(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋かけ結合剤からの部分を含まず、９０乃至１３５の保水値と、５Ｋ密度によって定義される０．０８乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された、乾燥ベースで１０乃至２５重量％のリグニン含有量を有するセルロース繊維の製法において、
（ａ）橋かけ結合剤との混合物を含まない４０乃至８０％のコンシステンシーの高リグニン含有量セルロース繊維を形成する段階と、
（ｂ）繊維を離解する段階と、
（ｃ）空気中で大気圧で加熱して水分を除去し、得られた無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度で熱処理する段階とを含む方法。
【請求項２】
前記加熱は５秒間乃至２時間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度で実施される事を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（ａ）の混合物は５０乃至７０％の範囲内のコンシステンシーを有し、また前記段階（ｃ）は８５乃至９５％の範囲内のコンシステンシーまでのフラッシュ乾燥と、次の残留水分の除去のための１５０乃至１９０℃の空気温度で２乃至７５分間実施される加熱と、得られた無水分高リグニン含有量セルロース繊維の少なくとも１分間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度での熱処理とを含む事を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
橋かけ結合剤からの部分を含まず、９０乃至１３５の保水値と、５Ｋ密度によって定義される０．０８乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された、乾燥ベースで１０乃至２５重量％のリグニン含有量を有するセルロース繊維の製法において、前記方法は、０乃至４０％の範囲内の水分を有する高リグニン含有量セルロース繊維シートを空気中で大気圧で加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度で熱処理する段階を含む事を特徴とする方法。
【請求項５】
加熱を５秒間乃至２時間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度で実施して残留水分を除去し、該無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも１分間、１２０℃乃至２８０℃の空気温度で熱処理する事を特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
得られた高リグニン含有量セルロース繊維を湿らせて５乃至１５％の水分を与える事を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は変性された高リグニンセルロース繊維、この種の繊維を含む吸収性組織および吸収性組織に使用される高リグニン含有量セルロース繊維を変性する方法に関するものである。
発明の背景
高リグニンセルロース繊維は、漂白されたクラフトパルプから得られる繊維と比較して安価で比較的ケミカル・フリーな利点を有する。しかしこの種の繊維は、多量の疎水性リグニンの存在により高度に疎水性であるので吸収性組織、例えばオシメおよび月経製品中の主成分として有効でない。
同時出願のＳ．Ａ．ナイエニおよびＣ．Ｍ．ヘロンの特願、「エステル化高リグニン含有量セルロース繊維」は、繊維内Ｃ2−Ｃ9ポリカルボン酸モイエティを有する高リグニン含有量セルロース繊維を吸収性組織中に使用するために変性するにある。
米国特許第４，５５７，８００号は、ヘミセルロースの損失なしでパルプを形成するためセルロースパルプを非酸化性ガス媒質の中で約４００°Ｆ（２０４℃）を超える温度で熱処理するにある。
米国特許第４，４３１，４７９号は機械的、超高収率または高収率パイプに対して、高コンシステンシー（１５−３５％）で機械的作用を加えて、繊維をカール状に成し、この高コンシステンシー（例えば１５−３５％）のカール状パルプに対して、パルプの顕著な乾燥を伴なわずに高圧熱処理するにある。
発明の概要
橋かけ結合剤からのモイエテイを含まない空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維は吸収性用途において予想外によい性能を示す事が発見された。
本発明の第１実施態様は、橋かけ結合剤からのモイエテイを含まず、９０−１３５の保水値と、圧縮後の密度（すなわち、５Ｋ密度）によって定義される０．１０乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維に関するものである。実際に、多くの場合、繊維は１１０乃至１２５の範囲内の保水値と、５Ｋ密度によって定義される０．１２乃至０．１８の範囲内の乾燥弾性と、湿潤圧縮によって定義される約７．２乃至８．２ｃｃ／ｇの範囲内の湿潤弾性と、約５．５乃至１２．０ｇ／ｇの範囲内の滴容量とを有する。
第２実施態様は前記空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維を含む吸収性組織に関するものである。
