(57)【要約】本発明は、１４ｍｅｓｈ未満の微細度及び２μｍ未満の直径を有するマイクロファイバの含有率が５０％以上であり、２０以上のフィブリル化指数Ｑを有するフィブリル化リヨセル繊維に関し、また、パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含むワイプを製造するための前記フィブリル化リヨセル繊維の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含むワイプであって、前記フィブリル化リヨセル繊維のフィブリル化指数Ｑが２０以上であることを特徴とする、ワイプ。
【請求項２】
パルプは紙パルプである、請求項１に記載のワイプ
【請求項３】
２０以上のフィブリル化指数Ｑを有し、１４ｍｅｓｈ未満の微細度及び２μｍ未満の直径を有するマイクロファイバの含有率が５０％以上であることを特徴とするフィブリル化リヨセル繊維。
【請求項４】
ワイプを製造するための請求項３に記載の繊維の使用であって、前記ワイプは、パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含むことを特徴とする使用。
【請求項５】
パルプは紙パルプである、請求項４に記載の使用。
【請求項６】
請求項３に記載のフィブリル化リヨセル繊維の、ウェットレイド法における使用。
【請求項７】
リヨセル繊維割合が５〜２０重量％の、フィブリル化リヨセル繊維と紙パルプとの混合物における、請求項６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１４ｍｅｓｈ未満の微細度及び２μｍ未満の直径を有するマイクロファイバの含有率が５０％以上であり、２０以上のフィブリル化指数Ｑを有するフィブリル化リヨセル繊維に関し、また、パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含む洗浄用ワイプを製造するためのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ６０４２７６９は、セルロースの重合度を２００単位以上だけ引き下げる処理により、リヨセル繊維のフィブリル化傾向が高められる方法を開示している。こうして得られた繊維を特に不織布や紙で利用することが意図されている。この処理は漂白剤によって、特に次亜塩素酸ナトリウムによって行われるのが好ましい。別案として酸、特に塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸による処理も可能である。しかし、この方法は現在まで商業利用されていない。
【０００３】
ビスコースやリヨセルなどのセルロース再生繊維を不織布に使用することは周知となっている。特に叩解によって、あるいは製紙業で知られているリファイナーで、リヨセル繊維をフィブリル化し、紙パルプと混合したセルロースマイクロファイバとしていわゆる湿式積層法（専門家の間では「ウェットレイド法」とも呼ばれる）に用いられる。その際に洗浄用クロスないし清掃用クロス、いわゆるワイプ、などの多種多様な製品、及び例えばティッシュ等のための紙構造物が製造される。例えばＵＳ８１８７４２２は、フィブリル化されたマイクロファイバを紙パルプへ混入することで、使い捨てのセルロースワイプの特性を相応に最適化できることを記載している。純粋なセルロースワイプとは異なり、こうした混入によって洗浄挙動を相応に改善するとされている。その際に最適化される特性プロフィルは、柔らかい手触りが向上した上で、向上した不透明度（光散乱）及び多孔性を特徴とするとされる。より高い多孔性は、水や油に対するより高い吸収能力をもたらし、このことは改善された洗浄挙動につながるとされる。
【０００４】
ＵＳ８１８７４２２は、使用されるリヨセルマイクロファイバがどのように製作されるのか厳密には記載していない。例えば繊維製品の製造に使用されるような、通常のリヨセルステープルファイバをディスク型リファイナー又はこれに類する器具で、水性媒体中において低固形分割合のもとでフィブリル化できることを示唆しているにすぎない。ＵＳ８１８７４２２に基づいて使用されるリヨセルマイクロファイバは、すでにフィブリル化された状態で納入者から購入されており、１７５ｍｌ未満のＣＳＦというフィブリル化度及び２μｍ未満の直径を有している。このときファイバの４０％が１４ｍｅｓｈよりも細かい微細度を有しているとされる。ＵＳ８１８７４２２に開示されている使い捨てワイプは、このようにして製作されたリヨセルマイクロファイバを２５％〜７５％含む。
【０００５】
