JPH0380915B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は木材チツプの脱リグニンを二工程で行
うケミカルパルプの製造方法に関する。 周知のごとく、ケミカルパルプを製造するため
の、慣用のアルカリ法は、基本的には、 −木材チツプと、硫黄化合物を含有するアルカリ
性蒸解液とを混合し； −得られた混合物を約150〜180℃の温度まで連続
的に加熱し； −この混合物を、原料木材の種類に応じて、木材
チツプの磨砕点（grinding point）に達するの
に十分な時間蒸解する； ことからなる。 実際には、残留リグニンの量が針葉樹について
は30〜35、広葉樹については15〜25のカツパー価
に相当する量になつたとき、磨砕点に到達する。 上記従来の方法は、非常に広く使用されている
が、２つの大きな欠点を有する。 その第１は、この方法はメルカプタン、SO₂お
よびH₂Sのごとき悪臭を有する硫黄化合物を放出
することにより、大気を著しく汚染する。漂白パ
ルプの場合には、塩素化合物も漂白排液中に放出
される。この問題は浄化装置を使用することによ
つてのみ部分的に解決されるが、不幸なことに周
知の通りこの装置系は非常に高価である。 第２の欠点は、より重要なことであるが、慣用
の方法で得られるパルプの収率は非常に低いこと
であり、例えば、針葉樹については約40％であ
る。換言すれば100Kgの乾燥チツプから約40Kgの
乾燥パルプが得られるに過ぎない。クラフト法に
おいては、蒸解を行う前に木材チツプを特にH₂S
またはO₂で予備処理して炭水化物を安定化する
ことにより、パルプ収率を改善し得ることが示唆
されている。しかしながら、ガスによるこれらの
予備処理は複雑であり、特殊な装置を必要とし、
従つて広くは使用されていない。 硫黄を例えば蒸解液中に添加して、その場でポ
リサルフアイドを形成させ、その酸化により、炭
水化物を安定化しアルカリ分解から保護する、ク
ラフトパルプについての蒸解操作も提案されてい
る。この方法により収率は実際向上するが、硫黄
の量の増大により大気汚染が増大し、その結果、
この方法も余り広くは採用されていない。 フランスの特許第2373637号明細書には非常に
少量の（乾燥木材の重量に基づいて0.1重量％以
下の）アントラキノンを蒸解液に添加することが
提案されている。しかしながら、上記特許明細書
の表中に示される結果とは異なり、工業的試験で
は収率は極めて僅かしか改善されず、また、多く
の場合、得られたパルプのある種の機械的特性の
著しい劣化を伴う〔K.GOEL、A.M.AYROUD
およびB.BRANCH、“Anthraquinone in Kraft
pulp”−Pulping Conference Proceedings、24−
26（1979.9）、第213頁f.f.参照〕。 要するに、慣用のアルカリ法ケミカルパルプ製
造法における収率の改善のために従来から提案さ
れている方法は、パルプの機械的性質の低下を生
ずるかあるいは大気汚染の増加のいずれかを招来
している。種々の試みがなされているに拘わら
ず、上記したごときジレンマは常に存在し、一
方、環境保護は益々重要となりしかも市場はより
強度の大きいパルプを要求している。 従つて本発明は慣用のパルプ製造装置中で行い
得る経済的な方法であつて、かつ、パルプ収率を
実質的に増大させるばかりでなく、環境汚染を生
ずることがなくしかもパルプの機械的特性のある
ものを増大させ得るパルプの製造方法を提供する
ことを目的とする。 従つて本発明によれば、木材チツプを、硫黄化
合物を含有するアルカリ性蒸解液中において高温
で蒸解することによりケミカルパルプを製造する
にあたり、木材チツプの残留リグニン量が漂白さ
れるべきパルプについて、針葉樹木材については
45〜60のカツパー価、広葉樹木材については30〜
50のカツパー価に相当する量になつた時点で前記
加熱下での蒸解を中止し；かく処理された木材チ
ツプを機械的に磨砕し；ついで最終的に、磨砕さ
れた木材チツプの蒸解を、上記木材チツプの乾燥
重量に基づいて0.1〜1.5重量％の過酸化物を含有
するアルカリ性溶液を使用して行うことを特徴と
する、ケミカルパルプの製造方法が提供される。 換言すれば、本発明は木材チツプの蒸解を未漂
白ケミカルパルプについての通常のカツパー価に
達する前に中止しついでかく処理されたチツプを
それ自体、既知の方法で機械的に磨砕し、ついで
過酸化物を含有するアルカリ性溶液により蒸解を
完結させることからなる。 最も良好な結果は下記の方法により得られるこ
とが認められた：すなわち、 −加熱下での第１蒸解工程を、残留リグニン量が
漂白パルプ用の針葉樹については45〜60、ま
た、（漂白パルプ用の）広葉樹については30〜
40のカツパー価（AFNOR標準規格T12018に
従つて測定）に相当する量になつたとき、中止
し； −アントラキノンまたは水素化されたまたは水素
