KR100558502B1 - 낮은 평균 중합도를 갖는 톱밥 알칼리성 펄프와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 헤미셀룰로오스 함량, 낮은 구리 수치를 가지며 낮은 평균 중합도의 셀룰로오스를 포함한 리오셀 섬유 제조용 조성물을 제공하며 펄프 섬유의 4중량% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다. 게다가 본 발명은 높은 헤미셀룰로오스 함량, 낮은 구리 수치를 가지며 짧은 섬유 길이를 갖는 낮은 평균 중합도의 셀룰로오스를 포함한 리오셀 섬유 제조용 조성물을 제조방법을 제공한다. 본 발명은 또한 이러한 조성물로 제조된 리오셀 섬유 및 성형체에도 관계한다. 본 조성물의 장점은 신속한 용해성이다.

Description

낮은 평균 중합도를 갖는 톱밥 알칼리성 펄프와 그 제조방법{SAWDUST ALKALINE PULP HAVING LOW AVERAGE DEGREE OF POLYMERIZATION VALUES AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은 리오셀 섬유 제조용 톱밥 펄프, 이러한 펄프 제조방법, 본 발명의 조성물로 제조된 리오셀에 관계한다. 특히 본 발명은 높은 헤미셀룰로오스 함량, 낮은 구리 수치, 짧은 섬유 길이를 갖는 톱밥 펄프에 관계하며 낮은 평균 중합도의 셀룰로오스를 포함한다.

셀룰로오스는 D-글루코오스 폴리머이며 식물 세포벽의 구조 성분이다. 셀룰로오스는 나무 몸통에 특히 풍부하여 추출되어 펄프로 전환되고 이후 다양한 제품 제조에 사용된다. 레이온은 직물 산업에서 의류 제조에 많이 사용되는 재생 셀룰로오스 섬유 형태이다. 1세기 이상 동안 강한 레이온 섬유가 비스코스 및 큐프라암모늄 공정으로 제조되었다. 큐프라암모늄 공정은 1890년에 처음으로 특허 되었고 비스코스 공정은 2년 후에 특허 되었다. 비스코스 공정에서 셀룰로오스는 머서법 가성소다 용액에서 담겨서 알칼리 셀룰로오스를 형성한다. 이것은 이황화탄소와 반응되어 셀룰로오스 크산테이트를 형성하고 이후 묽은 가성소다 용액에 용해된다. 여과 및 탈기 이후에 크산테이트 용액은 물에 잠긴 방적돌기로부터 황산, 황산나트 륨, 황산아연 및 글루코오스 재생조에 배출되어 연속 필라멘트를 형성한다. 결과의 소위 비스코스 레이온은 현재 직물에 사용되며 타이어와 드라이브 벨트와 같은 고무 제품 보강에 널리 사용된다.

셀룰로오스는 암모니아 구리 산화물 용액에도 용해된다. 이러한 성질은 큐프라암모늄 레이온 제조에 기초가 된다. 셀룰로오스 용액은 물에 잠긴 방적돌기로부터 5% 가성소다나 묽은 황산 용액에 배출되어 섬유를 형성하며 이후 구리가 제거되고 세척된다. 큐프라암모늄 레이온은 매우 작은 데니어의 섬유에 이용 가능하고 거의 모든 직물에 사용된다.

상기 레이온 제조공정은 셀룰로오스가 용해되어 섬유로 방적될 수 있도록 화학적으로 유도 또는 착화될 것을 요한다. 비스코스 공정에서 셀룰로오스가 유도되지만 큐프라암모늄 공정에서는 착화된다. 유도 또는 착화된 셀룰로오스가 재생되어야 하며 용해에 사용되는 시약이 제거되어야 한다. 레이온 제조에서 유도 및 재생단계는 이러한 형태의 셀룰로오스 섬유 가격을 상승시킨다. 결과적으로 최근 수년간 유도된 셀룰로오스를 용해시켜 섬유로 방적될 수 있는 비-유도 셀룰로오스 도프(dope)를 형성하는 용매를 확인하는 시도가 있었다.

셀룰로오스 용해에 유요한 한 가지 유기 용매는 아민-N 옥사이드, 특히 3차 아민-N 옥사이드이다. 가령 미국특허 2,179,181(Graenacher)는 용매로 적합한 아민 옥사이드를 발표한다. 미국특허 3,447,939(Johnson)은 셀룰로오스와 기타 천연 및 합성 폴리머에 대한 용매로서 무수 N-메틸모르폴린-N-옥사이드(NMMO) 및 기타 아민 N-옥사이드를 발표한다. 미국특허 4,145,532, 4,196,282(Franks)는 아민 옥사이드 용매에서 셀룰로오스를 용해시키고 더 높은 농도의 셀룰로오스를 달성하는 문제를 다룬다.

리오셀은 수산기 치환이 일어나지 않으며 화학적 중간물질이 형성되지 않는 유기 용액으로부터 침전된 셀룰로오스로 구성된 섬유의 일반명이다. 여러 제조업자가 현재 주로 직물산업에서 사용할 목적으로 리오셀 섬유를 제조한다. 가령 Acordis Ltd.는 Tencel 섬유라 불리는 리오셀 섬유를 제조 및 판매한다.

현재 구입 가능한 리오셀 섬유는 비-셀룰로오스 성분, 특히 헤미셀룰로오스를 제거하기 위해 과도하게 처리된 고급 목재 펄프로부터 제조된다. 이러한 과도 처리된 펄프는 용해 등급 또는 고 알파 펄프라 일컫는데 알파란 용어는 셀룰로오스의 비율이다. 따라서 고 알파 펄프는 높은 비율의 셀룰로오스를 함유하고 기타 성분, 특히 헤미셀룰로오스 비율은 적다. 고 알파 펄프 생성에 필요한 처리는 리오셀 섬유와 그 제조품 가격을 상승시킨다. 대체로 고 알파 펄프용 셀룰로오스는 경목보다 긴 섬유를 갖는 연목에서 유도된다. 연목은 증해관(digester)에서 펄프화 되기에 적합하게 되도록 목재 칩으로 된다. 증해관에는 흑액 재순환 시스템이 보통 설비된다. 재순환은 증해관 전체에 바람직한 균질 혼합물을 제공하여 균일한 펄프화 조건을 가져온다. 흑액을 이동시키기 위해서 증해관에는 목재 칩을 펌프 입구에서 제거할 스크린이 설비된다.

전통적인 크라프트 공정은 잔류 헤미셀룰로오스를 알칼리 공격에 대해 안정시키므로 표백 단계에서 크라프트 펄프의 후속 처리를 통해 용해급, 즉 고 알파 펄프를 수득할 수 없다. 따라서 크라프트 공정에 의해 용해급 펄프를 제조하기 위해 서 알칼리 펄프화 단계 이전에 원료를 산성 예비 처리할 필요가 있다. 최초 목재의 10% 이상으로 상당량의 물질, 주로 헤미셀룰로오스가 이러한 산 단계 예비처리에서 용해되므로 공정 수율이 떨어진다. 예비 가수분해 조건 하에서 셀룰로오스는 공격에 내성이 크지만 잔류 헤미셀룰로오스는 훨씬 짧은 길이로 분해되므로 다양한 헤미셀룰로오스 가수분해 반응이나 용해에 의해 후속 크라프트 쿠크(cook)에서 많이 제거될 수 있다.

셀룰로오스의 상대적 카르보닐 함량을 반영하는 상대적으로 낮은 카파 수치는 리오셀 섬유 제조에 사용될 펄프에서 바람직한 성질이다. 왜냐하면 아민 옥사이드 용매에서 용해 전, 동안 또는 후에 높은 카파 수치는 셀룰로오스 및 용매 분해를 가져오기 때문이다. 분해된 용매는 처리 또는 재생될 수 있지만 그 비용 때문에 용매를 처리하는 것은 바람직하지 않다. 용매의 재생은 재생 공정이 위험하고 폭발적인 조건에 놓인다는 점에서 문제이다.

전이 금속이 리오셀 공정에서 바람직하지 않은 셀룰로오스 및 NMMO 분해를 가속시키므로 낮은 전이금속 함량은 리오셀 섬유 제조에 사용될 펄프의 바람직한 성질이다.

화학적 용해급 펄프를 제조하는 비용 측면에서 리오셀 원료로서 전통적인 고 알파 용해급 펄프에 대한 대안이 필요하다. 추가로 펄프 제조업자는 기존의 공장을 활용하여 이러한 펄프를 제조하는데 필요한 투자 자본을 최소화하고 싶을 것이다.

리오셀 섬유 성질을 조절하기 위해서 리오셀 제조업자는 다양한 평균 중합도를 갖는 다양한 펄프 블렌드를 포함한 도프를 활용한다. 이러한 측면에서 펄프 제 조업자는 블렌딩 필요성을 제거하기 위해서 넓은 밴드 내에서 평균 중합도를 갖는 펄프를 제조할 필요가 있다.

따라서 펄프 제조업자에게 현재 이용 가능한 설비를 사용하여 저 알파 펄프를 제조하는 공정을 위해 리오셀 섬유를 제조하는데 사용될 수 있는 비교적 싼 저 알파(고 수율) 펄프가 필요하다. 특히 요구되는 저 알파 펄프는 낮은 구리 수치, 낮은 리그닌 함량, 낮은 전이금속 함량, 넓은 분자량 분포를 가질 것이다.

미국특허출원 09/256,197에서 크라프트 펄프의 D.P. 및 구리 수치를 감소시키는 다양한 방법이 발표된다. 이러한 방법은 펄프를 산, 산 치환물, 또는 산과 산 치환물의 조합으로 처리하는 과정을 포함한다. 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키도록 펄프를 처리하는 다른 수단은 펄프를 증기, 황산철과 과산화수소의 조합, 적어도 하나의 전이금속 및 과아세트산으로 처리, 산성으로 종료되는 알칼리성 이산화염소 처리, 또는 중성으로 종료되는 치아염소산나트륨 처리를 포함한다. 이러한 공정은 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기에 효과적이지만 이러한 공정이 사용될 기존의 펄프 공장이 이러한 공정을 허용하도록 구성되지 않으면 비용면에서 바람직하지 않다. 공지 출원에서 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키도록 처리된 펄프의 구리 수치를 감소시키기 위한 추가 단계가 발표된다. 이러한 후속 구리 수치 감소 단계의 필요성은 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키는 공지 방법이 결과 펄프의 구리 수치 증가를 가져오기 때문에 발생한다.

환경적 측면에서 공정 흐름으로부터 회수되어야 하는 염소화합물의 양을 줄이는 표백제의 사용에 대단히 관심이 크다. 최근에 리그닌 제거제로서 산소의 사용이 상용화 되었다. 산소 리그닌 제거 단계를 수행하는 방법 및 장치가 미국특허 4,295,927; 4,295,925; 4,298,426; 4,295,926에 발표된다.

공지 특허출원 '197에 발표된 방법이 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키는데 효과적이지만 별도의 구리 수치 감소 단계를 요하지 않으며 표백 또는 반-표백 펄프의 실질적인 D.P. 감소에 적합한 산소 반응기, 다중 알칼리 단계, 알칼리 조건을 포함하는 펄프 공장에 쉽게 채택 가능한 공정이 여전히 필요하다. 미국특허출원 09/574,538에서 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으며 구리 수치를 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기 위해 산화제 조건 하에서 고 점도 반응기에서 알칼리 펄프를 처리하여 알칼리 펄프로부터 매우 바람직한 저 점도 펄프를 제조하는 방법을 보여준다.

