(57)【要約】  本発明は、下記の特性：繊維は９８％超のセルロースからなり；繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率は、１０：１以上であり；繊維表面は本質的に滑らかであり；繊維は本質的に透明である特性を有する、中実のビスコース偏平繊維の形をした再生セルロース繊維に関する。本発明による繊維は、紙の生産に特に適している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の特性：
繊維は９８％超のセルロースからなり、
繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率は、１０：１以上であり、
繊維表面は本質的に滑らかであり、
繊維は本質的に透明である
特徴を有する、中実のビスコース偏平繊維の形をした再生セルロース繊維。
【請求項２】
繊維が本質的に完全にセルロースからなることを特徴とする、請求項１に記載のセルロース繊維。
【請求項３】
繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率が２０：１以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載のセルロース繊維。
【請求項４】
繊維が、特にカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を組み込むことによりアニオンで修飾されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のセルロース繊維。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の複数本のセルロース繊維を含む、繊維束。
【請求項６】
セルロース繊維の横断面が本質的に同じであることを特徴とする、請求項５に記載の繊維束。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のセルロース繊維および繊維束をそれぞれ製造する方法であって、
ビスコース紡糸原液を用意するステップ、
紡出フィラメントを形成させながら、紡糸口金の少なくとも１個のスロット形開口部を通してビスコース紡糸原液を紡糸浴に紡出するステップ、
を含み、
ビスコース紡糸原液は、凝固遅延剤、特にポリエチレングリコールを含有し、
ダイスロットの幅に対する長さの比率は、１０：１〜３０：１、好ましくは１５：１〜２５：１であり、
紡糸浴は、Ｈ２ＳＯ４１１０〜１４０ｇ／ｌ、好ましくは１２０〜１３０ｇ／ｌの量を示し、
紡出フィラメントを、２．０〜３．０のダイドラフトでドローオフし、
紡糸浴を出た後に、紡出フィラメントを、２０％〜３５％、好ましくは２５〜３５％の比率で延伸する
方法。
【請求項８】
不織布と紙の生産のための、請求項１から６のいずれかに記載のセルロース繊維および繊維束のそれぞれの用途。
【請求項９】
請求項１から６のうちのいずれかに記載のセルロース繊維または繊維束のそれぞれを含有する紙。
【請求項１０】
透明であることを特徴とする、請求項９に記載の紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中実のビスコース偏平繊維の形をした再生セルロース繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏平繊維とその製造法は公知である。一般に本質的に円形である繊維の横横断面とは対照的に、偏平繊維は、それぞれが、本質的に偏平または長方形の横断面をしている。
【０００３】
一方で、セルロース偏平繊維は、スロット形紡糸口金からセルロース、またはセルロース誘導体を含有する紡糸原液を紡糸することにより製造することができる。ビスコース繊維の場合には、偏平繊維は別法として、潰れた中空繊維の形で製造することができる。そうする際に、ガス、例えば窒素または発泡剤、例えば炭酸ナトリウムが、紡糸用ビスコースに混合される。しかしながら、ダイから繊維を紡出する際に、ダイはそれ自身従来のものであるが、適切なプロセス条件が選択されれば、繊維が潰れて偏平繊維の形で得られるほどにその繊維の壁が薄い中空繊維が形成される。
【０００４】
