TWI282829B - Alkaline pulp having low average degree of polymerization values and method of producing the same - Google Patents

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1282829 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 本發明爲1999年2月24日申請之申請號09/25 6,197之部份 連續申請案，其又爲1998年11月3曰申請之申請號 〇9/1 8 5,423之部份連續申請案，其爲1998年3月16日申請之 申叫號09/039,737之部份連續申請案，其爲1997年8月22曰 申叫之申請號〇8/9 16,652之部份連續申請案（已放棄），其主 張臨時申請案60/023,909及60/024,462之優先權，該兩案均 於1996年8月23日申請。 發明領域 本發明有關用以製造液胞纖維之經處理紙漿、製造可用 以製造液胞纖維之方法、及由本發明組合物製得之液胞纖 維。尤其本發明有關一種具有高含量半纖婊素、低銅値且 包含具有低平均聚合物（d.p.)及r分子量分布之纖維素之 組合物。 發明背景 ，纖維素爲D -葡萄糖之聚合物且爲植物細胞壁之結構成分 。纖維素主要富含於樹木主幹而自其萃取且轉化成紙漿， 及Ik後用以製造各種產品。螺縈爲廣泛用於織品工業而製 造布料物件之再生纖来素之纖維態名稱。一世紀以來，螺 營之強緘維係藉黏膠及銅铵（cUpramm〇ni um)製程製得。後 者製程首先於1 980年提出及黏膠製程則晚兩年。黏膠製程 中’纖維素先浸壓於鹼化強苛性鈉溶液中而形成驗性纖維 素。此與一硫化碳反應形成纖維素黃原酸g旨，其接著容於 稀苛性鈉溶液中。過濾及脱氣後，黃原酸酯溶液自浸沒式 紡絲孔擠壓入硫酸、硫酸鈉、硫酸鋅及葡萄糖之再生浴中 -- ~ 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝--------訂·，---7-----線 1282829 五、發明說明（2 2形成連續細絲。所得俗稱黏膠螺縈目前用於織品且廣泛 於強化橡膠物件如輪胎及驅動帶。 2素亦可溶於銨域化物料巾。此性質構成製造銅 =累瓦之基準。纖維素溶液經由浸沒式纺絲嘴擠壓入5%苛 ::或稀硫酸溶液中，而形成纖維，其接著脱銅及洗滌。 =螺縈係提供爲非常低丹尼爾之纖維且幾乎廣泛用於織 、前，製備«之製程均f要使纖維素化學料化或錯合 以賦丁其可落且因此可纺絲成纖維。黏膠製程中，纖维素 衍生化而銅銨嫘榮製程則使纖維素錯合。任一製浐中‘: 且須移除用吻之試二二 “η 了生化及再生步驟明顯增加此類纖維素纖維之成本 ϋΓ二近年來嘗試鑑定出可溶解未衍生化纖維素而形成 何纖維素私絲液之溶液，由此可纺絲出纖維。 ^用於溶解纖維素之—類有機溶劑爲胺_Ν氧化物 疋二級胺-Ν氧化物。例如Graenachei^Usp 2 179 I。、 示適合作爲溶劑之胺氧化物。—_於USP M47’ $ 使用無水Ν·甲基嗎啉:N-氧化物(NMM〇)及其他胺心^ 物作爲:纖$素及許多其他天然及合成聚合物之。 ==寺人於耐4，145,532及4，196,282中提出溶解纖維 於胺氧化物溶劑及達較高濃度纖維素之困難度。 、’、 液胞爲由自有機溶劑沉殿之纖維素所構成之 受-般名詞，其中實質上無經基取代且未形成 = 。數個製造商目前製得液胞纖維，主要用:間物 |_______-5- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱

I 頁 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 1282829 A7 B7 五、發明說明（3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如Acordis公司目前製造及銷售稱爲Tencel⑧纖維之液胞纖 相信目前提供之液胞纖維係自以廣泛加工以除非纖維素 成分（尤其是半纖維素）之高品質木漿製得。該等高度加工 紙漿稱爲溶解等級或高α紙漿，其中α代表纖維素百分比 。因此，高α紙漿含有高百分比纖維素，及對應低百分比 其他成分，尤其半纖維素。需要產生高以紙漿之製程明顯 增加液胞纖維及由其製得之產品之成本。 … 例如當牛皮紙漿製程用以製得溶解等級紙漿時，使用硫 化鈉及氫氧化鈉之混合物使木材製聚。由於習知牛皮紙^ 製程使殘留半纖維素抗進一步之鹼侵襲而委定化，因此無 法藉由牛皮紙漿於漂白階段之隨後處理獲得可接受品質之 溶解紙漿，亦即高d氏漿。爲了藉牛皮紙衆製程製^解 型紙漿，在鹼性製漿階段之前需使原料進行酸性處理。等 ，，原木材物質之10%或以上之主要爲半纖維素之材料明 顯量溶解於此酸相預處理中且因此產生滴液。在預水解條 件下，纖維素韻大有抗性，但殘留半纖維相降解成更 短鏈長且因此可於隨彳i牛皮紙漿烹煮中藉各種半纖維素水 解反應或藉溶解大量移除。 、μ 7 。預水解階段-般包含在高溫（15(M8(rc)以稀無機酸（硫 酸或二氧化硫水溶液）或僅以水處理，在低溫需要達2小時 之時間。後者例中，由某些天然多醣（主要爲軟木中之甘露 聚糖及硬木中之木質聚糖）釋出之乙酸使pH降至4以下。路 再者，反應纖維素之相㈣基含量之相冑低銅値爲 (請先閱讀背面之注意事 丨 ---- 項 ί寫本頁) 訂··---T----^ -6- 1282829

五、發明說明（4 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 製造液胞纖維之紙漿所需性質，由於一般相信高銅値在胺 氧化物溶劑中溶解之前、期間或之後會引起纖維素及溶劑 降解之故。該降解溶劑可丟棄或再生；然而由於成本考量 -般不期望丟棄。溶劑再生之缺點爲再生製程涉及危險潛 在爆炸之條件。 · 低過渡金屬含量爲用以製造液胞纖維之紙漿所需性質， 例如過度金屬加速纖維素及NMM〇於液胞製程中之不期望 降解。 鑒於製造商業溶解級紙漿之費用，期望發展習知高泛溶 解級紙漿之另一方法作爲液胞原#。此外，紙漿製造商期 望藉既有主要工廠減少製造此類紙漿所需i必要設備。 爲了控制液胞纖維性質，液胞製造商利用包括具不同平 均聚合物範圍之不同紙漿摻合物之摻雜物。基於此，紙漿 製造商亦需要製得具有在相對窄區域之平均聚合度之紙漿 0 因此，對利用紙漿製造商現有設備製造前述低α紙漿之 方法及對自前述低β紙漿製造液胞纖維而言，需要可用於 製造液胞纖維之相對價廉低α (如高產率）紙漿。較好所需 低泛紙漿宜具有低銅値.、低木質素含量及較好低過度金$ 含量。 習知申請案09/256,197(讓渡與本案申請人）中，描述於牛 皮紙漿中降低D.P·質及銅値之方法。此方法包含以酸或酸 替代物或酸與酸替代物之組合物處理紙漿。該習知申請安 所述之降低纖維素平均D.P.而實質上不降低半纖維素含$ 度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事