本発明の第３実施態様は、橋かけ結合剤からのモイエテイを含まず、９０−１３５の保水値と、圧縮後の密度（すなわち、５Ｋ密度）によって定義される０．０８乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維の製法において、（ａ）橋かけ結合剤との混合物を含まない４０乃至１００％のコンシステンシーの高リグニン含有量セルロース繊維を形成する段階と、（ｂ）繊維を離解する段階と、（ｃ）段階（ｂ）の生成物を大気圧で加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間熱処理して、前記の空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維を生じる段階とを含む方法に関するものである。好ましくは段階（ａ）の混合物は４５乃至８０％、さらに好ましくは５０乃至７０％のコンシステンシーを有する。加熱段階（ｃ）は２段階で実施され、すなわち少なくとも６０％のコンシステンシーがすでに存在しなければこの少なくとも６０％のコンシステンシー得るように、あるいは少なくとも６０％のコンシステンシーがすでに存在すればこのコンシステンシーをさらに８５−９５％までまたは１００％まで増大させるように乾燥する第１乾燥段階（例えばフラッシュ乾燥）と、残留水分を除去し無水分高リグニン含有量セルロース繊維を例えば１２０℃乃至２８０℃の加熱装置の中で空気温度で５秒乃至２時間、好ましくは１５０℃乃至１９０℃の加熱装置の中で空気温度で２分間乃至７５分間加熱する事によって加熱処理する第２段階とによって実施される。
第４実施態様は橋かけ結合剤からのモイエテイを含まず、９０−１３５の保水値と、圧縮後の密度（すなわち、５Ｋ密度）によって定義される０．０８乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維の製法において、高リグニン含有量セルロース繊維の乾燥シート（水分０−４０％）を空気中、大気圧で加熱し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間、熱処理する段階、例えば１２０℃乃至２８０℃の加熱装置の中の空気温度で５秒乃至２時間、好ましくは１５０乃至１９０℃の加熱装置の中の空気温度で２分間乃至７５分間加熱する事によって熱処理する段階と、オプションとして次に離解段階とを含む方法に関するものである。
これらの方法によって得られた繊維は、次の操作または吸収性製品の製造工程における破損を防止するためにオプションとして湿らせる事ができる。
前記のようにして製造された空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維はそのまま包装しまたは使用する事ができる。
本明細書における用語「高リグニン含有量」とは乾燥ベースで１０乃至２５重量％のリグニン含有量を意味する。
下記の「保水値」（下記の例においてＷＲＶと呼ばれる）は下記の手順によって求められる。約０．３ｇ乃至約０．４ｇの繊維サンプル（すなわち、保水値を求める約０．３ｇ乃至約０．４ｇの繊維部分）を、室温の約１００ｍｌの蒸留水または脱イオン水を含むカバー付き容器の中に、約１５時間乃至約２０時間、浸漬する。浸漬された繊維をフィルタ上に捕集し、次に遠心分離管の６０メッシュスクリーン底部の上方約１  １／２インチ（３８．１ｍｍ）に支持された８０メッシュワイヤバスケットに転送する。この遠心分離管をプラスチックカバーで覆い、サンプルを１５００乃至１７００重力の相対遠心分離力で１９乃至２１分間遠心分離する。次に遠心分離された繊維をバスケットから取り出し計量する。計量された繊維を１０５℃の一定重量まで乾燥し、再び計量する。保水値（ＷＲＶ）は下記の式によって計算される。
0003720051.tif 000002
ここに、
Ｗ＝遠心分離された繊維の湿潤重量、
Ｄ＝この繊維の乾燥重量、
Ｗ−Ｄ＝吸収された水の重量。
本明細書において使用される用語「乾燥弾性」とは、繊維が実質的に乾燥状態にある時に加えられている圧縮力を解除した際に繊維組織が拡張する能力を意味する。圧縮後の密度によって定義される乾燥弾性は繊維のこわさの測定値であって、５Ｋ密度テストにおいて下記の手順によって求められる。乾燥弾性を測定される繊維から、約７．５グラムの質量を有する４インチ×４インチ（１０２ｍｍ×１０２ｍｍ）の正方形エアレイドパッドを製造し、乾燥状態で油圧プレスによって５０００ｐｓｉ（３５１５０００ｋｇ／ｍ2）まで圧縮し、この圧力を急速に除去する。パッドを逆転し、圧縮を繰り返し解除する。圧縮後に無荷重キャリパー（Ａｍｅｓ厚さテスター）によってパッドの厚さを測定する。パッドの中心とそれぞれの４隅から内側に０．００１（０．０２５４ｍｍ）において５回厚さ読みを取り、これらの５つの値を平均する。パッドを４インチ×４インチ（１０２ｍｍ×１０２ｍｍ）にトリミングして計量する。圧縮後の密度を、質量／（面積×厚さ）として計算する。この密度を５Ｋ密度を呼ぶ。５Ｋ密度テストにおいて得られた値、すなわち圧縮後の密度が低いほど、繊維のこわさが大でありまた乾燥弾性が大である。
