TWI259859B - A method of making lyocell pulp - Google Patents

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1259859 玖、發明説明： 【發明所屬之技術領域】 本申清案係2001年4月24曰提出申請之申請案序號 〇9/842,274之部分延續，其依序係2〇〇〇年5月18日提出申請 之申請案序號〇W574,538(現為美國專利第6,331，354號）之 部分延續，其又係1999年2月24日提出申請之申請案序號 09/256，197(現為美國專利第6,21〇,8〇1號）之部分延續。將以 上申睛案之全體以引用的方式倂入本文中。 本發明係關於有用於製造萊奥塞（ly〇cell)成型體，包括薄 膜、纖維、及不織網片之紙漿，及關於此種有用於製造萊 奥塞成型體之紙漿的製法，關於由此紙漿製得之萊奥塞成型 體，及關於萊奥塞成型體之製法。％纟，本發明係、關於使用 「幼（young)」木（通常將其描述為「心木」、「未成熟材」、「 低比重木料」、或在一些情況中為「疏葉（thinnings)」 【先前技術】 纖維素係D-葡萄糖之聚合物，且其係植物細胞壁之結構 成份。將此等細胞稱為纖維。纖維素纖維於樹幹中尤其豐 富，其自其中被萃取出，轉變為紙漿，其後再利用於製造 各種產品。 嫘縈係在紡織品工業中被廣泛使用於製造衣物物件之纖 、准形恶之再生纖維素的名稱。超過一世紀以來一直利用黏 液及銅銨（cuprammoniUm)方法製造嫘縈之強韌纖維。銅銨 方法先於1890年獲得專利，及黏液方法於兩年後獲得專利 90116.doc 1259859 。在黏液方法中’先將纖維素浸泡於絲光化強度苛性納溶 液中以形成鹼纖維素。然後使纖維素與二硫化碳反應生成 纖維素黃酸鹽，接著再將其溶解於稀苛性納溶液中。於過 遽及除去空氣後，將黃酸鹽溶液自浸沒的喷絲板擠塑至硫 酸、硫酸納、及硫酸鋅之再生浴中，而形成連續長絲。目 前將所得之黏液螺榮使用於纺織品中，及其從前被廣泛使 用於強化橡膠物件諸如輪胎及傳動帶。 纖維素亦可溶解於氧化氨銅之溶液中。此性質形嫩 銅銨螺縈之基礎。強制纖維素溶液通過浸沒的噴絲板至5% 苛性納或稀硫酸之溶液中形成纖維，接著將其去銅及❹ 。銅銨«可以極低丹尼值（den㈣之纖維取#，且其幾= 完全被使用於紡織品中。 雨述之製備嫘f之方法將纖維素化學衍生化或錯合 ，以使其可溶解，及因此可喳鉍少 此T贺絲成為纖維。在黏液方法中 ’將纖維素衍生化’而在銅銨螺縈方法中，將纖維素錯人 。在任-方法中’必需將經衍生化或錯合之纖維素再生， 且必需將用於將其溶解之試劑移除。㈣^中 化及再生步驟會使此形態之纖維素纖維的成本顯著增加。 ^白^年來嘗試找出可溶解未經衍生化之纖維素， 成可自其喷絲得纖維之未經衍生 的溶劑。 鸚芦I之/辰液（d0pe) 一種有用於溶解纖維辛之右 ^ 京之有機溶劑係胺N-氧化物，尤立 係弟三胺N-氧化物。舉例來說’如⑽如 第 2，179，181號中揭示一群適 四寻利弟 作為洛劑之胺氧化物材料。 90116.doc 1259859