ϋ ϋ I ---- 寫本頁) 訂 \---r---- 玉、發明說明（5 ) 之其他方式包含以硫酸鐵及過氧化氫、至少一種過浐全屬 及過乙酸之組合液流處理㈣，驗氯二氧化物處理^夂: 酸性及次氣酸納處理最終成幾近中性。此製程可有效降低 平均聚合度而實質上不降低半纖維素含量，但若此製程欲 使用之既有紙漿研磨未架構程適於此製程之簡單配置時7 則此製程由資本改善觀點而言太昂貴。該習知申請；中， 描述額外步驟以降低紙㈣値，該紙衆已經處理至降低其 平均聚合度而實質上未降低半纖維素含量。由於此習知^ 請案描述之降低纖維素平均聚合物導致所得紙漿銅値降低 之故，而隨後仍需要降低銅値之步驟。 由環境觀點觀之，較大興趣在於使用漂'白劑，立可降低 需自製程漿液移除之氯化合物量。近年來，商業規模上使 用氧作爲脱木質素劑。用以進行A階段脱木質素作用之 器及設備述於USPs 4 295 927 · 4 ' ，”，…，4,295,925 ; 4,298,426 及 4,295,926 〇 雖然該習知中請案描述之方法可有效降低纖維素之平均 D.P.而實質上未降低半纖維素含量，但仍需要—種不需要 另外之銅値降低步驟且適用於㊅本 、 、匕ΰ虱反應物、多驗性階段 及/或適用於經漂白或半漂白紙漿之實質_^·ρ.降低之驗性 條件之方法。 發明概诚_ 以製造液胞纖維之組合 及半纖維素之紙漿，其 之平均聚合物（D.P.)而 本文所用之"本發明組合物"、，，用 物"或”經處理紙漿”代表含有纖維素 已在驗性條件下處理以降低纖維素

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 未實質上降低紙漿之半纖維素含量或未實質上增加紙將鉬 値。本發明組合物較好帶有後文其他性質。 7 本：明組合物爲用以製造液胞纖維或其他模製體如薄膜 之組合物，其具有高半纖維含量、低銅質及窄分子量：: ，包含具有低平均D.P.之纖維素。較好該 素係衍生自木材，更好衍生自軟太。以^及+ ..·威維 展現各種所需性質，包本低：：二外，本發明組合物 而I貝低木貝素含量極低過渡金屬本量 。本發明組合物可呈適讀存或輸送狀態，如片材、ς抽 或綑包。本發明組合物可與其他成分或添加劑混合，而形 成可用以製造液胞纖維模製體如纖維或薄膜之紙漿。再者 ，本發明提供一種製造可用於製造液胞纖維之組合物之方 法，該組合物具有所需半纖維素含量及銅値，且包含具有 所需平均D. Ρ.及分子量分布之纖維素。 本發明亦提供液胞纖維素，其含有具低平均D p•、高比 例半纖維素及低銅値、窄分子量分布及高木質素含量之纖 維素。本發明之液胞纖維亦較好具有低含量之過渡金屬。 本發明組合物可由纖維素及半纖維素之任何適^來源製 得，但較好自鹼性化學木漿如牛皮紙漿或蘇打製得，且較 好自牛皮紙漿軟木紙漿製得。本發明組合物包含至少7重量 %半纖維素，較好自7至約25重量％半纖維素，更好自7至約 2〇重量％半纖維素，最好自約1〇至約17重量％，且纖維素之 平均D.P·約200至約11〇〇，較好約3〇〇至約11〇〇，且更好約 400至約700。本發明較佳組合物之半纖維素含量自約…至 約17重量％，且含有平均Dp·自約4〇〇至約7〇〇之纖維素。半 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

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五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ’歲、’隹素έ塁係依據TAPPI標準T249 hm-85之糖含量分析測 置。再者，本發明組合物較好具有％値小於2，較好小於i 。取好本發明組合物不含有可偵測之木質素。木質素含量 係使用丁八外1測試丁23 6 (：111-85測量。 本發明組合物較好具有纖維素Dp.之單峰分布，其中個 別D.P·値約繞著單態D p·値正常分布，亦即該D p.態爲最經 常發生於茲分布中之D.p·値。然而纖維素D p·値分布可爲具 有數個相對最大値之纖維素Dp.値之多態分布。例如本發 明之多態經處理紙漿可藉混合兩鞏或多種各具有不同單態 D.P·値 < 本發明單態經處理紙漿。纖維素D p·値分佈係藉德 國 Thuringisches Institut fur Textil-und Kuns、toff Forschunge. V” Breitscheidstr· 97，D-07407 Rudolstadt進行之專業分析 方式測定。 已經處理而降低其D.P.且實質上未降低紙漿半纖維素含 量之本發明組合物由尺⑺及！^8値差異（△ R)小於28而看出 展現所需之窄分子量分布，該差異較好小於約2 〇且最好小 於約1.5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外’本發明組合物較好具有相對低之羧基含量，此可 由銅値小於約2.0，更好小於約1 · 1，最好小於約0.8，係以 TAPPI標準T430測量。再者本發明組合物較好具有小於約 60 pmol/克之羰基含量及小於約60 pmol/克之幾基含量，更 好羰基含量小於約30 pmol/克及羧基含量小於約30 pmol/ 克。該複基及援基含量係藉德國Thuringisches Institut fur Textil-und Kunstoff Forschunge. V., Breitscheidstr. 97, -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1282829 A7 B7 五、發明說明（8 D-074〇7 Rudolstadt專業分析方式（後文稱爲TITK)測量。 本發明組合物亦較好帶有低過渡金屬含量。較好本發明 組合物之總過渡金屬含量少於2〇 ppm，更好小於5 ppm，其 係藉Weyerhaeuser測試編號AM5-PULP-1/6010測量。，，總過 渡金屬含*2：表示以每百萬單位份（ppm)測量之鎳、鉻、I孟 、鐵及銅之合併量。較好本發明組合物之鐵含量小於4 ppm ’更好小於2 ppm ’其係藉Weyerhaeuser測試編號 AM5-PULP-1/6010測量；及本發明組合物之銅含量較好小 方；1 ·0 ppm ’更好小於〇 5 ppm，其係藉Weyerhaeuser測試編 號 AM5-PULP-1/6010測量。 本發明組合物易溶於胺氧化物中，包含主級胺氧化物如 NMM0。可與NMM0或其他三級胺溶劑混合之其他較佳溶 劑包含二甲基亞砜（DMS0)、二甲基乙醯胺（DMAC)、二甲 基甲醞胺（DMF)及己内酯衍生物。較好本發明組合物利用 後又實例1 1所述溶解程序，於約7〇分鐘以内完全溶解於 NMM0中，較好約2〇分鐘以内。説明書中使用之"完全溶解,， 一詞意指當藉溶解本發明組合物於ΝΜΜ〇所形成之摻雜物 以40Χ至70Χ光顯微鏡觀察時實質上未見到未溶解之顆粒。 本發明經處理紙漿之第一較佳具體例爲經處理牛皮紙漿 ，其包含至少7重量％之半纖維素、銅値小於2〇、平均聚合 度約200至約11〇〇之纖維素、及AR小於厶8。 本發明經處理紙漿之第二較佳具體例爲經處理牛皮纸聚 ，其包含至少7重量％之半纖維素、銅値小於2〇、 人 度約綱至約mo之纖維素、纖維素個別D.p·値 ^ (請先閱讀背面之注意事 1 Jr 裝---- 寫本頁) 訂-·---:-----择 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及△ R小於2.8。 本發明經處理紙漿之第三較佳具體例爲經處理牛皮紙漿 ，其包含至少7重量％之半纖維素、平均聚合度約2〇〇至約 1100之纖維素、％値小於2、銅値小於08及^11小於2.8。 "由本發明組合物所形成之液胞纖維包含至少約5重量％ 半纖維素，較好約5至約22重量％半纖維素，更好自約5至 約18重量％，最好自約1〇至約15重量％，纖維素之平均〇上 自約200至約11〇〇，更好自約3⑻至約11〇〇，最好自約4〇〇 至約700 ’及木質素含量提供 > 値小於約2 〇且更好小於約 1.0。此外，本發明較佳液胞纖維具有纖維素Dp•値之單態 分布，但本發明液胞纖維亦可具有纖維素^;•値多態分布 ，亦即纖維素D.P.値之分布具有數個相對最大値。例如由 兩種或多種各具有不同態D.p·値之本發明單態經處理紙漿 之混合物可形成具有纖維素D.p·値多態分布之本發明液胞 纖維。 本發明較佳液胞纖維之銅値小於約2〇，更好小於約1.1 ，最好小於約0.8，其係藉TAPPI標準T43〇測量。再者，本 喬明之液胞纖維之羰基含量小於約6 〇 p 1T1 〇 1 /克及幾基含量 小於約60 pm〇1/克’更好羧基含量小於約3〇 prn〇i/克及瘦基 含量小於約30 pm〇l/克。該羧基及羰基含量係藉德國 Thuringisches Institut fur Textil-und Kunstoff Forschunge. V·’ Breitscheidstr· 97，D-074 07 Rudolstadt專業分析方法測 量。此外，本發明之較佳液胞纖維之總過渡金屬含量小於 約20 ppm ’更好小於約5 ppm，其係藉Weyerhaeuser測試 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) —ί τ -----------··-----線i (請先S3讀背面之注意事寫本頁) 1282829 A7 B7 五、發明說明（1〇 ) 編號AM5-PULP-1/60 10測量。該，，總過渡金屬含量”一詞代 表以每百萬單位份述表示之鎳、鉻、錳、鐵及銅之合併量 。較好本發明液胞纖維之鐵含量小於約4 ppm，更好小於約 2 ppm，其係藉 Weyerhaeuser測試 AM5-PULP-1/6010測量； 及本發明液胞纖維之銅含量小於約4 ppm，更好小於约2 ppm’ 其係藉 Weyerhaeuser 測試 AM5-PULP-1/6010測量。 本發明之液胞纖維較佳具體例帶有所需之延長性質。較 好本發明之液胞纖維之乾燥延長率約8%至約1 7%，較好約 1 2%至約1 5%。較好，本發明之液胞纖維之濕延長率約丨2〇/〇 至約18%。延長率係藉德國Thudngisches lnstitut fur Textil-und Kunstoff Forschunge. V.? Breitscheidstr. 975 D_07407 Rudolstadt專業分析方法測量。由本發明經處理紙 漿製得之液胞纖維展現乾燥黏性約4〇-42cN/tex之程度及濕 黏性約 30-33cN/tex之程度，其係以 Thuringisches Insmut fur Texul-und Kunstoff Forschunge. V·，Breitscheidstr專業 分析方法測量。 ’ 另一方面，本發明提供一種製造本發明組合物之方法， 孩組合物接著形成液胞模製體如纖維或薄膜。此方面，本 發明提供-種方法，其包含使含纖維素及至少約7%半纖維 素足鹼性紙漿在鹼性條件下與氧化劑接 足以使纖維素之平均D.P.降低至約至約π〇 = 約300至約11〇〇,更好在約4〇〇至约7〇〇範圍内，而實質上不 降低半纖維素含量或不增加銅値。依據本發明^㈣處 理而達到D.P.降低且實質上不降低半纖維素含量或不增加 i ί ^--·----------- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂··---τ