本明細書における「湿潤弾性」とは、繊維が飽和状態まで湿潤された間に圧縮応力の解除に際して繊維組織が拡張する能力を言う。湿潤弾性は圧縮荷重の減少後に空隙容量によって定義され、湿潤空隙容量の測定値であって、本明細書においては「湿潤圧縮性テスト」において下記の手順により求められる。被検繊維からそれぞれ重量約７．５ｇのエアレイド４×４平方インチ（１０２×１０２平方ミルメートル）のパッドを準備する。プレスによってパッド密度を０．２ｇ／ｃｃに調整する。パッドの中に、合成尿をその乾燥重量の１０倍またはその飽和点のいずれか小さい重量まで装入する。パッドに対して０．１ＰＳＩ（７０．３ｋｇ／ｍ2）の圧縮荷重を加える。約６０秒間でパッドが平衡し、その後、圧縮荷重を１．１ＰＳＩ（７７３．４ｋｇ／ｍ2）まで増大する。パッドを平衡させた後に、圧縮荷重を０．１ＰＳＩ（７０．３ｋｇ／ｍ2）まで減少させる。次にパッドを平衡させ、厚さを測定する。第２の０．１ＰＳＩ（７０．３ｋｇ／ｍ2）荷重においてパッド密度を計算する。すなわち圧縮荷重を０．１ＰＳＩ（７０．３ｋｇ／ｍ2）に低下させた後にパッドが平衡した後の厚さ測定値に基づいて、パッド密度を計算する。次に空隙容量ｃｃ／ｇを求める。空隙容量は湿潤パッド密度マイナス繊維容積（０．９５ｃｃ／ｇ）の逆数である。この空隙容量をこの場合、湿潤圧縮性と呼ぶ。その値が高いほど、湿潤応答性が増大する。
滴容量テストは吸収性容量と吸収率との組合わせ測定であって、下記の手順で求められる。滴容量を測定される繊維から、約７．５ｇの質量を有する４インチ×４インチ（１０２ｍｍ×１０２ｍｍ）正方形エアレイドパッドを準備してスクリーンメッシュ上に配置する。パッドの中心に合成尿を８ｍｌ／ｓの速度で加える。パッドの底部または側面から合成尿の最初の滴が脱出する時に、合成尿の流を停止する。滴容量は、合成尿の導入の前後のパッド質量の差をボーンドライ（bone dry）ベースの繊維パッドの質量で割ったものである。滴容量が大きいほど、吸収性がよくなる。
「合成尿」は、水道水と、水道水リットルあたり１０グラムの塩化ナトリウムと、水道水リットルあたり０．５１ｍｌのＴｒｉｔｏｎ  Ｘ１００の１．０％水溶液とから準備された溶液を意味する。合成尿は使用される時に２５±１℃でなければならない。
用語「離解（defibration）」とは、すでに実質的に個別形状にあってもこの繊維を機械的に分離するために使用される任意の手順を言う。すなわち、個別形状またはさらに密集した形状にある繊維を機械的に処理し、この場合、処理（ａ）は実質的に個別形状にない繊維をこの形状に分離し、及び（又は）処理（ｂ）は乾燥状態の繊維にカールを与えるにある。
用語「本発明の繊維」とは、橋かけ結合剤からのモイエテイを含まず、９０−１３５の保水値と、圧縮後の密度（すなわち、５Ｋ密度）によって定義される０．０８乃至０．２０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥弾性とを有する空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維を言う。
用語「熱処理」とは水分の不存在における加熱を意味する。
詳細な説明
本発明において変性される高リグニン含有量繊維は種々のソースを有する。好ましくはオリジナルソースは広葉樹または針葉樹である。他のソースはエスパルト草、バガス、ヘンプおよびフラックスおよびその他の高リグニン含有量セルロース繊維ソースである。
本発明において変性される高リグニン含有量繊維は例えば、前記のソースから得られる化学熱機械パルプ、前記のソースから得られる熱機械パルプ、および乾燥ベースで繊維のリグニン含有量が１０％またはこれ以上のクラフト袋および箱からの繊維リサイクル流である。未漂白セルロース化学パルプも１０−２５％リグニン含有量レベルに対応し、本発明によって変性しうる高リグニン含有繊維を成す。化学熱機械パルプは通常の方法で製造される。例えばソース材料片（例えば木材チップ）を例えば亜硫酸ナトリウムおよび／またはメタ二硫酸ナトリウムおよびキレート化剤、例えばジエチレントリアミン  ペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）によって化学的に処理し、次にディスク・リファイナーによって処理する事によって製造される。熱機械パルプは通常の方法によって、例えばソース材料片（例えば木材チップ）を（例えば３４ｐｓｉ（２３９００ｋｇ／ｍ2）と２６５°Ｆ（１２９℃）の条件で２０分間）水蒸気処理し、次に水蒸気処理された材料流をディスク・リファイナーを通して処理する事によって製造される。リサイクルクラフト袋および箱を例えば水中で撹拌し、次に脱水する事によりそれらの袋および箱からリサイクル繊維流が得られる。
北方針葉樹化学熱機械パルプは容易に入手できるで好ましい原料である。他の好ましい原料は南方針葉樹化学熱機械パルプである。
次に前記の第３実施態様、すなわち（ａ）橋かけ結合剤との混合物を含まない４０乃至１００％のコンシステンシーの高リグニン含有量セルロース繊維を形成する段階と、（ｂ）繊維を離解する段階と、（ｃ）段階（ｂ）の生成物を大気圧の空気中で加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間熱処理して、前記の空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維を生じる段階とを含む方法について述べる。
まず前記第３実施態様の段階（ａ）、すなわち橋かけ結合剤との混合物を含まない４０乃至１００％のコンシステンシーの高リグニン含有量セルロース繊維を形成する段階について述べる。
この段階は非拘束状態またはシート状の繊維についてそのまま実施される。
低水分含有量、すなわち０乃至約１０％の水分含有量については、段階（ａ）は単にこのような水分を有する繊維をシート状または非拘束状態に集合させるだけである。これより高い水分の場合、例えば約４０乃至９０％のコンシステンシーの場合、段階（ａ）は繊維と水の混合物を形成するにある。
