(57)【要約】  ビスコースの製造のための方法であって、ａ）原料として非溶解性パルプを用意するステップと、ｂ）上記パルプを苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、ｃ）上記浸漬されたパルプを加工するステップと、ｄ）上記加工された浸漬済みパルプを、再度苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、ｅ）ステップｄ）からのパルプをさらに加工して、ビスコース溶液を形成するステップとを含み、浸漬条件が：上記パルプが、針葉樹クラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、１から１．８までであり；上記パルプが、ユーカリさらしパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、１５％ｗ／ｗから２０％ｗ／ｗまでであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までであり；及び上記パルプが、針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までであるように選択される、上記方法。
2015517582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスコースの製造のための方法であって、
ａ．原料として非溶解性パルプを用意するステップと、
ｂ．前記パルプを苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、
ｃ．前記浸漬されたパルプを加工するステップと、
ｄ．前記加工された浸漬済みパルプを、再度苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、
ｅ．ステップｄ）からのパルプをさらに加工して、ビスコース溶液を形成するステップと
を含み、浸漬条件が、
ｉ．前記パルプが、針葉樹クラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の前記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、１から１．８までであり、
ｉｉ．前記パルプが、ユーカリさらしパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度は、１５％ｗ／ｗから２０％ｗ／ｗまでであり、ステップｂ）の前記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までであり、及び
ｉｉｉ．前記パルプが、針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の前記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までである
ように選択される、前記方法。
【請求項２】
ａ．前記パルプが、北部針葉樹さらしクラフトパルプ若しくは南部針葉樹さらしクラフトパルプを少なくとも主要成分若しくは１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、１から１．８までであるか、
ｂ．前記パルプが，ユーカリさらしクラフトパルプを少なくとも主要成分若しくは１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、０．１から５までであるか、又は
ｃ．前記パルプが広葉樹パルプ、フラッフパルプ及び／若しくは木綿リンターを少なくとも主要成分若しくは１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、０．１から５までである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パルプが、北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は南部針葉樹さらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、１．１から１．７までである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パルプが、北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は南部針葉樹さらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、１．１５から１．５５までである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パルプが、北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は南部針葉樹さらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、ステップｂ）における前記溶液中の苛性アルカリ濃度が、１７％ｗ／ｗから２２％ｗ／ｗまでである、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記パルプが、北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は南部針葉樹さらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度が、
ａ．１１．５％ｗ／ｗから１８．５％ｗ／ｗまで、
ｂ．１２．５％ｗ／ｗから１７．５％ｗ／ｗまで、又は
ｃ．１２．５％ｗ／ｗから１６．５％ｗ／ｗまで
である、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記パルプが、ユーカリさらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、
ａ．０．５から４まで、
ｂ．０．６から３まで、又は
ｃ．０．７から２まで
である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記パルプが、ユーカリさらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、ステップｄ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度が、
ａ．１５．５％ｗ／ｗから１９．５％ｗ／ｗまで、
ｂ．１６％ｗ／ｗから１９％ｗ／ｗまで、
ｃ．１６．５％ｗ／ｗから１８．５％ｗ／ｗまで、又は
ｄ．１７％ｗ／ｗから１８％ｗ／ｗまで
である、請求項２又は請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記パルプが、ユーカリさらしクラフトパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、ステップｂ）における前記溶液の苛性アルカリ濃度が、１１．５％ｗ／ｗから１９．５％ｗ／ｗまでである、請求項２、請求項７又は請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パルプが、針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含み、前記Ｓ１／Ｓ２比が、
ａ．０．５から４まで、
ｂ．０．６から３まで、又は
ｃ．０．７から２まで
