JPH08188976A - 化学パルプのオゾン漂白 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学パルプのオゾン漂白において、得られる
化学パルプの白色度が向上し、カッパー価を低下させ、
更にパルプの粘度を向上させることのできる化学パルプ
のオゾン漂白を提供する。 【構成】 化学パルプのオゾン漂白において、化学パル
プをオゾンを使用して漂白の際に、該パルプスラリー中
に界面活性剤とキレート剤を添加し、均一に攪拌混合し
反応することを特徴とする。好ましくは、パルプ濃度、
オゾンの添加率、界面活性剤とキレート剤の添加率を特
定範囲内で行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学パルプをオゾンに
より漂白する化学パルプのオゾン漂白に関し、更に詳し
くは、オゾン処理の際に、界面活性剤とキレート剤を添
加して粘度低下を抑制し、脱リグニン反応を促進させる
ことを特徴とする化学パルプのオゾン漂白に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】パルプ漂白の目的は、パルプ繊維の内部
や表面に付着しているリグニンや着色物質を分解、変質
させたり、可溶性にして取り除き、白色度を上昇させる
ことである。従来、化学パルプの漂白は、塩素、次亜塩
素酸塩、過酸化水素、二酸化塩素等を用いて段階的に処
理する方法が取られてきたが、近年に至っては、漂白白
水の回収が可能で、又、後段の塩素使用量を減少可能な
酸素漂白法が多く採用されてきている。

【０００３】一方、最近は、ダイオキシンを含むＡＯＸ
規制による塩素系薬品使用の制限等により、オゾンを使
用したパルプの漂白が開発されつつある。このオゾン漂
白は、近年、低コストのオゾン発生機や反応の均一性を
高める撹拌機等の開発により、新しい展開を迎えつつあ
る。

【０００４】オゾン漂白は、パルプを導入した反応容器
中に酸及びオゾンを加えて、リグニンや樹脂等を酸化分
解して漂白を行うものである。この中でも、最近では、
設備費や得られるパルプの品質との関係で有利な中濃度
オゾン漂白と称される方法が主として採用されてきてい
る。

【０００５】通常、パルプとオゾンとの反応は、数秒で
達成されることから、オゾンとパルプとの混合が不十分
である場合には、オゾンが無駄に消費されることにな
る。中濃度オゾン漂白は、８〜１５重量％の範囲（低濃
度は８％未満、高濃度は１５％以上）にあるパルプの濃
度で実施するものであるが、このようなパルプ濃度の場
合、十分に流動化させてオゾンとの接触を大とする必要
がある。そのため、パルプとオゾンとの混合について
は、従来より種々の特殊な攪拌装置が開発され、使用さ
れている（特開平６−３３３８９号公報等）。

【０００６】しかし、開発された種々の攪拌装置を用い
て、中濃度パルプのオゾン漂白を行うことが可能となっ
てきたが、未だオゾンとの反応が不均一で、オゾンが無
駄に消費されているのが現状であり、漂白されたパルプ
は、カッパー価が高く、白色度も低く、更にパルプ粘度
も低下するという問題もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、化学
パルプのオゾン漂白における上記問題点を解決し、低カ
ッパー価、高白色度、高粘度のパルプを得ることのでき
る化学パルプのオゾン漂白を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の問
題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、オゾンを用い
たパルプ漂白時に、界面活性剤とキレート剤をともに添
加することにより、オゾンのパルプ繊維への浸透を促進
させることにより、オゾンとリグニンとの選択的に反応
が向上し、且つ粘度の低下を抑制することを見いだし、
この知見に基づき本発明を完成するに至った。即ち、本
発明の化学パルプのオゾン漂白法は、化学パルプのオゾ
ン漂白において、化学パルプをオゾンを用いて漂白する
際に、酸性条件下で該パルプスラリー中に界面活性剤と
キレート剤を添加し、機械的攪拌装置にて混合反応する
ことを特徴とするものである。