Johnson於美國專利第3,447,939號中說明使用無水N_甲基 嗎啉-N-氧化物（NMM0)及其他胺冰氧化物作為纖維素及= 夕其他天然及合成聚合物之溶劑。Franks等人於美國專利 第4，145,532及4，196,282號中處理將纖維素溶解於胺氧化物 洛劑中之困難性，及獲致較高的纖維素濃度。 萊奥塞係自未發生羥基取代且未生成化學中間體之有機 溶液沈澱得之纖維素纖維之經認可的一般術語。有數個製 迨商目岫製主要使用於紡織品工業的萊奥塞纖維。舉例 來說，Acordis，Ltd·目前製造及銷售稱為丁⑶“丨⑧纖維之萊 奥塞纖維。 目前可取得的萊奥塞纖維係 素成分，尤其係半纖維素移除 經高度加工之紙漿稱為溶解等 係指纖維素之百分比。因此， 維素’及相對低百分比之其他 生高α紙漿所需之加工使萊奥 成本顯著增加。 自經廣泛加工，以將非纖維 之木質紙漿所製得。將此等 級或高α紙漿，其中術語Q 高α紙漿包含高百分比之纖 成份’尤其係半纖維素。產 塞纖維及由其製得之產品的 、 ，左使綫留的半纖維素穩定 而防止進一步的驗侵巍，^甘—α 蚀 口而其無法經由牛皮紙漿在習 之 >示白階4又中之後續處理而制媒 免向I侍供來奥塞產品用之可接 的高α紙漿。為利用牛由姑古 _ 干皮紙方法製備高α紙漿，需在驗 製漿階段之前將木片於酸相中前_ 欠邳甲則處理。有在原始木料物 之10 %以上左右之題签旦士、丨 ，、、、者里的材枓，主要係半纖維素，溶 於此酸相前處理中，从士 1+ 因此方法之產率下降。在此等情汉 90116.doc 1259859 ，纖維素極度抗侵蝕M旦殘 旦 戈邊的+纖維素經降解至甚短鏈 長’因此其在後續的牛皮紙蒗 $處+ 、…、煮中猎由各種半纖維素水解 反應或經由溶解而經移除 杪除至極大程度。習知之用於萊奥塞 南紙漿的缺點為由於 損耗。 ^额ο纖維素料致的產率 制：：製造商業高“氏漿的費用’將希望具有習知之用於 ::來奥塞產品之高“氏漿的替代選擇。此外，製造商將 :由利用現有的主力廠而使製造此類型紙漿所需之資 :貝減至最小。因此’需要具有使其有用於萊奥塞成型 丰1造之特質之相當廉價的低α(例如，高產率、高半纖維 素）紙漿。 在受讓給本中請案之受讓人之美國專利第6,21G，斯號（將 其全體以引用的方式併入本文中)中揭示有用於萊奥塞成 =體Ik之低黏度 '高半纖維素紙聚。紙装係經由降低纖 維素之黏度’但不實質降低半纖維素含量而製得。此種製 耘使用酸或酸替代物，或其他說明於文中之方法。 旦雖然說明於，⑷專利中之方法可不實質減低半纖維素含 里而有效降低纖維素之平均聚合度（D P )，但進一步需要— 種不需要個別的銅值降低步驟，且可容易利用於具有氧反 應器、適合於經漂白或半漂白紙漿之實質Dp.降低之多重鹼 性㈣及/或驗性條件之製漿廠的方法。環境的顧慮亦對使 用降低使用氯化合物之漂白劑產生極大的興趣。近年來已 於商業規模上將氧使用作為脫木質素劑。有用於進行氧階 •k脫木貝素方法之設備及裝置的例子說明於美國專利第 90116.doc 1259859 4,295,927、4,295,925、4,298,426、及 4,295,926號。在受讓 給本申請案之受讓人之美國專利第6,331，554號（將其全體 以引用的方式倂入本文中）中，揭示一種有用於萊奥塞成型 體形成之高半纖維素、低黏度紙漿。此紙漿係經由在中至 向稠度反應器中利用氧化劑處理鹼性紙漿以降低纖維素之 β·Ρ·，但不貫質降低半纖維素或提高銅值，而自鹼性紙漿製 得。 —吳國申請案第09/842,274號進-步嘗試降低萊奥塞成型 體之裝k成本’將其全體以引用的方式併入本文中。在，⑺φ 申明案中，本發明之党讓人說明使用類似於，5 Μ專利之程 序而自錯屑及其他低纖維長度木料製得之紙紫。此等紙漿 之半纖維素高及黏度低’其使得其尤其適用於萊奥塞成型 息林木業在日常林業管理及木料力_的過程中持續產生大 :的副產物”匕等副產物大多未經充分利用。經由以新顆 的方式利用木料副產物而保護資 ^ , 貝，原'之而求呈現獨特的機會 。取好能發展出一種有用於自所;+ ,A丄 $此禾經充分利用之木料 P自心木或幼木或或未成熟材 木+ T啫如疏茶（以下稱為低比重 木枓）製造來奥塞成型體之低成 掉β上 奉紙漿。因此提出一種高产 ;、月+向α紙漿的低成本替代選擇。 人 【發明内容】 本發明之一具體實施例係一 維素，低於或約32厘泊(cP)之勒/、有至少7重量％之半纖 於或約27毫半夕4度，低於或約2之銅值，低 夂、々2 ·7毛水之重置平均纖維 - 再長度，及低於或約U毫克 90116.doc -10- 1259859 /100米之糙度（coarseness)之紙漿。在本發明之另一具體實 施例中，提供-種製造萊奥塞成型體之方法。此方法包括 將紙毁溶解於溶劑中而形成纖維素溶液；自溶液形成萊奥 塞成型體；及將成型體再生，其中此紙聚具有至少7重量％ 之半纖維素’低於或約32厘泊之黏度’低於或約2之銅值， 低於或約2.7毫米之重量平均纖維長度，及低於或約23毫克 /1 〇〇米之糙度。此方法可使用熔喷（meltbl〇wing)、離心喷絲 、紡黏（spun bonding)、或乾噴射濕式（dry_jet评叫技術。 在本發明之另一具體實施例中，提供一種製造紙漿之方 法。此方法包括使用鹼性製漿方法將具低於或約〇41之比 重的濕材料製漿；及漂白紙漿，以使紙漿黏度降至約32厘 泊以下。經漂白之紙漿具有至少7重量％之半纖維素，低於 或約2之銅值，低於或約2·7毫米之重量平均纖維長度，及 低於或約23毫克/100米之糙度。 在本發明之另一具體實施例中，提供一種萊奥塞產品。 此萊奥基產品具有至少7重量％之半纖維素及纖維素，其中 用於製造產品之紙漿具有低於或約32厘泊之黏度，低於或 約2之銅值，低於或約2·7毫米之重量平均纖維長度，及低 於或約23耄克/100米之糙度。萊奥塞產品可為，例如，纖 維、薄膜、或不織網片。 對於一定的卡帕值（kaPPa number)標的，使用低比重木料 可產生較低的粗漿（br〇wnstock)黏度。使用具低比重值之木 料可降低在漂白廠中所需之漂白階段溫度及化學物質劑量 ’而產生具有可接受萊奥塞規格之紙漿。低比重木料產生 90116.doc 1259859 極低的黏度值’而不使紙聚之銅值或紙襞中之幾基濃度增加 至高於可接受值。此方法並未在製漿之前使用酸相前處理， 且後續的漂白條件並未導致半纖維素含量的實質減小。 【實施方式】 現參照圖1說明一種自低比重木料製造萊奥塞溶解紙漿 之適當方法。可將此方法視為包括兩概括的加工範圍—描述 為方塊126之製漿及描述為方塊128之漂白。 在方塊100中，將低比重木片裝填或供給至蒸煮鍋中。根 據Christopher J. Biermann著之製漿及造紙手冊（以己 Handbook of Pulping and Papermaking)，第 2版，it 重传、f 心木料密度對在相同溫度下之水之密度的比（無單位）。此處 所使用之比重係任何群體之木料原料的平均比重。實心木 料岔度可使用生體積（green v〇lume)、烘箱乾燥體積、或中 間體積測定。使用於實施本發明之木片可由任何纖維素來 源製得。肖習知的想法恰好相反’經發現低比重木料適合 使用作為用於製造萊奥塞成型體的纖維素來源。使用於本 發明之低比重木料的適當範圍係任何具有大約等於或低於 0.41之比重的木料。低比重木料產生較低的粗漿黏度，咸 信其可降低漂白廠中之漂白化學物質的使用量。低比重木