である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｂ）における前記浸漬プロセスの温度が、ステップｄ）における前記浸漬プロセスの温度と異なる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ステップｂ）における前記浸漬プロセスの温度が、ステップｄ）における前記浸漬プロセスの温度よりも高い、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップｄ）における前記浸漬プロセスの温度が、少なくとも約２８℃である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
ステップｂ）及び／又はステップｄ）の前記浸漬用苛性アルカリ中にヘミセルロースが存在する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ヘミセルロースの少なくともいくらかが、ステップｂ）及び／又はステップｄ）において前記浸漬用苛性アルカリから除去される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ヘミセルロースの少なくとも約５０％が、ステップｂ）及び／又はステップｄ）において前記浸漬用苛性アルカリから除去される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記除去されたヘミセルロースの少なくともいくらかが、ステップｅ）の間又はその後に前記パルプ又はビスコース溶液中に再導入される、請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ステップｃ）が、前記浸漬されたパルプをプレスすることを含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
ステップｃ）が、前記プレスされた浸漬済みパルプをマーセライズ加工することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップｅ）が、前記ビスコース溶液を形成する前に、前記浸漬されたパルプをプレスすることを含む、請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
ステップｅ）が、前記ビスコース溶液を形成する前に、前記プレスされた浸漬済みパルプをマーセライズ加工することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記パルプの主要成分又は１つの主要成分が、問題の成分が前記原料パルプの少なくとも
ａ．約２５％、
ｂ．約３３％、
ｃ．約５０％、又は
ｄ．約５１％
を構成することを意味する、請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記原料パルプが、針葉樹クラフトパルプ；ユーカリさらしパルプ；及び針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプのうちの２種以上を含み、選択された浸漬条件のうちの少なくとも２つが、前記原料パルプ構成要素のうちの少なくとも１つに関連して選択される、請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ステップｅ）において、前記ビスコース溶液が、前記さらに加工されたパルプをキサンテート化し、溶解することによって調製される、請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ビスコース溶液が、少なくとも約３００の実験室Ｒｖを有する、請求項１から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ビスコース溶液が、少なくとも約１０のプラントＲｖを有する、請求項１から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法によって得られた又は得ることのできるビスコース。
【請求項２８】
ａ．非溶解性パルプの特性判定基準を選択するステップと、
ｂ．前記選択された特性判定基準の、ビスコースにおける存在を決定するステップと
よって同定可能である、請求項２７に記載のビスコース。
【請求項２９】
前記選択された特性判定基準が、前記非溶解性パルプの独特の分子フィンガープリントを含む、請求項２８に記載のビスコース。
【請求項３０】
分析的熱分解ガスクロマトグラフィー−質量分析法（ＧＣ−ＭＳ）によって同定可能な、請求項２９に記載のビスコース。
【請求項３１】
請求項２７から２９のいずれか１項に記載のビスコースを逆溶剤と接触させるステップを含む、再生されたセルロース系物品を調製するための方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法によって得られた又は得ることのできる、フィルム又は繊維。
【請求項３３】
請求項３２に記載のフィルム又は繊維から製造された、有用な物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビスコース法及びビスコース法の特定の改善、並びにそのような方法の結果として得られる生成物又はそのような方法における中間体として形成される生成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロース含有パルプは、紙の工業的製造における有用性に加えて、ビスコースの工業生産を含む多くの他の用途を有する。
【０００３】
セルロース含有パルプの多くの供給源、例えば、木材（特に、針葉樹）、綿、亜麻、大麻及び竹が存在する。パルプは、通常、パルプのセルロース含量を最大化するために、リグニン及びヘミセロースを分離し、除去するための処理によってこれらの原料から調製される。
【０００４】
当業者に知られた２つの一般的なパルプ化技術がある。第一に、パルプは、原料を粉砕又はすり潰して、ヘミセルロース及びリグニンからセルロース繊維を物理的に分離することによって機械的に調製されることができる。
【０００５】
或いは、原料は、リグニン及びヘミセルロースを溶解するために、理想的には原料の天然のセルロース繊維を破壊することなく化学的に処理されることができる。化学的パルプ化法の例は、クラフト法及び亜硫酸法を包含する。
【０００６】
化学的加工ステップが機械的パルプ化法において使用されるか、又はその逆である、ハイブリッドパルプ化法も多数ある。そのような方法の例は、ウッドチップ又は他の原料が、機械的粉砕に加えて熱にも曝露されるサーモメカニカル法、及びウッドチップが、粉砕と熱への曝露の前に化学的パルプ化法で使用される化学物質に最初に曝露されるケミサーモメカニカル法を包含する。
【０００７】
セルロース再生の分野の当業者のためには、化学的パルプ化法から得られる２つのクラスのパルプがある。第一に、「溶解性パルプ」又は「溶解グレードパルプ」があり、これらは、ビスコース法において供給原料として使用される。溶解性パルプは、約９０％以上の高いセルロース含量を特徴とする。その名前が示唆するように、それらは、商業的セルロース再生法において使用される溶媒又はドープに可溶性である。
【０００８】
他のクラスのパルプは、「非溶解性パルプ」であり、その例は、「市販パルプ（market pulp）」又は「フラッフパルプ（fluff pulp）」を包含する。これらは、その名前が示唆するとおり、従来使用されている加工液又はドープ中で可溶性でないため、ビスコース法における有用性が限られる。したがって、それらは、主にセルロース再生以外の用途において使用される。例えば、フラッフパルプ全体の８０％超が乳児用おむつの製造において使用される。
【０００９】
溶解性パルプに比べて低い非溶解性パルプのコストにより、以前には非溶解性パルプをビスコース法において使用することが試みられてきた。しかしながら、得られるビスコース溶液の特性に対するそれらの悪影響の結果として、それらは、使用されるパルプ全体の約５〜１０％以下を構成する低い割合で充填材料として使用することしかできない。
【００１０】