化されていないアントラキノまたはアントラセ
ンジオールの誘導体、例えばベルギー特許第
877401号明細書またはフランス特許第2435457
号明細書に記載の誘導体を、木材チツプの乾燥
重量に基づいて0.05重量％以下の量で第１蒸解
工程の蒸解液に添加し； −磨砕を機械的に行い（デイスクグラインダー、
パルパー等により）； −第２蒸解工程の蒸解液に、過酸化物の他に磨砕
チツプの乾燥重量に基づいて１〜５重量％、好
ましくは２〜４重量％のソーダを存在させ、 −第２蒸解工程においては、操作を20〜120℃、
好ましくは70〜100℃の温度で30〜180分間、好
ましくは約120分間行い； −過酸化物処理を例えば硫酸マグネシウム、炭酸
カルシウム、燐酸ナトリウムまたは有機化合物
のごとき過酸化物について周知の分解反応を減
少させるかまたはセルロースの分解を減少させ
る作用を有する添加剤の存在下で行うことから
なる。 過酸化物としては一般式：Ｒ−Ｏ−Ｏ−Ｘ（Ｒ
は種々の基を表わし、Ｘは金属イオンまたは水素
を表わす）で表わされる既知の化合物が使用され
る。かかる過酸化物としては過酸化水素（これは
経済的に好ましい）、過酸化ナトリウム、カリウ
ムまたはカルシウム、過硼酸塩および過硫酸塩が
挙げられる。 第２蒸解工程後、得られたパルプを既知の方法
で水洗する。このパルプは場合により慣用の漂白
方法で漂白し得る。 本発明の方法およびその利点は以下に述べる実
施例からより明らかになるであろう。便宜のた
め、これらの実施例および得られる結果のデータ
ーは後記の表に一括して示す。 これらの表においては下記の順で下記のものが
示されている。： −活性アルカリは原料木材の乾燥重量に基づく％
で示されている； −硬化度は活性アルカリに基づく％で示されてい
る； −亜硫酸塩の量は原料木材の乾燥重量に基づく％
で示されている； −時間は分で示されている； −アントラキノンの重量は原料木材の乾燥重量に
基づく％である； −カツパー価はAFNOR標準規格T12018に従つ
て測定した値である； −第１蒸解工程の収率は原料木材の乾燥重量に基
づく％である； −第２蒸解工程の過酸化水素、ソーダおよび硫酸
マグネシウムの量は磨砕材料の乾燥重量に基づ
く％である； −最終収率は原料木材の乾燥重量に基づく％であ
る； −物理的性質はそれぞれのAFNOR標準規格に従
つて、40゜SRで測定した値である； 破断長（ｍ）については Q03 004 破裂指数（rupture index）については Q03 014 引裂指数（tear index）については Q01 011 第１表に示す実施例においては原料材料として
ノルウエー産松材チツプを使用した。 実施例およびにおいては第１工程と第２工
程との間に、第１蒸解工程からのチツプの機械的
磨砕をデイスクグラインダーを使用して行つた。 実施例は慣用のクラフトパルプの製造方法で
ある。 実施例は本発明の第１の具体例、すなわち、
第１蒸解工程を実施例における60分の代りに45
分後に中止して、第２蒸解工程後に実施例と同
程度のカツパー価、すなわち実施例の37.0に対
して36.0を得る方法を示す。 実施例はアントラキノンを蒸解液に0.05％の
量で添加する従来既知の方法である；比較を容易
にするため、この場合も実施例と同一のカツパ
ー価（37.0）を得るように操作を行つた。 実施例は本発明の改善された具体例であり、
この方法ではアントラキノンを第１蒸解工程の蒸
解液に添加したが、実施例のほぼ半分の量で添
加した。 これらの実施例の比較から以下に述べるごとき
ことが判る： −実施例ととを比較した場合、両者はカツパ
ー価は同一であるが、パルプ収率は43.5％から
45.8％に増加している（パルプの量が概略、５
％増大している）；このことは現在の生産能力
の点から、実質的な改善である（因みに、現在
の生産単位は500〜600t／日である）。更に、こ
の収率の増加に拘わらず引裂指数と破裂指数は
一定であり、特に破断長は実質的に改善されて
おり、これらの効果は従来の知識からは全く予
測され得ないかつこれに反するものである。 −実施例および実施例のそれぞれの結果と実
施例の結果とを比較した場合、第１蒸解工程
の蒸解液にアントラキノンを添加することによ
り、最終収率が増大し（45.8％から46.5％）、
一方、同時に破断長の増大率が実施例につい
ての13％から実施例についての34％に増大す
ることが判る。従来法（実施例）において
は、アントラキノンの添加それ自体、約６％の
増大を招来するにすぎず、しかも、アントラキ
ノンの使用量は本発明の方法における使用量の
殆んど２倍の量である。 更に本発明の方法（実施例および）におい
ては従来法（実施例および）と比較して、よ
り顕著な汚染を生ずることがない。 第２表に示す実施例においては、第１表に示す
条件を採用し、かつこれらの条件をそれ自体、既
知の方法に従つて、広葉樹木材（かば材）の処理
に適合させて、上記木材の処理を行つた。 実施例は慣用のクラフトパルプの製造方法を
