JP6472758B2 - 改善されたα−セルロース含量を有する軟材クラフト繊維およびその化学セルロース製品の生産における使用 - Google Patents

Description

本開示は、α−セルロース含量が改善された改質クラフト繊維に関する。本開示はさらに、優れた白色度および輝度、ならびに改善されたα−セルロース含量を有する軟材、より具体的にはサザンパインのクラフト繊維に関する。より具体的には、本開示は、例えば、６．５ｍＰａ．ｓ未満の低粘度、および高α−セルロース含量、例えば、少なくとも８７．５％のＲ１８値を呈し、クラフトパルプに由来する他のセルロース繊維に比してその性能を改善し、これまで高価な繊維（例えば、綿または高アルファ含量亜硫酸パルプ）に限定されていた用途においてそれを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、記載される改善された繊維を生産するための方法にも関する。最後に、本開示は、記載される改善された繊維を使用して生産される製品に関する。

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、医薬品において、かつ工業用途において広く使用されている。セルロース繊維の主な源は、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加工条件により一般に、セルロース繊維特性、したがって、ある特定の最終用途に対する繊維の適用性が指定される。加工するのに比較的安価であるが、より多いα−セルロースおよびより少ない不純物を含有し、高度に万能であり、様々な用途でのその使用を可能にするセルロース繊維の必要性が存在する。具体的には、セルロース誘導体、例えば、ビスコースの生産において、より容易に、より高い量で、より高価な繊維の代わりとなり得るより低コストのクラフト繊維の必要性がある。

化学的なクラフトパルプ化法によって生産されるクラフト繊維は、一般に良好な輝度および強度特性を有する最終製品をもたらすセルロース繊維の安価な源を提供する。したがって、クラフト繊維は、紙用途で広く使用されている。しかし、標準的なクラフト繊維は、伝統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、セルロース誘導体生産などの下流用途において適用性が限定されている。一般に、伝統的なクラフト繊維は、繊維の後続の物理的および／または化学的改良を妨害し得る、過剰な残留ヘミセルロースおよび他の天然に存在する材料を含有している。さらに、伝統的なクラフト繊維は、化学官能性が限定されており、一般に剛性であり、それほど圧縮性でない。

典型的なクラフトプロセスでは、「白液」と呼ばれる化学試薬が蒸解釜内で木片と組み合わされて、脱リグニンが実施される。脱リグニンは、セルロース繊維に結合したリグニンが、高温アルカリ性溶液中でのその高い溶解度に起因して除去されるプロセスを指す。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）および硫化ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ）のアルカリ性水溶液である。使用される樹種および所望の最終製品に応じて、白液は、木材の乾燥重量に基づく所望の総アルカリ装填量をもたらすのに十分な量で木片に添加される。

一般に、蒸解釜内の木材／液混合物の温度は、約１〜３時間の全反応時間にわたって約１４５℃〜１７０℃に維持される。蒸解が完了すると、得られたクラフト木材パルプは、使用された化学物質および溶解したリグニンを含む廃液（黒液）から分離される。慣例的に、黒液は、クラフト回収プロセスで燃やされて、ナトリウムおよび硫黄化学物質が再使用のために回収される。

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渣に起因して特徴的な茶色がかった色を呈する。蒸解および洗浄後、繊維は、余計なリグニンを除去し、繊維を白色化および光沢化するために漂白されることが多い。漂白化学物質は蒸煮化学物質よりはるかに高価であるので、典型的には、可能な限り多くのリグニンを蒸煮プロセス中に除去する。しかし、過剰のリグニンを除去するとセルロースの劣化が増大し得るので、これらのプロセスは、バランスのとれたものである必要があることが理解されている。蒸煮後かつ漂白前の標準的なプロセスにおける軟材の典型的なカッパ数（パルプ中の残留リグニンの量を判定するのに使用される尺度）は、２８〜３２の範囲内である。

蒸解および洗浄後、繊維は一般に、多段シーケンスで漂白され、これは伝統的に、強酸性および強アルカリ性漂白工程を含み、漂白シーケンスの最後または最後付近で少なくとも１回のアルカリ性工程を含む。木材パルプの漂白は一般に、物理的性質に悪影響を与えることなく、典型的には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色度または輝度を選択的に増大させる目的で行われる。クラフトパルプなどの化学パルプの漂白は一般に、良好な選択性を伴って所望の輝度を実現するために、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、交互するｐＨ範囲で行われる段階を使用する。この交互は、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、漂白シーケンスで生成される不純物の除去を促進する。したがって、一般に、順次３回の酸性段階など、漂白段階で一連の酸性段階を使用しても、酸性−アルカリ性−酸性などの交互する酸性／アルカリ性段階と同じ輝度はもたらされないことが予期される。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）より明るい生成物を生じさせる。

セルロースは一般に、数百〜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。セルロースは、その官能性を改質するために酸化される場合がある。セルロースを酸化する様々な方法が公知である。セルロースの酸化では、セルロース鎖のグリコシドの水酸基が、例えば、カルボニル基、例えば、アルデヒド基、ケトン基、またはカルボン酸基などに変換され得る。使用される酸化の方法および条件に応じて、カルボニル改質のタイプ、程度、および場所は様々となり得る。ある特定の酸化条件は、例えば、セルロース鎖中のグリコシド環を切断し、脱重合をもたらすことによって、セルロース鎖自体を劣化させ得ることが公知である。ほとんどの場合では、解重合されたセルロースは、粘度が低減されているだけでなく、出発セルロース材料より短い繊維長も有する。セルロースが、解重合し、かつ／または繊維長および／もしくは繊維強度を著しく低減するなどによって劣化される場合、これは、加工するのが困難であり得、かつ／または多くの下流用途にとって不適当であり得る。セルロース繊維を著しく劣化させない、カルボン酸、アルデヒド、およびケトンの官能性を改善し得るセルロース繊維を改質する方法の必要性が残っている。

セルロース繊維を劣化させることなく、セルロースを酸化してセルロース鎖にカルボキシとアルデヒドの両方の官能性をもたらす様々な試みが行われてきた。多くのセルロース酸化方法では、セルロースにアルデヒド基が存在する場合、セルロースの劣化を制御または制限することが困難であった。これらの問題の解決における以前の試みは、一工程である特定のカルボニル基を部位特異的に改質し、別の工程で他の水酸基を酸化し、かつ／または媒介剤および／もしくは保護剤を供給するマルチ工程酸化プロセスの使用を含んでいた。これらのすべては、セルロース酸化プロセスに追加のコストおよび副生成物を付与し得る。したがって、費用効果的であり、かつ／またはクラフトプロセスなどの単一工程のプロセスで実施され得る、セルロースを改質する方法の必要性が存在する。

セルロース酸化生成物の化学構造、およびこれらの生成物の劣化を制御することの困難に加えて、酸化のこの方法は、最終製品中の化学的および物理的性質ならびに不純物を含めた他の性質に影響し得ることが公知である。例えば、酸化のこの方法は、最終製品中の結晶性の程度、ヘミセルロース含量、色、および／または不純物のレベル、ならびに繊維の黄変特性に影響し得る。最終的に、酸化のこの方法は、工業用途または他の用途用にセルロース製品を加工する能力にインパクトを与え得る。

伝統的に、吸収性製品またはティッシュペーパーの生産に有用であったセルロース源は、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などの生産にも有用であることはなかった。伝統的なクラフト繊維などの高粘度セルロース原料からの低粘度セルロース誘導体の生産は、望まれない副生成物を付与し、セルロース誘導体の品質全般を低減する一方で、著しいコストを追加する追加の製造工程を必要とする。一般に高重合度を有するコットンリンターおよび高α−セルロース含量亜硫酸パルプは、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エステルなどの製造において使用される。しかし、高い重合度（ＤＰ）および／または粘度を有するコットンリンターおよび亜硫酸繊維の生産は、１）綿の場合における出発原料のコスト、２）亜硫酸パルプの場合におけるパルプ化および漂白の高エネルギー、化学的および環境的コスト、ならびに３）両方の場合に当てはまる、要求される大規模な精製プロセスに起因して高価である。高いコストに加えて、市場で利用可能な亜硫酸パルプの供給が低下している。したがって、これらの繊維は、非常に高価であり、例えば、より高い純度またはより高い粘度のパルプが要求され得るパルプおよび紙の用途における適用性が限定されている。セルロース誘導体製造者にとって、これらのパルプは、その全体的な製造コストの大きな部分を構成する。したがって、セルロース誘導体の生産で使用し得るクラフト繊維などの高αーセルロース含量、高純度、白色、光沢のある、容易に入手可能な、低コストの繊維の必要性が存在する。より具体的には、セルロース誘導体を作製するのに現在要求されている高価な繊維のより高い百分率を置き換えることができる繊維の必要性がある。

微結晶性セルロースの製造で使用することができる安価なセルロース材料の必要性もある。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、部分的に解重合されたセルロースの精製結晶形である。大規模な漂白後加工工程を追加することなく、微結晶性セルロース生産でクラフト繊維を使用することは、これまで限られていた。微結晶性セルロース生産は一般に、酸加水分解されてセルロース鎖の非晶質セグメントが除去される、高度に精製されたセルロース出発材料を必要とする。Ｂａｔｔｉｓｔａらの米国特許第２，９７８，４４６号およびＢｒａｕｎｓｔｅｉｎらの米国特許第５，３４６，５８９号を参照。セルロースの非晶質セグメントを除去した後の鎖の低い重合度は、「レベルオフＤＰ」と呼ばれ、しばしば微結晶性セルロース生産の出発点であり、その数値は、主にセルロース繊維の源および加工に依存する。標準的なクラフト繊維からの非結晶質セグメントの溶解は一般に、繊維をほとんどの用途にとって不適当にする程度に繊維を劣化させ、理由は、１）残存する不純物、２）十分に長い結晶性セグメントの欠如、または３）それが、典型的には２００〜４００の範囲内の高すぎる重合度を有することによって、繊維を微結晶性セルロースの生産において有用にすることができないセルロース繊維をもたらすことの少なくとも１つのためである。クラフト繊維は、微結晶性セルロース生産および用途でより大きな多用性をもたらし得るので、例えば、α−セルロース含量が増大したクラフト繊維は、望ましいはずである。