市販の非溶解性パルプの例は、Ｐｅａｒｌ  ４２９（Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ）、Ｐｅａｃｈ（Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ）、Ｆｌｕｆｆ  ４１６（Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ）、Ｐｏｒｔ  Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ  ＳＢＳＫ（Ｗｅｙｅｒｈａｕｓｅｒ）及びＦｉｂｒｉａ、ＵＰＭ及びＥＮＣＥから入手可能なユーカリさらしパルプ（Bleached Eucalyptus pulp）を包含する。
【００１１】
それらの溶解特性に加えて、非溶解性パルプは溶解性パルプと多くの点で異なる。例えば、それらは通常、溶解性パルプよりも高いヘミセルロース含量、より低いα−セルロース含量を有し、より精製されておらず、重合度（ＤＰ）がより高く、及び／又は品質管理がより低度である。
【００１２】
当業者が知るとおり、通常実施されるビスコース法は、苛性ソーダ中でパルプをスラリー化するステップ、苛性アルカリ溶液中にそれを浸漬するステップ、二硫化炭素でセルロースをキサンテート化するステップ、及びそれを水性苛性アルカリ溶液中に溶解してビスコースを形成するステップを含む。
【００１３】
典型的には、材料の純度を最大化して品質を改善するために、ビスコースはろ過され、再ろ過される。次いで、それは、繊維性材料を形成するために紡糸口金を通してそれを押し出すこと、又は一枚のフィルムを形成するためにスリット又はローラーを通してそれを押し出すことなどによる当業者に知られた技術を用いて、所望の形状に形作られることができる。次いで、ビスコースからセルロースを再生するために、形成されたビスコースは酸性の流延溶液と接触させられる。
【００１４】
さらに、押し出されたセルロースフィルムは、該フィルムを清潔にして軟化させるため、並びに所望の光学的及び機械的特性を得るために、追加のローラー及び浴を通されてもよい。
【００１５】
一定の用途においては、浸漬ステップ及びキサンテート化ステップの間で、浸漬されたセルロースのスラリー又は溶液がマーセライズ加工に供されてもよく、ここでは、セルロース及びソーダの標的含量を有するアルカリ・セルロースを得るために、苛性アルカリ液の一部が除去される。このステップの目的は、特に、その重合度（ＤＰ）を低減することによって、セルロースの特性を改善することである。
【００１６】
従来実施されたように、非溶解性パルプがこれらのステップに供された場合、得られるビスコース溶液は、成形用途のためには許容できないほど低いろ過能力を有する。ビスコース法において非溶解性パルプがパルプ全体の約５〜１０重量％超の割合で使用されることを妨げるのは、ビスコース溶液のろ過能力に対するこの悪影響である。
【００１７】
一方、ビスコース法における使用に最適化された溶解性パルプは、高いレベルのろ過能力を示すビスコース液を製造するために使用されることができる。
【００１８】
ろ過能力は、多くの異なる試験法を用いて測定可能である。
【００１９】
換算ろ過値（reduced filtration value）（Ｒｖ）は、その粘度及び使用するフィルター膜の多孔性を考慮した、ビスコースのろ過能力を表す。
【００２０】
Ｒｖを決定するためには、ビスコースサンプルがスチール製の実験用ろ過装置（laboratory filtration rig）に装填され、２バールまで加圧される。試験の間を通して圧力が２バールに維持される。目で見てビスコースがろ過膜を通過したら、タイマーが起動され、集められたビスコースの重量が全体で３０分間、５分間隔で記録される。
【００２１】
ＴＶＷは、３０分間内にろ過されたビスコースの総量の尺度である。
【００２２】
実験データからＲｖを計算するために、以下の等式が使用される：
【００２３】
【数１】
2015517582.tif 000003
【００２４】
Ｆｗ＝ビスコースのろ過能力を表すために使用されるフィルター値、及びＳ0＝ｍ3／ｔで表した、ろ過膜を通るビスコースの初期の瞬間流量として計算された定数、式中、ｔ＝フィルター作動時間（時間）。
【００２５】
Ｆｗは、以下のとおりに計算される：
【００２６】
【数２】
2015517582.tif 000004
【００２７】
Ｋｗ＝フィルター目詰まり値（目詰まり定数（ｋｗ）×１０，０００）。
【００２８】
目詰まり定数（ｋｗ）は、ｔ／Ｍをｔに対してプロットしたときに作成される線の勾配として計算される。したがって、Ｋｗは、以下の式から計算可能である：
【００２９】
【数３】
2015517582.tif 000005
【００３０】
Ｍ＝ろ液の量、及びｔ＝時間
【００３１】
典型的に、Ｒｖ及びＴＶＷの値が高いほど、ビスコースの品質は高く、それは、ビスコースがろ過膜を目詰まりさせるか又は封鎖することがないからである。実験室ビスコースのＲｖ値は通常、（プラントにおいて製造される）同等の工業用ビスコースのそれよりもかなり高い。以下の表は、実験室ビスコースの品質とそれと同等の工業用ビスコースのありそうな品質の間の関連を理解するのを助けるための指針として使用可能である。
【００３２】
【表１】
2015517582.tif 000006
【００３３】
秒単位で測定されるボール落下速度（ＢＦＶ）は、０．１３ｇ±０．０２ｇの重さのスチールボールが、２０５ｍｍの深さのビスコース溶液サンプルの底まで沈むのにかかる時間の尺度である。
【００３４】
ビスコース溶液の品質を定量化するための代替技術として、繊維計数法が使用可能であり、溶液中の残留繊維の量が測定される。
【００３５】
先に述べたとおり、非溶解性パルプからビスコースを製造することが試みられてきたが、使用された方法は、従来のビスコース法よりも高価及び／又は複雑になりがちで、例えば、それらは、溶解性パルプとブレンドすること、追加の試薬を利用すること、低温を維持すること、及び／又は昇圧下で操作することを含む。さらに、パルプのα−セルロース含量が９０％未満の場合、得られるビスコース溶液は、成形用途のために必要なろ過能力を必ずしも有さない。
【００３６】
ＥＰ１８７３３０２は、ビスコース製造における高ヘミセルロースを加工する方法及びそれからの生成物を開示し、高いヘミセルロースレベルを含むパルプが、浸漬の間又はその後に溶解グレードパルプとブレンドされ、ビスコースに変換される。
【００３７】
ＵＳ３，９３５，０２２は、主にパルプのアルカリ精製又はビスコース製造に由来するヘミセルロースを循環する苛性アルカリ液から除去するための方法であって、苛性アルカリ液からのヘミセルロースの沈殿を引き起こすための十分量のエタノールを添加すること、苛性アルカリ液から沈殿を分離すること及び実質的に精製された苛性アルカリ液を回収することを含む、上記方法を開示する。この方法は、非溶解性パルプが、ＵＳ３，６００，３７９又はＵＳ３，７２８，３３０に概説されたビスコース製造方法において利用されることを可能とする。
【００３８】
ＵＳ４，２１０，７４７は、紙グレードのパルプからビスコースを調製するための方法であって、該パルプに、パルプを浸漬するための必要量を超える浸漬用灰汁及びアルコール又はエステルのような少なくとも１種の有機化合物を添加することから成る上記方法を開示する。
【００３９】
ＧＢ７１１，０４０は、８００超の重合度（ＤＰ）を有する未加工のセルロースから低アルカリ性ビスコースを製造するための方法であって、該未加工のセルロースが苛性ソーダ溶液中に浸漬され、該溶液の濃度が８００ＤＰでの１７重量％から１４００ＤＰでの１３重量％の範囲内でセルロースのＤＰに反比例して変化し、開始時には減圧下、その後は、浸漬溶液の濃度に反比例して変化する１〜１５気圧の圧力下における、上記方法を開示する。
【００４０】
ＵＳ４，２８７，３３４は、ビスコース製造方法であって、第１のアルカリ化ステップにおいてアルカリ金属水酸化物溶液でセルロースを処理すること、セルロースをプレスせずに過剰の水酸化物溶液の少なくとも一部からアルカリ化セルロースを遊離させること、及び反応混合物の温度を１８℃以下に維持しながら、第２のアルカリ化ステップにおいてセルロースを第２のアルカリ金属水酸化物溶液で処理することを含む、上記方法を開示する。
