(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素又は塩素化合物を全く含有しない漂白剤を用いてパルプを漂白する工程、
漂白剤を用いて漂白したパルプを第３アミンオキサイド中に溶解し、成形可能セルロース溶液を得る工程、及び
成形可能セルロース溶液を成形体に加工する工程の組み合わせを特徴とする、高い白色度を示すセルロースファイバーの製造方法。
【請求項２】
成形可能セルロース溶液を、湿式／乾式紡糸法によってファイバーに加工することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
塩素又は塩素化合物を全く含有しない漂白剤を用いてファイバーを漂白することを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第３アミンオキサイドとして、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキサイドを用いることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
アミンオキサイド法によりセルロース成形体を製造するための、塩素又は塩素化合物を全く含有しない漂白剤を用いて漂白したパルプの使用。
【発明の詳細な説明】
本発明は、セルロース成形体、特にセルロースファイバーと、その製造方法に関する。
今日広く用いられているビスコース法に代わり得るセルロースファイバーの製造方法を、数十年間調査してきた。他の理由の中でも環境への影響が少ない理由から特に興味深い代替物として、有機溶媒中で誘導体を形成せずにセルロースを溶解し、この溶液から成形体、例えばファイバー、フィルム及び他の成形体を押し出す方法を見出した。このように押し出したファイバーには、ＢＩＳＦＡ（国際人工ファイバー基準局）によってリオセル（Lyocell）という属名が授けられている。有機溶媒とは、有機化学物質及び水の混合物であるとＢＩＳＦＡは解釈している。
有機溶媒として、第３アミンオキサイド及び水の混合物がセルロース成形体の製造に特に適していることがわかった。アミンオキサイドとして、主にＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキサイド（ＮＭＭＯ）を使用する。他のアミンオキサイドは、例えばＥＰ−Ａ−０  ５５３  ０７０号に述べられている。成形可能なセルロース溶液の製造方法は、例えばＥＰ−Ａ−０  ３５６  ４１９号から知られている。第３アミンオキサイドを用いるセルロース成形体の製造を、一般にアミンオキサイド法という。
ＥＰ−Ａ−０  ３５６  ４１９号では、紡糸可能なセルロース溶液の製造方法が述べられており、該方法では、出発原料として、他の物質の中でも、セルロースの液状、水性Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキサイド（ＮＭＭＯ）懸濁液を使用している。この方法は、薄膜処理装置内で、懸濁液を単一工程で連続的に成形可能溶液に変えることからなる。最後に、成形可能溶液を、紡糸口金などの成形用具によってフィラメントに紡糸し、フィラメントを拡げながらエアギャップをわたらせて沈澱浴に導き、セルロースを沈澱浴に沈澱させる。この後、得たセルロースファイバーを洗浄する。
主にリグニン及び有色の有機化合物によるファイバーの望ましくない変色を避けるため、パルプを加工する前にこれを漂白することが知られている。このために、未処理のパルプを、厳密に定められた条件下で、塩素元素、次亜塩素酸塩及び二酸化塩素などの塩素化合物、酸素、過酸化物及びオゾンなどのような多数の漂白剤と反応させる。この反応は、漂白順序とよぶ一定の順序でこれらの化学物質の組み合わせを用いて行われる。
一般的な漂白方法は、ｐＨ値によって異なる程度に塩素化又は酸化する塩素元素を用いて始まる。次亜塩素酸塩及び二酸化塩素は、リグニン及び有色化合物を酸化する。これらの漂白剤の各反応工程の間に、通常はアルカリ抽出を行い、溶液にしたリグニン及び他の化合物を反応媒体から除去する。パルプ漂白技法の概説は、シン（R. P. Singh）のThe Bleaching of Pulp、TAPPI Press、Atlanta、USAに述べられている。
パルプ漂白の際、塩素含有漂白剤は異なる程度で塩素化生成物を生成するが、この塩素化生成物は殆ど分解できず、その大部分は廃水を汚染する。従って、これらの方法は環境問題を生じ、塩素、特に塩素元素含有漂白剤の使用はますます制限されている。しかし、塩素元素は漂白能力が高いため、これにより漂白の質が損なわれることになる。
塩素化合物の中でも、二酸化塩素は、次亜塩素酸塩よりも漂白能力が優れているが、より頻繁に用いられる次亜塩素酸塩よりも高価である。
現状技術では、塩素化合物を全く含まない漂白方法も用いられている。これらの方法では、酸素／過酸化物及びオゾンの各組み合わせを用いている。塩素元素も塩素化合物も用いずにパルプを漂白するため、こうして漂白したパルプをＴＣＦ（塩素を全く含まない）パルプという。他方、文献では、塩素元素は用いないが塩素化合物を用いて漂白したパルプをＥＣＦ（塩素元素を含まない）パルプという。
本明細書のために、次亜塩素酸塩を用いて漂白したＥＣＦパルプをＥＣＦ次亜塩素酸塩パルプとよぶ。
現状技術では、いわゆる白色度（brightness）は漂白強度の尺度である。通常、白色度の高いパルプを、白色度の高いファイバーに加工することができるような態様で、漂白パルプの白色度と、このパルプから製造したセルロース製品の白色度の間に関係があることが、ビスコース法から知られている。