n I n I --- -13- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 1282829 A7 五、發明說明（11 ) 銅値之上述紙衆當與該氧化劑接觸第一時間時，較好且有 %値小於40，更好小於30且最好小於2〇。 ’、 該D.P.降低處理可在製裝製程後及若利用漂白製程則可 在該製程之前、期間及之後進行。在 … 、 逆仃㈣性條件下之氧化劑 馬吕匕乳基〈任何氧化劑，如過氧化氯、氧

及臭氧。較好該氧化劑爲氧及過氧化氫之組合或 化氫。 較好本發明D.P.降低步驟產率大於約95%，更好大於約 98%。該製程產率爲藉該製程'製得之經處理紙漿乾重除以 起始物紙漿乾重，所得分數乘以1〇〇並以百分比表示。 本發明另-方面’製造液胞纖維之方法包含下步驟： ⑷製聚製程後，使含纖維素及至少約7%半纖維素之鹼性紙 聚在驗性條件下與氧化劑接觸’該氧化劑量爲足以使纖維 素I平均D.P.降低至約2〇〇至約11〇〇内，較好自約则至約 謂’而實質上不降低紙漿半纖維素含量或不增加銅値； 及⑻自步驟⑷處理之紙漿形成纖維。依據本發明一目的， 該液胞纖維較好由選自溶融吹塑、離心纺絲、纺絲黏結及 乾喷射/濕製程之方法形成。 置式簡單説明 本1明則述方面及許多優點將由參考下列詳細説明及圖 TF而更頭而易見，其中： 圖1A-1C爲將紙漿（較好爲鹼性紙漿）轉化成本發明可用 以製造液胞模製體之阻核物之較佳方法方塊圖； 圖2爲由本發明組核物形成纖維之較佳方法之步驟方塊 14- 本纸張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 1282829 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3及4爲貫例丨丨所述由本發明經處理紙漿製得之乾噴身 液胞纖維爻丨00倍及丨0,000倍放大之電子顯微鏡掃描圖 圭具體例詳細説明 可用以S施本發明之起始物含有纖維素及半纖維素。月 ，以實施本發明之起始物實例包含（但不限於）樹木及再兰 ，二二以貫施本發明之得自認何來源之起始物先使用鹼括 製=製私如牛皮紙紙漿或蘇打製程轉化成紙漿。用以實搞 月之較佳起始物爲驗性化學木漿，較好爲含纖維素及 至：約7%半纖維素之未漂白牛皮紙木漿或經漂白牛皮紙 木漿，其未暴露至酸水解條件下或任何其他非均質混合物 條件下(亦即反應時間、溫度及酸濃度)，其中纖維素：鍵 仏打斷。下列本發明較佳具體力之討論中起始物將稱爲 槳或製漿木材，但將了解下列本發明較佳具體例描述中特 別指出木材作爲起始物來源並非用以限制，而僅 素及纖維素較佳來源之例舉。 、爲了區別使用作爲實施本發明之起始物之紙漿（如漂白 或未漂白鹼性牛皮紙禾漿）與本發明組合物（藉由處理^ 物以降低起始物紙漿平均D.p.而實f上不降低起始 : 半纖維素含量或不增加銅値所得者），後者將稱爲"本菸^ 組合物，，或，，可用以製造液胞纖維之組合物"或，，經 /明 或’’經處理牛皮紙漿”。 〜、’、氏漿 木材製漿工業中，樹木一般分類爲硬木或軟木。本 操作中，用於操作本發明之起始物之紙漿可 發明 生自軟木物

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五、發明說明（13 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 種如（但不限樅樹（較好爲洋概及北美概樹）、松（較好爲 t万白松及南美松）、㈣（較好爲白赤旬、落葉松（較好爲 t洛某松）、杉木及松科常青樹（較好爲東方及西方松科 “樹）。可衍生用以操作本發明之紙浆之硬木物種會例包 但秦)洋槐、赤楊木(較好爲紅赤楊木及歐洲黑楊木) 、士白輪（#父好馬北美白楊）、山毛櫸、樺樹、橡樹（較好白橡 树）、橡膠樹（較好爲桉樹及甜橡膠樹）、白楊（較好北美白楊 :東方棉樹、黑棉樹及黃白楊）、gmeHna及楓科植物（較好 爲糖楓、紅楓、銀楓及大葉楓）。 得自軟木或硬木物種之木材一般包含三種主要成分：織 維素、+纖維素及木質素。纖維素構成達'約50%植物木質 結構且葡萄糖單體之未分支聚合物。個別纖維素聚人 物鏈伴隨形成較厚爲原纖維，其接著形成可排列成束之: 纖維。該束形成纖維其以高倍數光顯微鏡檢視時，可看出 爲植物細胞壁之成分。纖維素因過渡分子間及分 截結果而爲高度結晶。 ^ ^ 半纖維素-詞代表與木材中纖維素有關之低分予量碳氯 化物聚合物之不均質群。半纖維素與直鏈聚合物之纖維； 相反而爲非晶型分支聚合物。組合形成半㈣素之主 單糖類爲D-葡萄糖、D_木糖、D_甘露糖、l_阿拉伯糖、^ 半乳糖、D-葡糖酸及ck半乳糖醛酸。 木質素爲芳族聚合物之複合物且包括約3〇至5〇%木材， 其爲非晶型聚合物。 製漿工業中，利用木材主要成分之化學性差異以純化纖 16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱 ----ΊΙ.-------k·裝 (請先閱讀背面之注意事·寫本頁)

