(57)【要約】      （修正有）【課題】カーボンニュートラルな植物資源のうち、利用されることなく廃棄又は焼却されている資源、あるいは利用効率の悪い資源を用いて、環境に対する負荷の少ない方法で衣料用、産業用に使用される繊維素材を提供する。【解決手段】サトウキビから糖汁を絞り出す前に、サトウキビの茎を硬い外皮部分（ラインド）と、糖汁を含む芯部分（ピス）をあらかじめケインセパレーターで分離し、その外皮部分を原料とし、通常処方によってパルプ化した物を、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）水和物に溶解、紡糸原液を作製し、乾湿式紡糸によって製造した再生セルロース繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食用植物の非食用部分から、セルロースを取り出し、そのセルロースをＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド水和物に溶解し、その溶解液から乾湿式紡糸法によって作られる再生セルロース繊維。
【請求項２】
バイオエタノール製造用植物の非利用部分から、セルロースを取り出し、そのセルロースをＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド水和物に溶解し、その溶解液から乾湿式紡糸法によって作られる再生セルロース繊維。
【請求項３】
サトウキビの茎を、ケインセパレーターを用いて外皮部分（ラインド）と芯部分（ピス）とにあらかじめ分離し、その外皮部分を用いて脱リグニン処理を行いパルプ化したセルロースを取り出し、そのセルロースをＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド水和物に溶解し、その溶解液から乾湿式紡糸法によって作られる再生セルロース繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、原料の調達、製造段階から廃棄に至るまで、地球環境に負担をかけない繊維素材を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  カーボンニュートラルな植物資源から人工的に繊維を作り出す方法は、ビスコース法、銅アンモニア法など、古くから知られている。比較的新しい技術としては特許文献１、あるいは特許文献２に記載されているＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（以下、ＮＭＭＯと略記する）等のアミンオキシドにてセルロースを溶解し、乾湿式紡糸法によって繊維化する、一般的にリヨセル法と呼ばれる繊維製造方法が開発されている。【０００３】  リヨセル法によるセルロース繊維の製造方法は、それまでのビスコース法と異なり、繊維の製造工程中で廃棄物、副産物を出さない方法であり、また溶剤として使用されるＮＭＭＯはほぼ１００％回収利用する事ができる利点を持っている。また、製造されたセルロース繊維は生分解性を持っており、焼却される場合においても有毒ガスを発生すうことがない、環境に対して非常に負担の少ないものである。【０００４】  セルロース資源は、石油等の化石資源と異なり、毎年再生される無尽蔵とも言われる資源であり、地球温暖化の大きな要因である二酸化炭素発生に関しても中立的（カーボンニュートラル）な資源である。材料として使用されている間は、炭素固定を保持しておくこともでき、二酸化炭素の削減にも効果のある事である。【０００５】  しかし、これまでの再生セルロースの原料は、針葉樹やユーカリなどの木材をパルプ化して用いられており、少なからずこれらの資源を栽培するには専用の耕地を必要としている。今後人口の増加、経済活動の向上によって食料資源の枯渇が心配される中、食用植物の栽培での耕地の競合も考えられる。【０００６】  光合成能力が高く、成長が早い事で知られているケナフからも、リヨセル法で良質な繊維が製造できることも証明されており（特許文献３参照）、土地と資源の有効活用という面で効率化が期待できるが、やはり専用の土地が必要になる事には変わりない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭５７−１１５６６号公報
【特許文献２】特公昭６０−２８８４８号公報
【特許文献３】特開平１０−３３１０２７号公報
【特許文献４】特開２００１−４０５９１号公報
【特許文献５】特公昭４９−４２５２８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】第１６回繊維連合研究発表会講演予稿集
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  これまでに、環境配慮型繊維として開発されているリヨセル繊維を、さらに一層の環境への負担を減少させる目的から、人間の生命活動に不可欠な食用植物資源の中から、これまで活用度合いの少なかった部分に着目し、あらたな耕地を必要としない原料から繊維素材を、環境を汚染することなく効率的に製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  食用植物は大量に栽培されており、その内の非食用部分は利用されないまま廃棄・焼却されている事が多いのが実態である。もちろん燃料として、また次年度の肥料として有効に活用されている部分は大きいが、資源の有効利用という観点からのさらなる見直しも意義のあることである。
【００１１】  また、リヨセル法はそれまでのセルロース繊維製造方法の中心であったビスコース法に比べ、繊維製造工程中で加水分解によるセルロースの重合度低下が少ない。また、繊維化された時のセルロース分子の配向性が向上する事が可能であり原料とするセルロースのグレードがあまり良くない物でも、実用的な繊維が製造しやすい。
【００１２】  これまでの実施例として、サトウキビの絞りかすであるバガスや、葦から繊維を作りだした事例が紹介されている。（非特許文献１参照）またケナフパルプからも良質な繊維が作れることも紹介されている。（特許文献３参照）