현재 산림 산업은 매일 목재 가공 동안 방대한 양의 톱밥 부산물을 발생한다. 일부 톱밥은 증해관을 사용하는 펄프 공장에 사용되지만 총 부산물의 많은 비율이 사용되지 않는다. M&D 또는 Pandia 증해관에서 톱밥으로 제조된 전통적인 펄프는 용해급 펄프로 사용되기에 적합하지 않다. 고급 펄프 제조에 적합한 증해관에서 톱밥을 사용하는 문제중 하나는 재순환 흐름이 계속 톱밥 입자로 막힌다는 것이다. 그러므로 현재 제조되는 톱밥 펄프는 용해급으로 사용하기에 적합한 고 알파 함량이나 점도 수준을 갖지 않는다. 전형적인 톱밥 펄프는 용해급 펄프에서 허용할 수 없는 오염물(먼지, 금속, 플라스틱)을 포함한다.

그러나 톱밥 부산물을 활용하여 자원을 보존할 필요가 있다. 앞서 언급된 결함이 없으면서 목재 가공 부산물로부터 리오셀 성형체 제조에 유용한 용해급 펄프를 제조하기 위해 전통적인 톱밥 증해관을 사용하는 방법과 펄프를 개발할 필요가 있다.

발명의 요약

본 발명의 조성물, 리오셀 섬유 제조에 유용한 조성물, 또는 처리된 펄프는 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으며 구리 수치를 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키는 알칼리 조건 하에서 처리된 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스를 함유한 펄프이다. 본 발명의 조성물은 위에서 기술된 추가 성질을 갖는다.

본 발명의 조성물은 리오셀 섬유나 필름과 같은 기타 성형체 제조에 유용한 조성물로서 높은 헤미셀룰로오스 함량, 중간 내지 저 구리 수치 및 짧은 섬유 길이를 가지며 저 평균 D.P.의 셀룰로오스를 포함한다. 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스는 목재, 특히 연목에서 유도된다. 본 발명은 톱밥을 원료로 사용하므로 목재 칩보다 경제적으로 매력이 있다. 공장의 한 장소에서 목재 칩을 제조하는데 자본이 필요하다. 그러나 본 발명은 원료로서 목재 칩을 사용하기도 한다. 추가로 본 발명의 조성물은 저 리그닌 함량, 넓은 분자량 분포 및 저 전이금속 함량을 포함한 다양한 바람직한 성질을 보인다. 본 발명의 조성물은 쉬이트, 롤 또는 곤포와 같은 저장 또는 수송에 적합한 형태일 수 있다. 본 발명의 조성물은 다른 성분이나 첨가제와 혼합되어 섬유나 필름과 같은 리오셀 성형체 제조에 유용한 도프를 형성한다. 게다가 본 발명은 바람직한 고 헤미셀룰로오스 함량, 중간 내지 저 구리 수치 및 짧은 섬유 길이를 가지며 저 평균 D.P.의 셀룰로오스를 포함한다.

본 발명은 또한 높은 비율의 헤미셀룰로오스 단섬유, 중간 내지 저 구리 수치 및 넓은 분자량 분포, 저 리그닌 함량을 가지며 저 평균 D.P.의 셀룰로오스를 포함한 리오셀 섬유를 제공한다. 본 발명의 리오셀 섬유는 저 전이금속 함량을 갖는다.

본 발명의 조성물은 알칼리 D.P. 감소 단계 이후에 알칼리성 쿠크 액을 사용하여 연속 증해관에서 제조될 수 있다. 쿠크 액은 크라프트 또는 소다일 수 있다. 브라운스톡 펄프는 크라프트 연목 펄프, 특히 짧은 쿠크 시간과 고온 조건 하에서 공정을 수행하고 크라프트 액을 사용하여 M&D 또는 Pandia 증해관에서 제조된 펄프이다. 본 발명의 조성물은 7중량% 이상, 특히 7-35중량%, 더더욱 7-20중량%, 심지어 10-17중량%의 헤미셀룰로오스와 200-1100, 특히 300-1100, 더더욱 400-700의 평균 D.P.를 갖는 셀룰로오스를 포함한다. 본 발명의 조성물은 2.0미만의 구리 수치를 갖는 것에 추가적으로 위에서 언급된 평균 셀룰로오스 D.P. 와 헤미셀룰로오스 범위의 조합을 가질 수 있으며 펄프 섬유의 4중량% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다.

한 측면에서 본 발명의 조성물은 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 포함하며 200-1100의 평균 D.P.와 2.0미만의 구리 수치를 갖는 셀룰로오스를 포함하며 펄프 섬유의 4중량% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다. 헤미셀룰 로오스 함량은 TAPPI 표준 T249 hm-85에 기초한 당 함량 분석에 의해 결정된다. 게다가 본 발명의 조성물은 2미만, 특히 1미만의 카파 수치를 갖는다. 본 발명의 조성물은 리그닌이 없거나 적다. 리그닌 함량은 TAPPI 테스트 T236cm-85로 측정된다.

본 발명의 조성물은 유니모달 셀룰로오스 D.P. 분포를 가지며 각 D.P.는 단일한 모달 D.P. 주위에 분포되며 모달 D.P.는 분포에서 가장 빈번히 발생하는 D.P.이다. 그러나 셀룰로오스의 D.P. 분포는 멀치모달일 수 있다. 즉 셀룰로오스의 D.P. 분포가 여러 개의 상대적 최대값을 갖는다. 본 발명의 처리된 멀티모달 펄프는 셀룰로오스의 D.P. 분포는 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.V., Breitscheidstr.97, D-07407 Rudolstadt, Germany에 의해 수행된 분석에 의해 결정된다.

본 발명의 조성물은 톱밥이나 경목일 수 있는 원료 때문에 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는 펄프 섬유를 45이상 포함한다. 길이-중량 평균 섬유 길이는 섬유 길이의 합을 총 길이로 나눈 것이다. 길이-중량 평균 섬유 길이는 FQA 기계, 모델 No. LDA93-R704(소프트웨어 버전 2.0, Optest Company, Hawkesbury, Ontario, Canada)에 의해 측정될 수 있다.

헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으면서 D.P.를 감소시키기 위해 처리된 본 발명의 조성물은 2.8이상의 R₁₀과 R₁₈간의 차이(ΔR)로 알 수 있는 넓은 분자량 분포를 보인다.

추가로 본 발명의 조성물은 TAPPI 표준 T430으로 측정되는 2.0미만, 특히 1.6미만의 구리 수치로 알 수 있는 저 카르보닐 함량을 갖는다. 게다가 본 발명의 조성물은 60μmol/g 미만의 카르보닐 함량과 60μmol/g 미만의 카르복실 함량, 특히 30μmol/g 미만의 카르보닐 함량과 30μmol/g 미만의 카르복실 함량을 갖는다. 카르보닐 함량과 카르복실 함량은 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.V., Breitscheidstr.97, D-07407 Rudolstadt, Germany(TITK)에 의해 수행된 분석에 의해 결정된다.

본 발명의 조성물은 저 전이금속 함량을 갖는다. 본 발명 조성물의 전이금속 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 20ppm 미만, 특히 10ppm 미만이다. 총 전이금속 함량은 니켈, 크롬, 망간, 철 및 구리의 조합된 양(ppm 단위)이다. 본 발명 조성물의 철 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 8ppm 미만, 특히 4ppm 미만이고 구리 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 1.0ppm 미만, 특히 0.5ppm 미만이다.

본 발명의 조성물은 NMMO 또는 NMMO 모노하이드레이트와 같은 3차 아민 옥사이드를 포함한 아민 옥사이드에서 쉽게 용해된다. NMMO와 혼합될 수 있는 기타 용매와 기타 3차 아민 용매는 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드(DMAC), 디메틸포름아미드(DMF) 및 카프로락톤 유도체이다. 본 발명의 조성물은 실시예2의 용해 절차에 의해 NMMO 모노하이드레이트에서 10분 이내, 특히 5분 이내, 심지어 2분 이내에 완전 용해된다. 완전 용해는 NMMO에서 본 발명의 조성물을 용해시켜 형성된 도프가 40-100배 배율로 광학현미경으로 관찰할 때 비-용해 입자가 보이지 않음을 의미한다.

본 발명의 제1 처리된 펄프는 7중량%이상의 헤미셀룰로오스, 2.0미만의 구리 수치, 200-100의 평균 중합도를 갖는 셀룰로오스를 포함한 처리된 알칼리 펄프이고 펄프 섬유의 4% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다.

본 발명의 조성물로 형성된 리오셀 섬유는 5중량%이상, 특히 5-22중량%, 더더욱 5-18중량%, 심지어 10-15중량%의 헤미셀룰로오스와 200-100, 특히 300-1100, 더더욱 400-700의 평균 중합도를 갖는 셀룰로오스와 2.0 미만, 특히 1.0미만의 카파 수치를 제공하는 리그닌 함량을 갖는다. 본 발명의 리오셀 섬유는 펄프 섬유의 4% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는 처리된 펄프로 제조된다. 본 발명의 리오셀 섬유는 유니모달 셀룰로오스 D.P. 분포를 가질 수 있지만 멀티모달 셀룰로오스 D.P. 분포를 가질 수도 있다. 멀티모달 셀룰로오스 D.P. 분포를 갖는 본 발명의 리오셀 섬유는 다양한 모달 D.P.를 갖는 2이상의 처리된 유니모달 펄프 혼합물로부터 형성될 수 있다. 본 발명의 리오셀 섬유는 2.8이상의 ΔR을 갖는다.

본 발명의 리오셀 섬유는 TAPPI 표준 T430으로 측정될 때 2.0미만, 특히 1.6미만의 구리 수치를 갖는다. 게다가 본 발명의 리오셀 섬유는 60μmol/g 미만의 카르보닐 함량과 60μmol/g 미만의 카르복실 함량, 특히 30μmol/g 미만의 카르보닐 함량과 30μmol/g 미만의 카르복실 함량을 갖는다. 카르보닐 함량과 카르복실 함량은 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.V., Breitscheidstr.97, D-07407 Rudolstadt, Germany(TITK)에 의해 수행된 분석에 의해 결정된다. 추가로 본 발명의 리오셀 섬유는 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5- PULP-1/6010으로 측정된 20ppm 미만, 특히 10ppm 미만 총 전이금속 함량을 갖는다. 총 전이금속 함량은 니켈, 크롬, 망간, 철 및 구리의 조합된 양(ppm 단위)이다. 본 발명 리오셀 섬유의 철 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 8ppm 미만, 특히 4ppm 미만이고 구리 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 1ppm 미만, 특히 0.5ppm 미만이다.

본 발명의 리오셀 섬유는 바람직한 신장 성질을 갖는다. 본 발명의 리오셀 섬유는 8-20%의 건조 신장성을 갖는다. 본 발명의 리오셀 섬유는 10-18%의 습 신장성을 갖는다. 신장성은 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.V., Breitscheidstr.97, D-07407 Rudolstadt, Germany에 의해 측정된다. 본 발명의 처리된 펄프로 제조된 리오셀 섬유는 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge으로 측정되는 20-48cN/tex의 건조 점착성, 18-40cN/tex의 습 점착성을 보인다.