·. I I I 7" I 1282829

五、發明說明（μ (請先閱讀背面之注意事'寫本頁) 、隹素。例如’液態加熱水可於對應降低之pH下自半纖維素 移除乙醯基而形成乙酸。在約150· 180X：之高溫，木材之碳 氫化物接著發生水解，而木質素水解較少。半纖維素特別 易於接文此酸水解，且大部分半纖維素可藉牛皮紙製漿製 程 < 最初液流預水解步驟降解，如發明背景所述，或於酸 性亞硫酸鹽蒸煮製程中降解。 有關木材與鹼溶液之反應，木材所有成分易藉強鹼條件 降解。在牛皮紙製漿製程中常用之14〇。〇高溫，半纖維素及 木質素藉稀鹼溶液優先降解。·此外，木材所有成分可藉漂 白劑如氣、次氣酸鈉及過氧化氫而氧化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製漿程序如鹼性製漿可用以提供依本發明處理之鹼性木 水’而彳疋供可用以製造液胞纖維素之組合物。適宜驗性製 漿之實例胞含牛皮紙或蘇打製程，而無酸預水解步驟或暴 路至其他酸性不均質混合物條件下（亦即反應時間及酸濃 度），而纖維素糖鍵經由下列破裂4丨）糖基氧原子快速質子 化，（2)正電荷緩慢轉移至C-1隨後形成碳陰離子及糖鍵融 合，及（3)水快速侵襲該碳陰離子而獲得游離糖。雖然含有 氯二氧化物態或多氣三氧化物階段之典型牛皮紙漂白順序 包含pH低於4及溫度大於約7〇°c，但此階段之合併混合物 條件不適用於纖維素中誘發實質之Dp降低。在鹼製漿前避 免酸預處理步驟，可降低製造鹼性製漿木材之總成本。再 者，藉由避免酸預水解，可降低半纖維素之酸預水解且可 增加製漿製程總產量。因此，本文所用之鹼性製漿代表含 纖維素及半纖維素之紙漿，其已接受任何組合酸性條件或 _ -17- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1282829

五、發明說明（15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 任何〃他不均質混合物條件（亦即反應條件及酸濃度），而 在製漿前或期間導致纖維素糖鍵破裂，其中木材片或其他 生物體轉化爲纖維。 適合作爲操作本發明起始物之鹼性製漿木材之特徵包含 半纖維素含量至少7重量％，較好自>約7至約3〇重量％，更好 自7至25重量。/。，且最好自約9至2〇重量％ ;纖維素之平均 D.P·自約600至約1 800; %値小於約4〇，較好小於3〇且更好 小於25，及銅値小於约2·〇，更好小於1〇。本文所用之”重 量％ ”或”重量百分比"或其文法上之變化當應用至紙漿半纖 維素或木質素含量時意指相對於紙漿乾重之重量百分比。 如圖1A-1C所示，操作本發明時，一旦起始物如軟木轉 化成含纖維素及半纖維素之驗性紙漿時，其於反應器中接 受處，而降低纖維素之平#D.P·，而實質上未降低半纖維 素含f或不增加銅値，而提供本發明組合物。説明書中，，， 實質上未降低半纖維素含量”意指Dp•降低期間未降低半 纖維素含量多於5G%，更好不多於約15%，且最好不多於約 5%。”聚合度”（簡寫爲D.p)代表纖維素分子中〇_葡萄糖單 體數。”平均聚合物”或·”平均D p·，，代表纖維素聚合物增大中 每纖維素聚合物之D-葡萄糖分子平均數。此D p•降低處理 可在製漿製程前及若利用漂白步驟實在漂白製程前、後或 貫質上同時進行。説明書中，，實質上同時，，意指至少部分 D·Ρ·降低步I與至少部分漂白步.驟同時發生。較好纖維素 之平句D.P.降低至約2〇〇至約丨1〇〇之程度；更好約至約 η〇〇之範圍；最好約400至約700之範圍。除非另有説明， if II.-------裝---- (請先閱讀背面之注拳寫本頁) 訂---,,----- -18- 1282829 A7 B7 五、發明說明（16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D.P.係利用ASTM測試ΐ3〇1·12測定。在前述範圍内之μ 較，’、因爲在經濟引人之操作條件下，掺雜物黏度，亦即 製得液胞纖維之經處理紙漿溶液黏度夠低而使掺雜物易於 經由用以形成液胞纖維之f噴絲孔擠出，而不降低所得液 胞纖維之強度，實質上獲得折衷；較好經處理紙漿之Μ· 値範圍爲單態且在該單態Dp.値周圍約略正常分布。 此申請案中，，’未實質增加銅値”意指Dp.降低期間銅値 未增加超過100%，較好不超過約5〇%，且最好不超過約Μ% °〇·Ρ·降低期間銅^改變程度係藉比較紙聚進入D p·降低步 驟時之銅値及D.P·降低步驟後經處理紙漿之銅値而測定。 低銅値較佳因一般相信高銅値會引起纖維素及溶劑在經處 理紙漿溶解形成掺雜物期間及之後降解。銅値爲用以測量 纖維素降低値之實驗測試。銅値以金屬銅毫克數表示，其 藉纖維素材料比重而自氫氧化銅還原成氧化銅。 經處理紙漿之半纖維素含量（以重量百分比表示）至少7 重I /〇 ’較好自7至約25重量％，更好自7至約20重量％，最 好自10至約17重量％。本文所用之”重量％”或”重量百分比” 或其又法上之變化當應用至經處理紙漿半纖維素或木質素 含I時意指相對於經處理紙漿乾重之重量百分比。 本發明經處理紙漿亦展現所需之窄分子量分布，係藉R1〇 &Ru値差異（△ R)小於約2·8看出，較好小於約2 〇，且最好 小於約1.5。相反地，依據us申請號〇9/256，1 97敎示處理之 紙裝在進行降低處理前，其銅値展現△ R大於約2 · 8。依據 此先前申請案進行銅値降低處理後，此先前申請案之紙漿 (請先閱讀背面之注意事 n ϋ I 0 mMMmm n 1 ^寫本頁) 訂---.-----^ -19- 1282829 A7 B7 五、發明說明（17 )