混合物のｐＨは例えば２．５乃至９とする事ができ、このｐＨは変性された繊維生成物（すなわち、段階（ｃ）の結果）において得られる乾燥弾性、湿潤弾性および滴容量に影響するパラメータである。低ｐＨ、例えば２．５乃至４．０のｐＨを使用した場合、乾燥弾性（５Ｋ密度）と湿潤弾性（湿潤圧縮性）が高い。中庸ｐＨ、例えば６．０乃至７．０が使用された場合、滴容量が高い。混合物の自然ｐＨは代表的には約９である。ｐＨの下方修正は酸、特に硫酸によって容易に実施される。塩素を含有しない変性繊維を得る事が好ましいので、好ましくは塩酸は使用されない。
たとえば繊維シート（例えば最初に０乃至１０％水分含有）をプレスロール（例えば直径１フート（３０．５ｃｍ）×幅６フィート（１８３ｃｍ））のニップの中に収容された水とｐＨ調整剤とから成る水性組成物体の中を通過させて、この水性組成物を繊維シートに含浸し、ニップ出口側において、３０乃至８０％またはこれ以上（たとえば８５％または９０％まで、さらには９５％）のコンシステンシー、好ましくは５０乃至７０％のコンシステンシーを生じる量の水性組成物を含有する含浸された繊維シートを生じる事によって、繊維シートについて均一コンシステンシーとｐＨ調整添加剤の均一分布とが容易に得られる。次善の方法として、繊維シートに対して水性組成物を噴霧によって含浸させて前記のコンシステンシーを生じる。いずれの場合にも、コンシステンシーが段階（ａ）の下限４０％以下であれば液体除去を実施して少なくとも４０％のコンシステンシー下限を生じ、またコンシステンシーが４０％以上であっても、オプションとして例えば脱水（すなわち、遠心分離またはプレスなどの機械的液体除去）および／または長時間、高温を使用する必要のないような条件での乾燥、例えば業界公知の空気乾燥法によってコンシステンシーを上昇させる。例えば水分６％の繊維シートをプレスロール間の水性組成物中を通過させて段階（ｂ）でそのまま使用できる６０％または８０％コンシステンシーの含浸繊維シートを形成し、または例えばコンシステンシー４０％の含浸繊維シートを形成しオプションとして前記のように脱水処理を実施して処理段階（ｂ）の前に６０％コンシステンシーを生じる事ができる。
非拘束状の繊維について均一コンシステンシーとｐＨ調整添加剤の均一分布は、例えば非拘束状の繊維を前記水性組成物の中に浸漬する事により容易に達成される。
浸漬は、例えば所望ならばｐＨ調整された非拘束状態の繊維の水中スラリを形成し、０．１乃至２０％、好ましくは２乃至１５％の範囲内のコンシステンシーを生じ、このスラリ中に繊維を約１乃至２４０分間、好ましくは５乃至６０分間保持する事によって容易に実施される。非拘束状態の繊維の水中スラリの形成は、繊維を非拘束状態のまま水中に混合し、または繊維シート（例えばドライラップ）を水中で解砕する事によって容易に実施される。
この０．１乃至２０％のコンシステンシーにおいては、段階（ａ）に記載の４０乃至１００％のコンシステンシーを生じるためには一回または複数回の液体除去段階および／または乾燥段階を必要とする。好ましくはこれらの段階は、脱水段階（すなわち、遠心分離またはプレスなどの機械的脱水）によって４０乃至８０％、たとえば４０乃至５０％の間のコンシステンシーを生じる段階およびオプションとしてその後の長時間、高温を使用する必要のないような条件での乾燥段階、例えば業界公知の空気乾燥によって５０乃至８０％コンシステンシーまたは１００％ものコンシステンシーまで、好ましくは５０乃至７０％コンシステンシーまで乾燥する段階とを含む。
次に前記第３実施態様の方法の段階（ｂ）、すなわち段階（ａ）からの繊維に対して離解（しばしばフラッフィングと呼ばれる処理）を加える段階について述べよう。離解は、好ましくはノット（knot）およびピル（pill）の形成と繊維破損が最小限に成される方法によって実施される。代表的には、市販のディスク・リファイナーが使用される。セルロース繊維の離解のために有効である事の発見された他の型の装置は米国特許第３，９８７，９６８号に記載の３段式フラッフィング装置であって、この特許を引例とする。この米国特許第３，９８７，９６８号に記載のフラッフィング装置は、湿潤セルロースパルプ繊維に対して、機械的衝撃、機械的撹拌、空気撹拌、および限定量の空気乾燥の組合わせを加えて、実質的にノットのないフラフ（fluff）を形成する。このようにして、繊維はこの種の繊維の中に自然に存在するカール量に対して増大されたカール量を与えられている。この追加的カールが本発明の変性繊維から成る組織の弾性特性を増進すると考えられる。他の実施可能の非限定的方法は、ウエアリング・ブレンダーの中において、回転ワイヤブラシによって繊維に接線方向に接触し次にハンマーミリングするにある。好ましくはこのような離解中に、繊維に向かって空気流を指向して、実質的に個別化された形状への繊維の分離を支援する。フラフ形成のために使用される特定の機械的装置がなんであれ、好ましくは繊維は最初に少なくとも約４０％のコンシステンシーにある間に機械的に処理される。４０％コンシステンシー以下の離解は繊維の塊の形成を助長する。好ましくは離解は５０乃至７０％の範囲内のコンシステンシーの繊維に対して実施される。１００％コンシステンシーの繊維についても離解を実施する事ができる。しかし、８０％を超えるコンシステンシーでの離解は繊維の損傷を生じ性能を落とす場合がある。