ＵＳ８１８７４２２に基づいて使用されるリヨセル繊維は、確かに水性媒体中における機械的な叩解ストレスのもとでフィブリル化される。しかしＵＳ８１８７４２２によって特定のフィブリル化度を実現するためのコストは、現在のリファイナーテクノロジーによる時間とエネルギー使用量に関して、例えばパルプについてよりも明らかに大きい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術に対して課題は、より低コストにフィブリル化することができ、またワイプ中においてより低い量割合で、例えば高い強度のようなワイプの変わらない機械的特性を依然として可能にする、ワイプで使用するための繊維を提供することにあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上に述べた課題は、１４ｍｅｓｈ未満の微細度及び２μｍ未満の直径を有するマイクロファイバの含有率が５０％以上であり、２０以上のフィブリル化指数Ｑを有することを特徴とする、フィブリル化リヨセル繊維によって解決することができた。誤解を避けるため、「フィブリル化リヨセル繊維」とは、本発明においては、完全に同一の繊維の全体量を意味するのではなく、微細度（単位ｍｅｓｈで測定）が異なったり直径が異なるが基本的に同じ性質の繊維の混合物を意味する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＣＳＦ試験の結果を示す図である。
【図２】懸濁液から作製したシートの走査型電子顕微鏡写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
フィブリル化指数Ｑは以下のように定義される。
Ｑ＝２００／ｔＣＳＦ２００
ここでｔＣＳＦ２００は、ＣＳＦ値２００を達成するためにＣＳＦ試験で必要となる時間（単位ｍｉｎ）である。すなわちＱが大きいほど、同じままのフィブリル化条件のもとで、同じフィブリル化度を達成するための時間は短くなる。出発繊維の種類と本発明に係る酸処理に応じて、最大４００までのＱ値を実現することができる。
【００１０】
本発明は、さらに、パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含み、フィブリル化リヨセル繊維は２０以上（２０又は２０超）のフィブリル化指数Ｑを有する、ワイプも提供する。１つの好ましい実施形態では、パルプは紙パルプである。
【００１１】
この高速フィブリル化リヨセル繊維は、驚くべきことに、従来のリヨセル繊維に対する酸処理によって製作することができた。この酸処理は本発明によると、周知の仕方でリヨセル法に基づいて紡糸ノズルから押し出された、例えば１．０〜６．０ｄｔｅｘの単繊維繊度を有するファイバケーブルを、例えば０．５〜５％の濃度を有する希釈した鉱酸、例えば塩酸、硫酸、又は硝酸により、室温のもとで容器内において例えば１：１０の浴比で含浸し、次いで、特定の残留水分値、例えば２００％の残留水分値になるまでプレス排水することによって行うことができる。含浸されたファイバケーブルを、引き続き加圧のもとで適当な装置内で水蒸気により負荷し、次いで無酸洗浄し、乾燥させる。
【００１２】
フィブリル化傾向を判定するために、ファイバケーブルを５ｍｍのステープル長に切断し、ＣＳＦ試験（ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２２７ｏｍ−９４に基づくカナダ標準濾水度）を施す。
【００１３】
本発明に係るワイプを製造するために、ファイバケーブルを適当な切断長、例えば４〜６ｍｍの切断長、のステープルファイバに切断する。次いで、製紙産業で通常用いられる破砕機器で、例えば叩解装置、リファイナー、ディスインテグレータ、ハイドロパルパーなどでフィブリル化を行うことができる。そこで希望されるフィブリル化度が達成されるまで、フィブリル化が実施される。
【００１４】
酸処理及びそれにより引き起こされるＣＳＦ低減の効果は、処理パラメータの変化により影響されうる。加圧蒸気中で処理時間が比較的長ければ、比較的低い酸濃度で同じ効果を実現することができ、その逆も成り立つ。同様に、蒸気処理の温度の高低によってＣＳＦ値が影響されうる。
その際に繊維構造が狙い通りに弱められ、それに伴ってフィブリル化傾向が高められる。
【００１５】