料之代表性來源可源 厂 葉 及「未成熟材」。根據 則龍麵，未成熟材係較義為環繞趙之前H)個年輪。秋 而’其他人將其定義為靠近樹髓生成之木料，其通常之特 徵在於寬的年輪、較低宓择 、平乂低在度、及較短纖維。然而，在一歧 情況中，未成熟材可延伸牵 二、仲至15個年輪以上。比重係隨樹木 90116.doc -12 ~ 1259859 ' 32英尺、或48英尺之 些具體實施例中，比重 〇·34、〇·32、或 〇·3〇 以 向度之增加而增加，因此在16英尺 比重較在樹木底端逐漸增加。在一 將低於0.41，且可低於〇38、〇.36、 下。 使用於本發明之基者搞可白紅 制將一& …、…、煱了包括任何適用於將低比重木歩 、水之u。適當洛煮鋼之_例子係通常稱為「卡米亞 (—)?煮銷之連續蒸煮銷。(應注意卡米亞係料及

:作此種瘵煮鍋之公司名稱，因此術語卡米亞係連續蒸煮 錯的概稱。卡米亞公司 、 Ί已不存在。此種連續蒸煮鍋係由 所供應）。㈣蒸錢已於紙漿及紙1中使用數 =，其中第一個係於1950年裝設於瑞典。這些年來已對此 寺療煮銷進行修改，以改良其之操作。蒸煮㈣統可為單 一容器或雙容器系統。

^卡/卡亞」㉟煮麵典型上被使用於牛皮、紙或驗性木料製 ^但其柯使詩半化學製漿方法中。其他連續蒸煮^ ^如M&D洛煮鋼及潘氏（pandia)蒸煮鋼，亦適用於本發明。 、\本^明亦可使用任何批式或其他連續蒸煮鋼實行。 U 1 ’在f漿方法一方塊126内，有描述為方塊⑽·⑽ 之數個操作。方塊⑽中進行如以上所論述之裝填或供給木 3。木片可在蒸煮之前進行預汽蒸（preSteam) 一方塊1〇2。大 =[力下之⑨氣將木片預熱及將空氣驅除，以致可增進液 =珍透。於預汽蒸操作完成後，可將包含製漿化學物質之 =白液的蒸煮液加至木片-方塊1 〇4。然後將白液及木片 么、、％至瘵煮鍋内。在牛皮紙製漿中，活性化學化合物為 9〇116.doc • 13 - 1259859

NaOH及Na2S。可加入其他化與从所 一他化學物質，以影響製漿方法或賦 予其期望的效果。&等額外的化學物質係熟悉技藝人士所 熟知。本發明自相對於具較高比重之木料之甚低比重木料 提供較低的《黏度，即比重係與卡帕值相關。 浸潰—方塊10 6—係使化學物質浸潰低比重木料之期間。良 好的液體滲透有助於確保木片的均勻蒸煮。 於同流液體接觸操作_ 於方塊1 0 8及11 〇中進行「莱者

方塊108-之後接著進行逆流液體接觸操作-方塊11〇。在 此兩操作中進行低比重木料之蒸煮。在方㈣8或11()中 可使蒸煮液及木片達到溫度。 蒸煮銷洗滌-方塊U2-係經由將洗液引人至蒸煮鋼之底 部’及使其逆流流至經蒸煮紙漿而完成。大部分的蒸者當 紙漿遭遇到較冷的洗液時終止。 田 當蒸煮操作及蒸煮域衫成時，將蒸煮鋼内容物吹送 -方塊U2。蒸煮鍋吹送包括在大氣壓力下釋放木片及液體