【００４１】
ＥＰ００２３５２７は、所望のあらかじめ設定された重合度を有するアルカリ・セルロースを作製するための方法及び装置であって、セルロースが、通常１７〜２５％の水酸化ナトリウムである水酸化アルカリ浴中に浸漬され、次いで、それがＲＦエネルギー場に供されて、その脱重合が制御されるところのＲＦ処理チャンバーを通過させられる、上記方法及び装置を開示する。浸漬浴から外にでたら、セルロースは、そこで過剰の溶液がセルロースから絞り出される１つ又は一連のニップロール対のような過剰溶液去手段に進み、吸収されたアルカリの量が制御される。第２のより低濃度の浸漬浴がＲＦ処理チャンバーに続く。
【００４２】
ＵＳ４，１６３，８４０は、アルカリ・セルロースを作製するための方法及び装置であって、長さの決まっていないセルロースのシートを、通常１７〜２５％の水酸化ナトリウムである水酸化アルカリ浴中に連続的に浸漬し、次いで、セルロースストリップを、それがＲＦエネルギー場を包含する極めて迅速なマーセライズ加工条件に供され、その脱重合がもたらされるところのチャンバーを通過させることを含む、上記方法及び装置を開示する。第２のより低濃度の浸漬浴が迅速なマーセライズ加工ステップに続く。同様の方法がＵＳ４，２６９，９７３に開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】ＥＰ１８７３３０２
【特許文献２】ＵＳ３，９３５，０２２
【特許文献３】ＵＳ３，６００，３７９
【特許文献４】ＵＳ３，７２８，３３０
【特許文献５】ＵＳ４，２１０，７４７
【特許文献６】ＧＢ７１１，０４０
【特許文献７】ＵＳ４，２８７，３３４
【特許文献８】ＥＰ００２３５２７
【特許文献９】ＵＳ４，１６３，８４０
【特許文献１０】ＵＳ４，２６９，９７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４４】
より安価な非溶解性パルプをセルロース加工方法において使用できるようにするために、ビスコース法を最適化する必要性が本分野において残っていることが、従来技術からわかる。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
したがって、本発明の第一の態様によれば、ビスコースの製造のための方法であって、
ａ．原料として非溶解性パルプを用意するステップと、
ｂ．上記パルプを苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、
ｃ．上記浸漬されたパルプを加工するステップと、
ｄ．上記加工された浸漬済みパルプを、再度苛性アルカリ溶液中に浸漬するステップと、
ｅ．ステップｄ）からのパルプをさらに加工して、ビスコース溶液を形成するステップと
を含み、浸漬条件が、
ｉ．上記パルプが、針葉樹クラフトパルプ（Softwood Kraft pulp）を少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、１から１．８までであり、
ｉｉ．上記パルプが、ユーカリさらしパルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、１５％ｗ／ｗから２０％ｗ／ｗまでであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までであり、及び
ｉｉｉ．上記パルプが、針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプを少なくとも主要成分又は１つの主要成分として含む場合、ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであり、ステップｂ）の上記溶液中の苛性アルカリ濃度対ステップｄ）における上記溶液の苛性アルカリ濃度の比（Ｓ１／Ｓ２比）は、０．１から５までである
ように選択される、上記方法が提供される。
【００４６】
有利なことに、本発明の最適化された加工条件は、高品質のビスコース溶液を形成するために使用可能であり、それは、非溶解性パルプからのセルロース成形品の調製に使用されることができる。
【００４７】
パルプが、「少なくとも主要成分又は１つの主要成分」として存在する成分を含むと述べる場合、意味するのは、問題の成分が、原料パルプの少なくとも約２５％、少なくとも約３３％、少なくとも約５０％又は少なくとも約５１％を構成するということである。
【００４８】
上述のとおり、当業者は、非溶解性パルプにより意味されるものを理解する。彼女／彼は、そのようなパルプが以下の性質：溶解性パルプに比べて、比較的高いヘミセルロース含量（典型的に、約１０％以上）、比較的低いα−セルロース含量（典型的に、約９０％以下、より典型的には、約８３〜８９％）、より精製されない、比較的高い重合度（ＤＰ）（典型的に、約７００〜約１２００）及び／又は比較的低い品質管理、のうちの１つ又は複数を示すと認める。
【００４９】
そのような非溶解性パルプの例は、フラッフパルプ、木綿リンター、針葉樹パルプ、楓などの広葉樹パルプ、及び混合広葉樹パルプを包含する。非溶解性パルプは、亜硫酸法又は硫酸塩（クラフト）法のような方法を介して化学的に処理されることができる。非溶解性パルプは、その製造中に漂白されてもよい。
【００５０】
原料は、針葉樹クラフトパルプ、ユーカリさらしパルプ、又は針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプから選択される単一の非溶解性パルプを含んでよい。或いは、原料は、針葉樹クラフトパルプ；ユーカリさらしパルプ；及び針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプから選択される２種以上の非溶解性パルプを含んでよい。原料パルプ構成要素のうちの少なくとも１つに関連して、浸漬条件のうちの少なくとも２つが選択されることが好ましい。
【００５１】
ステップｂ）において、パルプは苛性アルカリ溶液中に浸漬され、この苛性アルカリ溶液は典型的に、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物を含む。苛性アルカリ溶液の濃度は、１０％〜２５％ｗ／ｗの範囲内にあってよい。
【００５２】
ステップｂ）において必要とされる苛性アルカリ溶液の濃度は、存在する非溶解性パルプのタイプに依存しうる。
【００５３】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として北部針葉樹さらしクラフトパルプ（Northern Bleached Softwood Kraft pulp）又は南部針葉樹さらしクラフトパルプ（Southern Bleached Softwood Kraft pulp）を含む場合、苛性アルカリ濃度は、１７％ｗ／ｗから２２％ｗ／ｗまでであることが好ましい。
【００５４】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分としてユーカリさらしクラフトパルプを含む場合、苛性アルカリ濃度は、１１．５％ｗ／ｗから１９．５％ｗ／ｗまでであることが好ましい。
【００５５】
ステップｄ）において、加工された浸漬済みパルプは、苛性アルカリ溶液中に再度浸漬される。ここでも、この苛性アルカリ溶液は、典型的に、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物を含む。ステップｄ）における苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１２．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１４．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１６．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１８．５％ｗ／ｗ又は少なくとも約２０．５％ｗ／ｗであってよい。