次に第３実施態様の方法の段階（ｃ）、すなわち段階（ｂ）の生成物を大気圧で加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間熱処理する段階について述べれる。
前述のように、この段階は２段階で実施され、すなわち少なくとも６０％のコンシステンシーがすでに存在しなければこの少なくとも６０％のコンシステンシー得るように、あるいは少なくとも６０％のコンシステンシーがすでに存在すればこのコンシステンシーを、さらに例えば８５−９５％までまたは１００％まで増大させるように乾燥する第１乾燥段階（例えばフラッシュ乾燥）と、残留水分を除去し無水分高リグニン含有量セルロース繊維を例えば１２０℃乃至２８０℃（加熱装置の中の空気温度）で５秒乃至２時間、好ましくは１５０℃乃至１９０℃（加熱装置の中で空気温度）で２分間乃至７５分間加熱する事によって熱処理する第２段階とによって実施される。段階（ｃ）において導入される繊維が１００％コンシステンシーにあれば、前記の第１段階は省略される。
第１段階は好ましくはフラッシュ乾燥など公知の方法によって実施される。これは、目標コンシステンシーが得られるまで、例えば２００乃至７５０°Ｆ（９３．３乃至３９９℃）、好ましくは３００乃至５００°Ｆ（１４９乃至２６０℃）の導入空気温度範囲の熱空気中を離解された繊維を搬送することによって行われる。これは繊維から水が除去されるに従って、繊維に対して追加のカールを与える。この乾燥段階によって除去される水量は変動するが、６０％乃至１００％の範囲内の高いコンシステンシーまでのフラッシュ乾燥は、６０％乃至１００％の範囲の低部分のコンシステンシーまでのフラッシュ乾燥の場合よりも大きなレベルのカールを与えると思われる。好ましい実施態様において、繊維は約８５％乃至９５％コンシステンシーまで乾燥される。６０％乃至１００％の高部分の８５乃至９５％の如きコンシステンシーまでの繊維のフラッシュ乾燥は、第２段階において実施されなければならない乾燥量を低減させる。
次に第２段階について述べれば、この第２段階において残留水分が除去され、無水分高リグニン含有量セルロース繊維が少なくとも５秒間熱処理される。前述のように、この段階は１２０℃乃至２８０℃（加熱装置中の空気温度）で５秒間乃至２時間実施される。最小限以上の水分が存在すれば、例えば約１％以上の水分が存在すれば、所要の少なくとも５秒以上の熱処理を実施するために５秒間以上、例えば少なくとも１分間、加熱を実施しなければならない。好ましい方法においては、最初から８５乃至９５％の範囲内のコンシステンシーを有する段階（ｂ）の乾燥された製品に対して実施され、残留水分を除去し得られた無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも１分間熱処理するために第２段階の加熱は１５０乃至１９０℃（加熱装置中の空気温度）で２乃至７５分間実施される。第２段階において処理される繊維が最初から少なくとも６０％のコンシステンシーになければ、無水分繊維を生じるための水除去が通常実施できないので、非酸化性大気を使用する事なく大気圧で、かさ高い、高度に多孔性の組織を生じるに適した適当に剛性の繊維を得るための無水分繊維の熱処理要件が満たされない。この第２段階は連続通気式加熱装置（加熱された空気が繊維の走行床を通して垂直に通過させられる装置）の中で、または静的加熱炉（繊維と空気が静的加熱手段を備えた容器の中に静止状態に保持される装置）の中で実施される。また第２段階は、第１段階にフラッシュ乾燥装置からの流出物（９０乃至１００％コンシステンシー）をサイクロンセパレータに送り、このセパレータがフラッシュ乾燥装置からの空気／繊維混合物から空気を分離し、少なくとも１つのＵ形部分を含むダクト中の熱空気流（例えば４００°Ｆ（２０４℃））の中に繊維をセパレータから排出し、このＵ形部分が繊維をダクト中を通行させて、残留水分を除去し所要の熱処理を実施するのに十分な滞留時間を与える通路を与え、熱処理された繊維をダクトからサイクロンセパレータの中に排出してこの繊維を分離し、またもし適当ならば、例えば次の通気炉または静止炉の中で追加熱処理を実施する。第１段階のフラッシュ乾燥用装置は同一型の装置、すなわち入口側のサイクロンセパレータ、熱空気処理ダクトおよびサイクロンセパレータから成る装置とする事ができ、従って乾燥および熱処理工程全体に新鮮な空気をもたらす必要があれば、このような２つ又はそれ以上のセットの装置を直列に使用する事ができる。
次に第４実施態様の方法について述べれば、この方法は高リグニン含有量セルロース繊維の乾燥シート（０−４０％水分）を空気中で大気圧で加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも５秒間熱処理する段階、例えば１２０℃乃至２８０℃（加熱装置中の空気温度）で５秒間乃至２時間加熱する段階を含む。