本開示では、記載した性質の１つまたは複数を有する繊維を、クラフトパルプ化および漂白プロセスを単に改良することによって生産することができる。本開示の繊維は、本明細書に論じた伝統的なクラフト繊維に付随する制限事項の多くを克服し、先の酸化的漂白シーケンスによって生産される繊維と比較した場合、α−セルロース含量を増大させる。さらに、改善された性質を有する本発明のパルプは、化学セルロース、例えば、ビスコースの生産で使用される高価な繊維パルプ中により容易に組み込むことができる。この界面活性剤処理は、組込みを改善し、より多くのクラフト系繊維を高価なコットンリンターおよび亜硫酸パルプと置換することを可能にする。

本開示の方法は、先行技術の技術に基づいて予測されるものに対して非常に驚くべきものであり、かつそれと対照的である特性を有する製品をもたらす。したがって、本開示の方法は、先行技術の製品より優れており、より費用効率良く生産され得る製品を提供することができる。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
酸化クラフトパルプを作製するための方法であって、
約１０〜約１６のカッパ数まで軟材セルロースパルプを連続的に蒸解する工程と、
６．５未満のカッパ数まで該セルロースパルプを酸素脱リグニンする工程と、
多段漂白プロセスを使用して該セルロースクラフトパルプを漂白する工程と、
酸性条件下で過酸化物および触媒で、該多段漂白プロセスの少なくとも１つの段階中に該クラフトパルプを酸化する工程とを含み、該多段漂白プロセスは、該酸化段階の後に、少なくとも１つのアルカリ性段階および少なくとも１つの二酸化塩素漂白段階を含む、方法。
（項目２）
前記軟材繊維がサザンパイン繊維である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記触媒が、銅および鉄のうちの少なくとも１種から選択される、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記触媒が、約２５ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの量で存在する、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記過酸化物が、過酸化水素である、項目３に記載の方法。
（項目６）
前記過酸化水素が、０．１％〜約０．５％の量で存在する、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記酸化段階のｐＨが、約２〜約６の範囲である、項目１に記載の方法。
（項目８）
酸素が、前記酸化段階中に付与される、項目１に記載の方法。
（項目９）
酸素が、少なくとも約９０ＰＳＩで付与される、項目８に記載の方法。
（項目１０）
酸素を添加して処理された前記繊維が、前記過酸化物酸化段階に酸素を添加しないで同じ様式で処理された繊維より、高いカルボン酸含量および低いアルデヒド含量を呈する、項目８に記載の方法。
（項目１１）
輝度が少なくとも約９０である、項目６に記載のクラフト繊維。
（項目１２）
前記蒸解が、含浸装置および並流下降流蒸解釜を含む２段階で実施される、項目７に記載の方法。
（項目１３）
前加水分解工程を含まない方法であって、
約１０〜約１６のカッパ数まで軟材セルロース繊維を連続的に蒸解する工程と、
６．５未満のカッパ数まで該セルロース繊維を酸素脱リグニンする工程と、
多段漂白プロセスを使用してセルロースクラフトパルプを漂白する工程と、
酸性条件下で過酸化物および触媒で、該多段漂白プロセスの少なくとも１つの段階中に該クラフトパルプを酸化する工程とを含み、該多段漂白プロセスは、該酸化段階の後に、少なくとも１つのアルカリ性段階および少なくとも１つの二酸化塩素漂白段階を含む、方法
によって作製される、改善されたα−セルロース含量を有する軟材クラフト繊維。
（項目１４）
前記触媒が、２５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの量の鉄または銅から選択され、前記過酸化物が、パルプに対して０．１％〜約１．５％の量の過酸化水素である、項目１３に記載の繊維。
（項目１５）
前記繊維が、少なくとも約８７．５％のＲ１８値を呈する、項目１４に記載の繊維。
（項目１６）
前記繊維が、６．５未満または約６．５のＣＥＤ粘度を呈する、項目１５に記載の繊維。
（項目１７）
少なくとも約８７．５％のＲ１８値および６．５ｍＰＡ．ｓ未満のＣＥＤ粘度を呈する酸化された軟材漂白クラフト繊維。
（項目１８）
輝度が、少なくとも約９０である、項目１７に記載のクラフト繊維。
（項目１９）
前記繊維が、低い輝度復帰を有する、項目１８に記載のクラフト繊維。
（項目２０）
アルデヒド含量が、約３．４０ｍｅｑ／１００ｇ未満である、項目１９に記載の繊維。
（項目２１）
カルボキシ含量が、少なくとも約４ｍｅｑ／１００ｇである、項目１８に記載の繊維。

Ｉ．方法
本開示は、セルロース繊維を生産するための新規方法を提供する。本方法は、セルロースをクラフトパルプ化工程、酸素脱リグニン工程、および漂白シーケンスに付すことを含む。同様のパルプ化および漂白プロセスは、その全体が参照により組み込まれている、公開された国際出願第ＷＯ２０１０／１３８９４１号に開示されている。本願に記載の条件下で生産される繊維は、公開された国際出願第ＷＯ２０１０／１３８９４１号に記載の繊維より改善されたα−セルロース含量および低い粘度を有する一方、同じ高い白色度および高い輝度を呈する。

本明細書に記載の方法で使用されるセルロース繊維は、軟材繊維、広葉樹繊維、およびこれらの混合物に由来し得る。一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、それだけに限らないが、マツ、エゾマツ、およびモミを含めた、任意の公知の源からの軟材に由来する。一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、ユーカリなどの広葉樹に由来する。一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、軟材および広葉樹の混合物に由来する。さらに別の実施形態では、改質セルロース繊維は、クラフトプロセスのすべて、または一部に以前に付されたセルロース繊維、すなわち、クラフト繊維に由来する。

「セルロース繊維」または「クラフト繊維」への本開示での言及は、異なると特に示されている場合、または当業者がこれらを異なると理解するはずである場合を除いて互換性である。本明細書において、「改質クラフト繊維」または「酸化クラフト繊維」は、本開示によって蒸煮、漂白、および酸化された繊維を指し、脈絡がそれを保証する程度に「クラフト繊維」または「パルプ繊維」と互換的に使用され得る。

「漂白工程」および「漂白段階」への本開示での言及は、互換性であり、多段漂白シーケンスにおけるそれぞれの化学的に多岐にわたる操作を指す。

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。一部の実施形態では、本開示は、セルロース繊維を改質する方法であって、セルロース繊維を準備する工程と、セルロース繊維を酸化する工程とを含む、方法を提供する。本明細書において、「酸化される」、「触媒的に酸化される」、「触媒酸化」、および「酸化」は、すべて互換性であるように理解され、セルロース繊維の水酸基の少なくとも一部が酸化されるような、鉄または銅などの少なくとも１種の金属触媒、および過酸化水素などの少なくとも１種の過酸化物を用いたセルロース繊維の処理を指す。語句「鉄または銅」、および同様に「鉄（または銅）」は、「鉄もしくは銅、またはこれらの組合せ」を意味する。一部の実施形態では、酸化は、セルロース繊維のカルボン酸およびアルデヒドの含量を同時に増大させることを含む。

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は、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（商標）を備えた２容器油圧蒸解釜（ｔｗｏ−ｖｅｓｓｅｌ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｄｉｇｅｓｔｅｒ）内で蒸解され、約１０〜約１６の範囲のカッパ数まで蒸煮される。得られたパルプは、これが約６．５以下のカッパ数に到達するまで酸素脱リグニンに付される。最後に、セルロースパルプは、これが適切なＩＳＯ輝度に到達するまで多段漂白シーケンスで漂白される。一部の実施形態では、ＩＳＯ輝度は、９１もの高さとなり得る。

一実施形態では、本方法は、並流、下降流機構を有する連続蒸解釜内でセルロース繊維を蒸解する工程を含む。白液装填量のうちの有効アルカリは、少なくとも約１７．５％、例えば、少なくとも約１８％、例えば、少なくとも約１８．５％、例えば、少なくとも約１８．７％である。一実施形態では、白液装填量は、含浸装置内でセルロースに付与される白液の部分と蒸解釜内でパルプに付与される白液の残りに分割される。一実施形態によれば、白液は、５０：５０の比で付与される。別の実施形態では、白液は、９０：１０〜３０：７０の範囲内で、例えば、５０：５０〜７０：３０の範囲内、例えば、６０：４０で付与される。一実施形態によれば、白液は、一連の段階で蒸解釜に添加される。一実施形態によれば、蒸解は、約３２０°Ｆ〜約３３５°Ｆ、例えば、約３２５°Ｆ〜約３３０°Ｆ、例えば、約３２６°Ｆ〜約３２９°Ｆの間の温度で実施され、セルロースは、約１３から約１６の間の標的カッパ数に到達するまで処理される。通常より高い有効アルカリ（「ＥＡ」）およびより高い温度により、通常のカッパ数より低いカッパ数が実現された。

本発明の一実施形態によれば、蒸解釜は、プッシュフロー（ｐｕｓｈ ｆｌｏｗ）を増大させて運転され、それにより、セルロースが蒸解釜に入るにつれて液体と木材の比が本質的に増大する。白液のこの添加は、油圧平衡で蒸解釜を維持するのに役立ち、蒸解釜内の連続下降流条件を実現するのに役立つ。