【００５６】
ステップｄ）において必要とされる苛性アルカリ溶液の濃度は、存在する非溶解性パルプのタイプに依存しうる。
【００５７】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として針葉樹クラフトパルプを含む場合、ステップｄ）における苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗであってよい。パルプが、非溶解性パルプの少なくとも主要成分又は１つの主要成分として北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は北部針葉樹さらしクラフトパルプを含む場合、苛性アルカリ濃度は、好ましくは、１１．５％ｗ／ｗから１８．５％ｗ／ｗまで、より好ましくは、１２．５％ｗ／ｗから１７．５％ｗ／ｗまで、又はさらにより好ましくは、１２．５％ｗ／ｗから１６．５％ｗ／ｗまでである。
【００５８】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分としてユーカリさらしパルプを含む場合、ステップｄ）における苛性アルカリ濃度は、１５％ｗ／ｗから２０％ｗ／ｗまでであってよい。パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分としてユーカリさらしクラフトパルプを含む場合、苛性アルカリ濃度は、好ましくは、１５．５％ｗ／ｗから１９．５％ｗ／ｗまで、より好ましくは、１６％ｗ／ｗから１９％ｗ／ｗまで、さらにより好ましくは、１６．５％ｗ／ｗから１８．５％ｗ／ｗまで、最も好ましくは、１７％ｗ／ｗから１８％ｗ／ｗまでである。
【００５９】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプ、例えば、広葉樹パルプ、フラッフパルプ及び／又は木綿リンターを含む場合、ステップｄ）における苛性アルカリ濃度は、少なくとも約１１．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１２．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１４．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１６．５％ｗ／ｗ、少なくとも約１８．５％ｗ／ｗ又は少なくとも約２０．５％ｗ／ｗであってよい。
【００６０】
本発明の発明者らは、ステップｂ）における苛性アルカリ濃度及びステップｄ）における苛性アルカリ濃度（すなわち、第１の浸漬（Ｓ１）及び第２の浸漬（Ｓ２）における苛性アルカリ濃度）と、結果としてのビスコース溶液の品質の間の直接的関係を発見した。最適のＳ１／Ｓ２比は、存在する非溶解性パルプのタイプに依存しうる。
【００６１】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として針葉樹クラフトパルプを含む場合、Ｓ１／Ｓ２比は、１から１．８までであってよい。
【００６２】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として北部針葉樹さらしクラフトパルプ又は南部針葉樹さらしクラフトパルプを含む場合、Ｓ１／Ｓ２比は、好ましくは、１．１から１．７まで、より好ましくは、１．１５から１．５５までである。
【００６３】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分としてユーカリさらしパルプを含む場合、Ｓ１／Ｓ２比は、０．１から５までであってよい。パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分としてユーカリさらしクラフトパルプを含む場合、Ｓ１／Ｓ２比は、好ましくは、０．５から４まで、より好ましくは、０．６から３まで、さらにより好ましくは、０．７から２までである。
【００６４】
パルプが、少なくとも主要成分又は１つの主要成分として針葉樹クラフトパルプ又はユーカリさらしパルプ以外の非溶解性パルプ、例えば、広葉樹パルプ、フラッフパルプ及び／又は木綿リンターを含む場合、Ｓ１／Ｓ２比は、０．１から５まで、好ましくは、０．５から４まで、より好ましくは、０．６から３まで、さらにより好ましくは、０．７から２までである。
【００６５】
ステップｂ）における浸漬プロセスの温度は、ステップｄ）における浸漬プロセスの温度と同じ又は異なってもよい。好ましくは、ステップｂ）における浸漬プロセスの温度は、ステップｄ）におけるそれとは異なり、より好ましくは、ステップｂ）における浸漬プロセスの温度は、ステップｄ）におけるそれよりも高い。
【００６６】
ステップｂ）における浸漬プロセスの温度は、少なくとも約２５℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃、少なくとも約４０℃、少なくとも約４５℃、少なくとも約５０℃又は少なくとも約５５℃であってよい。ステップｄ）における浸漬プロセスの温度は、少なくとも約２８℃、少なくとも約３０℃、少なくとも約３５℃又は少なくとも約４０℃であってよい。
【００６７】
ステップｂ）及び／又はステップｄ）における浸漬プロセスは、一般に、約５〜１２０分間実施される。
【００６８】
製造方法は、１つ又は複数の追加の浸漬ステップを含んでよく、ここで、パルプが苛性アルカリ溶液中に再浸漬される。
【００６９】
製造方法は、ステップｂ）及び／又はステップｄ）における浸漬用苛性アルカリからのヘミセルロースの除去を含んでよい。ステップｂ）及び／又はステップｄ）において浸漬用苛性アルカリから除去されるヘミセルロースの量は、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％であってよい。方法はさらに、その除去の下流のプロセス中に、除去されたヘミセルロースの少なくともいくらかを再導入することを含んでもよい。除去されたヘミセルロース又はそのうちのいくらかは、ステップｅ）の間又はその後に、パルプ又はビスコース溶液中に再導入されることが好ましい。
【００７０】
製造方法の間に、１種又は複数の浸漬用付加剤が存在又は添加されてもよい。該浸漬用付加剤は、ステップｂ）及び／又はステップｄ）のうちの少なくとも１つにおいて存在することが好ましい。浸漬用付加剤は、セルロース構造を開放したままにすることによって機能し、当業者は、そのような物質をよく知っている。使用されうる浸漬用付加剤の例は、グリセロール及び／又はアルコキシル化アルコール、特に、エトキシル化アルコールを包含する。特に好ましい浸漬用付加剤の例は、Ｂｅｒｏｌ  ３８８及びＢｅｒｏｌ  ４４である。使用される場合、Ｂｅｒｏｌ  ３８８のような浸漬用付加剤は、セルロースの０．０１重量％から５．０重量％まで、０．０１重量％から２．５重量％まで、０．０１重量％から１．０重量％まで、又は０．０１重量％から０．５重量％の量で添加されることが好ましい。
【００７１】
加えて又はその代わりに、１種又は複数の膨潤剤が、製造方法の間に存在するか又は添加されてもよい。膨潤剤は、好ましくは、ステップｂ）〜ｅ）のうちの少なくとも１つ、より好ましくは、ステップｂ）及び／又はステップｄ）のうちの少なくとも１つにおいて存在する。本発明の方法において使用されうる膨潤剤の具体例は、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はポリアクリレートを包含する。
【００７２】
加えて又はその代わりに、１種又は複数の触媒が、製造方法の間に存在するか又は添加されてもよい。触媒は、好ましくは、ステップｂ）〜ｅ）のうちの少なくとも１つ、より好ましくは、ステップｂ）及び／又はステップｄ）のうちの少なくとも１つにおいて存在する。好ましい触媒は、セルロースの０．０１重量％から１重量％までの量で存在しうる、硫酸マンガン（ＩＩ）（ＭｎＳＯ4）である。