또 다른 측면에서 본 발명은 섬유나 필름과 같은 리오셀 성형체로 형성될 수 있는 조성물 제조방법을 제공한다. 이러한 측면에서 본 발명은 증해관에서 원료를 펄프화 하여 브라운스톡 알칼리 펄프를 제공하고 알칼리 조건 하에서 셀룰로오스와 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 포함한 알칼리 펄프를 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키거나 구리 수치를 증가시키지 않으면서 200-1100, 특히 300-1100, 더더욱 400-700으로 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기에 충분한 양의 산화제와 접촉시키는 단계를 포함하는 공정을 제공하고 원료는 최대 100중량%의 양으로 톱밥을 포함한다. 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키거나 구리 수치를 증가시키지 않으면서 셀 룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키는 산화제로 본 발명에 따라 처리될 펄프는 산화제와 처음 접촉할 때 40미만, 특히 30미만, 더더욱 25미만의 카파 수치를 갖는다. 헤미셀룰로오스 함량은 50중량%미만, 특히 15중량%미만, 더더욱 5중량%미만 감소된다. 구리 수치는 50중량%미만, 특히 25중량%미만 증가한다. 50%미만의 전이금속에 대한 마그네슘의 비율에서 셀룰로오스의 평균 D.P.가 감소된다.

펄프화 공정 이후에 표백단계 이전, 동안 또는 이후에 D.P. 감소 처리가 수행될 수 있다. 알칼리 조건 하에서 산화제는 과산화수소와 같은 과산기 함유 산화제, 산소, 이산화염소, 오존 및 이의 조합이다. 산소와 과산화수소의 조합이나 과산화수소 단독이 선호되는 산화제이다. 추가 단계는 8.0이상의 pH에서 수산화나트륨, 산화된 백색 액, 비-산화 백색 액과 같은 알칼리 소스와 펄프를 접촉시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 조성물 제조를 위해 펄프와 산화제를 접촉시킨 이후에 조성물이 용해되어 도프를 형성한다. 본 발명의 조성물은 NMMO 모노하이드레이트에서 5분 이내, 특히 2분 이내에 쉽게 용해된다. 본 발명의 공정은 M&D 또는 Pandia 증해관과 같은 톱밥 처리 가능한 연속 증해관에서 수행될 수 있으므로 최대 100%의 원료 양으로 톱밥이 사용될 수 있다. 혹은 경목과 같은 단섬유 길이를 갖는 목재 칩이 사용될 수 있다. 적합한 원료 톱밥은 TAPPI 표준233에서 측정될 경우 1-쿼터 인치 스크린에서 유지된 섬유가 50%미만, 특히 30%미만, 더더욱 15%미만이다. 혹은 톱밥과 목재 칩 조합 원료가 원료의 50-100%를 구성한다. 그러나 섬유가 톱밥 섬유에 필적하다면 목재 칩이 원료의 전체를 구성할 수 있다.

본 발명의 D.P. 감소 단계의 수율은 95%이상, 특히 98%이상이다. 공정 수율 은 공정에 의해 제조된 처리된 펄프의 건조 중량을 출발 물질 펄프의 건조 중량으로 나누고 100을 곱한 것이다(리그닌 손실량은 포함하지 않았다).

또 다른 측면에서 리오셀 섬유 제조 공정은 (a)증해관에서 원료를 펄프화 하여 알칼리 펄프를 제공하고, 원료는 최대 100%의 양으로 톱밥을 포함하고;(b)알칼리 조건 하에서 셀룰로오스와 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 포함한 알칼리 펄프를 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키거나 구리 수치를 증가시키지 않으면서 200-1100, 특히 300-1100으로 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기에 충분한 양의 산화제와 접촉시키고; (c)단계(b)에 따라 처리된 펄프로 섬유를 형성하는 단계를 포함한다. 이러한 측면에서 멜트 블로우잉, 원심 방적, 스펀 본딩 또는 건식 제트/습 공정에 의해 리오셀 섬유가 형성된다.

이 공정은 과산기 함유 산화제, 과산화수소, 산소, 이산화염소, 오존 및 이의 조합이다. 셀룰로오스의 평균 D.P. 감소단계는 50%미만의 전이금속에 대한 마그네슘의 비율에서 이루어진다. 헤미셀룰로오스 함량은 15중량%미만 감소되고 구리 수치는 25중량%미만 증가한다. 접촉단계는 산화제에 의한 셀룰로오스 분해 억제제가 없는 상태에서 이루어진다. 접촉 단계는 8.0이상의 pH에서 이루어질 수 있다. 추가 단계는 섬유 형성 전에 펄프를 용매에 용해시키는 것이다. NMMO 모노하이드레이트에서 10분 이내에 쉽게 용해되는 펄프의 특성이 실시예3의 테스트에서 확인된다.

한 측면에서 톱밥이 원료로 사용되고 짧은 쿠크 시간 및 고온을 사용하는 M&D 또는 Pandia 연속 증해관에서 처리되어 알칼리 펄프가 제조된다. 톱밥은 쉽게 구할 수 있다. 연속 톱밥 펄프화 공정을 펄프 후처리와 조합하여 활성화된 용해급 펄프가 전통적인 고 알파 용해급 펄프에 비해 더 경제적으로 제조될 수 있다. 따라서 톱밥 사용을 통해 천연자원을 보존하면서 매립공간 문제를 해결한다. 본 발명의 펄프와 리오셀 섬유는 최대 100%톱밥 원료로 제조될 수 있다. 펄프 및 섬유를 제조하는 톱밥은 TAPPI 표준 233에 의해 측정되며 1/4인치 스크린에서 유지된 약 50%의 섬유를 포함할 수 있다.

도1은 원료, 특히 톱밥을 리오셀 성형체 제조에 유용한 조성물로 전환하는 공정을 보여준다.

도2는 본 발명의 조성물로 섬유를 형성하는 공정을 보여준다.

도3은 미국특허 출원 09/574,538의 공정으로 제조된 목재 칩 펄프 섬유의 현미경 사진이다.

도4는 용해 테스트 2분 이후에 도3 섬유의 현미경 사진이다.

도5는 본 발명의 공정으로 제조된 톱밥 펄프 섬유의 현미경 사진이다.

도6은 도4와 동일한 용해 테스트 2분 이후에 도5 섬유의 현미경 사진이다

여태까지 알칼리 공정을 통해 펄프를 용해시키는데 유용한 목재 입자의 크기가 중요한 매개변수인 것으로 인식되었다. 펄프를 용해시키는 펄프 공장의 기존 시설은 디자인의 기초가 되는 특정 크기의 목재 칩에 맞게 설계되었다. 가령 목재 칩으로부터 펄프를 용해시키는 증해관은 흑액을 재순환시켜 증해관에서 더욱 균일 한 조건을 제공할 재순환 흐름을 갖는다. 이를 위해서 목재 칩이 액체 재순환 루프에 들어가는 것을 방지할 스크린이 필요하다. 이들 공장에서 현재의 증해관은 톱밥이 재순환 스크린을 막아서 증해관 상태를 망치므로 톱밥과 같은 작은 입자성 목재 물질을 처리하는데 적합하지 않다. 따라서 본 발명의 공정은 용해급 펄프 제조에 융용한 것으로 간주되지 않은 증해관을 사용하며 이러한 증해관을 펄프 처리와 조합하여 리오셀 성형체 제조에 유용한 조성물을 제조한다. 이러한 증해관은 Pandia 또는 M&D 증해관과 같은 연속 증해관이다. 이들 증해관은 재순환 흐름을 요하지 않으므로 막힐 스크린이 없어서 톱밥 펄프화에 적합하다. 연속 증해관은 용기 상부에 이송 노즐과 하부에 출구 노즐을 갖는다. 그러나 상부, 하부 또는 다른 부위에 이송 및 출구 노즐을 둘 다 갖는 다른 연속 증해관도 가능하다. 연속 증해관은 항상은 아니지만 대체로 대기압 이상의 압력에서 작동된다.

펄프화는 목재를 화학적 또는 기계적 방법에 의해 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 및 리그닌 성분을 다소 이산적인 섬유로 파괴한다. 원료 셀룰로오스 섬유가 분리되면 표백공장에서 추가 처리로 펄프는 하나 이상의 특성을 갖게 된다. 그러나 펄프화 단계에서 조건이 최종 펄프의 성질에 영향을 미치는 것은 아니다. 펄프 제조에 사용된 목재 물질의 크기 및 소스가 결과 펄프 제품에 영향을 준다. 연목은 겉씨식물, 특히 침엽수로 알려진 종자식물의 목재를 포함한다. 경목은 속씨식물, 특히 활엽수로 알려진 종자식물의 목재를 포함한다. 연목은 2.5-7mm 길이의 섬유 가도관을 갖는다. 대부분의 연목은 평균 3-3.6mm 길이의 섬유 가도관을 갖지만 경목은 0.9-1.5mm 길이의 섬유 가도관을 갖는다. 연목으로 제조된 펄프는 리오셀 물 품 제조에 대단히 바람직하다. 섬유 길이는 성형된 리오셀 물품의 강도를 증가시킨다. 반면에 톱밥은 연목이든 경목이든 관계없이 작은 섬유 가도관으로 구성된다. 전통적으로 강도에서 손실로 인해 톱밥을 리오셀 성형체 형성용 펄프에 사용하는 것은 바람직하지 않는 것으로 간주되었다. 본 발명에 따르면 짧은 섬유 길이를 갖지만 적합한 강도를 갖는 리오셀 성형체 제조에 적합한 톱밥 펄프가 제조될 수 있다.

톱밥은 톱날 사용과 같은 나무 절단 작업에 의해 생성된 작은 입자의 목재 찌꺼기이다. 나무 톱질이나 칩 스크린잉 작업에 의해 발생된 작은 입자가 톱밥으로 간주된다. 톱밥은 톱이나 연마 시설과 접촉으로 인해 많은 불순물과 잔류 금속을 갖는다. 대체로 톱밥은 흡수재로 사용되며 펄프 원료로서 거의 사용되지 않는다. 톱밥 펄프가 제조될 때 대부분은 앞서 언급된 연속 공정을 사용하여 펄프화 된다. 전통적인 크기의 목재 칩과 다르게 톱밥은 작은 입자 크기를 취급하도록 특수 설계된 증해관에서 펄프화 되어야 한다. 이러한 증해관은 용해급 펄프 제조에 사용되는 전통적인 증해관과 다르게 상당히 감소된 체류시간, 더 높은 액-대-목재 비율 및 더 높은 쿠킹 온도를 갖도록 설계된다. 이것은 목재 칩에 비해서 톱밥의 표면적이 10-50배 더 크고 톱밥의 쿠킹 액체에 대한 투과가 매우 빠르기 때문이다. 본 발명에서 사용하기 적합한 증해관은 Pandia 또는 M&D (Messing & Durkee)증해관이다. 유사한 디자인의 다른 증해관도 사용될 수 있다. 용해급 펄프 제조에 사용되는 전통적인 증해관은 톱밥의 경우 필요한 짧은 쿠킹 시간을 다루기에 부적합하다.

톱밥은 연목이나 경목에서 나오는 작은 목재 입자 집합체이다. 나무 톱질 작 업에서 나온 톱밥 입자의 입자 크기 분포는 톱의 두께, 톱질 속도, 톱니 디자인, 톱의 직경과 같은 변수에 의해 좌우된다. 이와 같이 크기 분포는 톱밥을 생성하는 나무 톱질 공정의 디자인에 달려있다.