一実施形態では、本方法は、漂白の前に、セルロース繊維が約１３〜約１６のカッパ数まで蒸解釜内で蒸煮された後、リグニン含量をさらに低減し、カッパ数をさらに低減するために、セルロース繊維を酸素脱リグニンする工程を含む。酸素脱リグニンは、当業者に公知の任意の方法によって実施され得る。例えば、酸素脱リグニンは、慣例的な２段階酸素脱リグニンであり得る。有利には、脱リグニンは、約６．５未満、例えば、約６未満、例えば、約５．８未満の標的カッパ数まで実施される。

一実施形態では、酸素脱リグニン中、付与される酸素は、約２％未満、例えば、約１．８％未満、例えば、約１．６％未満、例えば、約１．５％未満である。一実施形態によれば、新鮮な腐食剤が酸素脱リグニン中にセルロースに添加される。新鮮な腐食剤は、約２％〜約３．８％、例えば、約２．５％〜約３．０％の量で添加され得る。一実施形態によれば、酸素と腐食剤の比は、標準的なクラフト生産に対して低減されるが、酸素の絶対量は、同じままである。脱リグニンは、約１９０°Ｆ〜約２１０°Ｆ、例えば、約１９５°Ｆ〜約２０５°Ｆ、例えば、約１９８°Ｆ〜約２０２°Ｆの温度で実施された。

繊維が約６．５以下のカッパ数に到達した後、繊維は、４または５段階漂白シーケンスに付される。多段漂白シーケンスの段階は、任意の慣例的な、または後に発見される一連の段階を含み得、慣例的な条件下で行うことができ、ただし、少なくとも１つの酸化段階の後に、少なくとも１つの二酸化塩素段階および少なくとも１つのアルカリ性段階の両方が続く。

一部の実施形態では、漂白の前に、セルロースのｐＨは、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に調整される。

ｐＨは、当業者が認識するはずであるように、任意の適当な酸、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、多段漂白プロセスの二酸化塩素（Ｄ）段階などからの濾液を使用して調整することができる。例えば、セルロース繊維は、外部からの酸を添加することによって酸性化され得る。外部からの酸の例は、当技術分野で公知であり、これらとして、それだけに限らないが、硫酸、塩酸、および炭酸がある。一部の実施形態では、セルロース繊維は、漂白工程からの廃棄濾液などの酸性濾液で酸性化される。少なくとも１つの実施形態では、セルロース繊維は、多段漂白プロセスのＤ段階からの酸性濾液で酸性化される。

記載される繊維は、触媒酸化処理に付される。一部の実施形態では、繊維は、鉄または銅で酸化され、次いでさらに漂白されて、有益なα−セルロース含量、粘度、および輝度特性を有する繊維をもたらす。

本開示によれば、セルロース繊維の酸化では、少なくとも触媒量の鉄または銅などの金属触媒、および過酸化水素などの過酸素（ｐｅｒｏｘｙｇｅｎ）でセルロース繊維が処理される。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でセルロース繊維を酸化する工程を含む。鉄の源は、当業者が認識するはずである、任意の適当な源、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、硫酸アンモニウム第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アンモニウム第二鉄、またはクエン酸アンモニウム第二鉄などであり得る。

一部の実施形態では、本方法は、銅および過酸化水素でセルロース繊維を酸化する工程を含む。同様に、銅の源は、当業者が認識するはずである任意の適当な源であり得る。最後に、一部の実施形態では、本方法は、銅と鉄の組合せ、および過酸化水素でセルロース繊維を酸化する工程を含む。

セルロース繊維が漂白工程で酸化されているとき、これは、酸化中に実質的にアルカリ性の条件に付されるべきでない。本方法は、酸性ｐＨでセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、本方法は、セルロース繊維を準備する工程、セルロース繊維を酸性化する工程、および次いで酸性ｐＨでセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、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。

一部の実施形態では、本方法は、多段漂白シーケンスの１つまたは複数の段階でセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、本方法は、多段漂白シーケンスの単一の段階でセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、本方法は、多段漂白シーケンスの開始時、または開始付近でセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、本方法は、酸化工程後に少なくとも１つのアルカリ性段階および少なくとも１つの漂白段階を含む。一部の実施形態では、本方法は、５段階漂白シーケンスの第２の段階でセルロース繊維を酸化する工程を含む。

本開示によれば、多段漂白シーケンスは、酸化工程後にアルカリ性漂白工程および二酸化塩素段階の両方を含む任意の漂白シーケンスであり得る。少なくとも１つの実施形態では、多段漂白シーケンスは、５段階漂白シーケンスである。一部の実施形態では、漂白シーケンスは、ＤＥＤＥＤシーケンスである。一部の実施形態では、漂白シーケンスは、Ｄ_０Ｅ１Ｄ１Ｅ２Ｄ２シーケンスである。多段漂白シーケンスの非酸化段階は、任意の慣例的な、または後に発見される一連の段階を含み得、慣例的な条件下で行うことができる。

一部の実施形態では、酸化は、多段漂白プロセスの第２の段階中に組み込まれる。一部の実施形態では、本方法は、Ｄ_０Ｅ１Ｄ１Ｅ２Ｄ２のシーケンスを有する５段階漂白プロセスで実行され、第２の段階（Ｅ１）が、クラフト繊維を酸化するのに使用される。

少なくとも１つの実施形態では、酸化は、鉄または銅および過酸化物の両方が添加され、いくらかの保持時間が提供された後に、漂白シーケンスの単一の段階で行われる。適切な保持は、鉄または銅で過酸化水素を触媒するのに十分である時間の量である。このような時間は、当業者によって容易に確かめられる。

本開示によれば、酸化は、反応の所望の完了を生じさせるのに十分である時間にわたって、かつ温度で実施される。例えば、酸化は、約７５〜約８８℃の範囲の温度で、約４０〜約８０分の範囲の時間にわたって実施され得る。酸化反応の所望の時間および温度は、当業者によって容易に確かめられる。

一部の実施形態では、カッパ数は、セルロース繊維の酸化後に増大する。より具体的には、過マンガン酸塩試薬と反応するリグニンなどの材料の予想される減少に基づいて、この漂白段階にわたるカッパ数の低下が、典型的には予期されるはずである。しかし、本明細書に記載の方法では、セルロース繊維のカッパ数は、不純物、例えば、リグニンの喪失のために低下し得るが、カッパ数は、繊維の化学的改質のために増大し得る。理論によって束縛されることを望まないが、改質セルロースの官能性の増大が、過マンガン酸塩試薬と反応し得る追加の部位をもたらすと考えられる。したがって、改質クラフト繊維のカッパ数は、標準的なクラフト繊維のカッパ数と比べて上昇し得る。一実施形態によれば、酸化後のカッパ数は、２．５未満、例えば、２．３未満、例えば、約２．１である。

一実施形態によれば、セルロースは、ＤＥ１ＤＥ２Ｄ漂白シーケンスに付される。本実施形態によれば、漂白シーケンスの第１のＤ段階（Ｄ_０）は、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、および酸性ｐＨで実施される。二酸化塩素は、パルプに対して約０．６％超、例えば、パルプに対して約０．６５％超、例えば、パルプに対して約０．７％、またはそれ以上、例えば、パルプに対して約０．７％の量で付与される。酸は、ｐＨを維持するのに十分な量、例えば、パルプに対して少なくとも約１％、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％の量でセルロースに付与される。一実施形態によれば、Ｄ_０段階の最後におけるｐＨは、約３未満、例えば、約２．５である。

一実施形態によれば、第１のＥ１段階（Ｅ_１）、酸化段階は、少なくとも約７５℃、例えば、少なくとも約８０℃、例えば、少なくとも約８２℃の温度、および約３．５未満、例えば、３．０未満、例えば、約２．８未満のｐＨで実施される。鉄触媒は、パルプに対して約２５〜約５０ｐｐｍのＦｅ^＋２、例えば、２５〜４０ｐｐｍ、例えば、２５〜３５ｐｐｍの鉄の割合で例えば、水溶液中に添加される。過酸化水素は、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、約０．２５％の量でセルロースに付与される。当業者は、任意の公知の過酸素化合物を使用して過酸化水素の一部またはすべてを置き換えることができることを認識するはずである。

本開示によれば、過酸化水素は、最終セルロース製品の所望の酸化および／または重合度および／または粘度を実現するのに十分な量で酸性媒体中のセルロース繊維に添加される。例えば、過酸化物は、パルプの乾燥重量に基づいて約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、約１重量％〜約５０重量％の濃度で溶液として添加することができる。

鉄または銅は、少なくとも、過酸化物でのセルロースの酸化を触媒するのに十分な量で添加される。例えば、鉄は、クラフトパルプの乾燥重量に基づいて約２５〜約７５ｐｐｍ、例えば、２５〜５０ｐｐｍ、例えば、２５〜４０ｐｐｍの範囲の量で添加することができ、当業者は、酸化の所望のレベルまたは量を実現するのに、鉄または銅の量を容易に最適化することができるであろう。

本発明の一実施形態によれば、Ｄ（Ｅ１）段階後のカッパ数は、約２．２以下、例えば、約２．１である。一実施形態によれば、酸化段階後の粘度は、５．０〜７．０、例えば、５．５〜６．５、例えば、５．７〜６．５、例えば、６．０ｍＰａ．ｓ未満である。

一部の実施形態では、パルプの最終的なＤＰならびに／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によって制御することができる。当業者は、本開示の改質クラフト繊維の他の性質は、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され得ることを認識するであろう。例えば、当業者は、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を調整して、最終製品中の所望の輝度および／または所望の重合度もしくは粘度を標的にし、または実現することができる。