。㈣係藉由足夠的力量進行’以造成纖維分離。若須要 ’吹送槽可設有熱时設傷崎低操作費用^ 、 ^方塊U4中’將紙漿自吹送槽送至外部粗漿洗 粗漿洗滌器進行黑液與紙漿之分離。 在 ::低比重木料製造使用於製造萊奥塞成型體之紙漿之 法:：實施例中，於方塊1〇6中之浸潰時間係約35分 文始的有效鹼百分比約為8_5。5分鐘時的有效 Γ約為“。硫化度百分比約為29。液比約為4。起：溫二 約為110C。每公升有效鹼之殘留克數約為9.63。有效：： 90116.doc -14- 1259859 留百分比約為3.85。pH約為12.77，及Η因數約為2。 在同流操作-方塊108-之一具體實施例中，有效鹼 k匕

約為4.2。根據Biermann，有效鹼係將在製漿條件下實際產 生鹼之成份。硫化度百分比約為29。根據Biermann，、:化 度係表示為百分比之硫化鈉對活性鹼之比。液體添加時、 係約1分鐘。溫度可在一或多個溫度下停留而爬升至最終的 蒸煮溫度。第一溫度停頓為約15代。到達此溫度之時間係 約9分鐘，及在此溫度下之時間係約5分鐘。在同流操作下 之第二個較高的蒸煮溫度係17(rc。到達第二溫度之時間係 約51分鐘，及在此溫度下之時間係約3分鐘。將於蒸煮操作 之後殘留的有效鹼稱為殘留鹼。於同流操作後之每公升有 效鹼之殘留克數約為9.42。有效鹼殘留百分比約為3 77。pH 約為12.92，及Η因數約為649。 在逆流操作-方塊110 —之一具體實施例中，有效鹼百分比 約為8。硫化度百分比約為29 2。在逆流步驟中亦可爬升至 兩不同溫度。然而，在一具體實施例中，第一及第二蒸煮 /皿度白為約1 71 c。達到溫度之時間係約54分鐘，及在此溫 度下之時間係約162分鐘。每公升之有效鹼克數約為16.〇。 置換速率係每分鐘約93毫升。置換體積係約2〇公升。由於 方去係於實驗室規模的台上反應器上測試，因而此處之體 才田5。然而，可利用此處提供之參數，且無需過多的 貝鉍、而將方法放大至任何速率。每公升有效鹼之殘留克 數約為9.95。有效鹼殘留百分比約為3 98。ρΗ約為丨2 74， 及Η因數約為3877。在一具體實施例中，總時間約為3ΐ9分 90116.doc -15 - 1259859 鐘，及全體蒸煮的有效鹼百分比約為22 3。 在一具體實施例中，於洗務後，粗漿之黏度約為1 5 3厘泊 。於經供相乾無之木料上之總產率約為41.〇4。 於在圖1中大致描述為元件編號丨26之製漿方法後，將由 低比重木料製得之粗漿漂白，以降低其黏度。漂白方法並 不會導致紙漿之半纖維素含量的實質降低。根據本發明之 方法產生適用於萊奥塞成型體製造之經漂白溶解紙漿。化 學紙漿之漂白涉及木質素之移除，其將伴隨紙漿纖維長度 及钻度的減低。然而，漂白方法並不會導致紙漿之半纖維 素έ畺的只貝p中低。將由低比重木料製得之粗漿漂白可能 較目前用於萊奥塞之習知之高度精碎、高⑽漿需要較少 的化學物質。 在一具體實施例巾，可於漂白i在不同階段利用各種化 學物質處理根據本發明所製得之低比重粗聚。各階段係於 習知設計之以或塔巾進行。—代表性的漂自順序為 IT，於漂白廢中進行之操作係以圖1中之元件編號⑶ 表示。於製裝之後將紙裝後漂白的其他具體實施例說 α於=專利第6’331，354號、及美國中請案第讀42,274 唬，將其全體以引用的方式倂入本文中。 白漂=第一階段係0階段—方塊116。〇階段包括利用氧漂 ’、、、、而根據Biermann，有此人將气、西 之姑抽。今.a 虿二人將虱漂白視為製漿方法 l伸虱/示白係在壓力下使用氯將M將γ 為氧對於太q 使用痛氏毁脫木質素。據認 對於木貝素之移除較氯化合物不且特里咕 , 中進仃。可進仃本發明方法之適當的氧反應器 90116.doc -16- 1259859 說明於美國專利第 4,295,925、4,295,926、4,298,426 ' 及 4,295,927號，將其全體以引用的方式倂入本文中。反應器 可在高稠度下操作，其中至反應器之進料流的稠度係大於 2〇% 5或其可在中稠度下操作，其中介質稠度係在8%直至 2 〇 /。之間。如使用高稠度氧反應器，則氧壓力可到達對反 應夯所評定的最大壓力較佳，但其大於0至約85 psig更佳。 在中稠度反應器中，氧可以每噸紙漿大於0至約1 〇〇磅之量 存在但其係母u頓紙漿約5 〇至約8 〇石旁更佳。〇階段之溫度係 自約10 0 °C至約14 0 。 在製造適用於製造萊奥塞成型體之紙漿之方法的一具體 實施例中，於〇階段—方塊116之後進行〇階段—方塊118。D 階奴包括利用二氧化氯將來自氧反應器之紙漿漂白。二氧 化氯對於移除木質素較氧更具選擇性。於此階段中使用之 二氧化氯之量係自約20至約30磅/噸，其可較處理來自具不 在本發明之低比重範圍内之比重之木片之紙漿的習知漂白 廠低° D階段之溫度係自約50°C至約85°C。 在製造適用於製造萊奥塞成型體之紙漿之方法的一具體 實施例中，於D階段—方塊118之後進行心階段—方塊12〇。S 階段係經過氧化氫加強的萃取階段，其中使用自約20至約 5 0磅/噸之量的鹼將木質素自紙漿移除。過氧化氫之量係自 約20至約60磅/噸，其可較處理來自具不被視為在本發明之 低比重範圍内之比重之木片之紙漿的習知漂白廠低。^階 段之溫度係自約75至約95 °C。