목재 생성 공정에서 톱으로 켠 자국으로 발생된 입자에 추가적으로 톱밥은 칩 스크린 미립자 및 핀 칩과 같은 다른 작은 목재 입자를 포함한다. 스크린 미립자는 블레이드, 디스크 및 롤 스크린의 경우 3-15mm 직경의 구멍, 계면 또는 롤-간 거리를 갖는 스크린에 의해 펄프화 이전에 목재 칩으로부터 제거되며 직사각 스크린 구멍도 동일한 범위에 있다.

톱밥 정량화 방법 중 하나에서 톱밥은 입자 메쉬 크기에 연속으로 유지되는 톱밥 샘플의 비율에 의해 분류된다. 톱밥 샘플 측정의 일례는 다음 비율 및 메쉬 스크린 크기로 주어진다. 여기서 (+)부호는 스크린에 유지된 초기 샘플의 비율이고 (-)부호는 스크린을 통과한 초기 샘플의 비율이다. +1/4인치 메쉬는 2-4%, +6메쉬는 4-5%, +10메쉬는 27-24%, +20메쉬는 36-38%, -20메쉬는 28-32%이다. 이것은 2-4%의 톱밥 샘플이 1/4인치 메쉬 스크린을 통과하지 않음을 의미한다. (-)부호는 20메쉬 스크린을 통과하는 더 작은 입자의 비율을 의미한다. 또 다른 톱밥 샘플 측정에서 TAPPI 표준 T233(Bauer McNett)에 의해 톱밥이 정량 되는데 톱밥 섬유 크기를 측정한다. 톱밥 샘플의 정량화는 다음과 같다:+1/4인치 스크린은 4-18%, +35스크린은 12%, +65스크린은 49-57%, +150스크린은 17-22%, -150스크린은 4-5%이다(1997 TAPPI Forest Biology Wood Chemistry Conference, Walter J. Bublitz & Jerry L. Hull). 톱밥 샘플의 Bauer McNett 섬유 비율은 다음과 같다: 24.3%가 14메쉬에 유 지되고 26.7%가 28메쉬에 유지되고 43.2%가 100메쉬에 유지되고 5.2%가 200메쉬에 유지되고 0.6%가 200메쉬를 통과한다. 혼성 경목 칩은 다음 비율을 포함한다: 0.2%가 14메쉬에 유지되고 12.8%가 28메쉬에 유지되고 66.2%가 100메쉬에 유지되고 6.6%가 200메쉬에 유지되고 14.2%가 200메쉬를 통과한다(pulp and Paper, February1979, Cecil M. Bail, pp.105-109). 또 다른 기관은 톱밥입자에 대해 다음 Tyler Sieve 분석을 보고한다: 19.2%가 4메쉬에 유지되고 28.0%가 8메쉬에 유지되고 14.7%가 10메쉬에 유지되고 21.6%가 20메쉬에 유지되고 10.5%가 35메쉬에 유지되고 6.0%가 팬에 수집된다. 동일한 기관은 섬유 분류에 Bauer McNett를 사용한다. +12메쉬는 1%, +28메쉬는 45%, +48메쉬는 24%, +100메쉬는 12%, -100메쉬는 18%이다. 칩 펄프 섬유에 대한 분류는 다음과 같다: +12는 47%, +28은 34%, +48은 8%, +100은 3%, -100은 8%이다(pulp and Paper Canada, January1997, T.G. Taylor, pp.53-57).

톱밥은 TAPPI 표준 T233에 의해 측정될 경우50% 이하가 1/4인치 스크린에 유지되는 경목 또는 연목 입자 집합체이다. 목재 칩의 섬유 크기가 톱밥에 대한 섬유 길이 분류를 충족한다면 톱밥은 모든 크기의 칩을 포함한다. 1/4메쉬 스크린에 유지된 50%비율의 일부로서 전통적인 크기의 목재 칩도 원료로 사용할 수 있다.

본 발명에서 유용한 톱밥과 같은 원료는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스를 함유한다. 본 발명에서 유용한 톱밥의 소스는 나무에 국한되지 않는다. 소스에 관계없이 본 발명에서 사용되는 톱밥은 M&D, Pandia 또는 기타 유사한 연속 증해관용으로 변형된 크라프트 또는 소다 공정과 같은 알칼리 펄프화 공정을 사용하여 펄프로 전환된다.

펄프화 공정에 사용되는 2가지 반응기는 배치 및 연속 반응기이다. 재순환 흐름을 함유한 전통적인 배치 반응기는 목재 칩을 적절히 펄프화 하지만 재순환 흐름을 제공하여 균질 혼합물을 제공하기 위해서 목재 칩이 펌프에 들어가는 것을 방지할 스크린이 재순환 라인에 배치되어야 한다. 톱밥으로부터 용해급 펄프를 제조하기 위해서 재순활 라인에서 스크린의 막힘 문제가 해결되어야 한다. 본 발명의 방법은 M&D, Pandia와 같은 연속 반응기를 사용하여 톱밥으로부터 용해급 펄프를 제공함으로써 이 문제를 해결한다. 이러한 반응기는 액체를 연속으로 제거하고 이후에 현재의 목재 칩 배치 처리와 다르게 사용된 액체를 회수하거나 폐기한다.

톱밥을 알칼리 펄프로 펄프화 하는 방법은 미국특허 3,586,600에 발표된 M&D, Pandia 증해관과 같은 연속 증해관을 사용한다. 이러한 증해관은 톱밥 펄프화에 전형적으로 사용되어 왔지만 용해급 펄프 제조용은 아니었다. 톱밥에서 발견되는 작은 목재 입자를 허용한다면 배치 반응기를 사용해도 본 발명의 범주를 벗어난 것은 아니다. 펄프화 단계는 글리코시드 결합을 파괴하는 산 가수분해 조건이나 다른 불균질 혼합물 조건(즉 반응 시간, 온도, 및 산 농도)에 노출되지 않은 셀룰로오스 및 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 함유한 알칼리 화학적 목재 펄프, 특히 비-표백 연속 증해 처리된 크라프트 목재 펄프를 생성한다. 혹은 D.P. 감소 단계 이전, 동안, 또는 이후에 표백단계가 사용되어 글리코시드 결합을 파괴하는 산 가수분해 조건이나 다른 불균질 혼합물 조건(즉 반응 시간, 온도, 및 산 농도)에 노출되지 않은 셀룰로오스 및 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 함유한 표백된 연속 증해 처리된 크라프트 목재 펄프를 생성한다. 비-표백 및 표백 펄프는 본 발명에 따라 더욱 처리를 받아 리오셀 성형체 제조용 조성물이 된다.

"연속 증해 처리된"이란 펄프가 톱밥 펄프화에 전형적으로 사용되어 왔지만 용해급 펄프 제조용은 아닌 M&D, Pandia 증해관과 같은 연속 증해관에서 제조됨을 의미한다. 본 발명은 연속 증해관에서 크라프트 쿠킹 액체를 사용한다. 본 발명의 공정은 더 짧은 쿠킹 시간과 더 높은 온도를 사용한다. 쿠킹 시간은 목재 입자 크기, 증해관 크기, 생산률, 쿠킹 액체의 양과 농도 및 온도에 달려있다. 그러나 30-90분, 특히 60분이 적합한 시간이다. 쿠킹 온도는 위의 변수에 의해 좌우되지만 일반적으로 약 180 ℃이상이다. 당업자는 위의 변수를 고려하여 시간 및 온도를 증감할 수 있을 것이다. 쿠킹 액체는 전형적인 크라프트 쿠킹의 경우와 유사하며 황화나트륨과 수산화나트륨의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따라 톱밥이 연속 증해 처리된 크라프트 목재 펄프로 전환된 이후에 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으며 구리 수치를 증가시키지 않으면서 평균 D.P.를 감소시키도록 처리된다.

목재 펄프화 산업에서 나무는 경목이나 연목으로 분류된다. 본 발명의 실시에서 톱밥은 전나무(Douglas 및 Balsam), 소나무(Eastern 백송 및 Loblolly), 가문비나무(White), 낙엽송(Eastern), 삼나무, 헴록(Eastern 및 Western)과 같은 연목에서 유도될 수 있다. 톱밥을 유도하는 경목은 아카시아, 알더(Red 및 European black), 아스펜(Quaking), 비치, 버치, 오크(White), 고무나무(유칼립투스 및 Sweetgum), 포플러(Balsam 포플러, Eastern cottonwood, Black cottonwood, 및 Yellow 포플러), 메이플(Sugar, Red, Silber, Bigleaf)를 포함한다. 톱밥은 작은 입자를 발생하는 다른 셀룰로오스 함유 소스로부터 유도될 수 있다.

연목이너 경목 목재는 3가지 주성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 포함한다. 셀룰로오스는 식물 목질 구조의 약 50%를 구성하고 D-글루코오스 모노머의 무-브렌치 폴리머이다. 각 셀룰로오스 폴리머 쇄는 조합되어 더 굵은 마이크로피브릴을 형성하고 이것은 조합되어 다발로 배열되는 피브릴을 형성한다. 다발은 광학 현미경으로 고 배율에서 관찰할 경우 식물 세포벽의 성분으로서 가시적인 섬유를 형성한다. 셀룰로오스는 분자-내 및 분자-간 수소결합에 의해 고-결정성이다.

헤미셀룰로오스는 목재에서 셀룰로오스와 조합되는 저 분자량 탄수화물 폴리머이다. 헤미셀룰로오스는 직쇄 폴리머인 셀룰로오스에 비해 비정질 브렌치 폴리머이다. 헤미셀룰로오스를 형성하기 위해 조합되는 주요 당은 D-글루코오스, D-크실로오스, D-만노스, L-아라비노오스, D-갈락토오스, D-글루쿠론산 및 D-갈락투론산이다.

리그닌은 비정질 폴리머로 이루어진 복잡한 방향족 폴리머이며 목재의 30-50%를 차지한다.

펄프 산업에서 목재 주성분의 화학에서 차이가 셀룰로오스 정제에 사용된다. 가령 증기 형태의 가열된 물은 헤미셀룰로오스로부터 아세틸기를 제거하고 아세트산 형성으로 인해 pH가 감소된다. 150-180℃의 상승된 온도에서 목재 탄수화물 성분의 산 가수분해가 일어나고 리그닌의 가수분해는 덜 일어난다. 헤미셀룰로오스는 이러한 산 가수분해에 특히 민감하고 크라프트 펄프화 공정이나 아황산염 쿠킹 공 정의 초기 증기 예비 가수분해 단계에 의해 헤미셀룰로오스의 대부분이 분해된다.

알칼리 용액과 목재의 반응에 있어서 모든 목재 성분은 강한 알칼리 조건에 의한 분해에 민감하다. 크라프트 목재 펄프화 공정에서 대체로 사용되는 140℃이상의 상승된 온도에서 헤미셀룰로오스 및 리그닌이 묽은 알칼리 용액에 의해 우선 분해된다. M&D 또는 Pandia 증해관과 같은 연속 증해관에서 온도는 180-190℃로 훨씬 높다. 높은 온도는 빠른 분해와 셀룰로오스 D.P. 감소를 가져온다. 이것은 용해급 펄프 제조에 있어서 유리하다. 추가로 모든 목재 성분은 염소, 치아염소산나트륨 및 과산화수소와 같은 표백제에 의해 산화될 수 있다.