一部の実施形態では、クラフトパルプが、Ｄ_０段階清浄機で酸化され、鉄源（または銅源）も、Ｄ_０段階清浄機でクラフトパルプに添加され、過酸化物が、Ｅ１段階塔の前にミキサーまたはポンプ内の添加ポイントで鉄源（または銅源）の後に添加され、クラフトパルプが、Ｅ１塔内で反応され、Ｅ１清浄機で洗浄され、例えば、蒸気の形態での熱が、蒸気ミキサー内でＥ１塔の前に任意選択で追加され得る。

一部の実施形態では、鉄（もしくは銅）は、Ｄ_０段階の最後まで添加することができ、または鉄（もしくは銅）は、Ｅ１段階の開始時に添加することもでき、ただし、パルプは、Ｄ_０段階で最初に（すなわち、鉄（または銅）を添加する前に）酸性化される。熱、例えば、蒸気を、過酸化物を添加する前または後に任意選択で追加してもよい。

例えば、一部の実施形態では、鉄（または銅）とともに酸性媒体中の過酸化水素を用いた処理では、クラフトパルプのｐＨを約２〜約５の範囲のｐＨに調整し、鉄（または銅）の源を酸性化されたパルプに添加し、過酸化水素をクラフトパルプに添加することができる。

一実施形態によれば、漂白シーケンスの第２のＤ段階（Ｄ_１）は、少なくとも約７５℃、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、および約４未満、例えば、３．５未満、例えば、３．０未満のｐＨで実施される。二酸化塩素は、パルプに対して約１％未満、例えば、パルプに対して約０．９％未満、例えば、パルプに対して約０．９％の量で付与される。腐食剤は、所望のｐＨに調整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付与される。この漂白段階後のパルプのＴＡＰＰＩ粘度は、例えば、５〜６．５ｍＰａ．ｓであり得る。

一実施形態によれば、第２のＥ段階（Ｅ_２）は、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、および約１１超、例えば、１１．２超、例えば、約１１．４のｐＨで実施される。腐食剤は、パルプに対して約０．７％超、例えば、パルプに対して約０．８％超、例えば、パルプに対して約１．０％超、例えば、パルプに対して１．２％超の量で付与される。過酸化水素は、パルプに対して少なくとも約０．２５％、例えば、パルプに対して少なくとも約０．２８％、例えば、パルプに対して約３．０％の量でセルロースに付与される。当業者は、任意の公知の過酸素化合物を使用して過酸化水素の一部またはすべてを置き換えることができることを認識するはずである。

一部の実施形態では、本方法はさらに、過酸化水素を添加する前または後に、蒸気などによって熱を追加する。

一実施形態によれば、漂白シーケンスの第３のＤ段階（Ｄ_２）は、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、および約５未満、例えば、約４．５未満、例えば、約４．４のｐＨで実施される。二酸化塩素は、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％未満、例えば、パルプに対して約０．１４％の量で付与される。

代わりに、多段漂白シーケンスを、セルロース繊維を酸化する前に、よりロバストな漂白条件をもたすように変更してもよい。一部の実施形態では、本方法は、酸化工程の前に、よりロバストな漂白条件を準備する工程を含む。よりロバストな漂白条件は、セルロース繊維の重合度および／または粘度をより少ない量の鉄もしくは銅および／または過酸化水素で、酸化工程において低減させることができる。したがって、最終セルロース製品の輝度および／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改変することが可能であり得る。例えば、酸化の前によりロバストな漂白条件を準備する一方で過酸化物および金属の量を低減すると、同一の酸化条件であるが、よりロバストでない漂白を用いて生産される酸化生成物より低い粘度および高い輝度を有する生成物がもたらされ得る。このような条件は、一部の実施形態では、特にセルロースエーテル用途において有利であり得る。

一部の実施形態では、例えば、本開示の射程内のセルロース繊維を調製する方法は、約２〜約５の範囲のｐＨにクラフトパルプを酸性化し（例えば、硫酸を使用して）、鉄の源（例えば、硫酸第一鉄、例えば、硫酸第一鉄七水和物）を、約１％〜約１５％の範囲のコンシステンシーでクラフトパルプの乾燥重量に基づいて約２５〜約２５０ｐｐｍのＦｅ^＋２、およびまた約１重量％〜約５０重量％の濃度で、かつクラフトパルプの乾燥重量に基づいて約０．１％〜約１．５％の範囲の量で溶液として添加され得る過酸化水素を付与して、酸性化されたクラフトパルプと混合することができる。一部の実施形態では、硫酸第一鉄溶液は、約７％〜約１５％の範囲のコンシステンシーでクラフトパルプと混合される。一部の実施形態では、酸性クラフトパルプは、鉄源と混合され、約４０〜約８０分の範囲の時間にわたって、約６０〜約８０℃の範囲の温度で過酸化水素と反応される。

一部の実施形態では、５段階漂白プロセスの各段階は、少なくともミキサー、反応器、および清浄機を含む（当業者に公知であるように）。

少なくとも１つの実施形態では、本方法は、セルロース繊維を準備する工程、セルロース繊維を部分的に漂白する工程、およびセルロース繊維を酸化する工程を含む。一部の実施形態では、酸化は、５段階漂白プロセスの第２の段階で行われる。少なくとも１つの実施形態では、酸化は、アルカリ性段階および二酸化塩素段階の両方が酸化段階に続くシーケンスで実施される。

記載されたように生産される繊維は、一部の実施形態では、表面活性剤で処理され得る。本発明で使用するための表面活性剤は、固体であっても液体であってもよい。表面活性剤は、繊維にとって多量ではない、すなわち、その比吸収率を妨害しない、それだけに限らないが、軟化剤、剥離剤、および界面活性剤を含めた任意の表面活性剤であり得る。本明細書において、繊維にとって「多量ではない」表面活性剤は、本明細書に記載のｐｆｉ試験を使用して測定される場合、３０％以下の比吸収率の増大を呈する。一実施形態によれば、比吸収率は、２０％以下など、１５％以下など、１０％以下などの２５％以下増大する。理論によって束縛されることを望まないが、界面活性剤を添加すると、試験流体としてセルロース上の同じ部位を競合させる。したがって、界面活性剤があまりに多量すぎると、これは、あまりに多すぎる部位と反応し、繊維の吸収能力を低減する。

本明細書において、ＰＦＩは、ＳＣＡＮ−Ｃ−３３：８０試験基準、スカンジナビア紙パルプ板紙試験委員会に従って測定される。本方法は一般に、以下の通りである。第１に、試料を、ＰＦＩパッドフォーマーを使用して調製する。真空室をオンにし、フラッフパルプおよそ３．０１ｇをパッドフォーマーの入口内に供給する。真空室をオフにし、試験ピースを取り出し、それを天秤に置いてパッド質量を確認する。フラッフ質量を３．００±０．０１ｇに調整し、Ｍａｓｓ_ｄｒｙとして記録する。フラッフを試験シリンダー内に置く。フラッフ含有シリンダーを吸収試験器の浅い穴を開けられた皿内に置き、送水バルブをオンにする。試験ピースシリンダーを持ち上げながらフラッフパッドに５００ｇの負荷を穏やかに印加し、即座にスタートボタンを押す。試験器は、ディスプレイ装置によって００．００が読み取られる前に３０秒間、空運転する。ディスプレイ装置によって２０秒が読み取られるとき、０．５ｍｍの位まで乾燥パッドの高さを記録する（Ｈｅｉｇｈｔ_ｄｒｙ）。ディスプレイ装置により００．００が読み取られるとき、スタートボタンを再び押してトレイに水を自動的に上げるように促し、次いで時間表示を記録する（吸収時間、Ｔ）。試験器は、３０秒間運転し続ける。水トレイが自動的に下がり、時間がさらに３０秒間経過する。ディスプレイ装置により２０秒が読み取られるとき、０．５ｍｍの位まで湿ったパッドの高さを記録する（Ｈｅｉｇｈｔ_ｗｅｔ）。試料ホルダーを取り出し、湿ったパッドを天秤に移し、Ｍａｓｓ_ｗｅｔを測定し、送水バルブを閉じる。比吸収率（ｓ／ｇ）は、Ｔ／Ｍａｓｓ_ｄｒｙである。比容量（ｇ／ｇ）は、（Ｍａｓｓ_ｗｅｔ−Ｍａｓｓ_ｄｒｙ）／Ｍａｓｓ_ｄｒｙである。湿潤バルク（ｃｃ／ｇ）は、［１９．６４ｃｍ^２×Ｈｅｉｇｈｔ_ｗｅｔ／３］／１０である。乾燥バルクは、［１９．６４ｃｍ^２×Ｈｅｉｇｈｔ_ｄｒｙ／３］／１０である。界面活性剤処理された繊維との比較のための参照標準は、界面活性剤を添加していない同一の繊維である。

軟化剤および剥離剤は、単一化合物としてではなく、複合混合物としてのみ市販されていることが多いことが一般に認識されている。以下の考察は、支配的な化学種に注目することになるが、市販の混合物が一般に、実際には使用されることが理解されるべきである。適当な軟化剤、剥離剤、および界面活性剤は、当業者に容易に明らかとなり、文献で広く報告されている。

適当な界面活性剤としては、繊維に対して多量ではない、カチオン性界面活性剤、アニオン性および非イオン性界面活性剤がある。一実施形態によれば、界面活性剤は、非イオン性界面活性剤である。一実施形態によれば、界面活性剤は、カチオン性界面活性剤である。一実施形態によれば、界面活性剤は、植物由来脂肪酸四級アンモニウム塩などの植物由来脂肪酸などの植物由来界面活性剤である。このような化合物としては、ともにＣｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓから入手可能なＤＢ９９９およびＤＢ１００９がある。他の界面活性剤として、それだけに限らないが、Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ製Ｂｅｒｏｌ ３８８エトキシ化ノニルフェノールエーテルを挙げることができる。