在一具體實施例中，於Ep階段—方塊12〇之後進行第二個D 901l6.doc -17- 1259859 階段-方塊122。於此階段中使用之二氧化氯之量係自1〇至 約30磅/噸，其可較處理來自具不被視為在本發明之低比重 fe圍内之習知比重之木片之紙漿的習知漂白廠低。D階段之 溫度係自約60°C至約9CTC。 由低比重木料製得之紙漿的一具體實施例具有至少7% 半纖維素之半纖維素含量，低於32厘泊之紙漿黏度，低於 二^’及在一些情況中低於^之銅值以八卩^丁“㈨’低於^了 毫米之重量平均纖維長度，及低於23毫克/1〇〇米之糙度。 根據本發明製得之紙漿的其他具體實施例具有低於2 ppm 之結合銅、錳、及鐵含量，低於3〇〇 ppm之總金屬載入量， 及低於50 ppm之矽含量。由本發明之紙漿製得之萊奥塞成 型體將具有至少7重量％之相t高的半纖維素含量及纖維 素。 半纖維素係利用以TAPPI標準T249 hm_85為基礎的糖含 量鑑定法測量。 紙漿黏度之測量方法係技藝中所熟知，諸如ΤΑρρι τ23〇 。銅值係紙漿之羧基含量的量度。銅值係用於測量纖維素 之通原值的實驗試驗。銅值係以在鹼性介質中被特定重量 之纖維素材料自氫氧化銅還原成氧化亞銅之金屬銅的毫克 數表示。銅值在漂白操作中改變的程度係經由比較進入漂 =廒之粗漿之銅值與於漂白賴之經漂白^之銅值而： 定。由於一般咸信高銅值在經漂白紙漿溶解形成濃液之過 私中及之後會導致纖維素及溶劑降解，因而希望低銅值。 重量平均纖維長度（WAFL)係利用〇ptest C⑽pany 9〇H6.d〇( -18 - 1259859 (Hawkesbury，Ontario，Canada)製造之 FQA 機器，型號 LDA93-R9704與2.0版軟體適當地測量。 斧造度係使用威爾蒙瑟（Weyerhaeuser)標準方法WM W-FQA測量。 由於過渡金屬會加速纖維素及NMMO於萊奥塞製程中之 降解，因而並不希望其存在於紙漿中。常見於經漂白紙漿 中之過渡金屬的例子包括鐵、銅、及錳。利用威爾豪瑟試 驗編號AM5-PULP-1/6010測得之此三金屬於本發明之紙漿 中的結合金屬含量係低於約2〇 ppm較佳。 另外，本發明之紙漿具有低於3〇〇 ppm之利用威爾豪瑟試 驗編號AM5_PULP-1/6010測得之總金屬載入量。總金屬載 入罝係指鎳、鉻、錳、鐵及銅之以每百萬份之份數（ppm) 之單位表示的結合量。 一旦紙漿經漂白以降低其黏度，而未實質上使其之銅值 增加或使半纖維素含量減低，則可將崎於水中洗務，並 轉移至有機溶劑，諸如N•甲基嗎淋4氧化物（nmm⑺之浴 中’以在萊奥塞成型體形成之前溶解。或者，可將”白 洗務之紙漿錢及分散成碎片，㈣如，轉筒、片材或 捆包儲存及/或運送。 ’ ^木貝紙漿製造萊奥塞產品，先將紙漿溶 胺减物(以第三胺氧化物較佳)中。有用於實施本發明 氧化物溶劑的代#卜 將其全“引用述於美國專利第5,409,532 為NMM0。有心·丨人本文中。較佳的胺氧化物 有用於“e本發明之溶劑的其他代表性例 90116.doc