연속 증해관에서 수행되는 알칼리 펄프화 단계는 더욱 처리되어 리오셀 섬유 제조용 알칼리 펄프를 제공하는 연속 증해 처리된 브라운 스톡 알칼리 펄프를 제공하는데 사용될 수 있다.

전형적인 크라프트 표백 단계는 4미만의 pH 및 70℃이상의 온도에서 이산화염소 단계나 다중 이산화염소 단계를 포함하지만 이러한 단계의 조합된 불균질 혼합물 조건(반응시간, 온도, 산 농도)은 셀룰로오스 D.P.를 감소시키는데 적합하지 않다. 본 발명에 따라 알칼리 펄프화 이전에 산 예비 처리 단계를 피함으로써 알칼리 펄프 총 생산비용이 절감된다. 게다가 산 예비 가수분해 단계를 하지 않음으로써 헤미셀룰로오스의 분해가 방지되고 펄프화 공정의 총 수율이 증가된다. 연속 증해관 사용에 의해 톱밥과 같은 값싼 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스 소스가 리오셀 성형체로 전환시키기에 적합한 펄프 제조에 사용될 수 있다. 여기서 언급되는 알칼리 펄프는 톱ㅂ바이 섬유로 전환되는 펄프화 공정 이전이나 동안에 셀룰로오스 글 리코시드 결합의 파괴를 가져오는 산성 조건이나 다른 불균질 혼합물 조건의 조합을 받지 않는 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스를 함유한 펄프이다.

본 발명의 DP 감소단계에서 사용하기에 적합한 연속 증해 처리된 브라운스톡 알칼리 펄프의 특성은 7중량% 이상, 특히 7-30중량%, 더더욱 7-25중량%, 더더욱 9-20중량%의 헤미셀룰로오스 함량; 600-1800의 셀룰로오스 평균 DP; 40미만, 특히 30미만, 더더욱 25미만의 카파 수치와 2.0미만의 구리 수치를 포함한다. 헤미셀룰로오스 또는 리그닌에 적용된 중량%는 펄프의 건조 중량에 대한 중량%이다.

도1에서 본 발명의 조성물 제조공정이 발표된다. 이 공정은 연속 증해관을 사용하여 원료를 펄프화 하는 단계(100)를 포함한다. 원료는 펄프화 이전 공정의 전방 단부에 도입된 셀룰로오스 물질이다. 원료는 펄프화 증해관에 도입되기(100) 이전에 추가 처리를 받을 수 있다. 원료는 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키는 처리를 받지 않을 수 있다. 증해관으로부터 펄프는 세척 또는 스크린잉 된다. 브라운스톡 펄프는 본 발명에 따라 더욱 처리되어 반응기에서 실질적으로 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키지 않으면서 DP를 감소시키는데 실질적으로 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키거나 구리 수치를 증가 시키지 않으면서 셀룰로오스 DP가 감소되어 본 발명의 알칼리 펄프가 제조된다(104). 실질적으로 헤미셀룰로오스 함량을 감소시키지 않는다는 것은 DP 감소 단계 동안 헤미셀룰로오스 함량을 50%이상, 특히 15%이상, 더더욱 5%이상 감소시키지 않음을 의미한다. DP는 셀룰로오스 분자에서 D-글루코오스 모노머의 수치이다. 따라서 평균 DP는 셀룰로오스 폴리머 분포에서 셀룰로오스 폴리머 마다 D-글루코오스 모노머의 평균 수치이다. 이러한 DP 감소 처리는 펄프화 단계(102) 이후에 표백 단계 이전, 이후 및 실질적으로 동시에 블록(102,108,106)에서 이루어진다. "실질적으로 동시에"란 dp 단계의 적어도 일부가 표백 단계의 적어도 일부와 동시에 이루어짐을 의미한다. 셀룰로오스의 평균DP는 200-1100, 특히 300-1100, 더더욱 400-700이다. 별도 언급이 없으면 DP는 ASTM 테스트 1301-12.A에 의해 측정된다. 상기 범위의 DP는 리오셀 섬유를 생성하는 처리된 펄프 용액인 도프의 점도가 충분히 낮아서 좁은 구멍을 통해 압출되어 리오셀 섬유를 형성하지만 결과 리오셀 섬유의 강도가 저하될 정도로 낮지는 않으므로 바람직하다. 특히 처리된 펄프의 DP는 유니모달이며 모달 DP 주위에 집중된 정규 분포를 한다.

구리 수치는 펄프의 카르복실 함량으로 셀룰로오스의 환원 수치를 측정하는데 사용되는 테스트이다. 구리 수치는 특정 중량의 셀룰로오스 물질에 의해 알칼리 매체에서 수산화구리로부터 산화구리로 환원되는 구리 금속의 밀리그램으로 표현된다.

실질적으로 구리 수치를 증가시키지 않음은 DP 감소 단계 동안 구리 수치를 100%이상, 특히 50%이상, 더더욱 25%이상 증가시키지 않음을 의미한다. DP 감소 단계 동안 구리 수치가 변하는 정도는 DP 감소 단계에 들어가는 증해 처리된 펄프의 구리 수치를 DP 감소 단계 이후 처리된 펄프의 구리 수치를 비교하여 결정된다. 높은 구리 수치는 처리된 펄프를 용해시켜 도프를 형성하는 동안 및 이후 셀룰로오스 및 용매 분해를 초래하므로 낮은 구리 수치가 바람직하다. 그러나 헤미셀룰로오스와 같은 많은 양의 브렌치 폴리머를 함유한 본 발명과 같은 펄프의 카르보닐 함량 은 높은 구리 수치에서도 상당한 용매 분해를 야기하지 못한다. 헤미셀룰로오스 고 함량 펄프는 카르보닐을 갖는 많은 체인 단부를 포함하므로 고 알파 펄프에 비해 훨씬 높은 카르보닐 함량 및 이로 인한 구리 수치가 헤미셀룰로오스 고 함량 펄프에서 문제를 초래하지 않는다. 따라서 헤미셀룰로오스 고 함량 펄프는 고 알파 펄프에 비해 카르보닐 함량 및 이로 인한 구리 수치가 높을 수 있다. 또한 높은 구리 수치는 열적으로 덜 안정적인 펄프를 가져온다고 일반적으로 인식되었지만 이러한 인식은 오류임이 판명되었다. 190-450DP의 매우 낮은 DP 펄프에서 2 이상의 구리 수치가 열적 불안정성을 판정하지 못한다. 구리 수치가 체인 단부 간의 카르보닐 함량이라기보다 체인 단부의 카르보닐 함량이라면 4정도의 높은 구리 수치를 갖는 펄프는 열적으로 안정적일 수 있다.

본 발명의 처리된 알칼리 펄프의 헤미셀룰로오스 함량은 7중량% 이상, 특히 7-25중량%, 더더욱 7-20중량%, 더더욱 10-17중량%이다. 헤미셀룰로오스 또는 리그닌에 적용된 중량%는 펄프의 건조 중량에 대한 중량%이다.

본 발명의 펄프는 섬유의 4% 이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다. 이것은 부분적으로 톱밥이나 경목과 같은 사용된 원료 때문이다.

본 발명의 펄프는 2.8이상의 ΔR을 갖는다. 미국특허출원 09/574,538의 처리된 펄프는 2.8미만의 ΔR을 갖는다. 미국특허출원 09/256,197의 펄프는 2.8이상의 ΔR을 갖지만 2.0이상의 구리 수치를 갖는다. 상기 197'출원에 따르면 2.0미만으로 구리 수치를 감소시키는 처리 이후에 펄프의 ΔR은 2.8미만으로 감소된다.

R₁₀은 펄프를 10%가성소다 용액에 용해시키는 시도 이후 남겨진 용해안된 잔류물질이다. R₁₈은 펄프를 18%가성소다 용액에 용해시키는 시도 이후 남겨진 용해안된 잔류물질이다. 일반적으로 10%가성소다 용액에서 헤미셀룰로오스와 화학적으로 분해된 단쇄 셀룰로오스는 용액에 용해되어 제거된다. 이에 반하여 18%가성소다 용액에서 헤미셀룰로오스만이 용액에 용해되어 제거된다. 따라서 R₁₀과 R₁₈의 차이는 펄프 샘플에 존재하는 화학적으로 분해된 단쇄 셀룰로오스의 양을 나타낸다. 필요한 조성 달성을 위해 다른 분자량 분포의 펄프와 블렌딩할 필요가 없는 펄프를 고객에게 제공할 수 있다는 점에서 2.8이상의 넓은 분자량 분포를 갖는 펄프 제공이 바람직하다.

본 발명에 따라 처리된 펄프에서 헤미셀룰로오스의 화학적 형태가 미국특허출원 09/256,197의 펄프와 시판 용해급 펄프와 같이 셀룰로오스 글리코시드 결합 파괴를 가져오는 산성 조건이나 불균질 혼합 조건에 노출된 펄프에서의 헤미셀룰로오스의 화학적 형태와 구별된다. 이러한 화학적 형태에서의 차이는 공지 출원 펄프나 시판 용해급 펄프의 헤미셀룰로오스의 DP에 비교되는 본 발명 펄프의 헤미셀룰로오스의 DP로 알 수 있다. 이러한 DP 차이는 각 펄프가 유도(아세틸화) 되어 S.A. Rydholm에 따라 테스트 할 때 관찰된다(Pulping Process, Interscience Publishers 1965). 본 발명의 처리된 알칼리 펄프에서 더 높은 DP 헤미셀룰로오스는 미국특허출원 09/256,197의 펄프와 시판 용해급 펄프에서의 헤미셀룰로오스에 비해서 필라멘트 형성 공정이나 형성된 리오셀 필라멘트의 후처리 동안 리오셀 필라멘트로부터 덜 추출된다.

펄프의 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키도록 펄프를 처리하는데 현재 선호되는 방법은 고 점도나 주간 점도 반응기에서 알칼리 조건 하에서 펄프를 처리하는 것인데 여기서 펄프는 과산기 함유 산화제, 산소, 과산화수소, 이산화염소, 오존, 또는 이의 조합과 접촉된다. 선호되는 산화제는 산소와 과산화수소의 조합이나 과산화수소 단독이다. 이러한 처리 단계는 미국특허출원 09/574,538에 발표된다. 본 발명은 리오셀 제조에 융용한 펄프를 더욱 경제적으로 제조하기 위해 톱밥으로부터 연속으로 증해 처리된 브라운스톡 펄프를 제조한다.

펄프의 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키도록 처리된 본 발명의 펄프는 적합한 조건 하에서 반응기에서 펄프를 산화제와 접촉시켜 제조될 수 있다. 적합한 반응기는 크라프트 공정에서 산소 반응기로 사용되는 반응기를 포함한다. 펄프를 산화제와 접촉시킬 수 있는 반응기는 미국특허 4,295,925; 4,295,926; 4,298,426; 4,295,927에 발표된다. 리그닌을 제거하면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키지 않는 조건 하에서 작동되는 전통적인 산소 반응기와 다르게 본 발명은 펄프의 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키는 조건 하에서 반응기를 작동시킨다. 본 발명에 따르면 반응기는 고 농도 반응기로서 반응기로의 공급 흐름의 농도는 20% 이상이거나 농도가 8-20%인 중간 농도 반응기 이다. 본 발명의 결과를 달성하기 위해 고 농도 또는 중간 농도 반응기가 작동되는 조건은 중간 농도 반응기가 작동될 수 있는 온도보다 약간 고온에서 고 농도 반응기를 작동시키는 조건이다.