第４実施態様の方法の原料は例えば市販されている高リグニン含有量セルロース繊維ドライラップ、好ましくは北方針葉樹化学熱機械ドライラップとし、このドライラップは通常約１０％以下の水分（例えば０−１０％水分）を含有する。所望ならば、ドライラップまたはその他の種類の繊維シートを水分調整および／またはｐＨ調整する事ができる。例えば、ニップロール（例えば直径１フート（３０．５ｃｍ）×幅６フィート（１８３ｃｍ））のニップの中に収容された水を含む水性組成物体の中を搬送して、この水性組成物を繊維シートに含浸し、ニップ出口側において、３０乃至８０％またはこれ以上（８５％または９０％まで、さらには９５％）のコンシステンシー、好ましくは６０乃至８０％のコンシステンシーを生じる量の水性組成物を含有する含浸された繊維シートを生成することによって行われる。次善の方法として、繊維シートに対して水性組成物を噴霧によって含浸させて水分及び又はｐＨを調整する。いずれの場合にも、コンシステンシーが６０％以下であれば例えば脱水（すなわち、遠心分離またはプレスなどの機械的脱水）によっておよび／または長時間、高温を使用する必要のないような条件での乾燥によって、例えば業界公知の空気乾燥法によってコンシステンシーを少なくともこの６０％レベルまで上昇させる液体除去を行う。例えば水分６％の繊維シートをニップロール間の水性組成物中を通過させて、第４実施態様の加熱段階でそのまま使用できる６０％または８０％コンシステンシーの含浸繊維シートを形成し、または例えばコンシステンシー４０％の含浸繊維シートを形成し前記のように液体除去段階を実施して、第４実施態様の加熱段階の処理の前に６０％コンシステンシーを生じる事ができる。
第４実施態様の加熱段階用の原料の中に最小限以上の水分が存在すれば、加熱は所要の少なくとも５秒間の熱処理を成すために５秒以上、例えば少なくとも１分間実施されなければならない。
第４実施態様の好ましい加熱段階において、８５−１００％のコンシステンシーを有する高リグニン含有量セルロース繊維を１５０℃乃至１９０℃（加熱装置中の空気温度）において２分間乃至７５分間加熱して水分を除去し、無水分高リグニン含有量セルロース繊維を少なくとも１分間熱処理する。
第４実施態様の加熱段階は前記の通気式加熱装置または静的加熱炉中で容易に実施される。
得られた熱処理された繊維シートは好ましくは前記の任意の離解方法によって離解されて非拘束形態の繊維を生成する。この熱処理された繊維シートは、離解のために、例えば噴霧によりまたはニップロールのニップ中の水体を通過させる事により４０乃至８０％コンシステンシーまで湿らせる事が好ましい。
第３および第４実施態様の方法の加熱段階は繊維温度が２２７℃（４４０°Ｆ）を超えないように実施される。この温度では繊維が炎上する可能性があるからである。
第３および第４実施態様の方法によって得られた乾燥繊維はオプションとして、例えば水噴霧により５乃至１５％水分まで湿らせる事ができる。これにより、繊維は次の操作に際してまたは繊維から吸収性組織を製造する工程における破損のリスクに対して抵抗性となる。
次に空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維の用途について述べる。
空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維は例えば種々の吸収性組織の製造に利用する事ができる。例えば、非限定的に紙タオル、ティシュシート、使い捨てオシメ、月経製品、生理用ナプキン、タンポン、および包帯などが含まれ、これらの各製品には本発明の繊維から成る吸収性組織が含まれている。例えば特に、透液性トップシート、トップシートに接続された不透液性バックシートと本発明の空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維を含む吸収性組織体を有する使い捨てオシメおよび類似製品が考えられる。このような製品は米国特許第３，８６０，００３号に記載され、この特許を引例とする。
本発明の空気中熱処理された高リグニン含有量セルロース繊維は直接にエアレイド吸収性コアの製造に使用できる。さらに、本発明の繊維はそのこわさと弾性特性との故に、非コンパクト、低密度のシート状の湿式抄紙して、次にこのシートを乾燥し、さらに機械的処理を行う事なく吸収性コアとして直接に使用する事ができる。本発明の繊維は販売および遠隔地への輸送のため、コンパクトパルプシートとして湿式抄紙する事ができる。
通常のセルロース繊維から製造されたパルプシートと比較して、本発明のエステル化繊維から製造されたパルプシートは通常のパルプシート密度まで圧縮する事が困難である。従って、本発明の繊維を通常吸収性コアの製造に使用されているような通常繊維と結合する事が望ましい。本発明の繊維を含むパルプシートは、好ましくは、本発明の繊維と混合されたシート乾燥重量に対して約５乃至９０重量％の非剛化セルロース繊維を含む。特に、シート全重量に対して約５乃至約３０重量％の高度にリファイニングされた非剛化セルロース繊維を含む事が好ましい。このような高度にリファイニングされた繊維は約３００ｍｌ  ＣＳＦ、好ましくは約１００ｍｌ  ＣＳＦ以下のフリーネスレベルまでリファイニングまたは叩解される。好ましくは非剛化繊維が本発明の繊維の水性スラリと混合される。次にこの混合物が高密度パルプシート状に形成され、次に離解されて吸収性パッド状に形成される。非剛化繊維の合体は、高密度形状へのパルプシートの圧縮を容易にし、また次に形成された吸収性パッドの吸収性の損失を驚くべき程度に小さくする。また非剛化繊維は、パルプシートの引張強さ、およびパルプシートから製造された吸収性パッド、または直接に本発明の繊維と非剛化繊維との混合物から製造された吸収性パッドの引張強さを増大する。本発明の繊維と非剛化繊維との配合物をまずパルプシート状に形成して次に吸収性パッドを形成するか、または直接にこの混合物を吸収性パッドに形成するかに関わらず、この吸収性パッドを空気抄紙しまたは湿式抄紙する事ができる。