-19- 1259859 括二甲亞砜（D.M.S.O·)、二甲基乙醯胺（D.M AeC.)、二甲基 甲醯胺（D.M.F.)及己内醯胺衍生物。利用任何已知之方式， 諸如記述於美國專利第5,534，113、5,33M67、及4,246,221 號中之方式（將其全體以引用的方式倂人本文中），將經漂白 紙漿溶解於胺氧化物溶劑中。將紙聚溶液稱為濃液。利用 各種技術，包括熔喷 '紡黏、離心喷絲、乾喷射濕式、或 任何其他適當的方法，將濃液使用於製造萊奥塞纖維、薄 膜、及不織物或其他產品。一些此等技術之例子說明於美 國專利第 6,235,392、6,306,334、6,21G，謝、及 6,331，354號 將其王以引用的方式倂入本文中。製造薄膜之技術的 例子記述於美國專㈣5,術，447、及5,277,857號，將其全 體以引用的方式倂入本文中。用於製造萊奥塞纖維及不織 網片之炼喷、離心喷絲及紡黏說明於美國專利第6,235,392 及6,306,334號，將其全體以引用的方式倂人本文中。乾喷 射濕式技術更完整說明於美國專利第6,235,392、6,3〇6,334 6’210’802 6,331，354、及 4，142,913、4，144,080、4,211，5 74 、4,246,221號，將其全體以引用的方式倂人本文中。 提供自源自紙t之濃液製造萊奥塞產品，包括纖維、薄 膜及不織網片之方法的一具體實施例，其中紙漿係自低比 重木料製得，此紙漿具有至少7%之半纖維素，低於或約32 厘泊之黏度，低於或約2之銅值，低於或約2·7毫米之重量 平均纖維長度’及低於或約23毫克/1〇〇米之糙度。此方法 包括將濃液擠塑通過模頭形成複數根長絲，洗條長絲以移 除溶劑’利用非溶劑（包括水或醇）將長絲再生，及將長絲乾 90116.doc -20- 1259859 圖2顯示根據本發明自低比重木料製得之紙漿形成萊奥 塞纖維之方法之一具體實施例的方塊圖。於方塊2〇〇中以低 比重木質紙漿開始’將紙聚物理崩解，例如於方塊2〇2中利 用撕碎機。利用胺氧化物-水混合物將紙漿溶解形成濃液一 方塊204。可利用約40% NMMO及60%水之非溶劑混合物將 紙漿潤濕。可將混合物於雙臂西格馬槳葉混合機（d〇uble arm sigma blade mixer)中混合，及將足夠的水餾除，而留 下以NMMO計約12-14%，以致形成纖維素溶液—方塊2〇8。 或者’可一開始即使用適當水含量之NMMO，以消除對於 真空蒸顧方塊208的需求。此係在實驗室中製備喷絲濃液的 便利方式，其中可將約40-60%濃度之市售NMMO與僅具約 3%水之實驗室試劑NMMO混合，而製得具7-15%水之纖維 素溶劑。在調整存在於溶劑中之水分時，應考慮一般存在 於紙漿中之含水量。關於在NMMO及水溶劑中之纖維素濃 液之實驗室製備，參見Chanzy，H·、及A. Peguy之文件，聚 合物科學期刊，聚合物物理版〇/ /5:1 137-1144(1980)，及 Navard，ρ·、 及J.M· Haudin，英國聚合物期刊Ρ〇/少舰r J⑽⑼叫 ，1 7 4 頁（1 9 8 0 年 1 2 月）。 在稱為喷絲的程序-方塊210中，強制溶解的經漂白紙聚 (現稱為濃液）通過擠塑孔口，而製得纖維素長絲，接著利用 非溶劑將其再生-方塊212。形成包括纖維、薄膜、及不織 物之萊奥基成型體的喷絲可包括溶噴、離心喷絲、紡黏、 90116.doc -21 - 1259859 及乾噴射濕式技術。最後將萊奥塞長絲或纖維洗滌—方塊 214。 " 可將溶劑棄置或再利用。由於其之高成本，因而—般不 希望將溶劑棄置。將溶劑再生有再生方法會涉及危險、潛 在***性條件的缺失。 以下實施例僅說明現據認為係實施本發明之最佳方式， 但不應將其解釋為限制本發明。 實施例1 在實驗室中利用具有相關輔助設備，包括循環泵、蓄電 池、及直接熱交換器等等之經特殊構造的反應容器模擬商 業的連續延長脫木質素方法。