【００１３】  バガスは、食用としての砂糖を生産する工程でのサトウキビからの残渣物であり、燃料として用いられる以外は未利用の資源であることから、資源としては繊維素材製造のための新たな土地を必要としない、環境面で非常に負担の少ないものである。そのような観点から近年、特許文献４に記載されている如く、木材パルプの代替物として製紙原料にバガスが多く使用されるようになっている。また前記の如く繊維の原料としても注目されている。
【００１４】  しかしながら、外皮部分（ラインド）と芯部分（ピス）を分離することなく圧搾したバガスは、ヘミセルロースの含有量が多く高強力な繊維材料とするには向いていない。
【００１５】  また外皮部分、芯部分を分離することなく圧搾して取り出した絞り汁も、砂糖の原料とするには不純物となる部分が多く含まれることとなり、砂糖精製に至るまでに消費されるエネルギー負担が多くなる。
【００１６】  サトウキビから砂糖を作り出す時、砂糖の原料になる糖分は芯部分（ピス）に多く存在している。外皮部分（ラインド）は砂糖を製造する目的からは必要のないものである。
【００１７】  特許文献５に紹介されている如く、あらかじめ外皮部分と芯部分を分離しておくことで、サトウキビ全茎からの絞り滓であるバガスよりも、材料として良質な物を取り出す事ができ、砂糖精製にとってもメリットがあることになる。
【００１８】  以下に本課題を解決するための具体的な実施例を紹介する。
【実施例１】
【００１９】  沖縄産サトウキビからケインセパレーター（三菱製紙社製）を用いてピスの掻き取りを行い、サトウキビ外皮を取り出す。【００２０】  サトウキビ外皮を蒸煮、乾燥した物をミキサー内でカセイソーダ濃度１０ｗｔ％水溶液にて、２４時間、９０℃でアルカリ処理を行い脱リグニンさせ、サトウキビ外皮パルプを得た。【００２１】  得られたサトウキビ外皮パルプを、１００℃でＮＭＭＯのモル比１：１水和物に溶解し、自転公転型ミキサーにて混練脱泡して紡糸原液とする。この紡糸原液をノズル直径０．５ｍｍの口金から吐出量５．０ｃｃ／ｍｉｎ、エアーギャップ１５ｍｍで温度２０℃、ＮＭＭＯ２５ｗｔ％水溶液の凝固浴に吐出し凝固させドラフト比１０、巻き取り速度３５ｍ／ｍｉｎにて紡糸した。【００２２】  得られた繊維は、繊維直径３８μｍ、平均切断強力３４５ＭＰａ、平均切断伸度１６％、平均弾性率１７ＧＰａを有していた。【００２３】  ちなみに、一般的なレーヨン製造用針葉樹パルプを原料としている市販のリヨセルフィラメントを測定した所、繊維直径２０〜２１μｍ、平均切断強力４４６ＭＰａ、平均切断伸度６．９％、平均弾性率１５．７ＧＰａを有していた。また、同様に針葉樹パルプを原料とした市販のレーヨンフィラメントでは、繊維直径１８〜１９μｍ、平均切断強力８０．７ＭＰａ、平均切断伸度１２．２％、平均弾性率７．２ＧＰａであり、本実施例で得られた繊維は繊維素材として十分な特性を有している事がわかる。
【比較例１】
【００２４】  実施例１では、ケインセパレーターを用いてサトウキビ外皮だけを取り出したが、それに対しサトウキビの全茎から糖汁を搾り取った残さ（バガス）を原料とした以外は、実施例１と同条件にてアルカリ処理を施し、サトウキビバガスパルプを得た。
【００２５】  実施例１と同条件で紡糸原液を作製し、ノズル直径０．５ｍｍの口金から吐出量５．０ｃｃ／ｍｉｎ、エアーギャップ１５ｍｍで温度２０℃、ＮＭＭＯ２５ｗｔ％水溶液の凝固浴に吐出し凝固させドラフト比９、巻き取り速度３５ｍ／ｍｉｎにて紡糸した。
【００２６】  得られた繊維は、繊維直径４０μｍ、平均切断強度３２９ＭＰａ、平均切断伸度１１％、平均弾性率は１５ＧＰａであった。
【実施例２】
【００２７】  実施例１で取り出したサトウキビ外皮を、蒸煮、乾燥した物を、それぞれカセイソーダ濃度３ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％水溶液にて、２４時間、９０℃でアルカリ処理を行い脱リグニンさせたサトウキビ外皮パルプＡ、Ｂ、Ｃの３種を作製した。【００２８】  これら３種類のサトウキビ外皮パルプを実施例１と同様に、１００℃でＮＭＭＯのモル比１：１水和物に溶解し、自転公転型ミキサーにて混練脱泡して３種類の紡糸原液を作製した。【００２９】  それぞれの紡糸原液実施例と同様に紡糸した所、カセイソーダ濃度３ｗｔ％、５ｗｔ％でアルカリ処理したものでは紡糸する事ができなかった。カセイソーダ濃度７ｗｔ％でアルカリ処理したものでは、繊維直径４２μｍ、平均切断強度１９９ＭＰａ、平均切断伸度４．８％、平均弾性率１４ＧＰａの繊維を得る事ができた。【００３０】  実施例１で使用したサトウキビ外皮パルプと、実施例２の３種類のサトウキビ外皮パルプをＩＲ分析した所、低いカセイソーダ濃度でアルカリ処理したものではリグニン特有のフェニル基によるピークが見られるのに対し、カセイソーダ濃度１０％でアルカリ処理したものではフェニル基によるピークは小さくなっていた。カセイソーダ低濃度でのアルカリ処理では脱リグニンが十分に行われていなかったため、カセイソーダ濃度３ｗｔ％、５ｗｔ％でのアルカリ処理では紡糸が不可能となり、カセイソーダ濃度７ｗｔ％のものでは十分な強力がでなかったと考えられる。【００３１】  それぞれの実施例と、比較例の製造条件ならびに繊維特性を表１に一覧とした。
【表１】
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【発明の効果】
【００３２】  実施例１と比較例の結果から分かるように、本発明の再生セルロース繊維、およびその製造方法によれば、食用植物の食用部分と非食用部分とを分離しておき、非食用部分から繊維を製造した方が、繊維の特性として良質なものが作られることが分かる。また、食用部分から実際の食に提供できる形に精製する工程においても、必要とするエネルギーが減少することが容易にわかる。
【００３３】  得られる再生セルロース繊維は、コットン、麻と同じ組成であり、吸湿吸水性に優れ生体適合性も高い、極めて省資源であり、環境への負担の少ない繊維素材である。