生分解性軟化剤を利用することができる。代表的な生分解性カチオン性軟化剤／剥離剤は、米国特許第５，３１２，５２２号、同第５，４１５，７３７号、同第５，２６２，００７号、同第５，２６４，０８２号、および同第５，２２３，０９６号に開示されており、これらのすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。化合物は、第４級アンモニア化合物の生分解性ジエステル、４級化アミン−エステル、ならびに第４級塩化アンモニウムで官能化された生分解性植物油系エステルおよびジエステルジエルシルジメチルアンモニウムクロリドであり、代表的な生分解性軟化剤である。

界面活性剤は、最大６ｌｂｓ／トン、例えば、０．５ｌｂｓ／トン〜３ｌｂｓ／トンなど、０．５ｌｂｓ／トン〜２．５ｌｂｓ／トンなど、０．５ｌｂｓ／トン〜２ｌｂｓ／トンなど、２ｌｂｓ／トン未満などの量で添加される。

表面活性剤は、パルプのロール、ベール梱包、またはシートを形成する前の任意の時点で添加され得る。一実施形態によれば、表面活性剤は、パルプマシンのヘッドボックスの直前で、具体的には一次クリーナーフィードポンプの入口で添加される。

一実施形態によれば、本発明の繊維は、ビスコースプロセスで利用されるとき、界面活性剤が添加されていない同じ繊維に対して改善された濾過性を有する。例えば、本発明の繊維を含むビスコース溶液の濾過性は、界面活性剤を用いないで同一の繊維で同様に作製されるビスコース溶液より少なくとも１０％低い、例えば、少なくとも１５％低いなど、少なくとも３０％低いなど、少なくとも４０％低いなどである濾過性を有する。ビスコース溶液の濾過性は、以下の方法によって測定される。溶液は、底部に１と３／１６インチのフィルター処理した開口部（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｏｒｉｆｉｃｅ）を有する窒素で加圧された（２７ｐｓｉ）容器内に入れられる。濾材は、容器の外側から内側に以下の通りである：穴を開けられた金属ディスク、２０メッシュステンレス鋼ふるい、モスリン生地、Ｗｈａｔｍａｎ ５４濾紙、および容器の内容物に向かって毛羽立った側を上にした２層ナップフランネル（ｋｎａｐ ｆｌａｎｎｅｌ）。４０分にわたって、溶液は、媒体を通して濾過させ、次いで追加の１４０分の４０分（したがって４０分においてｔ＝０）で、濾過された溶液の体積は、Ｘ座標として経過時間、およびＹ座標として濾過されたビスコースの重量を用いて測定され（重量）、このプロットの勾配が、測定者の濾過値である。１０分間隔で行われるべき記録。界面活性剤処理された繊維との比較のための参照標準は、界面活性剤を添加していない同一の繊維である。

本発明の一実施形態によれば、本発明の界面活性剤処理された繊維は、例えば、少なくとも１０％の濾過性の同時の低下とともに、例えば、３０％未満の比吸収率の限定された増大を呈する。一実施形態によれば、界面活性剤処理された繊維は、３０％未満の比吸収率の増大、および少なくとも２０％、例えば、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの濾過性の低下を有する。別の実施形態によれば、界面活性剤処理された繊維は、２５％未満の比吸収率の増大、および少なくとも１０％、例えば、少なくとも約２０％など、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの濾過性の低下を有する。さらに別の実施形態によれば、界面活性剤処理された繊維は、２０％未満の比吸収率の増大、および少なくとも１０％、例えば、少なくとも約２０％など、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの濾過性の低下を有する。別の実施形態によれば、界面活性剤処理された繊維は、１５％未満の比吸収率の増大、および少なくとも１０％、例えば、少なくとも約２０％など、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの濾過性の低下を有する。なお別の実施形態によれば、界面活性剤処理された繊維は、１０％未満の比吸収率の増大、および少なくとも１０％、例えば、少なくとも約２０％など、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの濾過性の低下を有する。

これまで、ビスコースの生産に向けたパルプへのカチオン性界面活性剤の添加は、ビスコース生産に有害であると考えられていた。カチオン性界面活性剤は、セルロース繊維の分解を開始するために腐食剤が反応しなければならないセルロース上の同じ部位に付着する。したがって、カチオン性材料は、ビスコースの生産で使用される繊維のパルプの前処理として使用されるべきでないと長く考えられていた。理論によって束縛されることを望まないが、本発明によって生産される繊維は、その形態、特徴、および化学において先行技術の繊維と異なるので、カチオン性界面活性剤は、それが先行技術繊維に結合したのと同じ様式で結合していないと考えられる。本開示による繊維は、本発明による界面活性剤で処理される場合、腐食剤浸透および濾過性を改善する様式で繊維を区別する。したがって、一実施形態によれば、本開示の繊維は、未処理繊維または先行技術繊維が使用されてきたのより大きい程度に、高価な綿または亜硫酸繊維の代替品として使用され得る。

ＩＩ．クラフト繊維
「標準的な」、「慣例的な」、または「伝統的な」クラフト繊維、クラフト漂白繊維、クラフトパルプ、またはクラフト漂白パルプに本明細書で言及する。このような繊維またはパルプは、本発明の改善された性質を定義するための基準点として記載されることが多い。本明細書において、これらの用語は、互換性であり、組成が同一であり、酸化工程を用いない同様の標準的な様式で加工される繊維またはパルプを指す。本明細書において、標準的なクラフトプロセスは、当技術分野で承認されている条件下で、蒸煮段階および漂白段階の両方を含む。標準的なクラフトプロセシングは、蒸解および酸化段階の前に前加水分解段階を含まない。

本明細書内に述べられるクラフトセルロース繊維の物理的特性（例えば、純度、輝度、繊維長、および粘度）は、実施例セクションに提供されるプロトコールに従って測定される。

一部の実施形態では、本開示の改質クラフト繊維は、標準的なクラフト繊維と等価な輝度を有する。一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、少なくとも８９、９０、または９１ＩＳＯの輝度を有する。一部の実施形態では、輝度は、約９１．４または９１．５ＩＳＯ超である。一部の実施形態では、輝度は、約９０〜約９１．５の範囲である。

本開示によるセルロースは、約８７％〜約８８．２％、例えば、８７．５％〜８８．２％、例えば、少なくとも約８７％、例えば、少なくとも約８７．５％、例えば、少なくとも約８７．８％、例えば、少なくとも約８８％の範囲内のＲ１８値を有する。

一部の実施形態では、本開示によるクラフト繊維は、約８２％、例えば、少なくとも約８３％、例えば、少なくとも約８４％、例えば、少なくとも約８４．５％、例えば、少なくとも約８５％の範囲のＲ１０値を有する。Ｒ１８およびＲ１０の内容は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３５に記載されている。Ｒ１０は、１０重量パーセントの腐食剤でパルプを抽出した後に残されている残留不溶解材料を表し、Ｒ１８は、１８％の腐食剤溶液でパルプを抽出した後に残された不溶解材料の残量を表す。一般に、１０％の腐食剤溶液では、ヘミセルロースおよび化学的に劣化した短鎖セルロースが、溶液中で溶解および除去される。対照的に、一般に、ヘミセルロースのみが、１８％の腐食剤溶液中で溶解および除去される。したがって、Ｒ１０値とＲ１８値との間の差異（ΔＲ＝Ｒ１８−Ｒ１０）は、パルプ試料中に存在する化学的に劣化された短鎖セルロースの量を表す。

一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約１４．５％〜約１６％、または約１５％〜約１６％、例えば、１５％〜約１５．５％の範囲のＳ１０腐食剤溶解度を有する。一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約１５％未満、例えば、約１２．５％未満、例えば、約１２．３％未満、例えば、約１２％のＳ１８腐食剤溶解度を有する。

本開示は、低粘度および超低粘度を有するクラフト繊維を提供する。別段の指定のない限り、「粘度」は、本明細書において、プロトコールで参照されているＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９に従って測定される０．５％キャピラリーＣＥＤ粘度を指す。

別段の指定のない限り、「ＤＰ」は、本明細書において、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９に従って測定される０．５％キャピラリーＣＥＤ粘度から計算される重量による平均重合度（ＤＰｗ）を指す。例えば、Ｊ．Ｆ． Ｃｅｌｌｕｃｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｗｏｏｄ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１５５頁、ｔｅｓｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ８、１９９４年（Ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｔｄ．、Ａｂｉｎｇｔｏｎ Ｈａｌｌ、Ａｂｉｎｔｏｎ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＣＢＩ ６ＡＨ Ｅｎｇｌａｎｄ、Ｊ．Ｆ． Ｋｅｎｎｅｄｙら編）を参照。「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。

理論に束縛されることを望むわけではないが、本発明の繊維は、ＤＰが、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９によって測定されるＣＥＤ粘度を介して計算されるとき、人為的な重合度を提示すると考えられる。具体的には、本発明の繊維の触媒酸化処理は、測定されるＤＰによって示される程度までセルロースを破壊しないが、代わりに結合を開き、置換基を追加する効果を概ね有し、それは、セルロース鎖を切断する代わりにセルロースをより反応性にすると考えられる。腐食剤の添加から始めるＣＥＤ粘度試験（ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９）は、新しい反応部位でセルロース鎖を切断する効果を有し、繊維の試験前状態で見つかるよりはるかに高い数のより短いセグメントを有するセルロースポリマーをもたらすとさらに考えられる。これは、繊維長が生産中に著しく減少しないという事実によって確認される。