사용될 수 있는 산화제 중에서 산소와 과산화수소의 조합이나 과산화수소가 선호된다. 산화제의 양은 주어진 온도 및 시간에서 DP 감소와 리그닌을 제거해야 한다. 고 농도 반응기에서 산소는 0-반응기의 최대 정격 압력, 특히 0-85psig, 더더욱 40-60psig이다. 과산화수소는 0.75-5.0, 특히 1.0-2.5중량%의 양으로 존재한다.

중간 농도 반응기에서 산소는 펄프 1톤당 0-100, 특히 50-80 파운드이다. 과산화수소는 0.75-5.0, 특히 1.0-2.5중량%의 양으로 존재한다.

산화제에 추가적으로 반응기에서 가성소다가 완충제로서 펄프와 접촉된다. 가성소다의 소스는 수산화나트륨이나 비-산화 또는 산화된 백수이다. 가성소다의 양은 비-처리된 펄프의 카파 수치에 부분적으로 달려있다. 일반적으로 카파 수치가 증가하면 가성소다 첨가량이 많다. 도입되는 가성소다의 양은 공정 조건에 달려있으며 4-5중량% 정도가 사용된다.

반응기가 작동되는 온도는 부분적으로 산화제의 농도에 달려있다. 위의 범위에 속하는 양으로 산화제가 사용될 경우 온도는 80-130℃이다. 반응기의 온도는 발생하는 반응이 발열반응이어서 반응기의 온도를 증가시키므로 시간에 따라 가변적이다. 온도와 산화제의 농도는 사용되는 산화제의 양과 온도의 다양한 조합에 따라 적합한 결과를 제공할 수 있다.

본 발명에서 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 펄프의 평균 DP를 감소시키는 단계는 알칼리성으로 유지된다. 위의 DP 감소 단계의 pH는 이 단계 내내 8.0이상이다. 산화제의 농도나 온도가 필요에 따라 변하면 위의 지정된 범위의 위나 아래의 pH도 만족스러운 결과를 제공할 수 있다.

헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키기 위해 펄프를 처리하는 방법은 일련의 단계에서 펄프를 처리한다. 한 측면에서 펄프는 DEDE 서열로 처리를 받는다. E단계는 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키는데 사용되는 주 단계이다.

처음 D단계에서 물을 첨가하여 펄프 농도가 약 10%로 조절된다. 펄프 1톤당 약 28.4파운드의 양으로 이산화염소가 용해된 펄프에 첨가된다. 혼합물은 1.5시간 약 75℃로 유지된다.

두번째 E단계에서 물을 첨가하여 펄프 농도가 약 10%로 조절된다. 펄프 1톤당 약 30파운드의 양으로 수산화나트륨이 반응기에 채워진다. 펄프 1톤당 약 60파운드의 양으로 과산화수소가 반응기에 채워진다. 용해된 펄프에 첨가된다. 혼합물은 1.5시간 약 88℃로 유지된다.

세번째 D단계에서 펄프 1톤당 약 19파운드의 양으로 이산화염소가 반응기에 채워지고 펄프는 10%농도로 다시 희석된다. 혼합물은 1.5시간 약 75℃로 유지된다.

네번째 EP단계에서 물을 첨가하여 펄프 농도가 약 10%로 조절된다. 펄프 1톤당 약 30파운드의 양으로 수산화나트륨이 반응기에 채워진다. 펄프 1톤당 약 40파운드의 양으로 과산화수소가 반응기에 채워진다. 용해된 펄프에 첨가된다. 혼합물은 1.5시간 약 88℃로 유지된다.

본 발명에 따라서 전이금속을 제거하기 위해 통상 사용되는 산세척이나 착화 단계이전에 펄프와 산화제 간의 접촉이 선호된다. 셀룰로오스 점도에 부정적인 영향을 주는 셀룰로오스 분해 중간물질로 분해하는 결과를 주는 전이금속을 제거하는 공지 공정과 다르게 본 출원인은 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키기 위해 셀룰로오스와 반응하는 중간물질을 생성하기 위해 과산화수소를 부분적으로 분해하는 목재 내의 자연발생 전이금속을 이용할 수 있음을 발견하였다. 또한 셀룰로오스 분해를 억제하는 수단으로 황산마그네슘을 사용하는 공지 공정과 다르게 본 발명은 산화제에 의한 셀룰로오스의 분해를 억제하는 억제제의 부재 하에서 펄프가 산화제와 접촉하도록 반응기나 이의 상류에 황산마그네슘을 도입하지 않는다. 황산마그네슘이 반응기 이전에 펄프에 존재하면 전이금속에 대한 마그네슘의 비율은 50%미만이 좋다.

2.0 이하의 구리 수치를 갖는 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스 함유 브라운스톡 톱밥 목재 펄프가 위의 조건 하에서 산화제와 접촉될 때 처리된 펄프는 7중량% 이상의 헤미셀룰로오스를 함유하고 200-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스를 함유하고 2.0미만의 구리 수치를 갖는 처리된 펄프가 생성되고 펄프 섬유의 4%이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다. 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 감소시키기 위해 표백 또는 비-표백 목재 펄프가 산화제와 접촉되는 위의 조건은 예시적인 것이며 다른 조건도 본 발명의 범주에 속한다. 추가로 DP 감소 단계 이후의 펄프가 리오셀 섬유 제조용 도프 제조에 사용될 수 있지만 후속 단계가 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면 표백단계와 같은 후속 단계가 필요할 수 있다. 추가로 헤미셀룰로오스 함량을 실질적으로 감소시키지 않으며 펄프의 구리 수치를 실질적으로 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 DP를 더욱 감소시키기 위해 펄프가 제1, 제2, 제3 또는 그 이상의 단계에서 산화제와 접촉될 필요가 있을 수 있다.

도1에서 알칼리 펄프가 본 발명에 따라 반응기에서 산화제로 처리된 이후 처리된 펄프는 물로 세척되거나 리오셀 성형체 형성 전에 용해를 위해 NMMO와 같은 유기 용매에 도입된다(112). 혹은 처리 및 세척된 펄프가 건조되고 장 또는 선적을 위해 파편으로 파괴된다(110).

본 발명 처리된 펄프의 바람직한 특징은 처리 이후에 셀룰로오스 섬유가 그대로 유지된다는 것이다. 결과적으로 처리된 펄프는 비-처리 펄프와 유사한 여수도 및 미립자 함량을 갖는다.

본 발명 처리된 펄프의 또 다른 특징은 NMMO 또는 NMMO 모노하이드레이트를 포함한 3차 아민 옥사이드와 같은 유기용매에서 용해도이다. 리오셀 섬유 방적 이 전에 처리된 펄프의 신속한 용해는 리오셀 섬유나 필름과 같은 성형체 발생에 필요한 시간을 단축시켜 공정 비용을 줄이는데 중요하다. 추가로 효율적인 용해는 섬유 방적 속도를 늦추어 리오셀 섬유 방적돌기를 막히게 하고 방적될 때 섬유를 파괴할 수 있는 잔류 비-용해 입자, 부분적으로 용해된 젤라틴 물질의 농도를 최소화하므로 중요하다. 이에 반하여 전통적인 펄프는 화학 첨가제에 의해 더욱 가용성이 되어야 한다. 본 발명의 처리된 펄프는 용매의 종류에 따라 60분 이내에 쉽게 용해된다.

셀룰로오스의 DP를 감소시키는 본 발명의 공정은 제2 펄프 섬유층을 투과성이 되게 하여 용매가 펄프 섬유에 효율적으로 침투되게 한다. 제2 층은 세포벽의 주 층으로 대부분의 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스를 함유한다. 톱밥 사용으로 인한 짧은 섬유 역시 섬유에 용매의 침투를 향상시킨다. 원료에 대한 기계적 거시구조 손상 및 이러한 원료로 제조된 펄프의 화학적 성질(용해 속도나 활성화) 간의 상승효과가 존재한다.

게다가 본 발명의 조성물은 60μmol/g 미만의 카르보닐 함량 및 60μmol/g 미만의 카르복실 함량, 특히 30μmol/g 미만의 카르보닐 함량 및 30μmol/g 미만의 카르복실 함량을 갖는다. 카르복실 및 카르보닐 함량은 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.V., Breitscheidstr.97, D-07407 Rudolstadt, Germany에 의해 수행된 분석에 의해 결정된다. TITK 분석에 의한 펄프 카르보닐 함량 결정에 대한 대안으로 펄프 샘플과 열안정성 저-카르보닐 함유 펄프가 FTIR에 의해 분석될 수 있으며 두 샘플의 스펙트럼 차이가 펄프의 열안정성과 카르보닐기의 존재를 판전할 수 있게 한다.

추가로 본 발명의 처리된 펄프는 저 전이금속 함량을 갖는다. 전이금속은 리오셀 공정에서 셀룰로오스와 NMMO의 분해를 촉진하므로 바람직하지 않다. 나무에서 유도된 처리된 펄프에서 발견되는 전이금속의 예는 니켈, 망간, 철 및 구리이다. 본 발명 조성물의 총 전이금속 함량은 20ppm 미만, 특히 10ppm 미만이다. 본 발명 조성물의 철 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 8ppm 미만, 특히 4ppm 미만이고 구리 함량은 Weyerhaeuser 테스트 번호 AM5-PULP-1/6010으로 측정된 1.0ppm 미만, 특히 0.5ppm 미만이다.

본 발명의 처리된 펄프로부터 리오셀 섬유, 피름과 같은 기타 성형체 제조를 위해서 본 발명의 처리된 펄프는 아민 옥사이드, 특히 3차 아민 옥사이드에 용해된다. 본 발명 실시에 유용한 대표적인 아민 옥사이드가 미국특허 5,409,532에 발표된다. 선호되는 아민 옥사이드는 NMMO이다. 본 발명 실시에 유용한 다른 대표적인 용매는 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드(DMAC), 디메틸포름아미드(DMF) 및 카프로락톤 유도체이다. 처리된 펄프는 미국특허 5,534,113, 5,330,567, 4,246,221에 발표된 수단에 의해 아민 옥사이드 용매에 용해된다. 용해된 처리된 펄프는 도프이다. 도프는 멜트 블로우잉, 스펀-본딩, 원심 방적, 드라이-제트 웨트, 및 기타 방법에 의해 리오셀 섬유와 필름과 같은 기타 성형체 제조에 사용된다. 본 발명의 조성물로 필름을 제조하는 기술이 미국특허 5,401,447(Matsui), 5,277,857(Nicholson)에 발표된다.