【００７３】
ステップｃ）は、浸漬されたパルプを排水ステップに供することを含んでよい。好ましくは、排水ステップは、任意の過剰の塩基性液体を除去することを助けうる、浸漬されたパルプをプレスすることを含む。これに続いて、プレスされたパルプが細断されてよい。実施されたら、排水ステップ及び／又は細断ステップは、セルロースクラム製品を生じることが好ましい。
【００７４】
加えて又はその代わりに、ステップｃ）は、マーセライズ加工ステップを含んでよい。マーセライズ加工ステップの目的は、セルロースにおける重合度を低減させることなどによって、パルプ中に含有されるセルロースの特性を改善することである。マーセライズ加工ステップは、浸漬されたパルプからアルカリ液体の一部を除去することも含んでよい。
【００７５】
好ましい実施形態において、ステップｃ）は、ステップｂ）からの浸漬されたパルプをプレスすること及び細断してセルロースクラムを形成すること、その後にセルロースクラムをマーセライズ加工することを含む。
【００７６】
ステップｅ）は、ビスコース溶液を形成する前に、上記の排水ステップ、細断ステップ及び／又はマーセライズ加工ステップを含んでよい。
【００７７】
好ましい実施形態において、ステップｅ）は、ビスコース溶液を形成する前に、ステップｄ）からの浸漬されたパルプをプレスし、次いで細断することを含む。
【００７８】
ステップｅ）は、パルプをキサンテート化してビスコース溶液を形成することを含んでよい。キサンテート化は、ステップｄ）からの浸漬されたパルプがプレスされ、細断され及び／又はマーセライズ加工された後に実施されるのが好ましい。
【００７９】
キサンテート化は、１５℃から４０℃まで、２０℃から３０℃まで、又は２５℃から２８℃までの範囲の温度において、二硫化炭素とパルプを接触させることによって達成されうる。二硫化炭素は、セルロースの１０重量％〜５０重量％、１５重量％〜４５重量％、２０重量％〜４０重量％又は２５重量％〜３５重量％の量で存在してよい。二硫化炭素は、液体、水性又は気体状態であってよい。
【００８０】
有利なことに、キサンテート化において使用される二硫化炭素の量は、従来のビスコース製造方法において使用されるそれに比べて、顕著に低減されうることがわかった。例えば、使用される二硫化炭素の量はセルロースの２１重量％〜２５重量％と低くてよい。このことは、ビスコース法の消耗化学薬品のコストを低減するという利益を有することができ、生成されるＨ2Ｓ量の低減をもたらしうるため、環境的利益も有することができる。
【００８１】
キサンテート化に続いて、加工されたパルプは、塩基性液体、例えば、苛性アルカリ溶液中に溶解されうる。苛性アルカリ溶液は、水酸化ナトリウムを含むことが好ましい。約１％〜２０％、約５％〜１５％、約５％〜１０％又は約８％〜１０％のビスコース中セルロース含量（ＣｉＶ）及び／又は約１％〜１５％、約１％〜１０％、約２％〜８％又は約３％〜７％のビスコース中ソーダ含量（ＳｉＶ）を有するビスコース溶液をもたらす量及び濃度の塩基性液体が使用されることが好ましい。必要な塩基性液体の量及び濃度は、存在する非溶解性パルプのタイプに依存しうる。溶解は、少なくとも５℃、少なくとも１０℃、少なくとも１５℃、少なくとも２０℃又は少なくとも２５℃の温度において実施されることが好ましい。
【００８２】
一般に、本発明の一部としてパルプが供されるプロセスの結果、処理された非溶解性パルプから完全に、形成されるビスコース溶液が調製されうる。しかしながら、それでも当業者は溶解性及び非溶解性パルプの混合物から溶液を生成することを望むかも知れない。したがって、本発明の好ましい実施形態においては、方法中で使用されるパルプの少なくとも約１５％が処理された非溶解性パルプである。より好ましい実施形態においては、使用されるパルプの少なくとも約２５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％又はさらには少なくとも約９８％が、処理された非溶解性パルプである。
【００８３】
方法が実験室規模で実施される場合、ビスコース溶液は、少なくとも約３００のＲｖを有する、すなわち、ビスコース溶液は少なくとも約３００の「実験室Ｒｖ」を有することが好ましい。先に述べたとおり、実験室ビスコースのＲｖ値は、通常、同等の工業用ビスコースのそれよりもかなり高い。したがって、方法が工業的規模で実施される（プラントにおいて製造される）場合、得られるビスコース溶液は、少なくとも約１０のＲｖを有する、すなわち、ビスコース溶液は少なくとも約１０の「プラントＲｖ」を有することが好ましい。
【００８４】
本発明の方法は、さらに、ビスコース溶液からセルロース成形品を成型するステップを含んでよい。それを行うための技術は、当業者によく知られている。例えば、成形品がセルロース繊維である場合、これらの繊維は、繊維性材料を作製するために、紡糸口金を通してセルロース溶液を押し出すことによって形成されることが好ましい。しかしながら、任意の繊維形成技術及び装置が使用されてよい。
【００８５】
本発明の第二の態様によれば、上記の方法によって得られた又は得ることのできるビスコースが提供される。
【００８６】
ビスコースは、非溶解性パルプの特性判定基準を選択すること及び選択された特性判定基準のビスコースにおける存在を決定することによって同定可能でありうる。選択された特性判定基準は、非溶解性パルプの独特の分子フィンガープリントを含むことが好ましい。
【００８７】
それからビスコースが形成された、非溶解性パルプの独特の分子フィンガープリントを用いてビスコースを同定する１つの方法は、分析的熱分解ガスクロマトグラフィー−質量分析法（ＧＣ−ＭＳ）の使用を含む。この方法においては、ビスコースサンプルの熱分解がＧＣ−ＭＳを用いて分析される気体成分の混合物を生成する。より具体的には、気体成分の混合物は、固定相へのそれらの親和性によってクロマトグラフィーカラムに沿って分離される、すなわち、親和性が大きいほど、保持時間が長い。次いで、カラムから溶出する分析物は、それらがイオン化され、断片化され、検出される質量分析計へ移行する。各クロマトグラフィーピークは、それ自身の質量分析プロフィールに割り当てられ、こうして分析物が同定され、特徴づけされることができる。様々な成分の指定は、標的化合物のマススペクトルのデータベースへの関連付けに基づいて行われる。
【００８８】
最後に、ビスコースの熱分解分子フィンガープリントが生成され、これが異なるタイプの非溶解性パルプの熱分解分子フィンガープリントに比較されることができる。ビスコースと非分解性パルプの熱分解分子フィンガープリントがお互いにどれだけよく一致するかを見るための全体的なパーセンテージスコアを生成するために、統計モデルが使用されることができ、すなわち、一致の％が高いほど、試験されているタイプの非溶解性パルプからビスコースが形成された可能性が高い。したがって、ビスコースを形成するために使用された非溶解性パルプのタイプを決定することが可能である。
【００８９】
再生されたセルロース系物品は、ビスコースを逆溶剤と接触させることによって調製されることができる。
【００９０】
疑義の生じるのを避けるために、上で議論した本発明の第一の態様の特徴への参照は、適宜、第二の態様のビスコースに任意に適用可能である。
【００９１】
本発明の第三の態様によれば、非溶解性パルプの特性判定基準を選択すること及び選択された特性判定基準のビスコースにおける存在を決定することによって、ビスコースを同定する方法から得られた又は得ることのできるフィルム又は繊維が提供される。
【００９２】
特定の実施形態において、有用な物品が上記フィルム又は繊維から製造されうる。
【００９３】