Ｃ．Ｒ．Ｗｏｏｄｉｎｇｓ、Ａ．Ｊ．Ｂａｒｔｈｏｌｏｍｅｗによる記事、「Ｔｈｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ｕｓｅｓ  ｏｆ  ｉｎｆｌａｔｅｄ  ｖｉｓｃｏｓｅ  ｒａｙｏｎ  ｆｉｂｅｒｓ」、ＴＡＰＰＩ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、１９８５、１５５〜１６５ページ、出典、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｏｎｗｏｖｅｎ．ｃｏ．ｕｋ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ＿ｃａｔ４．ｐｈｐには異なる種類の中空繊維およびその用途について記載されている。
【０００５】
ＷＯ２００６／１３４１３２には、繊維複合体の水に対する溶解性を改善する目的で、繊維複合体にビスコース偏平繊維を使用することについて記載されている。ＷＯ２００６／１３４１３２によれば、使用される偏平繊維は好ましくはぎざぎざのある（狭間模様の）表面を有しており、潰れた中空繊維とは対照的に、スロットダイから紡出されることにより製造される。
【０００６】
セルロース偏平繊維の製造法は、例えば、ＧＢ９４５，３０６Ａ、ＵＳ３，１５６，６０５Ａ、ＵＳ３，３１８，９９０、ＧＢ１，０６３，２１７Ａにより公知である。前述の文書に、ある程度述べられているように、このような繊維は特に紙の生産に使用することが推奨されている。
【０００７】
ＤＥ１２５４９５５ならびにＧＢ１，０６４，４７５は、偏平横断面を有するビスコース繊維から製造される紙を扱っている。
【０００８】
それに関してこれらの文書には、この繊維から製造される紙も透明であるように、繊維が高い透明性を示すことが望ましいと記載されている。
【０００９】
偏平ビスコース繊維の生産に関して、ＤＥ１２５４９５５には、５種類の変法が記載されている。しかしながら、透明な繊維の生産に関して、具体的な例示的実施形態が１つ開示されているだけである。この例において、水中で膨潤する高分子物質、すなわちポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が、ビスコース紡糸原液に混合される。炭酸ナトリウムもこの紡糸原液に添加される。したがって、得られる繊維は、ある一定量のＰＶＡを含有する潰れた中空繊維である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、高い透明性を示し、紙の生産に特に適しているビスコース偏平繊維を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、
下記の特性：
−  繊維は９８％超のセルロースからなり、
−  繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率は、１０：１以上であり、
−  繊維表面は本質的に滑らかであり、
−  繊維は本質的に透明である
特性を有する、中実のビスコース偏平繊維の形をした再生セルロース繊維によって達成される。
【００１２】
さらに、本発明は、不織布と紙を生産するための、本発明によるセルロース繊維を含有する繊維束、本発明によるセルロース繊維および繊維束それぞれを製造する方法、ならびに本発明によるセルロース繊維および繊維束それぞれの用途に関する。
【００１３】
さらに別の態様では、本発明は、本発明によるセルロース繊維を含有する紙に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による繊維の横断面図を示す。
【図２】本発明による繊維についての縦断面図を示す。
【図３】本発明による繊維の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図４】本発明による繊維の横断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図５】比較例による繊維の横断面図を示す。
【図６】別の比較例による繊維の横断面図を示す。
【図７】別の比較例による繊維の横断面図を示す。
【図８】比較例による繊維の縦断面図を示す。
【図９】比較例による繊維の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、透明性の高い中実のビスコース偏平繊維に関する。
【００１６】
本発明の範囲において、「中実」とは、中空構造または潰れた構造を有していないセルロース繊維に関すると理解される。特に、本発明による中実セルロース繊維は、空洞も、例えば中空繊維が潰れて生じる分離線も示さない。