도프로부터 리오셀 섬유를 제조하는데 유용한 한 가지 기술은 도프를 다이를 통해 압출하여 다수의 필라멘트를 형성하고, 필라멘트를 세척하여 용매를 제거하고, 리오셀 필라멘트를 건조하는 단계를 포함한다. 도2는 본 발명의 처리된 펄프로부터 리오셀 섬유를 형성하는 공정을 보여준다. 블록(200)에서 셀룰로오스란 용어는 본 발명의 조성물을 말한다. 처리된 펄프 형태에서 셀룰로오스는 블록(204,206)에서 도프를 형성하기 위해 아민 옥사이드-물 혼합물에 용해되기 이전에 블록(202)에서 분쇄기로 파괴된다. 본 발명의 처리된 펄프는 미국특허 4,246,221(McCorsley) 방식으로 아민 용매에 용해된다. 처리된 펄프는 40%NMMO와 60%물로 구성된 비-용매 혼합물에서 습윤될 수 있다. 혼합물은 더블 아암 시그마 블레이드에서 혼합되고 충분한 물이 증류 제거되어 NMMO에 대해 12-14%만 남아서 블록(208)에서 셀룰로오스 용액이 형성된다. 혹은 진공 증류 필요성을 제거하기 위해 적절한 물 함량을 갖는 NMMO가 초기에 사용된다. 이것은 약40-60% 농도의 시판 NMMO가 단지 3%물을 함유한 실험실 시약 NMMO와 혼합되어 7-15%물을 함유한 셀룰로오스 용매를 생성할 수 있는 실험실에서 방적 도프를 제조하는 편리한 방법이다. 펄프에 존재하는 수분이 용매에 존재하는 필요한 물 조절에서 고려되어야 한다. NMMO 물 용매에서 셀룰로오스 도프 실험실 제조에 대해 Chanzy , H., A. Peguy, Journal of Polymer Science, Polymer Physics Ed. 18:1137-1144(1980), Navard, P., J.M. Haudin, British Polymer Journal, P.174(Dec.1980)을 참조하시오.

도프는 압출 구멍을 통과하여 필라멘트 또는 섬유를 형성하고(210) 이후 블록(212)에서 재생된다. 마지막으로 블록(214)에서 리오셀 섬유는 세척 또는 표백된다.

본 발명의 리오셀 섬유는 리오셀 섬유 제조에 사용된 처리된 펄프의 헤미셀룰로오스 함량 이하의 헤미셀룰로오스 함량을 갖는다. 본 발명의 리오셀 섬유는 리오셀 섬유 제조에 사용된 처리된 펄프의 헤미셀룰로오스 함량 보다 0-30.0% 적은 헤미셀룰로오스 함량을 갖는다. 본 발명의 리오셀 섬유는 리오셀 섬유 제조에 사용된 처리된 펄프의 평균 DP보다 크거나 적거나 동일한 평균 DP를 갖는다. 리오셀 섬유 제조방법에 따라 펄프의 평균 DP는 섬유 형성 동안 가령 열을 사용하여 더욱 감소될 수 있다. 본 발명의 리오셀 섬유는 리오셀 섬유 제조에 사용된 처리된 펄프의 평균 DP보다 0-20% 크거나 적거나 또는 동일한 평균 DP를 갖는다.

본 발명의 리오셀 섬유는 다양한 바람직한 성질을 보인다. 본 발명의 처리된 펄프로 제조된 리오셀 섬유는 5중량% 이상의 헤미셀룰로오스와 200-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스를 포함하고 2.0미만의 구리 수치를 가지며 펄프 섬유의 4%이상이 2.0mm 미만의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는다. 본 발명의 섬유는 2.8이상의 ΔR을 가진다. 이러한 섬유는 5-27, 특히 5-18, 더더욱 10-15중량%의 헤미셀룰로오스 함량을 갖는다. 셀룰로오스의 평균 DP는 300-1000, 특히 300-1100, 더더욱 400-700이다. 이러한 섬유는 2.0미만, 특히 1.6미만의 구리 수치를 보인다. 본 발명의 리오셀 섬유는 8-20% 건조 신장률, 10-18% 습 신장률, 20-48cN/tex의 건조 점착성, 18-4040cN/tex의 습 점착성을 보인다. 위의 성질은 Thuringisches Institut fur Textile-und kunstoff Forschunge.에 의해 수행된 분석에 의해 결정되므로 분석법이 상이하면 동일 섬유에 대해 상이한 값을 가질 수 있다. 본 발명의 리오셀 섬유 성질은 조건을 조절하여 다음 범위로 변화될 수 있다. 가령 도프에서 셀룰로 오스(즉 펄프) 농도는 7-30%이고 방적 온도는 80-130℃이고 방적 속도는 40-1000미터/분이고 에어-갭은 1-50cm이고 연신율(노즐 출구에서 와인더 속도/필라멘트 속도)은 1-500이고 항산화제 첨가량은 5중량%이하이다. 그러나 도프나 방적돌기의 온도와 같은 다른 변수가 리오셀 섬유의 성질에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 리오셀 섬유는 부직물(여과 매체나 흡수 제품에 사용) 및 직물에서 사용하기 적합한 물성을 보인다.

본 발명의 처리된 펄프로 섬유를 형성하는 기술이 미국특허 5,401,447, 5,277,857에 발표된다.

실시예1

산업적 규모의 M&D 증해관에서 브라운스톡 톱밥 펄프가 제조된다. 증해관은 182℃의 온도에서 작동되며 증해관에서 평균 체류시간은 60분이다. 증해관에서 쿠킹 액체로 백수가 사용된다. 백수는 Na₂O로서 리터당 115.2그램의 총 적정 가능한 알칼리(TTA), Na₂O로서 리터당 99.2그램의 활성 알칼리(AA), Na₂O로서 리터당 81.6그램의 유효 알칼리(EA)를 갖는다. 백수의 황화도(Sulfidity)는 TTA의 28%이다. 백수의 비중은 1.15이다.

21.0의 카파 수치(TAPPI 표준 T236 cm-85), 110체의 점도(TAPPI T230), 1264의 DP, 0.6의 구리 수치, 14.1%±1.5%의 헤미셀룰로오스 함량을 갖는 북부 연목 톱밥 비표백 알칼리 크라프트 펄프(주 수종은 Douglas fir, Spruce 및 Lodgepole pine)가 제1 D단계에서 이산화염소로 처리된다.

D1단계

D1단계 처리된 펄프가 톱밥 브라운스톡 펄프를 핀 플러핑하여 가공되고 펄프가 폴리프로필렌 백에 옮겨진다. 폴리프로필렌 백에서 펄프의 농도는 물을 첨가하여 10%로 조절된다. 펄프 1톤당 28.4파운드의 양으로 이산화염소가 백에서 펄프의 농도를 조절하는데 사용되는 물에 이산화염소를 용해시켜 묽은 펄프에 도입된다. 백을 밀봉하고 혼합하고 수조에서 1.5시간 75℃에서 유지한다. 출구 pH는 1.9이고 이산화염소는 탐지되지 않는다. 펄프가 제거되고 탈이온수로 세척된다. 이 펄프는 다음 EP 단계에서 처리된다.

EP1단계

D1의 세척된 펄프가 새로운 폴리프로필렌 백에 담기고 농도를 10%로 하는데 필요한 물의 양의 절반과 가성소다가 도입된다. 희석수의 나머지 절반과 함께 과산화수소가 백에 도입된다. 과산화수소는 펄프 1톤당 60파운드, 가성소다는 30파운드에 해당한다. 백을 밀봉하고 혼합하고 수조에서 1.5시간 88℃에서 유지한다. 단지 미량의 과산화수소만 탐지된다. 출구 pH는 8.1이고 펄프 DP는 905이다. 백에서 펄프가 제거되고 탈이온수로 세척한 이후에 폴리프로필렌 백에 담고 손으로 파괴한다. 이 펄프는 다음 D2 단계에서 처리된다.

D2단계

펄프의 농도를 10%로 하는데 필요한 희석수와 함께 펄프 1톤당 19파운드의 양으로 이산화염소가 펄프에 도입된다. 백을 밀봉하고 혼합하고 수조에서 1.5시간 75℃에서 유지한다. 출구 pH는 2.6이고 DP는 923이다. 펄프가 제거되고 탈이온수로 세척한 이후 매트를 여과하고 폴리프로필렌 백에 단아 손으로 파괴한다. 이 펄프는 다음 EP 단계에서 처리된다.

EP2단계

세척된 펄프가 새로운 폴리프로필렌 백에 담기고 농도를 10%로 하는데 필요한 물의 양의 절반과 가성소다가 도입된다. 희석수의 나머지 절반과 함께 과산화수소가 백에 도입된다. 과산화수소는 펄프 1톤당 40파운드, 가성소다는 30파운드에 해당한다. 백을 밀봉하고 혼합하고 수조에서 1.5시간 88℃에서 유지한다. 잔류 과산화수소는 톤당 10파운드 미만이다. 출구 pH는 11.7이고 펄프 DP는 579이다.

처리된 펄프는 TAPPI 표준430에 의하면 1.4의 구리 수치를 가지며 헤미셀룰로오스 함량은 14.1%±1.5%이며 R10 80.9%, R18 84.5%이고 카르복실 함량은 4.0meq/100g(28마이크로 몰/g TITK)이다. 최종 88ISO 명도가 달성된다. 길이 중량 평균 섬유 길이(LWAFL)는 1.3mm 이고 조립도는 15mg/100mm 이다.

실시예2

NMMO 모노하이드레이트 용해 테스트

NMMO 모노하이드레이트 용해 테스트에서 출원번호 09/574,538 및 본 발명에 따라 제조된 펄프 샘플이 플러핑되고 NMMO와 혼합되어 별도의 혼합물을 제공한다. 각 혼합물을 85℃로 가열하고 88배율의 광학현미경으로 용해 과정을 관찰한다. 현미경에는 카메라가 설비된다. 혼합물이 85℃가 되었을 때 각 섬유의 사진을 찍는다. 도3은 09/574,538에 따라 제조된 섬유의 사진이다. 도5는 본 발명의 섬유 사진 이다. 30초 간격으로 사진을 찍는다. 도4는 약 2분 후에 09/574,538 섬유의 사진이다. 도6은 약 2분 훙[ 본 발명 섬유의 사진이다. 도6에서 본 발명의 섬유는 2분 이내에 완전 용해되지만 우측 상부 코너에서 작은 섬유 흔적이 있다. 섬유는 5분 이내에 완전 용해될 수 있음이 명백하다. 본 발명에 따른 펄프는 약 2분 이내에 NMMO 모노하이드레이트에서 더 빨리 완전 용해될 수있다.

실시예3

드라이-제트 습식-방적된 섬유

NMMO에 처리된 펄프를 용해시켜 도프 샘플을 제조하는데 본 발명의 펄프가 사용된다. 미국특허 5,417,909의 드라이 제트 습식-공정에 의해 도프가 리오셀 섬유로 방적된다. 드라이-제트 습식-방적 절차는 TITK에 따른다. 본 발명의 섬유의 성질이 표1에 요약된다. 드라이-제트 습식공정을 사용하여 특허출원 09/574,538의 펄프로 제조된 리오셀 섬유를 요약한다. 표1과2의 섬유 간의 차이는 적어도 공정에 사용된 원료에 있다.

표1 및 2의 리오셀 섬유 제조에 사용된 펄프에 제2 용해 테스트가 적용된다. 최소한의 교반으로 0.6% 셀룰로오스 용액을 생성하기 위해 펄프가 NMMO에서 80-100℃에서 별도로 용해된다. 40-70배율 현미경에서 펄프 완전 용해 시간이 관찰된다. 펄프 용해 시간은 표1 및 2에 제시된다. 톱밥 펄프의 용해시간이 더 빠름이 명백하다. 이것은 일반적으로 펄프의 더 짧은 섬유 길이 때문이지만 목재 칩과 톱밥으로 제조된 리오셀 섬유의 성질은 필적할만하다.