ここで、本発明を、以下の例及び図面への参照により説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】二重浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、制御された第１の浸漬液条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図２】二重浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、制御された第２の浸漬液条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第１の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図３】単回浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、ビスコースの品質（Ｒｖ及びＴＶＷ）と浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図４】単回浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対する除去されたヘミセルロースの量とプレスされた生成物の重量の間の関係を示すグラフである。
【図５】単回浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対するアルカリ・セルロース中の苛性アルカリ（ＣｉＡＣ）の量とアルカリ・セルロース中のソーダ（ＳｉＡＣ）の量の間の関係を示すグラフである。
【図６】二重浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、ビスコースの品質（Ｒｖ）と使用されたＣＳ2の量の間の関係を示すグラフである。
【図７】二重浸漬プロセスにおける南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、ビスコースの品質（Ｒｖ）と使用されたＳｉＶ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図８】二重浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、制御された第１の浸漬液条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図９】二重浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、制御された第２の浸漬液条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第１の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図１０】二重浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、ビスコースの品質（Ｒｖ）と第１及び第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度（両濃度が同じ場合）の間の関係を示すグラフである。
【図１１】単回浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、ビスコースの品質（Ｒｖ及びＴＶＷ）と浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示すグラフである。
【図１２】単回浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対する除去されたヘミセルロースの量とプレスされた生成物の重量の間の関係を示すグラフである。
【図１３】単回浸漬プロセスにおけるユーカリさらしクラフトパルプに関する、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対するアルカリ・セルロース中の苛性アルカリ（ＣｉＡＣ）の量及びアルカリ・セルロース中のソーダ（ＳｉＡＣ）の量の間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
例１−ＳＢＳＫ二重浸漬の最適化
【００９６】
様々なビスコース溶液を調製するために南部針葉樹さらしクラフトパルプ（非溶解性パルプ）を使用した。
【００９７】
この組の実験において南部針葉樹さらしクラフトパルプ（以下、「パルプ」）を、セルロースの０．０１５重量％のＭｎＳＯ4触媒の存在下、５５℃において特定のＮａＯＨ濃度を有する液体中に３０分間浸漬した。ＮａＯＨ濃度は、１３．５％ｗ／ｗから２２．５％ｗ／ｗの間で各実験において変化した。
【００９８】
得られた浸漬済みパルプを、標準的な実験室条件を用いてプレスし（金網を有するスチール製のプレスボックス、水圧方法で１０ｐｓｉまで３０秒間プレスした）、細断した。約４５０まで重合度が低下したときにマーセライズ加工を終了するために、得られたパルプを５０℃の温度で２００分間、マーセライズ加工した。
【００９９】
生成物を、セルロースの０．０８重量％のＢｅｒｏｌ  ４４及び０．２５重量％のＢｅｒｏｌ  ３８８の存在下、特定のＮａＯＨ濃度を有する液体中に４０℃において１５分間、再度浸漬した（第２の浸漬では、触媒を添加しなかった）。ＮａＯＨ濃度は、１１．５％ｗ／ｗから２０．５％ｗ／ｗの間で各実験において変化した。得られた生成物を上記のとおりにプレスし、細断した。
【０１００】
セルロースの３１重量％のＣＳ2を用いて、２５ｍｍ／Ｈｇの真空圧下、２７℃の温度において１４０分間、生成物のキサンテート化を実施した。次いで、得られた生成物を溶解して、９．１５％のビスコース中セルロース（ＣｉＶ）含量及び６％のビスコース中ソーダ（ＳｉＶ）含量を有するビスコース溶液を得た。
【０１０１】
得られたビスコース溶液のＲｖ及びＴＶＷ値を表１に提供する。
【０１０２】
【表２】
2015517582.tif 000007
【０１０３】
典型的に、Ｒｖ及びＴＶＷ値が高いほど、ろ布を目詰まりさせない又は封鎖しないため、ビスコースの品質は高い。
【０１０４】
図１は、制御された第１の浸漬条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１０５】
図２は、制御された第２の浸漬条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第１の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１０６】
例２−ＳＢＳＫ単回浸漬の最適化（比較例）
【０１０７】
様々なビスコース溶液を調製するために、南部針葉樹さらしクラフトパルプ（非溶解性パルプ）を使用した。
【０１０８】
この組の実験において、南部針葉樹さらしクラフトパルプ（以下、「パルプ」）を、セルロースの０．０１５重量％のＭｎＳＯ4触媒、０．０８重量％のＢｅｒｏｌ  ４４及び０．２５重量％のＢｅｒｏｌ  ３８８の存在下、特定のＮａＯＨ濃度を有する液体中に５５℃において３０分間浸漬した。ＮａＯＨ濃度は、１１．５％ｗ／ｗから２０．５％ｗ／ｗの間で各実験において変化した。
【０１０９】
得られた浸漬済みパルプを、標準的な実験室条件を用いてプレスし（金網を有するスチール製のプレスボックス、水圧方法で１０ｐｓｉまで３０秒間プレスした）、細断した。得られたパルプを５０℃の温度で２００分間、マーセライズ加工した。
【０１１０】
セルロースの３１重量％のＣＳ2を用いて、２５ｍｍ／Ｈｇの真空圧下、２７℃の温度において１４０分間、生成物のキサンテート化を実施した。次いで、得られた生成物を溶解して、９％のビスコース中セルロース（ＣｉＶ）含量及び６％のビスコース中ソーダ（ＳｉＶ）含量を有するビスコース溶液を得た。
【０１１１】
得られたビスコース溶液のＲｖ及びＴＶＷ値を表２に提供する。
【０１１２】
これらの実験においては、キサンテートの溶解度不足のために、１４．５％ｗ／ｗ未満の浸漬用ＮａＯＨ濃度を用いてビスコース溶液を生成することはできなかった。溶解すると、ホモゲナイズ不可能な濃いゲルが作り出された。