一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約４．０ｍＰａ・ｓ〜約６ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する。一部の実施形態では、粘度は、約４．５ｍＰａ・ｓ〜約６．０ｍＰａ・ｓの範囲である。一部の実施形態では、粘度は、約５．０ｍＰａ・ｓ〜約６．０ｍＰａ・ｓの範囲である。一部の実施形態では、粘度は、約５．３ｍＰａ・ｓ〜約５．８ｍＰａ・ｓの範囲である。一部の実施形態では、粘度は、６ｍＰａ・ｓ未満、例えば、５．５ｍＰａ・ｓ未満、例えば、５．０ｍＰａ・ｓ未満、または例えば、４．５ｍＰａ・ｓ未満である。

一部の実施形態では、本開示のクラフト繊維は、漂白プロセス中にその繊維長を維持する。

「繊維長」および「平均繊維長」は、繊維の性質を記載するのに使用されるとき、互換的に使用され、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。

一部の実施形態では、クラフト繊維が軟材繊維であるとき、セルロース繊維は、以下の実施例セクションに記載される試験プロトコール１２に従って測定される場合、約２ｍｍ以上である平均繊維長を有する。一部の実施形態では、平均繊維長は、約３．７ｍｍ以下である。一部の実施形態では、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。一部の実施形態では、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。

一部の実施形態では、本開示の改質クラフト繊維は、標準的なクラフト繊維と比べてカルボキシル含量が増大している。

一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約３ｍｅｑ／１００ｇ〜約４ｍｅｑ／１００ｇのカルボキシル含量を有する。一部の実施形態では、カルボキシル含量は、約３．２ｍｅｑ／１００ｇ〜約４ｍｅｑ／１００ｇの範囲である。一部の実施形態では、カルボキシル含量は、少なくとも約３ｍｅｑ／１００ｇ、例えば、少なくとも約３．２ｍｅｑ／１００ｇ、例えば、少なくとも約３．３ｍｅｑ／１００ｇである。

一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約０．８ｍｅｑ／１００ｇ〜約１．５ｍｅｑ／１００ｇの範囲のカルボニル含量を有する。一部の実施形態では、カルボニル含量は、約１．０ｍｅｑ／１００ｇ〜約１．５ｍｅｑ／１００ｇの範囲である。一部の実施形態では、カルボニル含量は、約２．０ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、約１．５ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、約１．３ｍｅｑ／１００ｇ未満である。

一部の実施形態では、改質セルロース繊維は、約１．２未満の銅価を有する。一部の実施形態では、銅価は、約１．０未満である。一部の実施形態では、銅価は、約０．９未満である。一部の実施形態では、銅価は、約０．５〜約０．８などの約０．４〜約０．９の範囲である。

少なくとも１つの実施形態では、改質クラフト繊維のヘミセルロース含量は、標準的な無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量は、約１２％〜約１７％の範囲であり得る。例えば、広葉樹クラフト繊維のヘミセルロース含量は、約１２．５％〜約１６．５％の範囲であり得る。

本開示は、本明細書に記載の改質クラフト繊維から作製される製品を提供する。他の実施形態では、製品は、コットンリンター、前加水分解クラフト（ｐｒｅ−ｈｙｄｒｏｌｓｉｓ ｋｒａｆｔ）、または亜硫酸パルプから典型的には作製されるものである。より具体的には、本発明の繊維は、化学的誘導体、例えば、エーテルおよびエステルなどの調製における出発材料としてさらに改質することなく使用することができる。これらの繊維は、当業者に容易に明らかとなるように、化学的誘導体の生産において使用される可能性が高いが、本発明の繊維は一般に、任意の製品またはプロセスにおいて、例えば、限定することなく、吸収性製品の生産において標準的なクラフト繊維の代わりになり得る。

ＩＩＩ．酸／アルカリ加水分解生成物
一部の実施形態では、本開示は、コットン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酸化クラフト繊維を提供する。一部の実施形態では、本開示は、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コットン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酸化クラフト繊維を提供する。

「コットンリンター（または亜硫酸パルプ）の代わりとなり得る．．．」、および「コットンリンター（または亜硫酸パルプ）と互換性である．．．」および「コットンリンター（または亜硫酸パルプ）の代わりに使用され得る．．．」などの語句は、繊維が、コットンリンター（または亜硫酸パルプ、または前加水分解クラフト繊維）を使用して通常作製される最終用途で使用するのに適した性質を有することのみを意味する。この語句は、繊維がコットンリンター（または亜硫酸パルプ）とすべての同じ特性を必然的に有することを意味するように意図されていない。

理論によって束縛されることなく、慣例的なクラフトパルプと比べてアルデヒド含量を増大させると、最終生成物、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にエーテル化のための追加の部位がもたらされる一方、粘度が低減され、セルロース誘導体の生産において非常に順調に使用され得る繊維の生産が可能になると考えられる。

一部の実施形態では、酸化クラフト繊維は、それをセルロースエーテルの製造に適したものにする化学的性質を有する。したがって、本開示は、記載される酸化クラフト繊維に由来するセルロースエーテルを提供する。一部の実施形態では、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は、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され得ると考えられる。例えば、かつ限定の目的でなく、本開示のセルロースエーテルは、塗膜、インク、結合剤、制御放出薬錠剤、およびフィルムにおいて使用され得る。

一部の実施形態では、酸化クラフト繊維は、それをセルロースエステルの製造に適したものにする化学的性質を有する。したがって、本開示は、本開示の酸化クラフト繊維に由来する酢酸セルロースなどのセルロースエステルを提供する。一部の実施形態では、本開示は、本開示の酸化クラフト繊維に由来する酢酸セルロースを含む製品を提供する。例えば、かつ限定の目的でなく、本開示のセルロースエステルは、家財道具、タバコのフィルター、インク、吸収性製品、医療用デバイス、ならびに例えば、ＬＣＤおよびプラズマスクリーンを含めたプラスチック、ならびにフロントガラスで使用され得る。

一部の実施形態では、本開示の酸化クラフト繊維は、ビスコースの製造に適している場合がある。より具体的には、本開示の酸化クラフト繊維は、高価なセルロース出発材料の部分的な代用品として使用され得る。本開示の酸化クラフト繊維は、高価なセルロース出発材料の１５％以上の量、例えば、１０％の量、例えば、５％の量を置き換えることができる。したがって、本開示は、記載される酸化クラフト繊維に全体的または部分的に由来するビスコース繊維を提供する。一部の実施形態では、ビスコースは、アルカリおよび二硫化炭素で処理されている本開示の酸化クラフト繊維から生産されてビスコース溶液が作製され、次いでこれは、希硫酸および硫酸ナトリウム中に素早く進められてビスコースがセルロースに再変換される。本開示のビスコース繊維は、ビスコース繊維が伝統的に使用される任意の用途で使用され得ると考えられる。例えば、かつ限定の目的でなく、本開示のビスコースは、レーヨン、セロハン、フィラメント、食品ケーシング、およびタイヤコードで使用され得る。

一部の実施形態では、クラフト繊維は、微結晶性セルロースの製造に適している。微結晶性セルロース生産は、相対的に清潔な、高度に精製された出発セルロース材料を必要とする。したがって、伝統的に、高価な亜硫酸パルプが、その生産のために主に使用されてきた。本開示は、本開示のクラフト繊維に由来す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生産のための費用効果的なセルロース源を提供する。

本開示のセルロースは、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で使用され得る。例えば、かつ限定の目的でなく、本開示のセルロースは、医薬品もしくは栄養補助食品用途、食品用途、化粧用途、紙用途で、または構造用複合材料として使用され得る。例えば、本開示のセルロースは、結合剤、希釈剤、崩壊剤、滑剤、錠剤化助剤、安定剤、テクスチャー化剤（ｔｅｘｔｕｒｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、脂肪代替物、増量剤、アンチケーキング剤、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り得る。一部の実施形態では、微結晶性セルロースは、コロイドである。

本開示によるクラフト繊維に由来す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、当業者によって想定され得る。このような製品は、例えば、化粧用途および工業用途で見出され得る。

化学的誘導体の生産で使用するための繊維は、酸化プロセスによって付与された官能性のレベルに感受性であり得る。具体的には、アルデヒド基は、繊維が古くなる際の輝度復帰（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ）の源となり得る。化学的誘導体およびビスコースの生産で使用するための繊維は、理想的には、低粘度および同時に低アルデヒド含量を有する。酸化段階のいずれへの酸素の添加は、粘度に対してほとんど効果を有さないが、繊維のアルデヒド官能性を実質的に低減する。さらに、この繊維は、カルボキシル含量の増大を呈さない。理論に束縛されることを望むわけではないが、アルデヒド基が酸化されて二酸化炭素になっており、放出されると考えられる。

したがって、本発明の一実施形態によれば、アルデヒド官能性のレベルを低減するために、酸化段階の１つまたは複数で酸素が導入される。酸化プロセス中の酸素の使用は、繊維がカルボキシル化酸（ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｎｇ ａｃｉｄ）で後に処理されるプロセス、および繊維がカルボキシル化酸で後に処理されないプロセスにおいてアルデヒド含量を低減するのに使用することができる。酸素を含む酸化段階で処理された繊維は、約４ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、３．５ｍｅｑ／１００ｇ未満、例えば、３．２ｍｅｑ／１００ｇ未満のアルデヒド含量を有し得る。

酸化段階に添加される酸素のレベルは、約０．１％〜約１％、例えば、約０．３％〜約０．７％、例えば、約０．４％〜約０．５％、約０．５％〜約０．６％である。

ＩＶ．クラフト繊維で作製されるフラッフ製品
本発明の繊維は、化学的誘導体の生産において使用される可能性が高いが、これらはそれにもかかわらず、任意の製品またはプロセスにおいて標準的なクラフト繊維の代わりとなり得る。したがって、一部の実施形態では、本開示は、フラッフパルプを生産するための方法を提供する。例えば、本方法は、多段漂白プロセスでクラフト繊維を漂白し、次いでフラッフパルプを形成する工程を含む。少なくとも１つの実施形態では、繊維は、多段漂白プロセス後に精錬されない。