I 訂 △ R可降低至小於約2·8。亞硫酸鹽紙漿展現ar在約7 〇等 級及預水解（牛皮紙紙漿展現△ R在約3 g等級。I。代表溶 解...氏水於10%苛性鈉溶液後未溶解之殘留物。代表溶解 紙水於1 8%苛性鈉溶液後未溶解之殘留物。通常於_苛性 納溶液中，半纖維素及化學降解之短鏈纖維素溶解且於溶 液中和除相反地，_般^ ! 8 %苛性鋼溶液中僅半纖維素 溶解且移除。因此，R_及R18値間之差異代表存在於紙 聚樣品中化學降解短鏈纖維素之量。由可提供消#者可血 不同分子量性質之紙漿混合之紙漿而可裁製用以產生液胞 纖維I摻雜物之觀點而言，較好提供具有相對窄分子量分 布之紙漿。提供具相對窄分子量分布之紙衆優點爲此紙漿 中存在低濃度之短鏈纖維素或半纖維素分子。此短鏈寡聚 物材料若存在可與液胞溶劑回收製程有關。 不欲受理論限制，相信依據本發明處理之紙聚中半纖維 素（化學態與上樹暴露至酸性條件或不均質混合物條件下 而導致纖維素糖鍵破裂之紙漿（如習知巾請案Q9/256,i97所 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 揭示之紙漿及市售溶解級紙漿）化學態不同。化學能声里可 由本發明經處理紙漿中半纖維素D.p.與習知申請隹 溶解級紙漿之D.P.比較而看出。此Dp.差異當依據S: Rydhoim之製聚製程（Interscience出版社，丨965)所述般使個 :紙漿衍生化(乙酿化)及測試時看出。與習知申請案及市 售溶解級紙漿之紙漿半纖維素相較’ Dp.愈高，本淨 處理驗性紙漿中半纖維素似乎較不易在細絲形成製程或所 形成之液胞細絲後處理期間自液胞細絲萃取出y -20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1282829 A7 B7 五、發明說明（18 ，理紙裝以降低纖維素平均〇·ρ•且實質上未降低紙聚半 认’素含！且實質上未增加紙漿銅値之目前較佳方法爲在 : '條件下於回堅度或中度堅度反應器中處理紙漿，而紙 :興含過氧化基之氧化劑如氧、氣二氧化物、臭氧或其組 :接觸。較好氧化劑爲氧及過氧化氫之組合或僅過氧化氫 衣據本^明形成之已經處理而降低平均聚合度値且實質 未P牛低、”氏水半纖維素含量或銅値之經處理紙漿可藉由使 紙漿於反應器中與氧化劑在逍於達成上述所f結果之條件 下，觸。適:!：反應器包含f知使用作爲牛皮紙製程之氧反 (κ反應s。可進行紙漿與氧化劑接觸之反應器實例述 於 USPs 4,295,925;45295,926;4 298,426;4,295 927,各 併於本文供參考。不似架構成在較好不降低纖維素平均聚 合度同時移除木質素之條件τ操作之f知氧反應器，本發 明係設計成在可降低纖維素平均聚合度同時實質上未降低 半·截維素含1或增加纖維素銅値之條件下操作反應器。依 !本發明’反應器可爲高堅度反應器，其中饋入反應器之 濃度大於約2G%或可爲中堅度反應器其中濃度範圍約心至 約2〇%。高堅度反應器或中度堅度反應器一般操作以達本 發明所需結果之條件主要有關在略高於中度堅度反應器可 操作之溫度下操作，詳述於後文。 下列描述反應迄可操作以達降低紙漿平均聚合度而實質 上未降低半纖維素含量或未增加紙漿銅値之特定條件。需 了解上述條件可改變以使提供所需產物之製程最適化。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -—i ^ ---1 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂 \ :----- 1282829 A7 B7 五 發明說明（19 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 斤可使用（氧化劑時例如上述。較佳氧化劑包含僅過氧化 氫或氧與過氧化氫〈組合。所用氧化劑量需在既定時間及 溫度條：下提供所需D.p·降低及木質素移除。氧及過氧化 氫適宜範圍實例如下。較好，對高堅度反應器而言，氧存 在量約0至反應器可耐最大壓力，較好約〇至約85 psig，更 好約40至約60 psig。過氧化氫存在量可大於約〇.75重量％ 至約5.0重量％，更好約1〇至約2.5重量％。 中度堅度反應器中，氧存在量對每噸紙漿約0至1 00磅， 更好每噸紙漿約50至約80磅·。過氧化氫存在量可大於約 〇.75重量％至約5重量％，更好約1〇至約2·5重量％。 反應咨操作溫度部分視氧化劑濃度而定、。當氧化劑量落 2上述範圍時，溫度宜爲約11〇至約13〇。〇。需了解反應器 溫度可隨反應發生於其中放熱而變化，其將導致反應器溫 度増加。需了解溫度及氧化劑濃度落於上述範圍以外時， 仍可提供適當結果視所用氧化劑量及溫度之各種假設而定 〇 依據本發明，用以降低紙漿平均聚合物而實質上未降低 半、减、’隹素含1或貝貝上未增加紙漿銅値之階段在整個階段 中維持鹼性。較好用以達成上述D p.降低之階段，整個D p. 降低製程期間，pH大於約8.0且更好大於約9。需了解pH高 於或低於上述範圍在溫度或氧化劑濃度依需要修飾時可提 供令人滿意之結果。 依據本發明，較好紙漿及氧化劑之接觸在任何酸洗滌或 $又用以移除過渡金屬之螯合階段之前進行。不若習知音 _____ - 22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事、寫本頁) rl裝--- ri--口 * - 1282829 A7 五、發明說明（2〇 ) 圖尋求私除過渡金屬之製程（相信該過渡金屬可導致過氧 化氫分解成纖維素降解中間物，而對纖維素黏度有不良影 響），申請人發現可取木材中天然存在之過渡金屬部分降解 該過氧化氫而產生可與纖維素反應而降低其平均聚合物且 實質上未降低半纖維素含量或不增加K値之優點。此外， 不若習知使用硫酸鎮作爲抑制纖維素降解之方式，申請人 頃向於=導入硫酸鎂於反應器或由其流出之液流中，因此 紙漿在實質上無抑制纖維素受氧化劑降解之抑制劑存在下 Μ氧化別接觸。反應器前若紙漿中存在有硫酸鐵，則較好 鎂對過渡金屬之比例小於50%(以重量百分比爲準）。 Ρ会了氧化’,1]以外’苛性鈉較好作爲緩衝劑與紙漿在反應 器中接觸:苛性鋼來源可爲氫氧化鈉或其他物質如未氧化 白煮液或氧化白煮液。添加之苛性納量聚部分視未處理紙 水；^値而（通系，欠値增加時，添加更多苛性鋼。導入 :苛性鈉量可隨製程條件而定，惟以4至5重量%或更大爲 含纖維素及至少7%半纖維素而具有銅値約2或更小之木 ^在上述條件下與氧細彳接觸時，製得具有Dp•範圍約· 土約1100《含至少7%半纖維素且銅値小於約2及△ R小於 =經：理紙聚。需了解在漂白或未漂白木聚可與氧化 仙觸而降低其平均聚合物且實質上未降低半纖維素含量 ，未增加銅値I特足上述條件爲例舉，且提他條件可提供 ，广且仍在本發明範園内。此外需了解有些情況下， •.降低/^又中存在《紙槳可適用於製造供製造液胞纖維 L______- 23 - 本紙張巧“，國家標準（CNS)A4規格^ 請 先 閱 讀 背 Φ 之 注 意

頁 1282829 A7 B7 、發明說明（21 心:然而’其他狀況下，隨後製程階段如漂白階段 不會明顯降低半纖維素含量或明顯增加紙漿銅値 c段。此外，如上述有些狀況下，需要或一使第一 中已暴露至氧化劑之紙浆接受第二階段或甚至第三階 =、乳化劑接觸，以進-步降低纖維素聚合物而實質上未 降低半纖維素含量或不增加其銅値。 在參考圖1，驗性紙㈣反應器中依據本發明以氧化劑處 广經處理紙漿可於水中洗祿且移至有機溶劑浴中如 MMO而在形成敗胞模製體之前溶解，或經處理紙聚可以 水洗條及乾燥隨後包裝、儲存及/或運送。或者，該經處理 洗滌之紙漿經乾燥及破裂成片段供儲存及Λ或運送。 本么月L處理紙漿之所需特徵爲纖維素纖維在處理後維 持原樣。因此，經處理紙漿具有堅牢度且類似於未處理紙 漿之細度含量。 本發明經處理紙漿之另_所需特徵爲其易溶於有機溶劑 中，如三級胺氧化物包含NMM〇。纺絲該液胞纖維前經處 理紙衆〈快速溶解具重要性，以降低產生液胞纖維或其他 杈製體如薄膜所需時間，且因此降低製程成本。再者，有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A /合解亦具重要性因爲其可使殘留之未溶解顆粒及部分溶 解膠體物質（其可降低纖維纺絲速度而易在纺絲時阻塞液 肊·截、、隹通過時之紡絲嘴）濃度最小且可引起纖維紡絲時破 裂。 雖然不欲党理論限制，但相信用以降低纖維素平均D 之本發明方法亦可滲過紙漿纖維第二層，目而可使溶劑有 -24-木紙張尺錢时@國家標準（CNS)A4規格⑵〇 X 297公爱） 1282829