引き続いてのＣＦＳ試験で確認されたところでは、２００ｍｌのＣＳＦを実現するために必要となる叩解時間は、未処理のリヨセル繊維の場合、パルプの種類と生産パラメータに応じて１２〜１６分の範囲内である（図１参照）。この手順はＵＳ８１８７４２２のものと同様である。酸で処理されたリヨセル繊維の場合は、これと同じ叩解形式で、２００ｍｌのＣＳＦを達成するまでに約３−４分しか要しない（図１）。さらに酸前処理の結果、叩解のときに形成される１４ｍｅｓｈ未満かつ直径２μｍ未満のマイクロファイバの割合が明らかに５０％超へと増加することも見いだされた。
それにより、清掃用クロスにおけるリヨセル繊維の割合を明らかに２５重量％未満にまで、さらに本発明によると２０重量％未満にまで低減しても、例えばＵＳ８１８７４２２に記載されている特性プロフィルを得ることが可能である。
【００１６】
本発明に係る高速フィブリル化リヨセル繊維は、本発明によると、ワイプ、特に使い捨てワイプ、紙、特にフィルタ用紙、バッテリ等の技術的用途のための紙など、多種多様な製品を製造するために使用することができる。これら及びその他の製品、ならびにそのための製造方法は特に国際公開第９５／３５３９９号に記載されている。国際公開第９５／３５３９９号その全体が本明細書中に参照により取り込まれる。特に本発明に係るワイプは、本発明に係る繊維及びパルプから、基本的に公知の方法により製造することができる。１つの好ましい実施形態では、固化はウォーターニードリングによって行われる。
【００１７】
本発明は、本発明に係る上記繊維の、ワイプを製造するための使用であって、ワイプは、パルプと、５〜２０重量％のフィブリル化リヨセル繊維とを含む、使用も提供する。パルプは紙パルプであるのが好ましい。
【００１８】
次に、実施例を参照しながら本発明について説明する。しかしながら本発明は、明らかにこれらの実施例に限定されるものではなく、同じ発明概念に基づくその他あらゆる実施形態も含む。
【００１９】
実施例１：酸処理
本発明に係る高速フィブリル化リヨセル繊維は次のように製作される：１．７ｄｔｅｘの単繊維デニールを有するリヨセル繊維ストランドを、希硫酸により室温で１：１０の浴比で含浸し、約２００％まで水分を搾り出す。含浸された繊維ストランドを実験室蒸気装置の中で約１０分の間圧力下で水蒸気を適用し、引き続いて水で無酸洗浄し、乾燥させる。乾燥した繊維ストランドを５ｍｍのステープル長に切断し、ＣＳＦ試験にかける。
【００２０】
実施例２：フィブリル化ダイナミクスの比較
ＣＳＦ試験（ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２２７ｏｍ−９４に基づくカナダ標準濾水度）によりフィブリル化傾向を測定し、フィブリル化指数Ｑを判定する。次のものを比較した：
Ａ．市販の未処理の１．７ｄｔｅｘ／６ｍｍリヨセル繊維、Ｌｅｎｚｉｎｇ  ＡＧからＴｅｎｃｅｌ（登録商標）として市販されているものを入手（「Ｔｅｎｃｅｌ（登録商標）標準」）
Ｂ．実施例１のとおり酸処理された繊維（「Ｔｅｎｃｅｌ（登録商標）高速フィブリル化」）
【００２１】
図１は、測定装置での破砕時間の増加に伴うＣＳＦ値の減少を示す。酸処理された繊維は未処理のものよりも明らかに高速にフィブリル化することがはっきりと認められる。このことは、フィブリル化リヨセル繊維の商業生産の実作業において、未処理のリヨセル繊維を使用した場合よりも大幅に少ない時間コストとエネルギーコストとなることを意味する。
【００２２】
表１は、さまざまな試料について判定されたｔＣＳＦ２００値及びこれから算出されたＱ値を示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
実施例３：ウェットレイド法への適性の比較
【００２５】
実施例１と同様の繊維試料を比較した：
両方の繊維試料Ａ及びＢそれぞれの１％水性繊維懸濁液を、型式ＡｎｄｒｉｔｚＲ１Ｌの実験室リファイナーで５００Ｗの出力のもとで叩解し、このときエネルギー消費量（ｋＷｈ／トン）と、ＣＳＦ２００（ＴＡＰＰＩ標準Ｔ２２７ｏｍ−９４に基づくカナダ標準濾水度）の叩解度に達するまでの時間とを判定した。フィブリル化リヨセル繊維は、標準リヨセル繊維と比較したとき、わずか５０％の叩解時間で８０％未満のエネルギー消費量により処理することができた。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
これらの２０００ｍｌを用いて、型式Ｒａｐｉｔｈ  Ｋｏ（ウムラウト）ｔｈｅｎのシート成形機で実験用シートを製作し、この実験用シートの走査型電子顕微鏡写真を撮った。図２は試料Ｂの懸濁液から作製したシートの走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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