が約１７〜約２１になるまで軟材セルロースパルプを蒸解することと、
    カッパー価が８未満になるまで該セルロースパルプを酸素脱リグニンすることと；
    多段階漂白プロセスを用いて該セルロースクラフトパルプを漂白することと；
    該多段階漂白プロセスの少なくとも１段階中に、酸性条件下で過酸化物および触媒を用いて該クラフトパルプを酸化することとを含み、該多段階漂白プロセスが、該酸化段階の後に少なくとも１つの漂白段階を含む、方法。
  2. 前記軟材セルロースパルプが、サザンパイン繊維である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記触媒が、銅および鉄のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記触媒が、約２５ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの量で存在する、請求項１に記載の方法。
  5. 前記過酸化物が過酸化水素である、請求項１に記載の方法。
  6. 前記過酸化水素が、０．１％〜約０．５％の量で存在する、請求項５に記載の方法。
  7. 前記酸化段階のｐＨが約２〜約６の範囲である、請求項１に記載の方法。
  8. 前記蒸解が、含浸釜と、並流下向流蒸解釜とを含む２段階で行われる、請求項７に記載の方法。
  9. カッパー価が約１７〜約２０になるまで軟材セルロース繊維を蒸解することと、
    カッパー価が８未満になるまで該セルロース繊維を酸素脱リグニンすることと；
    多段階漂白プロセスを用いて該セルロースクラフトパルプを漂白することと；
    該多段階漂白プロセスの少なくとも１段階中に、酸性条件下で過酸化物および触媒を用いて該クラフトパルプを酸化することとを含み、該多段階漂白プロセスが、該酸化段階の後に少なくとも１つの漂白段階を含む、前加水分解工程を含まない方法によって作製された改良された黄変防止特徴を有する軟材クラフト繊維。
  10. 前記繊維は、ＮａＯＨ飽和状態で３０未満のｂ＊値を有する、請求項９に記載の方法。
  11. 前記繊維は、約２５未満のΔｂ＊を有する、請求項９に記載の方法。
  12. 前記触媒は、２５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの量の鉄または銅から選択され、前記過酸化物は、パルプに対して０．１％〜約０．５％の量の過酸化水素である、請求項１０に記載の方法。
  13. 約２．５ｍｍｏｌｅｓ／１００ｇ未満の合計カルボニル含有量および約５ｍＰａ・ｓ未満のＣＥＤ粘度を示す、改質された漂白された軟材クラフト繊維。
  14. 前記繊維は、ＮａＯＨ飽和状態で３０未満のｂ＊値を有する、請求項１３に記載の改質された繊維。
  15. 前記繊維は、約２５未満のΔｂ＊を有する、請求項１３に記載の改質された繊維。
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