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 效滲過紙漿纖維。該第二層爲細胞壁之 纖維素及半纖維素。 再者，本發明組合物較好具有羰基含量小於約60 pmol/ 克及羧基含量小於約60 pmol/克，更好羰基含量小於約3〇 Pmol/克及羧基含量小於約3〇 pm〇1)克。該羧基及羰基含量 係依據德國 Thuringisches Institut fur Textil-und Kunstoff Forschunge· V·，Breitscheidstr. 97，D-07407之專業分析方 式測里。測定紙漿羰基含量之另一方法使用專業τΙΤκ分析 ，紙漿樣品及熱安定低羰基紙漿可分析FTIR及兩個樣品間 足光譜差異可提供存在有羰基之指標。 此外，本發明經處理紙漿較好具有低過渡金屬含量。經 處理紙漿中過渡金屬並不期望，因爲例如其可加速纖維素 及NMMO於液胞製程中之降解。常見於衍生自樹木之細處 理紙漿之過渡金屬實力包含鐵、_、鎳及結。較好本發明 ..且口物（總過渡金屬含量小於約2G ppm，更好小於約5 。較好本發明組合物之鐵含量小於約4啊，更好小於2咖 ，其以Weyerhaeuser測試AM5_pULp_1/6〇1〇測量，及本發明 組合物之銅含量小MU ppm，更好小於〇5 ppm，:以 Weyerhaeuser測試 AM5_puLp_1/6〇1〇測量。 一爲了由本發明經處理紙漿製造液胞纖維或其他模製體如 我，經處理紙漿先溶於胺氧化物中，較好爲三級 物。可用以操作本發明之胺氧化物溶劑 调邱。較佳之胺氧化物溶劑爲N_,基嗎、P (NMM〇)。可用以操作本發明之胺氧化物溶劑其他代表實 I_______ -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4^^r〇 χ 297公爱） ----1 丨.-------裝--------訂··---^-- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 1282829 A7 B7 五、發明說明（23 例包含二甲基亞砜（DMS〇)、二甲基乙醯胺（DMAC)、二甲 基曱醞胺（DMF)及己内酯衍生物。經處理紙漿藉已知方式 /合於胺氧化物溶劑中，如Usps 5,534^ 13 ; 5，330,567及

I 4,246,221所述。此經溶解處理之紙漿稱爲摻雜物。藉各種 技術包含熔融吹塑、紡絲黏合、離心紡絲、乾噴射、濕噴 •射及其他方法，使用該摻雜物製造液胞纖維或其他模製體 =薄膜。由本發明組合物製造薄膜之技術實例述於Matsui 等人之 USP 5,401，447 及 Nicholson 之 USP 5,277 857。 訂 中 成 除 由摻雜物製造液胞纖維之一可用~技術包含將摻雜物經由 模嘴擠出形成複數個細絲，洗滌該細絲以移除溶劑，即使 敗胞^絲乾燥。圖2顯示由本發明經處理紙漿形m包纖維 足目則較佳方法之方塊圖。圖2中之，•纖維素，，代表本發明組 口物若而要，王經處理紙漿之纖維素，在溶於胺氧化物· 水混合物形成摻雜物之前，例如經切碎機物理切斷。本發 明經處理紙漿可藉任何已知方法溶於胺溶劑，如·c^sley 於USP 4,246,221所敎示者。經處理紙漿於約4〇% nmm〇及 60%水&混合物中濕潤。混合物可於雙臂^㈣梁混合機 混合及蒸除足量水留卞約^-丨々％(以NMM〇爲準）因此形 纖，素溶液。或者，最出可使用適當水含量之nmm〇以 去興空蒸餾之需求。此爲於實驗室中製備紡絲摻雜物之便 利方法，其中市售約40-60%濃度之NMM〇與僅具有約3%水 之實驗室試劑NMMO混合而產生具有7七％水之纖唯素溶 劑。一般存在於紙漿之濕氣需爲調整溶劑中水含量之原因 。可參考Chanzy，H.及A· Peguy，聚合物科學期刊聚合物物 I_____-26- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公爱 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1282829 A7 -----— R7__ — 五、發明說明（24 ) ί 理編輯 18:1137-1 144 (1980)，及 Navard，Ρ·與 J.M. Haudin， 英國聚合物期刊第174頁（198〇年12月）供實驗室製備於 NMMO水溶劑之纖維素摻雜物。 /容解之、’二處理紙漿（現稱爲掺雜物）加壓經過擠壓孔而製 得潛在細絲或後來再生之纖維。‘ 圖3及4爲本發明乾喷射濕液胞纖維分別在100倍及 10,000倍放大時之電子掃描顯微鏡照片。圖3及4所示之纖 維係依據實例1 1製得。 ’ &由糸其所製得之組合物，本發明所製得之液胞纖維之半 纖維素含量等於或小於用以製造液胞纖維之經處理紙漿之 半，維素含量。典型上本發明製得之液胞纖維之半纖維素 含f比用以製造液胞纖維之經處理紙漿之半纖維素含量少 約〇至約30.0%。依據本發明製得之液胞纖維之平均D p等 於、大於或小於用以製造液胞纖維之經處理紙漿之平均 D.P·。視用以形成液胞纖維之方法而定，紙漿之平均d p 在纖維形成期間可再降低，例如經由熱作用。較好本發明 製得之液胞纖維之平均D.P.等於用以製造液胞纖維之^處 理紙漿之平均D.P·或小於或大於〇%至2〇0/〇。 本發明之液胞纖維展現數種所需性質。例如自本發明經 處理紙漿製備之液胞纖維包括至少約5重量％半纖維素、具 有平均聚合物約200至約1 100之纖維素、銅値小於約2 〇及 △R小於約2.8。較好，此纖維之半纖維素含量自約5重量％ 至約27重量％且更好約5重量％至约18%，最好約至約b 重量％。纖維素之平均聚合度較好自約3⑻至约⑺⑼， II---- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂---.-----养 -27- 1282829

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 自勺300土約11 〇〇且最好自4〇〇至約7〇〇。該等纖維展現之銅 値小於約2·0,更好小於約1」及最好小於約0.8。 由本發明經處理紙漿製備之掺雜物形成之本發明液胞纖 、隹展現之物理性質使其適於作爲數種織布及不織布應用。 、我布應用貫例包含織品、織物等。.不織布應用包含例如過 濾介質及吸附產品。 此外本發明經處理紙漿可藉本技藝悉知技術形成薄膜。 由本發明組合物製造薄膜之技術述於Matsui等人之 5,401，447及 Nicholson之 USP 5,277,857。 下列實例僅説明操作本發明最佳模式，但需了解並不因 此限制本發明。 、 實例1 具有％ 値 26·4 (TAPPI 標準 T236 m-85)及黏度 3〇2 cp (TAPPI T23 0)(D.P.爲1 593)、銅値〇·6及半纖維素含量13 5% ^ 2.0 %之北方松未漂白鹼性牛皮紙漿在高堅度混合加壓容 器中以氧處理。混合物每分鐘缓慢攪拌1〇秒。紙漿添加前 容器預熱至9(TC。於該鹼性紙漿中添加相當於每噸紙漿ι〇〇 磅之氫氧化鈉（Na〇H)‘。混合物攪拌2〇秒。反應容器接著密 閉且壓力藉導入氧氣於加壓容器中而增至6〇 psig。混合物 如上述操作60分鐘。容器中存在之水量足以提供25%^度 6〇分鐘後，停止攪拌且自加壓容器中移除紙漿及洗滌。 所得洗滌紙漿黏度爲46 cp (D.P.爲963)。經處理紙漿之鋼値 以TAPPI標準T430測量約〇·5，半纖維素含量爲i35% t -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事 寫本頁) • n ϋ n n n n -