本発明の繊維から、または非剛化繊維をも含む混合物から製造されたシートまたはウエブは好ましくは約８００ｇ／ｍ2以下の坪量と、約０．６０ｇ／ｃｍ3以下の密度とを有する。さらに詳しくは、本発明を限定するものではないが、約３００乃至約６００ｇ／ｍ2以下の坪量と、約０．０７乃至約０．３０ｇ／ｃｍ3以下の密度とを有する湿式抄紙シートは、オシメ、タンポンおよびその他の月経製品などの吸収性製品の吸収性コアとして直接に使用可能であると考えられる。これらのレベルより高い坪量と密度とを有する組織は、次に粉砕して空気抄紙または湿式抄紙して、吸収性製品用に一層適した低密度と低坪量組織を形成する事が好ましいと考えられる。またこのような高密度と高坪量の組織は驚くほどに高い吸収性と湿潤応答性とを示す。本発明の繊維を使用できる他の吸収性組織は約０．０３ｇ／ｃｃ以下の密度を有する低密度ティシュシートを含む。
吸収性組織に対する１つの応用において、本発明の繊維を空気抄紙または湿式抄紙し（次に乾燥された）吸収性コア状に形成し、このコアを平衡湿潤密度より低い乾燥密度までパッド状に圧縮する。平衡湿潤密度とは、パッドが流体で完全飽和された時に乾燥繊維ベースで計算されたパッド密度である。平衡湿潤密度より低い乾燥密度を有する吸収性コア状に繊維が形成された時、このコアは飽和状態まで湿潤された際に平衡湿潤密度まで圧潰するであろう。これに対して、平衡湿潤密度より高い乾燥密度を有する吸収性コア状に繊維が形成された時、このコアは飽和状態まで湿潤された際に平衡湿潤密度まで膨張するであろう。本発明の繊維から成るパッドは通常のフラッフィング処理された繊維から成るパッドより実質的に低い平衡湿潤密度を有する。本発明の繊維は平衡湿潤密度より高い密度まで圧縮して薄いパッドを形成し、このパッドが湿潤に際して膨張して、非剛化繊維よりもはるかに吸収性能を増大させることができる。
また吸収性組織は、本発明の繊維と、前記の同時出願のナイエニおよびヘロン特願の主題を成す橋かけ結合剤によって剛化されたセルロース繊維との混合物から製造する事ができる。
本発明の繊維から成る吸収性組織は実質的に不水溶性のハイドロゲル形成物質のばらばらの粒子を含む事ができる。ハイドロゲル形成物質は中庸圧力で流体を吸収し保持する事のできる化合物である。
適当なハイドロゲル形成物質はシリカゲルなどの無機物質または橋かけ結合されたポリマーなどの有機化合物とする事ができる。橋かけ結合されたハイドロゲル形成ポリマーは、共有結合、イオン結合、ファン・デル・ワールス結合または水素結合によって橋かけ結合する事ができる。ハイドロゲル形成物質の例は、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、エチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリビニルエーテル、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、ポリビニル  モルフォリノン；およびビニル  スルフォン酸のポリマーとコポリマー、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニル  ピリジンなどを含む。他の適当なハイドロゲル形成物質は、米国特許第３，９０１，２３６号に記載のものであって、この特許を引例とする。本発明の吸収性コアにおいて使用するのに特に好ましいハイドロゲル形成ポリマーは加水分解されたアクリルニトリル  グラフト重合デンプン、アクリル酸グラフト重合デンプン、ポリアクリレートおよびイソブチレン  無水マレイン酸コポリマーまたはそれらの混合物である。使用可能のハイドロゲル形成材料の例は、日本、日本触媒会社によって製造される部分的に中性化されたポリアクリル酸、Aqualic  Ｌ−７３、および日本、サンヨー・カンパニーによって製造された部分的に重合されたポリアクリル酸グラフト重合デンプン、Sanwet  IM 1000である。米国特許第４，６５４，０３９号に記載のような比較的高いゲル強度を有するハイドロゲル形成材料を本発明の繊維の中に使用する事が好ましい。この米国特許を引例とすである。
ハイドロゲル形成材料の製法は米国特許第４，０７６，６６３号、米国特許第４，２８６，０８２号、米国特許第３，７３４，８７６号、第３，６６１，８１５号、第３，６７０，７３１号、第３，６６４，３４３号、第３，７８３，８７１号およびベルギー特許第７８５，８５０号に開示され、これらのすべての特許をここに引例とする。
ハイドロゲル形成材料は個別化されたエステル化繊維を含む吸収性組織全体に分布させる事ができ、あるいは吸収性組織の特定層または特定部分の分布に限定する事ができる。他の実施態様においては、ハイドロゲル形成材料をシートまたはフィルム上に固着しまたは積層し、これを、本発明の繊維を含む繊維質吸収性組織に対して接合させる。このようなシートまたはフィルムは、ハイドロゲル形成材料が層間に挟持されるように多層組織とする事ができる。他の実施態様においては、ハイドロゲル形成材料を直接に吸収性組織の表面繊維上に固着させることができる。
対応の平衡湿潤密度（乾燥繊維密度ベースで計算）より高い乾燥密度を有する本発明の繊維から成る吸収性組織に関して重要な利点が見られる。さらに詳しくは、この型の吸収性組織は湿潤に際して体積が拡張する。拡張の結果、繊維間毛管ネットワークも拡大する。ハイドロゲル形成材料を混入された通常の吸収性組織においては、ハイドロゲル形成材料は流体吸収の故に体積拡張し、組織の全流体吸収性ポテンシャルを利用する前に流体吸収毛管ルートを閉塞しまたは収縮させる可能性がある。この現象はゲルブロッキングとして知られている。本発明の繊維を利用する吸収性組織の繊維ネットワーク拡大による毛管拡張はゲルブロッキングの発生を低減させる。このようにして、組織の流体吸収ポテンシャルの大部分を利用し、またゲルブロッキングレベルを顕著に増大させる事なく、（所望ならば）より多量のハイドロゲル形成材料を吸収性組織の中に合体させる事ができる。