【００１７】
驚くべきことに、中実であり、目立った量の膨潤性高分子物質を含有していない、透明性の高いビスコース偏平繊維を製造することが可能であることが分かった。
【００１８】
好ましくは、本発明による繊維は、本質的に完全にセルロースからなる。これに関して、「本質的に」とは、ビスコース法の範囲内の最終生産物に含まれる仕上げ剤などの従来の加工助剤は別として、更なる成分、特に、水中で膨潤する高分子物質が含まれていないことを意味すると理解される。仕上げ被覆は、典型的には０．１％を占め、０．３％以下を占める。
【００１９】
本発明による偏平繊維の表面は本質的に滑らかである。これに関して「表面」とは、繊維の広い側面を画定する２つの面であると理解される。
【００２０】
「本質的に滑らかな」とは、特に繊維が、その端部領域を除いて、繊維の厚さの１０％超、特に５％超の溝厚さを有する溝が、長さ方向に本質的に無いことを特徴とすることを意味すると理解される。これに関して、「溝」とは、 例えば、図５と図９から明白なように、繊維の幅に比べて小さく、通例のビスコース繊維には典型的な、長さ方向での鋸歯状の刻み目であると理解される。
【００２１】
ビスコース繊維に特徴的な収縮過程のため、比較的深い溝またはアーチ形がそれぞれ繊維の端部領域に存在することは、ほとんどの場合避けられない。
【００２２】
繊維の広い側面を画定する繊維の２つの面は、繊維表面の少なくとも９０％の範囲にわたって互いに平行であることが好ましい。
【００２３】
好ましくは、本発明による繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率は、２０：１以上である。
【００２４】
本発明による繊維の繊度は、２〜４０ｄｔｅｘ、特に ２〜２８ｄｔｅｘの範囲を取り得る。
【００２５】
好ましくは、繊維は、２〜２０ｍｍ、特に好ましくは３〜１２ｍｍの範囲の長さの短切断繊維として供給し得る。特に不織布および織物の用途に対しては、繊維は、３０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の、特に４０〜１１０ｍｍの、特に好ましくは、４０ｍｍ（綿タイプ）および７０ｍｍ（羊毛タイプ）の剪断長さを有する短繊維として供給してもよい。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施形態では、本発明による繊維はアニオンで修飾することができる。
【００２７】
繊維のアニオン修飾が、これより製造された紙の強度を高めることが分かった。
【００２８】
好ましくは、繊維のアニオン修飾はカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）が繊維に組み込まれるという点において達成される。ビスコース繊維の中にＣＭＣを組み込むことは、とりわけ、ＷＯ２０１１／１２４２３Ａに記載されている。
【００２９】
本発明はまた、本発明による複数本のセルロース繊維を含有する繊維束に関する。
【００３０】
「繊維束」とはレーヨンステープルの束（複数本の短繊維）、連続フィラメントのストランドまたは袋入り繊維等の複数本の繊維であると理解される。
【００３１】
本発明による繊維束では、繊維束に含有されるセルロース繊維の横断面は好ましくは本質的に同じである。
【００３２】
本発明によるセルロース繊維および本発明による繊維束それぞれを製造する方法は、
−  ビスコース紡糸原液を用意するステップ、
−  紡糸口金の少なくとも１個のスロット形開口部を通してビスコース紡糸原液を紡糸浴に紡出して、紡出フィラメントを形成するステップを含み、
−  ビスコース紡糸原液は、凝固遅延剤、特にポリエチレングリコールを含有し、
−  ダイスロットの幅に対する長さの比率は、１０：１〜３０：１、好ましくは１５：１〜２５：１であり、
−  紡糸浴は、Ｈ２ＳＯ４の量１１０〜１４０ｇ／ｌ、好ましくは１２０〜１３０ｇ／ｌを示し、
−  紡出フィラメントを、２．０〜３．０のダイドラフトでドローオフし、
−  紡糸浴を出た後に、紡出フィラメントを、２０％〜３５％、好ましくは２５〜３５％の比率で延伸する。
【００３３】
驚くべきことに、これらのプロセス手段を組み合わせることにより優れた透明度を備えた中実のビスコース偏平繊維を製造することができることが分かった。
【００３４】