反應器溫度係經由間接加熱 及連續循環蒸煮液而控制。將反應容器裝填標準量之相等 的無水分木料。在蒸煮之前可進行非必需的大氣預汽蒸步 驟。然後將自全體之約50%至8〇%之量的蒸煮液連同稀釋水 加至条煮鍋，以獲致標的的液體對木料比。然後使反應器 達到浸潰溫度及壓力，及使其停留標的的時間。於浸潰期 間後，將自全體之約5%至15%之全體蒸煮液之額外部分加 至反應容器。然後使反應器達到蒸煮溫度，及使其停留標 的的期間，以模擬同流部分的蒗者。 ν >、、、 | 於同机部分的蒸煮後，將剩餘的蒸煮液以固定速率加至 反應容器。速率係視標的的期間及使用於此步驟之蒸煮之 瘵煮液的比例而定。將反應器控制於標的的蒸煮溫度下， 及在模擬逆流部分之蒸煮的期間中使其停留於該溫度。將 用過的瘵煮液在相同的固定速率下自反應器取出至外部收 90116.doc -22- 1259859 集容器中。在蒸煮結束時，使反應容器緩慢減壓，及使其 冷卻至低於閃點。將反應容器打開，及將經蒸煮之木片收 集，將液體排乾，洗滌，篩選及準備測試。製備三個低比 重木片之蒸煮以及三個非低比重木料之蒸煮。 實施例2 低比重木料之製漿方法參數 低比重木片之蒸煮一例具有下列參數。 表1 木片S.G. 0.410 預汽蒸@ll〇°C，分鐘 5 浸潰： 時間’分鐘 35 %有效鹼，起始 8.5 %EA，第二@5分鐘 1.6 %硫化度 29 液比 4 溫度_ C 110 殘留，G/LEA 9.63 殘留，％ EA 3.85 PH 12.77 Η-因數 2 壓力釋放時間，分鐘 3 同流： %有效驗 4.2 %硫化度 29 液體添加時間，分鐘 1 溫度-C 154 90116.doc -23 - 1259859 到達時間，分鐘 9 停留時間，分鐘 5 溫度-°c 170 到達時間，分鐘 51 停留時間，分鐘 3 殘留，G/LEA 9.42 殘留，％ EA 3.77 PH 12.92 Η-因數 649 逆流： %有效驗 8 %硫化度 29.2 溫度-C 171 到達時間，分鐘 54 停留時間，分鐘 0 溫度-C 171 到達時間，分鐘 0 停留時間，分鐘 162 EA，G/L-強度 16.0 置換速率，CC/M 93 置換體積，公升 20.00 殘留，G/LEA 9.95 殘留，％ EA 3.98 pH 12.74 Η-因數 3877 總時間，分鐘 319 %有效鹼-總蒸煮 22.3 接受，於οχ>.木料上之％ 41.01 90116.doc -24 - 1259859 0.03 41.04 16.80 廢料，於0.D·木料上之％ 總產率，於0.D·木料上之〇/0 —-~—--- 卡帕值，10分鐘 實施例3 低比重木料之漂白方法 根據以下步驟將利用實施例2之方法製得之紙漿漂白。 〇階段 將英伍茲（InW00ds)低比重木片製漿成具16 8之卡帕值的 隹 驗性牛皮紙漿（TAPPI標準T236 cm_85及239厘泊之黏度 (TAPPI T230))。於具高稠度混合能力之壓力容器中利用氧 :理：漿：將容器預熱至約12(rc。將相當於每嘲紙漿⑽ 石方之里的風氧化鈉(Na〇H)加至鹼性紙漿。然後將反應容器 關閉及經由將氧引入至壓力容器中而使壓力提高至60 足以提供1()%稠度之量存在於容器中。 久於45^鐘後’停止攪拌，及將紙蒙自壓力容器移出並洗 滌。所得之經洗滌紙漿黏度為35.3厘泊，且具有3.8之卡帕 鲁 值。 D階段 ^ 、二由利用蒸餾水將經於〇階段中處理之紙漿洗滌 將、、氏遺針抓起毛（Pin fluffing)，然後將紙漿轉移至聚 丙烯袋中，而、在 Λ 向進仃處理。經由加入水而將聚丙烯袋中 之稠度調整$ 1nG/ 水 /〇。將相當於每噸紙漿28.4磅量之二 經由將二氧仆Λ & & 一羊U匕虱 化乳洛解在用於調整袋中紙漿之稠度的水中，而 · 90116.doc -25 - 1259859 引^至經稀釋之紙漿中。將袋密封及混合，然後於水浴中在 C下維持30分鐘。將紙漿移除，及以去離子水洗滌。