オシメコア用の本発明の繊維およびハイドロゲル形成材料を含有する吸収性組織は約０．１５ｇ／ｃｃ乃至約０．４０ｇ／ｃｃの範囲内の乾燥密度を有し、また好ましくは乾燥繊維重量ベースで計算して約２０％以下のハイドロゲル形成材料を含む。
ハイドロゲル形成材料は吸収性組織の全部または一部の中に均質に分布させる事ができる。本発明の繊維を含み、約０．２０ｇ／ｃｃの乾燥密度を有し、またコア全体にハイドロゲル形成材料が分散されている吸収性コアを有する米国特許第３，８６０，００３号に記載のようなオシメ組織は、乾燥吸収性コアの全重量ベースで約５重量％乃至約２０重量％のAqualic L-73などのハイドロゲル形成材料の含有量に対して、オシメ滲透度、全吸収容量、皮膚湿潤度、および経済性の最適バランスが得られると思われる。好ましくは、米国特許第３，８６０，００３号に記載のような製品の本発明の繊維を含有する吸収性コアの中に、約８重量％乃至１０重量％のハイドロゲル形成材料を均質に混合する。
また前述の吸収性組織は通常のフラッフィング処理された繊維または高度にリファイニングされた繊維を含む事ができ、この場合、使用されるハイドロゲル形成材料の量は前述のように繊維の全重量に基づく。前記の各実施態様は単に例であって、ハイドロゲル形成材料を含む個別化されたエステル化繊維の用途を限定するものではない。
以下本発明を二、三の例について説明する。
これらの例においてテスト結果をＷＲＶ、５Ｋ密度、滴容量および湿潤圧縮性について説明する。
参考例  Ｉ
約２０％のリグニン含有量を有する市販の北方針葉樹化学熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）繊維（Sphinx）のドライラップシートを、ｐＨ３．０のクエン酸と水の溶液の中に浸漬しパドルホイールミキサによって撹拌することによって分散して１０％コンシステンシー混合物をつくった。この混合物を遠心分離して、約５０％コンシステンシーの脱水ケークを生じた。この脱水ケークは繊維ベースで約６重量％のクエン酸を含有し、これを約６０％コンシステンシーまで空気乾燥して、実験用ディスク・リファイナの中でフラッフィング処理し、約９０％コンシステンシーまでフラッシュ乾燥した。テスト結果は、１３１のＷＲＶと、０．２３５ｇ／ｃｃの５Ｋ密度と、５．９ｇ／ｇの滴容量と、７．０ｃｃ／ｇの湿潤圧縮性とを示した。
例  Ｉ
約２０％のリグニン含有量を有する市販の化学熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）繊維（Sphinx）のドライラップシートを、ｐＨ８．９の水中にに浸漬しパドルホイールミキサによって撹拌して１０％コンシステンシー混合物を生じた。この混合物を遠心分離して、約５０％コンシステンシーの脱水ケークを生じた。この脱水ケークを約６０％コンシステンシーまで空気乾燥して、実験用ディスク・リファイナの中でフラッフィング処理し、約９０％コンシステンシーまでフラッシュ乾燥し、実験炉中で１６５℃の空気温度で６０分間加熱した。テスト結果は、０．１５８ｇ／ｃｃの５Ｋ密度と、５．９ｇ／ｇの滴容量と、７．３ｃｃ／ｇの湿潤圧縮性とを示した。
例  ＩＩ
水のｐＨを硫酸によって６．５に調整した事以外は例Ｉを繰り返した。テスト結果は、１２０のＷＲＶと、０．１７８ｇ／ｃｃの５Ｋ密度と、７．６ｇ／ｇの滴容量と、７．９ｃｃ／ｇの湿潤圧縮性とを示した。
例  ＩＩＩ
水のｐＨを硫酸によって３．０に調整した事以外は例Ｉを繰り返した。テスト結果は、０．１３５ｇ／ｃｃの５Ｋ密度と、６．４ｇ／ｇの滴容量と、８．０ｃｃ／ｇの湿潤圧縮性とを示した。
例  ＩＶ
約２０％のリグニン含有量と、６％の水分とを有する市販の化学熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）繊維（Sphinx）のドライラップシートを通気炉中で、３５０°Ｆ（１７７℃）の空気温度で６分間加熱する。得られたシートをディスク・リファイナーによって離解する。得られた繊維は５Ｋ密度を顕著に改良している。
例  Ｖ
市販の化学熱機械パルプ（ＣＴＭＰ）繊維（Sphinx）のドライラップシートをニップロール（直径１フート（３０．５ｃｍ）×幅６フィート（１８３ｃｍ））のニップの中に収容された水性組成物体（硫酸によってｐＨ６．５に調整）の中を通過させて、ニップ出口側において８０％コンシステンシーの含浸された繊維シートを形成し（水性組成物中の滞留時間０．１秒）、この繊維シートを通気炉中において２０分間、３５０°Ｆ（１７７℃）の空気温度で加熱する事以外は例ＩＶと同様に処理する。得られたシートを水の噴霧によって２０％水分まで湿めらせ、ディスク・リファイナーを使用して離解する。このようにして得られた繊維は顕著に改良された５Ｋ密度と、湿潤圧縮性と、滴容量を有している。
例  ＶＩ
前記の例Ｉ−Ｖのいずれかによって製造された熱処理された繊維を吸収性パッド状に空気抄紙し、油圧プレスによって約０．１ｇ／ｃｃの密度および約０．１３ｇ／ｉｎ2（０．０２０（ｇ／ｃｍ2）の坪量まで圧縮する。これらのパッドを生理用ナプキンの吸収性パッドとして使用するために１５”×３”（３８１ｍｍ×７６．２ｍｍ）に切断する。
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施できる。