【０００９】以下、本発明の化学パルプのオゾン漂白に
ついて詳細に説明する。本発明に使用される界面活性剤
としては、有機系、高分子系、アニオン性、カチオン
性、両性、ノニオン性のいずれの界面活性剤でもよい
が、例えば、アニオン性としては、ポリアクリル酸塩、
ポリカルボン酸塩、アルキルスルホン酸塩等；カチオン
性として、ポリアクリルアミド、アルキルアンモニウム
ブロマイド、アルキルアンモニウクロリド等；両性とし
て、Ｎ−アルキルベタイン、Ｎ−アルキルスルホタイン
等；ノニオン性として、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステ
ル等；等が挙げられる。 これらの中で、特に好ましい
界面活性剤としては、アニオン性であるポリアクリル酸
塩を挙げることができる。更に、他の界面活性剤１種以
上を併用することもできる。

【００１０】本発明に使用されるキレート剤としては、
有機系、高分子系の塩で、例えば、ＥＤＴＡ−Ｍｇ、Ｄ
ＴＰＡ−Ｍｇ、Ｎａ、Ｃａ等を挙げることができる。更
に、他のキレート剤１種以上を併用することもできる。

【００１１】化学パルプに対する界面活性剤とキレート
剤の添加方法としては、水に分散させた水性分散液とし
てパルプスラリーに添加することが望ましいが、直接パ
ルプスラリーに界面活性剤とキレート剤を添加し、撹拌
分散して使用することも可能である。

【００１２】界面活性剤とキレート剤の添加場所は、混
合機の前後、或はオゾン反応機の中の何れでも可能であ
るが、本発明の効果を効率よく発揮させるためには、混
合機の前で、更にオゾンを添加する前に添加するのが好
ましい。

【００１３】界面活性剤とキレート剤の添加率はパルプ
（対絶乾パルプ）に対して、０．０５〜１０．０重量
％、好ましくは０．１〜５．０重量％である。ここで、
添加率が０．０１重量％未満では、オゾンによる漂白効
果が少なく、又、１０．０重量％を超えて多い場合に
は、効果が十分に現れず経済的にも不利である。

【００１４】オゾンの添加率はパルプ（対絶乾パルプ）
に対して、０．０５〜１０．０重量％、好ましくは０．
１〜３．０重量％である。ここで、添加率が０．０５重
量％未満では、オゾンによる漂白効果が少なく、又、１
０．０重量％を超えて多い場合には、効果が十分に現れ
ず経済的にも不利である。

【００１５】反応温度０〜６０℃で好ましくは１０〜５
０、反応時間１〜６０分で好ましくは３〜５０分、反応
ｐＨ６以下で好ましくはｐＨ１〜５の条件で行うことが
良い。

【００１６】機械的攪拌措置として、ニーダー、マイカ
プロセッサー、フローターパルパー等の混合攪拌するこ
とでオゾンと均一に混合し反応することで結束や未漂白
部分がなくなる。

【００１７】

【作用】本発明の化学パルプのオゾン漂白法において、
オゾンを用いて化学パルプを漂白する際に、パルプスラ
リー中に界面活性剤とキレート剤を添加することで、カ
ッパー価が低く、高白色度及び高粘度のパルプを得るこ
とのできる。これは、化学パルプ漂白時に、界面活性剤
とキレート剤をともに添加することにより、オゾンのパ
ルプ繊維への浸透を促進させることで、オゾンとリグニ
ンとの選択的に反応が向上するものと考えられる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明を実施例によって更に具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。以下における部、％はすべて重量％（対絶
乾パルプあたり）によるものである。尚、白色度は、Ｊ
ＩＳ Ｐ８１２３によるハンター白色度法、カッパー価
は、ＴＡＰＰＩ Ｔ２３６ｈｍ−８５、パルプ粘度は、
ＴＡＰＰＩ Ｔ２３０ｏｍ−８２によって測定した。
又、オゾン漂白装置としては、２枚羽式の攪拌装置付き
オゾン漂白テスト機（以下、オゾン漂白テスト機と略
す）を使用し、全て回転数は８００ｒｐｍで漂白した。