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五、發明說明（26 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2_0%，％値1〇.6及經處理紙漿之厶尺爲0.4。 實例2 重複貝例1程序，但添加氫氧化鈉後添加過氧化氫。加壓 容器在11 5 C溫度操作60分鐘。過氧化物添加量爲每噸紙漿 20磅。 . …水 經處理紙漿黏度30 cp (〇2.爲810)、銅値ο」及半纖維素 含量13.5 土 2·0ο/〇。該紙漿展現％値爲7 〇。 實例3 貫例1之紙漿漂白以測定漂白對經處理紙漿D p•之影塑 。貫例1之經處理紙漿接受DED漂白順序，包含氯二氧化物 D1階段、氫氧化鈉/過氧化氫£階段及氯二氧化物D2階段。 D 1階段 依據實例1加工之D1階段經處理紙漿以蒸餾水洗滌3次 ，進行針短纖製漿，及接著將紙漿移至聚丙烯袋中。聚丙 烯袋中紙漿濃度藉添加水調整至丨〇%。藉溶解氣二氧化物 於水中於稀紙漿中導入相當於每噸紙漿28磅之氯二氧化物 用以碉整袋中紙漿濃度。該袋經密封及混合接著在65。〇水 浴中維持15分鐘。移除紙漿及以去離子水洗滌。 E階段 經洗條紙漿置入新鮮聚丙烯袋中及以提供1〇%濃度所需 水足一半里導入苛性鈉。過氧化氫與另一半稀釋水混合及 添加至袋中。過氧化氫饋入物相當於每噸紙漿2〇磅。袋經 密封及混合並在88°C水浴中維持丨小時。自袋中移開紙漿及 以水洗滌後，過濾該墊接著置回聚丙烯袋中及藉手打破。 • 29 - 本紙張纽財_緖準（〇^4齡咖 ----ΊΙ.-------裝--- (請先閱讀背面之注音？事寫本頁)

訂V 1282829 A7 B7 五、發明說明（27 ) D2階段 於紙漿中以提供1 〇%濃度所需之稀釋水導入氯二氧化物 其f相當於每嘴紙漿2〇磅。該袋經密封及混合接著在8〇°c 水浴中維持3小時。 所得紙漿自袋中移開並乾燥。漂白之紙漿黏度約4〇 cp (D.P·爲914)、TAPPI亮度爲88、銅値爲〇 6、△ R爲1·4及半 纖維素含量13.0%。DE階段前％値爲ι〇·6。 實例4 此實例以實例3之漂白順序處理實例2之紙漿。所得紙漿 展現黏度約22 cp (D.P.爲697)、ΤΑΡΡΙ亮度爲88.3、銅値爲 0.6、△ R爲2.0及半纖維素含量13 〇%。階段前％値爲7.0 〇 實例5 北方松未漂白驗性紙衆以實例1所述方法處理，但使用未 氧化之牛皮紙白煮液作爲苛性鈉替代氫氧化鈉。未氧化之 白色牛皮紙煮液爲具下列強度之合成白色煮液： 總可滴定鹼（TTA)每升108.5克之Na2〇 活性驗（AA)每升106.9克之Na20 有效鹼（EA)每升91.5克之Na20 硫化物 24.8% TTA 及 28.8% AA 白色煮液比重1.125 所得紙漿展現黏度約3 0 c p (D · P.爲8 1 0)、％値7 · 0、銅値 爲0.3及半纖維素含量13.0%。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝---- 訂..--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1282829 五、發明説明（28 實例6 北万松未漂白鹼性牛皮紙漿依據實例2般處理，但以氫氧 化鈉替代實例5所述之未氧化牛皮紙白色煮液。 所得紙漿展現黏度約42 cp (Dp·爲931)、欠値6 3 爲〇.3。紙漿半纖維素含量13.0%。 · 實例7 、1之北方未》示白驗性牛皮紙漿進行實例3之D E D漂 白順序。 f 所得紙漿展現黏度約25 cp· (D.p·爲744)、ΤΑρρι亮度約 87·6、鋼値爲〇·9及半纖維素含量13 〇%。 實例8 ' 此實例説明於中度堅度反應器中降低聚合物但不明顯降 低半纖維素含量或銅値。 具有％値26.4及黏度456 cp (〇1>.爲1721)之北方松未漂 白驗性牛皮紙聚置於實驗室規格之中度堅度氧反應器之紙 漿槽二。提供6%濃度所需之水量之一半與相當於每噸紙漿 100磅f <氫氧化鈉一起倒入槽上端。提供6%濃度所需稀 釋水足剩餘一半倒入槽上端且包含相當於每噸紙漿2〇磅量 4過氧化氫。反應器上端密閉且以相當於6〇 psig之量導入 氧氣。反應溫度於5至8分鐘内使用加熱套增加至125。〇且加 熱該循環流體。溫度在丨以乇維持丨小時。接著解壓及移開 =熱及洩出煮液。移開含紙漿之槽及以去離子水洗滌。重 複此私序。疋成第二次處理後，紙漿依據實例7之〇£〇順序加 工。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

31 - 1282829 A7 B7 發明說明（29 所知紙漿之黏度％ 2、銅値爲“、實質上 13.0%。 、馬、纟^處理紙漿之半纖維素含量 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此實例重複實例3之‘ 酸階段如下。#自、丨序但貫例3最終㈣段除外，最終 25%濃度。紙漿阳二了階段之紙漿以去離子水稀釋至 分鐘。接改變呈h〇。所得紙浆接著在 娘史理移開紙漿及以去離子水洗滌。 84 3 m 4 、，力 24cP(D.P.爲 729)、TAPPI 亮度爲 料」銅値馬1.4、. △ R約-〇·3。 一 ^車又例中’紙漿因漂白製程銅値自〇·5并至Μ。比較中 、工貫例3咖白私序處理之紙漿銅値之終點銅値爲0.6。 κ此貝例現明使用次氣酸鹽階段作爲實例3最終階段之影 響0 實例3階段Ε後之紙漿以含次氣酸鋼之水稀釋至25%濃度 ’負荷量相當於㈣紙^㈣。導人足量苛性鈉以提供最 、’，、PH 8 +紙滚接著在5 $ ◦加熱2小時。紙漿自袋中移開紙漿 及以去離子水洗滌。經處理紙漿展現黏度約26 cp (Dp.爲 758)、TAPPI亮度爲90·〇、銅値爲1.6及△ R約3.9。 此比較例中，銅値因上述漂白製程自0.5升至1.6。相反地 貫例3之漂白紙漿銅値爲〇. 6。 實例1 1 乾喷射濕紡絲纖錐 - (請先閱讀背面之注意事寫本頁) n 一 「裝 — 訂·，---ί---- -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（cns)a4規格（210 X 297公釐） !282829

用實例4紙漿溶解經處理紙衆於NMM〇中而製備 物藉USP 5,417,909(其併於本文供參考 ^ (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 將捧雜物纺絲成纖維。乾喷射濕纺 =