示す。 実施例は本発明の第１の具体例、すなわち、
第１蒸解工程をより少い量の活性アルカリ（実施
例の19.5％の代りに18％）を使用して行い、第
２蒸解工程後に実施例Ｖと同一のカツパー価、す
なわち、実施例における21.2に対して20とする
方法を示す。 実施例は蒸解液に0.05％のアントラキノンを
添加する従来の方法を示す。 実施例は第１蒸解工程の蒸解液に0.03％のア
ントラキノンを添加する、本発明の具体例を示
す。 これらの実施例の比較から、本発明の方法によ
り第１表に示す針葉樹の場合と同様の効果（収率
の増大とある種の物理的性質の改善）が得られる
ことが判る。 第３表に示す実施例においては、硫黄化合物を
含有するアルカリ性蒸解を使用する、別のケミカ
ルパルプの製造方法を広葉樹木材（ブナ材）に適
用した。 実施例は慣用の亜硫酸パルプの製造法を示
す。 実施例は、第１蒸解工程を90分で中止し、第
２蒸解工程後に実施例と同一のカツパー価（27
の代りに28）を得る、本発明の具体例を示す。 これらの表に示す結果から、本発明の方法によ
り収率が増大すると同時に物理的性質が改善され
ることが判る。 フランス特許第2298839号明細書および追加特
許第2430475号明細書には、リグノセルロース材
料を２段階の蒸解工程で処理する方法、すなわ
ち、最初、水酸化ナトリウムで処理し、中間で磨
砕した後、第２蒸解工程でアルカリ性過酸化物溶
液で処理する、ケミカルパルプの製造方法が記載
されている。この方法で得られたパルプはその性
質はクラフトパルプに類似しているが、汚染の程
度は実質的に減少する。 同時に、前記したごとく、クラフトパルプの収
率を増大させるための従来法のいずれにおいて
も、パルプの物理的性質が低下するか、あるいは
環境汚染を実質的に増大させることが知られてい
る。従つて、前記したごとき特定の二段階の蒸解
処理を採用し、第２蒸解工程を低濃度のアルカリ
性過酸化物溶液中でかつ第１蒸解工程の条件中の
特殊な条件下で行うことにより、従来の方法から
教示される結果とは異る結果が得られるというこ
とは予測し得なかつたことである。事実、本発明
の方法によれば、環境汚染を増大させることなし
にパルプ収率が増大し、一方、得られたパルプの
幾つかの物理的性質（特に破断長）は実質的に変
化しないかあるいは場合によつては改善される。 本発明の方法で製造された未漂白ケミカルパル
プは慣用の未漂白パルプと同一のカツパー価を有
する。従つて、このパルプは慣用の漂白方法に従
つて漂白し得る。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木材チツプを、硫黄化合物を含有するアルカ
   リ性蒸解液中において高温で蒸解することにより
   ケミカルパルプを製造するにあたり、木材チツプ
   の残留リグニン量が漂白されるべきパルプについ
   て、針葉樹木材については45〜60のカツパー価、
   広葉樹木材については30〜50のカツパー価に相当
   する量になつた時点で前記加熱下での蒸解を中止
   し；かく処理された木材チツプを機械的に磨砕
   し；ついで最終的に、磨砕された木材チツプの蒸
   解を、上記木材チツプの乾燥重量に基づいて0.1
   〜1.5重量％の過酸化物を含有するアルカリ性溶
   液を使用して行うことを特徴とする、ケミカルパ
   ルプの製造方法。 ２ 広葉樹木材については、残留リグニンの量が
   30〜40のカツパー価に相当する値になつた時点で
   第１工程の蒸解を中止する、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 第２蒸解工程の蒸解液に、過酸化物の安定化
   剤を含有させる、特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の方法。 ４ 第１蒸解工程のアルカリ性液体中に、アント
   ラキノン、水素化された、あるいは水素化されて
   いないアントラキノンまたはアントラセンジオー
   ルの誘導体を木材チツプの乾燥重量に基づいて
   0.05重量％以下の量で存在させる、特許請求の範
   囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５ 第２蒸解工程の蒸解液に、磨砕された木材チ
   ツプの乾燥重量に基づいて、１〜５重量％、好ま
   しくは２〜４重量％のソーダを含有させる、特許
   請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の方
   法。 ６ 第２蒸解工程を20〜120℃、好ましくは70〜
   100℃の温度で、30〜180分、好ましくは約120分
   行う、特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか
   に記載の方法。