凝固遅延剤（特にＰＥＧ）を加えることによって、紡糸浴中のビスコース紡糸原液の凝固が遅延される。このように、繊維から液体が拡散する期間が延長されることになり、平滑な表面の形成が可能になる。同様に、気泡が繊維から拡散することが可能な時間が延長されることになる。
【００３５】
好ましくは、ビスコースは、セルロースに基づいて、凝固遅延剤、特にＰＥＧを１〜６重量％の範囲の量、好ましくは１〜５重量％、特に好ましくは３〜５重量％、特に３〜４重量％含有する。
【００３６】
しかしながら、凝固遅延剤の添加には、紡出繊維にとって、繊維の表面張力により繊維の表面積を縮小する時間が十分あるという効果もある。通常の場合では、このことにより繊維はますます円形に近づく。
【００３７】
本発明によれば、この効果は様々な方法で相殺される。
−  紡出フィラメントを、比較的高い酸濃度（Ｈ２ＳＯ４）を備えた紡糸浴へ紡出する。このことが、外側から繊維の凝固を支援し、この形状を固定する。Ｎａ２ＳＯ４、およびＺｎＳＯ４などの紡糸浴の残存成分は、ビスコース法には一般的な濃度で含有させることができる。
−  繊維を、ドラフトを高め、比較的高い延伸をかけて紡出する（その際、延伸は１段または数段で行なうことができるが、好ましくは、少なくとも延伸の大部分は、この操作の初期段階、例えば紡糸浴を出た直後に行なう）。これらの手段によって、構造の緩和、したがって偏平形状からの変形は、阻止される。
【００３８】
残りの処理パラメーターは、ビスコース法には一般的な範囲を維持することができる。紡糸浴組成に関して、当業者は、硫酸ナトリウムの含有量２５０〜４００ｇ／ｌ、および硫酸亜鉛の含有量５〜２０ｇ／ｌを、通常と見なすであろう。典型的な標準的な紡糸用ビスコースは、８〜１０重量％のセルロースの含有量および５〜９重量％のＮａＯＨの含有量を有する。
【００３９】
本発明による処理パラメーターは、繊維を好ましくはその厚さの方向（ｙ方向）に縮ませ、これによって厚さに対する幅の非常に高い比率およびしたがって大きな表面積、これは紙の生産には特に望ましいことであるが、を備えた非常に薄い繊維が形成される。
【００４０】
したがって、本発明による繊維は、紙での使用、特に透明紙での使用に完全に適している。
【００４１】
６ｍｍに切断された本発明による繊維１００％からなる８０グラムの実験用枚葉紙［ラピッド−ケーテン（Ｒａｐｉｄ−Ｋｏｔｈｅｎ）、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２６９−２］の裂断長（ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １９２４−２）は、少なくとも７５０ｍとすることができることが分かった。
【００４２】
紙の生産に適用する場合、本発明による繊維の長さは、好ましくは、３〜１２ｍｍまでになる。
【００４３】
しかしながら、さらに、本発明による繊維は、不織布、例えば水流絡合不織布、またはニードルされた不織布の生産に完全に適している。
【実施例】
【００４４】
実施例１
ビスコースを、長さ１０００μｍ、幅６０μｍのスロット形開口部を有する紡糸口金から紡出し、さらに以下のように処理した。
ドローオフ：５２ｍ／分、これは、ダイドラフト２．８に相当した
延伸（紡糸浴を出た後）：３０％
ビスコース：セルロースに対して４重量％のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含有する標準的な紡糸用ビスコース。
紡糸浴組成：１３０ｇ／ｌのＨ２ＳＯ４、通常範囲内の残りの成分
後処理：懸濁、洗浄、後処理、６ｍｍに切断（短く切断、湿式で）
【００４５】
このようにして得られた繊維の横断面図を、図１に示す。
【００４６】
繊維横断面は非常に偏平で薄い。繊維の広い側面を画定する２つの面は、事実上繊維の全幅にわたって互いに平行である。小さなこぶが、繊維端部だけに付いている。
【００４７】
繊維の幅Ｂは、２３０μｍまでになり、その厚さＤは６μｍであった。その結果、Ｂ：Ｄの比率が３８：１となり、繊度が２２ｄｔｅｘとなる。
【００４８】
図２は、繊維の縦断面図を示す。繊維が事実上、完全に透明であることを、はっきり知ることができる。
【００４９】
８０グラムのラピッドケーテンの枚葉紙、この枚葉紙は添加剤を使用せずに製造され、本発明による繊維１００％からなるものであるが、既に、１０００ｍの裂断長を示しており、この枚葉紙の使い勝手はよい。これまでのところ、このような強度を達成したのは、はるかにより高い生産コストが必要な中空繊維プロセスを用いるビスコース繊維のみである。