進仃。乾噴射/濕製程製備之纖維性質概述於下表=日丁1TK

鉤接韌度（cN/tex) 鉤接韌度比（％) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

最初模數（cN/tex) 濕模數（cN/tex) 纖維DP -33-本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1 ^年 4 月) A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 公告本 ，物翁正補无 1· 一種紙漿，包括 經處理鹼性紙漿其包含： U) 7%至35%之重量半纖維素； (b) 具有平均聚合度自200至11 〇〇之纖維素； (c) 銅值自〇.〇5至2.0 ;及 (d) 取南為28。 2·如申請專利範圍第1項之、紙衆，其中該經處理之驗性紙許 係由木材製得。 a 3. 如申請專利範圍第2項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿係由 裝 選自樅樹、松樹、赤樅、落葉松、杉木及松科常青樹之 至少一種軟木樹種所製得。 4. 如申請專利㈣第2項之紙漿，纟中經處理驗性紙裝係由 選自洋槐、赤楊木、白楊、橡樹、橡膠樹、桉樹、白楊 、gmelina及楓科植物之至少一種硬木樹種所製得。 5·如申請專利範圍第丨項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿包括 具有平均聚合度自300至1 1〇〇之纖維素。 6.如申清專利範圍第丨項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿包括 具有平均聚合度自300至1100之纖維素，及自7至2〇重量 %半纖維素。 7·如申凊專利範圍第丨項（紙漿，其中經處理鹼性紙漿包括 具有平均聚合度自400至700之纖維素，及自1〇至17重量 %半纖維素。 8.如申請專利範圍第1項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿擁有 單態分布的DP值。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） A8 B8 C8

1282829 如申明專利I巳圍第1項（紙漿，其中經處理驗性紙榮之銅 值由0 · 0 5至1.1。 瓜如中請專利範圍第w之㈤漿，其中經處理驗性紙浆之銅 值由0.05至0.8。 u·如申Μ專利範圍第1項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿擁有 自0.05至1之κ值。 12·如申w專利範圍第j項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿之羰 基含1：自0.05至60 μηιοί/克。 13·如申W專利範圍第1項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿之羧 基含量自0.05至60 μιηοΐ/克。 14·如申請專利範圍第i項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿之總 過渡金屬含量自〇.〇5至20 ppm。 15.如申請專利範圍第14項之紙漿，其中經處理鹼性紙漿擁 有總過渡金屬含量自〇.〇5至5 ppm。 16·如申請專利範圍第1項之紙漿，其中最高△尺為]』。 17· —種紙漿，包括 經處理鹼性紙漿其包含： (a) 7%至35%重量半纖維素；. (b) 銅值自〇.〇5至2 ; (c) 具有平均聚合度自200至11〇〇之纖維素； (d) 該纖維素之個別D.p·值為單態分布；及 (e) △ R最高為2.8。 18. —種紙漿，包括 經處理鹼性紙漿其包含： -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） A BCD 1282829 申請專利範圍 (a) 7%至35%重量半纖維素； (b) 具有平均聚合度自200至11 〇〇之纖維素. (c) /C 值自 〇.〇5 至 2 ; (d) 銅值自〇.〇5至0.8 ; (e) △ R最高為2.8。 19. 一種液胞（lyoce⑴纖維，包括 經處理鹼性紙漿其包含： (a) 5%至35%重量半纖維素； (b) 具有平均聚合度自200至11QQ之纖維素. (C) /c 值自 0.05 至 2.0 ;及 (d) △ R最高為2.8。 20. 如申請專利範圍第19項之纖維，其具有半纖維素本θ 至22重量。/。。 。里自5 21. 如申請專利範圍第丨9項之纖維，其具有半纖維素人田 至18重量％。 3量自5 又包括具有平均聚合度 其具有半纖維素含量自 又包括具有平均聚合度 又包括具有平均聚合度 22·如申請專利範圍第2 1項之纖維 300至1 1〇〇之纖維素。 23. 如申請專利範圍第1 9項之纖維 1 0至1 5重量％。 24. 如申凊專利範圍第2 3項之纖維 300至11〇〇之纖維素。 25. 如申凊專利範圍第1 9項之纖維 300至1 1〇〇之纖維素。 又包括具有平均聚合度 26·如申請專利範圍第1 9項之纖維 -3 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) Α4規格(210X297公爱） A B c D 1282829

400至700之纖維素。 27. 如申請專利範圍第丨9項之纖維，其中該纖維素具有聚合 度值單態分布。 28. 如申請專利範圍第19項之纖維，其銅值自〇〇5至2.〇。 29. 如申請專利範圍第28項之纖維，其銅值自〇.〇5至1.1。 3〇·如申請專利範圍第28項之纖維，其銅值自〇.〇5至〇.8。 31·如申請專利範圍第1 9項之纖維，其總過渡金屬含量自 0.05 至 20 ρρπι。 32.如申請專利範圍第31項之纖維，其總過渡金屬含量自 〇·〇5 至 5 ppm。 33·如申請專利範圍第19項之纖維，其中最高△ R為2.0。 34· —種製造轉化成液胞纖維之組合物之方法，包括： 使包括纖維素及自7%至3 5%重量半纖維素之鹼性紙衆 在鹼性條件下與氧化劑接觸，其量為足以降低纖維素^ 均聚合度至200至：I 100之範圍而實質上不降低半纖維素 含量或實質上不增加銅值。 ’' 35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該氧化劑包括選自 含過氧基之化學品、氧、氯二氧化物、臭氧及其組合之 至少《一種。 36. 如申請專利範圍第3 5項之方法，其中纖維素平均聚人产 降低係在鎂對過渡金屬比例自〇.〇5至5〇%之下進行。又 37. 如申請專利範圍第34項之方法，其中紙漿半纖維T素含母 降低自0.05至50%。 、。置 38. 如申請專利範圍第37項之方法，其中紙漿半纖維素含量

-4- 1282829

1 ——~-~.—. 六、申請專利範圍 降低自0.05至15%。 39·如申清專利範圍第37項之方法，其中紙裝半纖維素含量 降低自0.05至50/〇。 40.如申明專利範圍第34項之方法，其中銅值增加自〇 至 5 0% 〇 41·如申請專利範圍第34項之方法，其中銅值增加自〇 〇5至 25% 〇 42. 如申請專利範圍第35項之方法，其中該接觸步驟又包括 使紙漿與選自氫氧錢、氧化之自色煮液及未氧化之白 色煮液之鹼源接觸。 43. 如申請專利範圍第34項之方法，其中驗性紙漿及氧化劑 係在pH自8·0至13下接觸。 44·種製造液胞纖維之方法，包括下列步驟： (a) 使包括纖維素及7%或以上重量半纖維素之鹼性紙漿 在鹼性條件下與氧化劑接觸，其量為足以降低纖維素 平均聚合度至200至1100之範圍而實質上不降低半纖 維素含量或實質上不增加銅值； (b) 自步驟（a)處理之紙漿形成纖維。 45·如申請專利範圍第44項之方法，其中該氧化劑包括選自 含過氧基 < 化學品、氧、氯二氧化物、臭氧及其組合之 至少一種。 46·如申請專利範圍第45項之方法，其中纖維素平均聚合产 降低係在鎂對過渡金屬比例自〇·〇5至50%之下進行 又 47.如申請專利範圍第44項之方法’其中紙漿半纖維T素含旦 -5- 1282829 A8 B8

降低自0·05至15〇/〇。 其中銅值增加自〇>〇5至 48·如申請專利範圍第44項之方法 25% 〇 49·如令請專利範圍第44項之方法，其中接觸步驟在實 不存在有對纖維素受氧化劑降解之抑制劑之下進、貝 =請專利範圍第34項之方法，其中接觸步驟在二 、予在有對纖維素受氧化劑降解之抑制劑之下進〜貝 51·如申請專利範圍第44項之方法，其中鹼性紙漿： 係在pH自8 ·0至13下接觸。 对 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）