【０１１３】
図３は、ビスコースの品質（Ｒｖ及びＴＶＷ）と浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１１４】
図４は、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対する除去したヘミセルロースの量とプレスした生成物の重量の間の関係を示す。
【０１１５】
【表３】
2015517582.tif 000008
2015517582.tif 000009
【０１１６】
図５は、南部針葉樹さらしクラフトパルプに関する、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対するアルカリ・セルロース中の苛性アルカリ（ＣｉＡＣ）の量とアルカリ・セルロース中のソーダ（ＳｉＡＣ）の量の間の関係を示す。
【０１１７】
例１および２の結果から、二重浸漬プロセスは、南部針葉樹さらしクラフトパルプから得られたビスコース溶液の質を顕著に向上させることが分かる。二重浸漬プロセスは、得られ得るRvの最大値を高め、その上、浸漬苛性アルカリ濃度に対するプロセスの間口を広げる。
【０１１８】
さらに、第１および第２の浸漬ステップ中での苛性アルカリ濃度は、得られるビスコース溶液の質に直接影響する。これら２つの浸漬ステップの濃度は、共生的（symbiotically）に作用するようであり、それは、其々を独立にというよりも寧ろ互いの組合せとして選択されるべきである。この点に関し、第２のステップにおける苛性アルカリ濃度は、第１のステップにおけるそれよりも低く選択されることが、有利であるように見える。
【０１１９】
例３−ＳＢＳＫ最適化された二重浸漬テキサンテート条件：ＣＳ2低減
【０１２０】
南部針葉樹さらしクラフトパルプ（非溶解パルプ）が、セルロースの０．２５重量％のＢｅｒｏｌ  ３８８が第１の浸漬では添加された以外は例１におけるのと類似の方法により、種々のビスコース溶液を作製するのに用いられた。第１の浸漬中のＮａＯＨ濃度は１９．５％ｗ／ｗであり、第２の浸漬中のＮａＯＨ濃度は１３．５％ｗ／ｗである（これらの量は実験の間で変化させていない）。
【０１２１】
テキサンテート化ステップで用いられた二硫化炭素の量はセルロースの重量の２３％から３１％の間で変化しており、ビスコース（ＳｉＶ）中の標的ソーダ値は３．５％から６％の間で変化している。
【０１２２】
得られたビスコース溶液のＲｖ値を表３に提供する。
【０１２３】
【表４】
2015517582.tif 000010
【０１２４】
図６は、最適化プロセスにおけるビスコースの品質（Ｒｖ）と使用したＣＳ2の量の間の関係を示す。
【０１２５】
図７は、最適化プロセスにおけるビスコースの品質（Ｒｖ）と使用したＳｉｖ濃度の間の関係を示す。
【０１２６】
結果は、最適化プロセスのキサンテート化ステップにおいて必要とされるＣＳ2の量を顕著に低減する可能性があることを示す。結果は、ＣＳ2の低減とともにＳｉＶ含量も低減可能であるかもしれないことを示す。
【０１２７】
例４−ＳＢＳＫ最適化二重浸漬付加剤試験：Ｂｅｒｏｌ  ３８８
【０１２８】
例１と同様の方法を用いて様々なビスコース溶液を調製するために、南部針葉樹さらしクラフトパルプ（非溶解性パルプ）を使用した。第１の浸漬液中ＮａＯＨ濃度は、１９．５％ｗ／ｗで、第２の浸漬液では１３．５％ｗ／ｗ、キサンテート化で使用したＣＳ2量は、セルロースの２５．５重量％であった。
【０１２９】
Ｂｅｒｏｌ  ３８８の添加は各実験で異なり、量はセルロースの０．１２５重量％から０．５重量％までで変化し、添加は第１及び第２の浸漬液のいずれか又は両方において行った。
【０１３０】
得られたビスコース溶液のＲｖ値を表４に提供する。
【０１３１】
【表５】
2015517582.tif 000011
【０１３２】
結果は、第１及び第２の浸漬液に添加したＢｅｒｏｌ  ３８８の量が、生成したビスコース溶液の質に影響を及ぼすことを示す。第１及び第２の浸漬液の両方でＢｅｒｏｌ  ３８８を使用することの利益を観察した。しかしながら、適切な付加剤システムを選択した場合、第２の浸漬液中Ｂｅｒｏｌ  ３８８の量が（第１の浸漬液におけるよりも）より重要であるようである。これは、Ｂｅｒｏｌ  ３８８が、キサンテート化の間にアルカリ・セルロースによるＣＳ2の吸収を増加させるという主要機能を有するからかも知れない。
【０１３３】
例５−ＢＥＫ二重浸漬の最適化
【０１３４】
様々なビスコース溶液を調製するために、ユーカリさらしクラフトパルプ（非溶解性パルプ）を使用した。
【０１３５】
この組の実験においては、例１の方法を用いてビスコース溶液を作製したが、但し、第１及び第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度が１１．５％ｗ／ｗから１９．５％ｗ／ｗの間で各実験において変化した点が異なった。
【０１３６】
得られたビスコース溶液のＲｖ及びＴＶＷ値を表５に提供する。
【０１３７】
【表６】
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【０１３８】
図８は、制御された第１の浸漬条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１３９】
図９は、制御された第２の浸漬条件下でのビスコースの品質（Ｒｖ）と第１の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１４０】
図１０は、第１及び第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度が同一である場合の、ビスコースの品質（Ｒｖ）と第１及び第２の浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１４１】
例６−ＢＥＫ単回浸漬の最適化（比較例）
【０１４２】
様々なビスコース溶液を調製するために、ユーカリさらしクラフトパルプ（非溶解性パルプ）を使用した。
【０１４３】
この組の実験においては、例２の方法を用いてビスコース溶液を作製したが、但し、浸漬ステップの間に、セルロースの０．５重量％のＢｅｒｏｌ  ３８８を使用し、生成物を５０℃で（２００分ではなく）１５００分間マーセライズ加工した点が異なった。
【０１４４】
得られたビスコース溶液のＲｖ及びＴＶＷ値を表６に提供する。
【０１４５】
ここでも、キサンテートの溶解度不足のために、１４．５％ｗ／ｗ未満の浸漬用ＮａＯＨ濃度を用いてビスコース溶液を作り出すことはできなかった。
【０１４６】
図１１は、ビスコースの品質（Ｒｖ及びＴＶＷ）と浸漬液中ＮａＯＨ濃度の間の関係を示す。
【０１４７】
図１２は、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対する、除去されたヘミセルロースの量とプレスした生成物の重量の間の関係を示す。
【０１４８】
図１３は、浸漬液中ＮａＯＨ濃度に対する、アルカリ・セルロース中の苛性アルカリ（ＣｉＡＣ）の量及びアルカリ・セルロース中のソーダ（ＳｉＡＣ）の量の間の関係を示す。
【０１４９】
例５及び６の結果から、二重浸漬プロセスが、ユーカリさらしクラフトパルプに由来するビスコース溶液の品質を大きく改善することがわかる。
【０１５０】
単回浸漬実験から二重浸漬実験までで観察した浸漬濃度の変動の「多様な作用」を低減することが可能であり、こうして、ユーカリさらしクラフトパルプのための安定なビスコース法を提供するようである。これが達成されると見られる１つの方法は、特別な値に第２の浸漬濃度を設定することによる。
【０１５１】
【表７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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