本発明の目的は、ＥＣＦ次亜塩素酸塩パルプから製造したセルロース成形体よりも白色度が高いセルロース成形体を製造できる方法を提供することにある。使用するパルプは同一の出発白色度を有し、他の点では同一手順を用いる。
塩素又は塩素化合物を全く含有しない漂白剤を用いてパルプを漂白する工程、漂白剤を用いて漂白したパルプを第３アミンオキサイド中に溶解し、成形可能セルロース溶液を得る工程、及び成形可能セルロース溶液を成形体に加工する工程の組み合わせを特徴とするセルロース成形体の製造方法によって、この目的を達成する。
本発明の方法によって、白色度の高いセルロースファイバーを特に製造することができると共に、乾式／湿式紡糸法によってセルロースフィルムを製造することができる。
出発パルプが同一の白色度である場合、特に環境にやさしい態様でファイバーを製造できるというポジティブな副作用とともに、ＴＣＦパルプがＥＣＦ次亜塩素酸塩パルプよりも高い白色度を得ることは、当業者にとって驚くべきことである。
また、本発明は、酸素、オゾン及び特に過酸化水素などのような塩素を含まない漂白剤を用いる、アミンオキサイド法によって製造したファイバーの漂白に関する。
本発明の方法の好適な実施形態は、本発明に従って製造したファイバー又はフィルムを、塩素又は塩素化合物を全く含まない漂白剤を用いて漂白することを特徴とする。
第３アミンオキサイドとして、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキサイドが特に優れた結果を示した。
また、本発明は、白色度が高く、本発明の方法に従って製造可能であるセルロース成形体、特にセルロースファイバー及びフィルムに関する。
更に、本発明は、アミンオキサイド法によりセルロース成形体を製造するのに、塩素又は塩素化合物を全く含まない漂白剤で漂白したパルプを用いることに関する。
下記の実施例及び比較実施例によって、本発明をより詳しく説明する。
実施例
ＴＣＦパルプを製造するために、既知の方法に従って、（ブナノキ亜硫酸塩パルプタイプの）パルプを、過酸化物で強化したアルカリ酸素抽出によってまず漂白し、その後にオゾンで、そして最後に過酸化物で漂白した。これらの方法は、例えばシンの上掲書及びＥＰ−Ａ−０  ４２６  ６５２号に記載されている。
ISO 3688によって測定して、得られたＴＣＦパルプの白色度は、９０．６であった。このパルプは、Zellcheming ZM IV/30/62によると、１９．８Ｐａ．ｓの速い銅アンモニア粘度、及びα含有量９０．９を有した。
この後、このＴＣＦパルプを攪拌容器内で既知の方法で処理し、セルロース１２％、ＮＭＭＯ７７％及び水１１％の組成を有する紡糸物にした。この紡糸物の粘度は１６３０Ｐａ．ｓであった（温度：９０℃、剪断速度：０．１ｓ-1）。
この紡糸物を、既知の湿式／乾式紡糸法（例えば、ＥＰ−Ａ−０  ５８４  ３１８号を参照）に従って、直径１００μｍの紡糸孔を有する紡糸口金を介して１２０℃でファイバーに紡糸した。本発明に従って製造したファイバーの白色度は約５０であった。
ＣＩＥＬＡＢファイバー白色度を、以下の方法によって測定した。ファイバー上で、DIN 6174及びDIN 5033に従って、光タイプD 65を用いて観測角度１０°で色座標Ｒx、Ｒy、Ｒzを決定した。DIN 55981
0004326023.tif 000002
に従って、これらの色座標から、ＣＩＥ白色度及び赤／緑軸の色合いを以下のように計算することができる。
ＣＩＥ白色度：Ｗ＝Ｙ＋８００・（ｘ０−ｘ）＋１７００（ｙ０−ｙｆ）
色合い：Ｔ＝９００・（ｘ０−ｘ）−６５０・（ｙ０−ｙ）
（注意：負のＴ＝赤の色合い、正のＴ＝緑の色合い）
Ｙ...緑の感度の標準色度（＝Ｒｙ...緑の反射率値）
ｘ０、ｙ０...無彩点の標準色度座標（D65/10°では：ｘ０＝０．３１３８；ｙ０＝０．３３１０）
ｘ、ｙ＝試料の標準色度座標；下記の式に従って計算する。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｚ＝１−ｘ−ｙ
これらの式中に現れる標準色度数Ｘ、Ｙ、Ｚを、以下の式に従って、光タイプＤ６５及び観測角度１０°で、反射率値（＝フィルタ値）Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚから計算することができる。
Ｘ＝０．９４８１１・Ｒｘ
Ｙ＝Ｒｙ
Ｚ＝１．０７３０４・Ｒｚ
次いで、これらのファイバーを、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2 １．５ｇ；安定剤；ＭｇＳＯ4 ０．２ｇ／リットル；ｐＨ１０．５；フリート比
0004326023.tif 000003
１：２０；７０℃；漂白時間：３分）を用いて漂白した。漂白したファイバーのＣＩＥＬＡＢ白色度は５７であった。
比較実施例
ＥＣＦ次亜塩素酸塩パルプを製造するために、上記実施例と同一の出発パルプを、過酸化物で強化したアルカリ酸素抽出によってまず漂白し、その後に次亜塩素酸塩で、そして最後に過酸化物で漂白した。
得たＥＣＦ次亜塩素酸塩パルプの白色度は９１．６であり、従って実施例で製造したＴＣＦパルプのうちの１つと殆ど同じであった。
この後、上記実施例と同様に紡糸物及びファイバーを製造した。製造したファイバーのＣＩＥＬＡＢ白色度は、約３９であった。従って、塩素化合物を全く含まずに本発明に従って漂白したＴＣＦパルプを、他の物質の中でも次亜塩素酸塩によって漂白したＥＣＦパルプよりも白色度が高いファイバーに加工できることが明らかである。
次いで、製造したファイバーを、上記実施例に記載のように漂白した。漂白したファイバーのＣＩＥＬＡＢ白色度は約５４であった。