一部の実施形態では、製品は、吸収性製品であり、これらとしては、それだけに限らないが、創傷ケア（例えば、絆創膏）を含めた医療用デバイス、赤ちゃんのおむつ、授乳パッド、成人用失禁製品、例えば、生理用ナプキンおよびタンポンを含めた女性用衛生用品、エアレイド不織製品、エアレイド複合体、「卓上」ワイパー、ナプキン、ティッシュペーパー、タオルなどがある。本開示による吸収性製品は、使い捨てであってもよい。これらの実施形態では、本発明による繊維は、これらの製品の生産において典型的には使用される漂白された広葉樹または軟材繊維の全体的または部分的な代用品として使用され得る。

一部の実施形態では、本発明のクラフト繊維は、フラッフパルプの形態にあり、クラフト繊維を吸収性製品中の慣例的なフラッフパルプより有効にする１つまたは複数の性質を有する。より具体的には、本発明のクラフト繊維は、これを現在入手可能なフラッフパルプ繊維の代用品として望ましいものにする改善された圧縮率を有し得る。本開示の繊維の改善された圧縮率のために、これは、より薄い、よりコンパクトな吸収性構造を生産することを追及する実施形態において有用である。当業者は、本開示の繊維の圧縮性を理解すると、この繊維が使用され得る吸収性製品を容易に想定することができる。例として、一部の実施形態では、本開示は、本開示のクラフト繊維を含む超薄衛生用品を提供する。超薄フラッフコアは、典型的には、例えば、女性用衛生用品または赤ちゃんのおむつにおいて使用される。本開示の繊維で生産され得る他の製品は、吸収性コアまたは圧縮された吸収層を必要とするあらゆるものであり得る。圧縮されるとき、本発明の繊維は、吸収性の喪失をまったく呈さないか、または吸収性の実質的な喪失をまったく呈さないが、柔軟性の改善を示す。

本発明の繊維は、さらに改質することなく、それだけに限らないが、ティッシュペーパー、タオル、ナプキン、および伝統的な製紙機で形成される他の紙製品を含めた吸収性製品の生産においても使用され得る。伝統的な製紙プロセスでは、フォーミングワイヤー上に典型的には堆積される水性繊維スラリーが調製され、このワイヤー上で水がその後除去される。本開示のクラフト繊維は、これらの繊維を含む製品中の製品特性の改善をもたらすことができる。

一部の実施形態では、クラフト繊維は、少なくとも１種の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）と組み合わされる。一部の実施形態では、ＳＡＰは、臭気低減剤（ｏｄｏｒ ｒｅｄｕｃｔａｎｔ）であり得る。本開示によって使用され得るＳＡＰの例としては、それだけに限らないが、ＢＡＳＦによって販売されているＨｙｓｏｒｂ（商標）、Ｓｕｍｉｔｏｍｏによって販売されているＡｑｕａ Ｋｅｅｐ（登録商標）、およびＥｖｏｎｉｋによって販売されているＦＡＶＯＲ（登録商標）がある。

一部の実施形態では、本開示は、臭気を制御するための方法であって、本開示による酸化された、漂白されたクラフト繊維を準備する工程と、漂白されたクラフト繊維に臭気物質を付与し、その結果、臭気物質の大気中量が、等価な重量の標準的なクラフト繊維に等価な量の臭気物質を付与した際の臭気物質の大気中量と比較すると低減される工程とを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本開示は、臭気を制御するための方法であって、細菌性臭気生成を阻害する工程を含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本開示は、臭気を制御するための方法であって、改質クラフト繊維上に窒素臭気物質などの臭気物質を吸収する工程を含む、方法を提供する。本明細書において、「窒素臭気物質」は、少なくとも１個の窒素を含む臭気物質を意味すると理解される。

本明細書において、「約」は、実験誤差に起因する変動を説明することを意味する。すべての測定値は、別段に具体的に述べられていない限り、「約」が明示的に列挙されていても、いなくても、単語「約」によって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」という陳述は、「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つまたは複数の限定されない実施形態の詳細を、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の当業者に明らかであるはずである。

試験プロトコール
１．腐食剤溶解度（Ｒ１０、Ｓ１０、Ｒ１８、Ｓ１８）は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３５−ｃｍ００に従って測定する。
２．カルボキシル含量は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３７−ｃｍ９８に従って測定する。
３．アルデヒド含量は、Ｅｃｏｎｏｔｅｃｈ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ＬＴＤ、独自の手順ＥＳＭ ０５５Ｂに従って測定する。
４．銅価は、ＴＡＰＰＩ Ｔ４３０−ｃｍ９９に従って測定する。
５．カルボニル含量は、Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２００２年、３巻、９６９〜９７５頁からの式：カルボニル＝（Ｃｕ．Ｎｏ．−０．０７）／０．６に従って銅価から計算する。
６．０．５％キャピラリーＣＥＤ粘度は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０−ｏｍ９９に従って測定する。
７．固有粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ１７９５（２００７年）に従って測定する。
８．ＤＰは、Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｏｆ Ｗｏｏｄ Ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１５５頁、ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｔｄ、Ａｂｉｎｇｔｏｎ Ｈａｌｌ、Ａｂｉｎｇｔｏｎ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ ＣＢＩ ６ＡＨ、Ｅｎｇｌａｎｄ、Ｊ．Ｆ． Ｋｅｎｎｅｄｙら編で公開された１９９４ Ｃｅｌｌｕｃｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅからの式ＤＰｗ＝−４４９．６＋５９８．４ｌｎ（０．５％キャピラリーＣＥＤ）＋１１８．０２ｌｎ^２（０．５％キャピラリーＣＥＤ）に従って、０．５％キャピラリーＣＥＤ粘度から計算する。
９．炭水化物は、Ｄｉｏｎｅｘイオンクロマトグラフィーによる分析でＴＡＰＰＩ Ｔ２４９−ｃｍ００に従って測定する。
１０．セルロース含量は、ＴＡＰＰＩ Ｊｏｕｒｎａｌ、６５巻（１２号）：７８〜８０頁、１９８２年からの式：セルロース＝グルカン−（マンナン／３）に従って炭水化物組成から計算する。
１１．ヘミセルロース含量は、糖の合計−セルロース含量から計算する。
１２．繊維長および粗さは、製造者の標準手順に従って、ＯＰＴＥＳＴ、Ｈａｗｋｅｓｂｕｒｙ、Ｏｎｔａｒｉｏ製Ｆｉｂｅｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒ（商標）で判定する。
１３．ＤＣＭ（ジクロロメタン）抽出物は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２０４−ｃｍ９７に従って判定する。
１４．鉄含量は、酸消化およびＩＣＰによる分析によって判定する。
１５．灰分含量は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２１１−ｏｍ０２に従って判定する。
１６．輝度は、ＴＡＰＰＩ Ｔ５２５−ｏｍ０２に従って判定する。
１７．ＣＩＥ白色度は、ＴＡＰＰＩ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔ５６０に従って判定する。

（実施例１）
本開示の繊維を調製する方法
サザンパインチップを、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ（登録商標）下降流蒸煮を用いて２容器連続蒸解釜内で蒸煮した。白液の付与は、有効アルカリ（ＥＡ）として１８．７％であり、半分を含浸容器内に添加し、半分をクエンチ循環部（ｑｕｅｎｃｈ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）内に添加した。クエンチ温度は、１６５℃であった。蒸解後のカッパ数は、平均で１４であった。ブラウンストックパルプを、２．８４％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）および１．４７％酸素（Ｏ_２）を付与して２段階酸素脱リグニンシステム内でさらに脱リグニンした。温度は、９２〜９４℃であった。カッパ数は、５．６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。第１の二酸化塩素段階（Ｄ０）は、０．７１％二酸化塩素（ＣｌＯ_２）を６３℃の温度および２．５のｐＨで付与して実施した。（Ｄ_０）段階後のカッパ数は、１．７であった。

第２の段階は、低重合度パルプを生産するように変更した。硫酸第一鉄七水和物（ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２０）を、２５ｐｐｍ Ｆｅ^＋２をもたらす割合で２．５ｌｂ／ｇａｌ水溶液として添加し、Ｆｅ^＋２は、パルプ上で４０ｐｐｍ Ｆｅ^＋２に増大した。この段階のｐＨは、２．８であり、温度は、８２℃であった。Ｈ_２Ｏ_２を、ステージフィードポンプで吸引してパルプに０．２５％で付与した。

第３のまたは二酸化塩素段階（Ｄ１）は、７９．５℃の温度および２．９のｐＨで実施し、ＣｌＯ_２を０．９０％で付与し、ＮａＯＨを１０．４３％で付与した。０．５％キャピラリーＣＥＤ粘度は、５．４から６．１ｍＰａ．ｓの間であった。

第４のまたはアルカリ抽出段階（ＥＰ）は、７６℃の温度で実施した。ＮａＯＨを１．５４％で付与し、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を０．２８％で付与した。ｐＨは、１１．３であった。

第５のまたは最後の二酸化塩素段階（Ｄ２）は、０．１４％ ＣｌＯ_２を付与して、７２℃の温度および４．４のｐＨで実施した。繊維を生産し、ベール梱包し、もしくは巻き取り、または界面活性剤処理で仕上げた。以下の試料１は、巻き取ったが、界面活性剤は、まったく添加しなかった。試料２〜４は、添加された界面活性剤を含有していた。試料３および４は、ベール梱包した。結果を以下の表に示す。