섬유 성질(알칼리 톱밥 펄프/알칼리 처리)

섬유 여수도(dtex)	1.42	1.60
도프에서 셀룰로오스(펄프) 함량(%)	12.3	12.3
세척된 섬유에서 헤미셀룰로오스 함량(%)	14.1	14.1
건조 점착성(cN/tex)	35.3	36.2
습 점착성(cN/tex)	28.7	27.9
점착성 비율(%)	81.3	77.1
파괴 건조 신장율(%)	14.0	14.6
파괴 습 신장율(%)	13.2	14.2
루프 점착성(cN/tex)	12.4	13.8
루프 점착성 비율(%)	35.1	38.1
초기 모듈러스(cN/tex)	601	606
습 모듈러스(cN/tex)	185	169
섬유 DP	451	451
용해 시간(분)*	60	60
길이-중량 평균 섬유 길이(mm)	1.2	1.2
coarseness(mg/100m)	15	15

* 실시예 3의 용해 테스트

섬유 성질(크라프트 목재 칩 펄프/알칼리 처리)

섬유 여수도(dtex)	1.63	1.25
도프에서 셀룰로오스(펄프) 함량(%)	11.3	11.3
세척된 섬유에서 헤미셀룰로오스 함량(%)	13	13
건조 점착성(cN/tex)	40.9	42.0
습 점착성(cN/tex)	31.0	32.5
점착성 비율(%)	75.8	77.4
파괴 건조 신장율(%)	12.9	12.7
파괴 습 신장율(%)	13.2	12.7
루프 점착성(cN/tex)	8.7	10.4
루프 점착성 비율(%)	21.3	24.8
초기 모듈러스(cN/tex)	787	766
습 모듈러스(cN/tex)	191	213
섬유 DP	462	462
용해 시간(분)*	90	90
길이-중량 평균 섬유 길이(mm)	2.05	2.05
coarseness(mg/100m)	20.3	20.3

* 실시예 3의 용해 테스트

Claims (76)

1. (a) 펄프의 총 건조 중량에 대하여 7-35중량%의 헤미셀룰로오스;

   (b) 200-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스;

   (c) 0~2.0의 구리 수치를 갖는 처리된 알칼리 펄프를 포함하며;

   (d) 펄프 섬유의 4~100%가 0 초과 ~ 2.0mm의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는 펄프
2. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 목재로부터 제조됨을 특징으로 하는 펄프
3. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 전나무, 소나무, 가문비나무, 낙엽송, 삼나무, 헴록과 같은 연목으로부터 제조됨을 특징으로 하는 펄프
4. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 아카시아, 알더, 아스펜, 오크, 고무나무, 유칼립투스, 포플러, 메이플과 같은 경목으로부터 제조됨을 특징으로 하는 펄프
5. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 300-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 펄프
6. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 300-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스와 7-20중량% 헤미셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 펄프
7. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 400-700의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스와 10-17중량% 헤미셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 펄프
8. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프 셀룰로오스 DP 분포가 유니모달임을 특징으로 하는 펄프
9. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~1.6의 구리 수치를 가짐을 특징으로 하는 펄프
10. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~60μmol/g의 카르보닐 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
11. 제 10항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~30μmol/g의 카르보닐 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
12. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~60μmol/g의 카르복실 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
13. 제 12항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~30μmol/g의 카르복실 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
14. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~20ppm의 총 전이금속 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
15. 제 14항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~10ppm의 총 전이금속 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
16. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~2.0의 카파 수치를 가짐을 특징으로 하는 펄프
17. 제 16항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~1.0의 카파 수치를 가짐을 특징으로 하는 펄프
18. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~8ppm의 철 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
19. 제 18항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~4ppm의 철 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
20. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~1.0ppm의 구리 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
21. 제 20항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 0~0.5ppm의 구리 함량을 가짐을 특징으로 하는 펄프
22. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 2.8~3.6의 ΔR을 가짐을 특징으로 하는 펄프
23. 제 1항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 2~10분 동안에 NMMO 모노하이드레이트를 포함한 용액에서 완전 용해됨을 특징으로 하는 펄프
24. 제 23항에 있어서, 상기 처리된 알칼리 펄프가 2~5분 동안에 NMMO 모노하이드레이트를 포함한 용액에서 완전 용해됨을 특징으로 하는 펄프
25. (a) 리오셀 섬유의 총 중량에 대하여 5-22중량%의 헤미셀룰로오스;

    (b) 200-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스;

    (c) 0~2.0의 카파 수치를 갖는 처리된 알칼리 펄프를 포함하며;

    (d) 펄프 섬유의 4~100%가 0 초과~2.0mm의 길이-중량 평균 섬유 길이를 갖는 리오셀 섬유
26. 삭제
27. 제 25항에 있어서, 5-18중량% 헤미셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 섬유
28. 제 25항에 있어서, 10-15중량% 헤미셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 섬유
29. 제 25항에 있어서, 300-1100의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 섬유
30. 제 25항에 있어서, 400-700의 평균 DP를 갖는 셀룰로오스를 포함함을 특징으로 하는 섬유
31. 제 25항에 있어서, 카파 수치가 0~1.0 임을 특징으로 하는 섬유
32. 제 25항에 있어서, 셀룰로오스 DP 분포가 유니모달임을 특징으로 하는 섬유
33. 제 25항에 있어서, 0~2.0의 구리 수치를 가짐을 특징으로 하는 섬유
34. 제 33항에 있어서, 0~1.6의 구리 수치를 가짐을 특징으로 하는 섬유
35. 제 25항에 있어서, 0~20ppm의 총 전이금속 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
36. 제 35항에 있어서, 0~10ppm의 총 전이금속 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
37. 제 25항에 있어서, ΔR의 최소값이 2.8임을 특징으로 하는 섬유
38. 제 25항에 있어서, 0~60μmol/g의 카르보닐 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
39. 제 38항에 있어서, 0~30μmol/g의 카르보닐 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
40. 제 25항에 있어서, 0~60μmol/g의 카르복실 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
41. 제 40항에 있어서, 0~30μmol/g의 카르복실 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
42. 제 25항에 있어서, 0~8ppm의 철 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
43. 제 42항에 있어서, 0~4ppm의 철 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
44. 제 25항에 있어서, 0~1.0ppm의 구리 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
45. 제 44항에 있어서, 0~0.5ppm의 구리 함량을 가짐을 특징으로 하는 섬유
46. 제 25항에 있어서, 8-20%의 건조 신장률을 가짐을 특징으로 하는 섬유
47. 제 25항에 있어서, 10-18%의 습 신장률을 가짐을 특징으로 하는 섬유
48. 제 25항에 있어서, 20-48cN/tex의 건조 점착성을 가짐을 특징으로 하는 섬유
49. 제 25항에 있어서, 18-40cN/tex의 습 점착성을 가짐을 특징으로 하는 섬유
50. 다음의 단계를 포함하는 단계를 포함하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법:

    최대 100%의 양으로 원료 톱밥을 증해관에서 펄프화 하여 알칼리 펄프를 제공하는 단계;

    알칼리 조건 하에서 셀룰로오스 및 펄프의 총 건조 중량에 대하여 7-35중량%의 헤미셀룰로오스를 함유한 알칼리 펄프를 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으며 구리 수치를 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기위하여 산화제와 접촉시키는 단계.
51. 제 50항에 있어서, 상기 산화제가 과산기 함유 시약, 과산화수소, 산소, 이산화염소, 오존 또는 이의 조합임을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
52. 제 50항에 있어서, 셀룰로오스 평균 DP 감소가 0~50%의 마그네슘 대 전이금속 비율에서 이루어짐을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
53. 제 50항에 있어서, 펄프의 헤미셀룰로오스 함량이 0 초과~50% 감소됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
54. 제 53항에 있어서, 펄프의 헤미셀룰로오스 함량이 0 초과~15% 감소됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
55. 제 54항에 있어서, 펄프의 헤미셀룰로오스 함량이 0 초과 ~ 5% 감소됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
56. 제 50항에 있어서, 구리 수치가 0 초과 ~ 50% 증가됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
57. 제 56항에 있어서, 구리 수치가 0 초과 ~ 25% 증가됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
58. 제 50항에 있어서, 펄프를 수산화나트륨, 산화된 백수 및 비-산화 백수에서 선택된 알칼리 소스와 접촉시키는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법
59. 제 58항에 있어서, 알칼리 펄프와 산화제가 8.0~11.7의 pH에서 접촉됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
60. 제 50항의 방법으로 제조된 펄프
61. 제 50항에 있어서, 알칼리 펄프를 산화제와 접촉시키는 단계 이후에 용매에 조성물을 용해시키는 단계를 더욱 포함하며, 여기서 조성물은 80~100℃에서 5분 이내에 NMMO 모노하이드레이트에 용해되는 것을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조용 조성물 제조방법
62. 제 61항의 방법으로 제조된 도프
63. 제 50항에 있어서, 증해관이 연속 증해관임을 특징으로 하는 방법
64. 제 63항에 있어서, 증해관이 M&D 또는 Pandia 증해관임을 특징으로 하는 방법
65. 제 50항에 있어서, 톱밥이 TAPPI 표준 233에 의해 1/4인치 스크린에 0~50% 유지된 섬유를 포함함을 특징으로 하는 방법
66. 제 65항에 있어서, 톱밥이 TAPPI 표준 233에 의해 1/4인치 스크린에 0~30% 유지된 섬유를 포함함을 특징으로 하는 방법
67. 제 66항에 있어서, 톱밥이 TAPPI 표준 233에 의해 1/4인치 스크린에 0~15% 유지된 섬유를 포함함을 특징으로 하는 방법
68. 제 50항에 있어서, 원료가 50-100% 톱밥을 포함함을 특징으로 하는 방법
69. 다음의 단계들을 포함하는 단계를 포함하는 리오셀 섬유 제조방법:

    (a) 원료 톱밥을 증해관에서 펄프화 하여 알칼리 펄프를 제공하는 단계;

    (b) 알칼리 조건 하에서 셀룰로오스 및 펄프의 총 건조 중량에 대하여 7-35중량%의 헤미셀룰로오스를 함유한 알칼리 펄프를 헤미셀룰로오스 함량을 크게 감소시키지 않으며 구리 수치를 증가시키지 않으면서 셀룰로오스의 평균 D.P.를 감소시키기 위하여 산화제와 접촉시키는 단계;

    (c) 단계(b)의 처리된 펄프로 섬유를 형성하는 단계.
70. 제 69항에 있어서, 상기 산화제가 과산기 함유 시약, 과산화수소, 산소, 이산화염소, 오존 또는 이의 조합임을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
71. 제 69항에 있어서, 셀룰로오스 평균 DP 감소가 0 ~ 50%의 마그네슘 대 전이금속 비율에서 이루어짐을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
72. 제 69항에 있어서, 펄프의 헤미셀룰로오스 함량이 0 초과~ 15% 감소됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
73. 제 69항에 있어서, 구리 수치가 0초과~25% 증가됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
74. 제 69항에 있어서, 접촉 단계가 산화제에 의한 셀룰로오스의 분해에 대한 억제제의 부재 하에서 이루어짐을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
75. 제 69항에 있어서, 알칼리 펄프와 산화제가 8.0~11.7의 pH에서 접촉됨을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법
76. 제 69항에 있어서, 단계(b) 이후에 방적 가능한 도프를 형성하기 위하여 용매에 펄프를 용해시키는 단계를 더욱 포함하며, 여기서 펄프는 80~100℃에서 10분 이내에 NMMO 모노하이드레이트에 용해되는 것을 특징으로 하는 리오셀 섬유 제조방법

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