【００５０】
実施例２
ビスコースを、長さ７００μｍ、幅３５μｍのスロット形開口部を有する紡糸口金から紡出し、さらに以下のように処理した。
ドローオフ：５２ｍ／分、これは、ダイドラフト２．８に相当した
延伸（紡糸浴を出た後）：３０％
ビスコース：セルロースに対して４重量％のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含有する標準的な紡糸用ビスコース。
紡糸浴組成：１３０ｇ／ｌのＨ２ＳＯ４、通常範囲内の残りの成分
後処理：懸濁、洗浄、後処理、６ｍｍに切断（短く切断、湿式で）
【００５１】
図３は、得られた繊維の繊維横断面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００５２】
繊維横断面は非常に偏平で薄い。繊維の広い側面を画定する２つの面は、事実上繊維の全幅にわたって互いに平行である。小さなこぶが、繊維端部だけに付いている。
【００５３】
繊維の幅Ｂは、１５０μｍまでになり、その厚さＤは４μｍであった。その結果、Ｂ：Ｄの比率が３８：１となり、繊度が９ｄｔｅｘとなる。
【００５４】
図４は、繊維の平滑な表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【００５５】
図３および図４から知ることができるように、繊維は、それぞれの場合にその端においてのみ１つのはっきりと見ることのできる溝またはアーチ形を示す。
【００５６】
８０グラムのラピッドケーテンの枚葉紙、この枚葉紙は添加剤を使用せずに製造され、本発明による繊維１００％からなるものであるが、既に、２６００ｍの裂断長を示しており、この枚葉紙の使い勝手は非常によい。
【００５７】
実施例３
ビスコース繊維を実施例１と同様の条件下に紡出したが、紡糸用ビスコースはＰＥＧを含有していなかった。
【００５８】
得られた繊維は、従来の方法で製造された中実のビスコース偏平繊維には典型的な、ぎざぎざのある横断面（図５を参照）、つまり長さ方向に多数の溝を示し、その多数の溝の横断面は、繊維の透明性を妨げている。その上、繊維−繊維結合がまったく形成されず、このことは紙の生産のためにも好ましくない。
【００５９】
実施例４
ビスコース繊維を実施例１と同様の条件下に紡出したが、紡糸口金のスロット形開口部は、長さ１４０μｍ、幅２５μｍであった。つまり、幅に対する長さの比率は、１０：１未満であった。したがって、繊度は２．１ｄｔｅｘまでになった。
【００６０】
繊維（図６参照）の横断面は、これらの繊維の厚さＤに対する幅Ｂの比率がより小さいことを除いて、繊維の横断面が顕著なほどには均一でないことを示す。繊維は、部分的に偏平形状から変形し、アーチ形の横断面を示す。さらに、表面が完全には滑らかでなく平行ではないという事実の結果として、繊維はこのように、大部分が不透明になる。さらに、横断面が完全に偏平でない場合、十分に堅い紙を繊維から形成するためには、この繊維では、不適用なものとなる。
【００６１】
実施例５
ビスコース繊維を実施例１と同様の条件下に紡出したが、ビスコース紡糸原液はＰＥＧを含有しておらずまた、紡糸設定（ドラフト、延伸、紡糸浴組成）は、標準ビスコース法のものに従った。
【００６２】
ここでもまた、繊維（図７）は明確にぎざぎざのある横断面を示す。
【００６３】
繊維（図８参照）の縦断面図は、繊維が不透明なことを示す。表面（図９参照）の走査型電子顕微鏡写真では、繊維表面における溝が、はっきりと見える。
【図１】
2014534360.tif 000003
【図２】
2014534360.tif 000004
【図３】
2014534360.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014534360.tif 000007
【図６】
2014534360.tif 000008
【図７】
2014534360.tif 000009
【図８】
2014534360.tif 000010
【図９】
2014534360.tif 000011
【国際調査報告】
2014534360.tif 000012
2014534360.tif 000013
2014534360.tif 000014
2014534360.tif 000015
2014534360.tif 000016
2014534360.tif 000017