（比較実施例２）
実施例１によって調製した本発明の繊維を、公開された国際出願第ＷＯ２０１０／１３８９４１によって調製した繊維と比較した。また、実施例１によって調製されたままの繊維を、その全体が参照により本明細書に組み込まれている公開された国際出願第ＷＯ２０１２／０３８６８５号に記載されているようにパルプ化し、蒸解し、次いで、公開された国際出願第ＷＯ２０１０／１３８９４１号に記載されているように５段階漂白プロセスの第４の段階で酸化した繊維（界面活性剤を含む試料１）と比較した。

（実施例３）
実施例１の繊維試料、および上記実施例１と同じ様式で生産した他の繊維試料の特性を、白色度および輝度を含めて測定した。結果を以下に報告する。

（実施例４）
上記実施例１と同じ様式で生産した試料を、輝度復帰について試験した。加速された復帰（ｒｅｖｉｓｉｏｎ）をＴＡＰＰＩ ＵＭ ２００に従って測定した。試料を輝度および色について測定し、次いでオーブン（ｏｖｅｒ）内に１０５℃で４時間置いた。輝度および色を再び測定した。結果を以下に報告する。
輝度復帰
比較例

すべての色測定は、Ｃ／２℃光源（ｉｌｌｕｍａｎｔ）を伴ったＴｅｃｈｎｉｄｙｎｅ Ｃｏｌｏｒ ｔｏｕｃｈ ＰＣで行った。ｋ／ｓは、吸収係数（ｋ）／散乱係数（ｓ）の比である。ｋは、パルプ中の発色団またはカラーボディによって直接影響され、したがって、エージング後のｋ／ｓの変化は、形成される発色団の量の直接的な尺度を与える。ｋ／ｓは、式：
ｋ／ｓ＝（１−Ｒ_∞）^２／２^＊Ｒ_∞（式中、Ｒ_∞＝輝度／１００）
によって計算される。

ＰＣまたはポストカラーは、エージング後のｋ／ｓの変化の尺度であり、輝度の変化より直接的な尺度または復帰である。ＰＣは、式：
ＰＣ価＝１００^＊（エージングしたｋ／ｓ−初期のｋ／ｓ）
によって計算される。

上記結果および以下のことから分かるように、本開示の繊維は、良好な抗黄変特性、例えば、輝度復帰特性を伴って、例えば、９０超の並外れた輝度を有する。輝度の増強および復帰の制限は、ビスコースおよび他のセルロース誘導体製品の生産においてこの繊維を特に有用にする。

（実施例５）
実施例１による試料および実施例２による比較試料を、腐食剤黄変について試験した。腐食剤黄変は、各試料グレードの燥機用シート型柔軟剤（ｄｒｙｅｒ ｓｈｅｅｔ）からの３インチ×３インチ正方形体上で測定した。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊および輝度を、プラスチックスリーブ内に置いた初期の試料に対して測定した。各正方形体を１８％ＮａＯＨ溶液３０ｍｌ中に５分間浸した。飽和した正方形体をプラスチックスリーブ内に置き、輝度およびＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値を、ＭｉｎｉＳｃａｎ ＸＥメーターによって測定した。結果を以下に示す。
比較例
比較例

（実施例６）
本発明の繊維を、模擬ビスコースドープを形成するのに使用し、濾過性、光学的性質、および粘度について試験した。試験混合物は、２０％の本発明による繊維および８０％のＣｅｎｔｕｒｙ Ｐｕｌｐ ＆ Ｐａｐｅｒ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ＤＷＰ繊維であり、７．１ｍＰａ．ｓの粘度および９６％のＲ１８を有し、標準的なビスコースレシピについての典型的な基材セルロースであった。本発明のパルプに加えて、Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｐｕｌｐ ＆ Ｐａｐｅｒ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ＤＷＰも、単独で、かつ５．３ｍＰａ．ｓの粘度および９６％のＲ１８を有する２０％のＢｕｃｋｅｙｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｖ６７レーヨングレードパルプとともに試験した。結果を以下に示す。

先のＧＰ比較繊維は、２０１２年５月１８日に出願されたＰＣＴ ＵＳ／２０１２／０３８６８５に記載のプロセスによって作製した。

上記表に示したように、本発明の繊維で生産したビスコースは、１００％ Ｃｅｎｔｕｒｙ ＤＷＰまたはＣｅｎｔｕｒｙ ＣＰＰおよびＢｕｃｋｅｙｅ Ｖ６７での８０／２０ブレンドで生産したビスコースと比較して、改善されていなくても、同様の濾過特性を有する。参照点としてＶ６７の濾過を使用して、本発明者らは、本発明の繊維で３３％の性能増大を観察した。

（実施例７〜１１）
これらの実施例の繊維は、実施例１の方法に本質的に従って調製した。実施例７および８は、酸化段階中に酸素を用いずに実行し、一方、実施例９、１０、および１１は、酸化段階中に９０ＰＳＩの酸素を用いて実行した。実施例１１では、酸素を、加工温度に到達した後、過酸化水素とともに付与した。酸素保持時間は、最初の９分であった。これらの実施例から分かるように、酸化段階中に酸素を使用した場合、粘度は、低いままである一方、アルデヒドのレベルを低減した。結果を以下に示す。

いくつかの実施形態を記載してきた。それにもかかわらず、本開示の趣旨および射程から逸脱することなく、様々な改変を行うことができることが理解されるであろう。したがって、他の実施形態も、以下の特許請求の範囲の射程内である。

Claims (21)

1. 酸化クラフトパルプを作製するための方法であって、
   クラフトプロセスにおいて１０〜１６のカッパ数まで軟材セルロースパルプを連続的に蒸解する工程と、
   ６．５未満のカッパ数まで該セルロースパルプを酸素脱リグニンする工程と、
   多段漂白プロセスを使用して該セルロースパルプを漂白する工程と、
   酸性条件下で過酸化物および触媒で、該多段漂白プロセスの少なくとも１つの段階中に該セルロースパルプを酸化する工程と
   を含み、
   該多段漂白プロセスは、該酸化漂白段階の後に、少なくとも１つのアルカリ性漂白段階および少なくとも１つの二酸化塩素漂白段階を含む、方法。
2. 前記軟材セルロースパルプがサザンパインパルプ繊維である、請求項１に記載の方法。
3. 前記触媒が、銅含有触媒および鉄含有触媒のうちの少なくとも１種から選択される、請求項１に記載の方法。
4. 前記触媒が、鉄含有触媒であり、前記セルロースパルプの乾燥重量に基づいて２５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ Ｆｅ^２＋の量で存在する、請求項３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３に記載の方法。
6. 前記過酸化水素が、前記セルロースパルプの乾燥重量に基づいて０．１％〜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、２〜６の範囲である、請求項１に記載の方法。
8. 酸素が、前記酸化漂白段階中に付与される、請求項１に記載の方法。
9. 酸素が、少なくとも９０ＰＳＩで付与される、請求項８に記載の方法。
10. 酸素を添加して処理された前記繊維が、３．３ｍｅｑ／１００ｇより高いカルボン酸含量および３．５ｍｅｑ／１００ｇ未満のアルデヒド含量を呈する、請求項８に記載の方法。
11. 前記酸化クラフトパルプの輝度が少なくとも９０である、請求項６に記載の方法。
12. 前記蒸解が、含浸装置および並流下降流蒸解釜を含む２段階で実施される、請求項７に記載の方法。
13. 少なくとも８７．５％のＲ１８値を有するα−セルロース含量を有する軟材クラフトパルプ繊維を作製する方法であって、該方法が、前加水分解工程を含まず、該方法が、
    クラフトプロセスにおいて１０〜１６のカッパ数まで軟材セルロースパルプ繊維を連続的に蒸解する工程と、
    ６．５未満のカッパ数まで該セルロースパルプ繊維を酸素脱リグニンする工程と、
    多段漂白プロセスを使用して該セルロースパルプ繊維を漂白する工程と、
    酸性条件下で過酸化物および触媒で、該多段漂白プロセスの少なくとも１つの段階中に該セルロースパルプ繊維を酸化する工程と
    を含み、
    該多段漂白プロセスは、該酸化漂白段階の後に、少なくとも１つのアルカリ性漂白段階および少なくとも１つの二酸化塩素漂白段階を含む、方法。
14. 前記触媒が、前記セルロースパルプ繊維の乾燥重量に基づいて２５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ Ｆｅ^２＋の量で加えられた鉄含有触媒であり、前記過酸化物が、前記セルロースパルプ繊維の乾燥重量に基づいて０．１％〜１．５％の量の過酸化水素である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記繊維が、６．５ｍＰＡ．ｓ未満または６．５ｍＰＡ．ｓのＣＥＤ粘度を呈する、請求項１４に記載の方法。
16. 少なくとも８７．５％のＲ１８値および６．５ｍＰＡ．ｓ未満のＣＥＤ粘度を呈する酸化された軟材漂白クラフトパルプ繊維。
17. 前記繊維の輝度が、少なくとも９０である、請求項１６に記載のクラフトパルプ繊維。
18. 前記繊維が、オーブン内において１０５℃で４時間加熱した後に、１の輝度の低下を示す、請求項１７に記載のクラフトパルプ繊維。
19. 前記繊維のアルデヒド含量が、３．４０ｍｅｑ／１００ｇ未満である、請求項１８に記載のクラフトパルプ繊維。
20. 前記繊維のカルボキシ含量が、少なくとも４ｍｅｑ／１００ｇである、請求項１７に記載のクラフトパルプ繊維。
21. 前記繊維のアルデヒド含量が３．５ｍｅｑ／１００ｇ未満であり、前記繊維のカルボン酸含量が少なくとも３．３ｍｅｑ／１００ｇである、請求項１７に記載のクラフトパルプ繊維。