Ep階段 、 h後將來自D階段之經洗滌紙漿置於新的聚丙烯袋中，及 :鹼與提供10%稠度所需之水的一半量引入。將過氧化負 ^ ^ 一半之稀釋水混合並加至袋中。過氧化氳之加料相當 ，每噸紙漿4。磅。將袋密封及混合，及於水浴中在88。二

隹持55刀|里。於將紙漿自袋中移出並以水洗滌後，將氈片 過濾，然後放回至聚丙烯袋中，並以手弄碎。 D階段 將二氧化氯以相當於每噸紙漿19磅之量與提供1〇%稠度 所而之稀釋水第二次引人至紙衆中。將袋密封及混合，然 後於水洽中在88 C下維持3小時。經處理紙漿具有約〇 9之 利用TAPPI標準则測得之練，及具有⑴。/。之半纖維素 (聚木糖及多甘露糖）含量。

“使用牛皮紙方法將具〇.41G之比重的低比重木料製浆， ^利用不同f之氧漂自及處理，崎低其黏度。使用英 茲低比重木片製得之紙漿中的成分為7 2%聚木糖及5篇 甘露糖。 表2顯不二不同各者條株夕纟士旦

…、…、诛仵之釔果。雖然提供粗漿WAFL 但:顯可見根據本發明之條件將粗漿漂白以降低其黏度

不實質地降低半纖維素含量將不會導致經漂白紙漿WAF 的任何明顯增加，且事實上可能較粗漿wafl低。 90116.doc -26- 1259859 表2 英伍兹木片 蒸煮A 英伍兹木片 蒸煮B 英伍茲木片 蒸煮C 木片比重 0.410 0.410 0.410 粗漿之卡帕值 24.4 20.1 16.8 產率％ 43.2 41.4 41.0 粗漿黏度(cP)落球 414 235 153 粗漿 WAFL(mm) 2.70 2.70 2.69 粗漿糙度(mg/100 m) 18.3 17.9 17.6 02紙漿黏度cP (lOO.M^NaOH) 55 7.6卡帕 34 6.0卡帕 28 3.8卡帕 02紙漿黏度cP (60 磅 / 噸NaOH) 80 6.0卡帕 63 7.5卡帕 49 5.6卡帕 經漂白紙漿韃度 (mg/100 m) 32.4 21.8 經漂白紙漿纖維/gx 106 4.8 4.6 經漂白紙漿黏度(cP) 31.8 29.5 經漂白紙漿固有黏度 4.1 4.2 經漂白紙漿Cu(ppm) 0.6 <0.6 經漂白紙漿Fe(ppm) 12 14.3 經漂白紙漿Mn(ppm) 1.5 3.6 經漂白紙漿Cr(ppm) <0.4 <0.3 經漂白紙漿Si(ppm) 41 31 比較實施例5 : 非低比重木料之製漿方法參數 使用牛皮紙方法將由具0.495之比重之木料製得之習知 的托勒森（Tolleson)木片製漿，接著利用不同量之氧處理， 90116.doc -27- 1259859 以降低其黏度。表3顯示托勒森木片之一蒸煮的製漿條件。 表3 木片S.G. 0.495 預汽蒸@ll〇°C，分鐘 5 浸潰： 時間’分鐘 35 %有效驗，起始 8.5 %EA，第二@5分鐘 1.6 %硫化度 30.5 液比 4 溫度 C 110 殘留，G/LEA 9.17 殘留，％ EA 3.67 pH 13.24 Η-因數 2 壓力釋放時間，分鐘 2 同流. %有效鹼 4.2 %硫化度 30.5 液體添加時間，分鐘 1 溫度 C 157 到達時間，分鐘 14 停留時間，分鐘 0 溫度-C 170 到達時間，分鐘 54 停留時間，分鐘 0 殘留，G/L ΕΑ 8.31 殘留，％ ΕΑ 3.32 90116.doc -28 - 1259859 pH 13.07 Η-因數 680 逆流： %有效驗 8 %硫化度 30.0 溫度_ C 171 到達時間，分鐘 54 停留時間，分鐘 0 溫度-°c 171 到達時間，分鐘 0 停留時間，分鐘 162 EA，G/L_ 強度 20.4 置換速率，CC/M 73 置換體積，公升 15.87 殘留，G/LEA 9.72 殘留，％ EA 3.89 pH 13.18 Η-因數 3975 總時間，分鐘 319 %有效鹼-總蒸煮 22.3 接受，於O.D.木料上之％ 44.23 廢料，於O.D.木料上之％ 0.13 總產率，於O.D.木料上之％ 44.36 卡帕值，10分鐘 17.75 表4顯示使用由非低比重木料製得之習知托勒森木片之 三不同蒸煮的結果。使用托勒森非低比重木片製得之紙漿 中的成分為6.5%木糖；6.6%甘露糖；5.7%聚木糖；及5.9% 多甘露糖。 90116.doc -29- 1259859 表4 托勒森木片 茱者八 '、、、#、、、▲▲ 托勒森木片 蒸煮B 托勒森木 片 蒸煮C 木片比重 0.495 0.495 0.495 粗漿之卡帕值 26.9 20.8 17.8 產率％ 46.6 46.1 44.4 粗漿黏度(cP)落球 633 358 243 粗漿 WAFL(mm) 4.13 4.14 4.19 粗漿韃度(mg/100 m) 26.1 24.4 24.3 02紙漿黏度cP 96 43 41 (10(^#/，NaOH) 6.4卡帕 6.9卡帕 4.7卡帕 02紙漿黏度cP 180 88 70 (60 磅 / 噸NaOH) 8.3卡帕 5.5卡帕 6.2卡帕 經漂白紙漿糙度 (mg/100 m) 24.9 27.5 經漂白紙漿纖維/g x 106 3.8 2.8 經漂白紙漿黏度(cP) 28.5 24.2 經漂白紙漿固有黏度 4.3 4 經漂白紙漿Cu(ppm) <0.6 <0.7 經漂白紙漿Fe(ppm) 11.5 16 經漂白紙漿Mn(ppm) 5 6 經漂白紙漿Cr(ppm) <0.4 0.3 經漂白紙漿Si(ppm) > 1 32 可以看見由英伍茲低比重木片製得之紙襞的黏度較由托 勒森非低比重木片製得之紙漿的黏度低。 雖然已說明及描述本發明之較佳具體實施例，但當明瞭 90116.doc -30- 1259859 可不脫離本發明之精神及範圍而於其中進行各種變化。 【圖式簡單說明】 本發明之前述態樣及許多附隨優點將可經由結合附圖參 照以上之詳細說明而更加明白，其中： 圖1係說明根據本發明之紙漿製造方法之一具體實施例 的流程圖；及 圖2係說明根據本發明之萊奥塞成型體製造方法之一具 體實施例的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 裝填木片 102 預汽蒸 104 添加化學物質 106 浸潰 108 同流 110 逆流 112 吹送内容物 114 洗滌 116 ”〇”階段 118 ”D”階段 120 ’ΈΡ”階段 122 ”D”階段 126 製漿方法 128 漂白方法 200 低比重木質紙漿 90116-950127.doc -31 - 1259859 202 撕碎機 204 胺氧化物-水 206 混合機 208 非溶劑水移除 2 1 0 喷絲濕式絲束 212 不溶解於非溶劑中 214 洗滌，漂白，乾燥 90116.doc -32 -

Claims (1)

1259859 拾、申請專利範圍： 1. 一種製造紙槳之方法，包括： 利用驗性製襞方法將具低於041比重之木料製聚；及 將紙漿漂白，以使紙漿黏度降低，及提供經漂白紙漿。 2·如申請專利範圍第丄項之方法，其中該黏度係至少32厘泊 (cP)或以下。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該經漂白紙漿具有至 少7重量％之半纖維素。 4·如申請專利範圍第1項之方法，其中該經漂白紙漿具有低 於2之銅值。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法’其中該經漂白紙漿具有低 於2.7毫米之重量平均纖維長度。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該經漂白紙漿具有低 於23毫克/100米之糙度（coarseness)。 90116.doc 1259859 柒、特定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1)圖。 (二） 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 100 裝填木片 102 預汽蒸 104 添加化學物質 106 浸潰 108 同流 110 逆流 112 吹送内容物 114 洗滌 116 階段 118 ”D”階段 120 ΠΕΡ”階段 122 ”D"階段 捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 90116.doc