【００１９】比較例１ 国産広葉樹をクラフト蒸解後、酸素漂白したパルプ（カ
ッパー価９．８）をパルプ濃度を１２重量％に調整した
後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリーとし
た。続いて、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾンを
０．５重量％、反応温度２５℃、反応時間１０分の条件
で漂白を行った。

【００２０】比較例２ 国産広葉樹をクラフト蒸解後、酸素漂白したパルプ（カ
ッパー価９．８）をパルプ濃度を１２重量％に調整した
後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリーとし
た。続いて、調整したパルプスラリー中に、ノニオン性
界面活性剤（日本油脂社製２０４．５）を０．５重量％
（対絶乾パルプ）添加した。次いで、オゾン漂白用テス
ト機を用いて、オゾンを０．５重量％、反応温度２５
℃、反応時間１０分の条件で漂白を行った。

【００２１】比較例３ 比較例１と同様のパルプをパルプ濃度を１２重量％に調
整した後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリー
とした。続いて、調整したパルプスラリー中に、アニオ
ン性界面活性剤（プライマール社製プライマール８５
０）を０．５重量％（対絶乾パルプ）添加した。次い
で、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾン０．５重量
％、反応温度２５℃、反応時間１０分の条件で漂白を行
った。

【００２２】比較例４ 比較例１と同様のパルプをパルプ濃度を１２重量％に調
整した後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリー
とした。続いて、調整したパルプスラリー中に、キレー
ト剤（ＤＴＰＡ−Ｎａ）を０．５重量％（対絶乾パル
プ）添加した。次いで、オゾン漂白用テスト機を用い
て、オゾン０．５重量％、反応温度２５℃、反応時間１
０分の条件で漂白を行った。

【００２３】実施例１ 比較例１と同様のパルプをパルプ濃度を１２重量％に調
整した後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリー
とした。続いて、調整したパルプスラリー中に、ノニオ
ン性界面活性剤（日本油脂社製ＮＳ２０４．５）とキレ
ート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）をともに０．５重量％（対絶
乾パルプ）添加した。次いで、オゾン漂白用テスト機を
用いて、オゾン０．５重量％、反応温度２５℃、反応時
間１０分の条件で漂白を行った。

【００２４】実施例２ 比較例１と同様のパルプをパルプ濃度を１２重量％に調
整した後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリー
とした。続いて、調整したパルプスラリー中に、アニオ
ン性界面活性剤（プライマール社製プライマール８５
０）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）をともに０．５重
量％（対絶乾パルプ）添加した。次いで、オゾン漂白用
テスト機を用いて、オゾン０．５重量％、反応温度２５
℃、反応時間１０分の条件で漂白を行った。

【００２５】実施例３ 比較例１と同様のパルプをパルプ濃度を１２重量％に調
整した後、硫酸でｐＨ２．０に調整してパルプスラリー
とした。続いて、調整したパルプスラリー中に、ノニオ
ン性界面活性剤（日本油脂社製ＮＳ２０４．５）とアニ
オン性界面活性剤（プライマール社製プライマール８５
０）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）をともに０．２５
重量％（対絶乾パルプ）添加した。次いで、オゾン漂白
用テスト機を用いて、オゾン０．５重量％、反応温度２
５℃、反応時間１０分の条件で漂白を行った。

【００２６】実施例４ 実施例１と同様で、ノニオン性界面活性剤（日本油脂社
製ＮＳ２０４．５）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）を
ともに０．５重量％（対絶乾パルプ）添加した。次い
で、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾン５重量％、
反応温度２５℃、反応時間５分の条件で漂白を行った。

【００２７】実施例５ 実施例１と同様で、ノニオン性界面活性剤（日本油脂社
製ＮＳ２０４．５）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）を
ともに０．５重量％（対絶乾パルプ）添加した。次い
で、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾン０．５重量
％、反応温度２５℃、反応時間３０分の条件で漂白を行
った。

【００２８】実施例６ 実施例１と同様で、ノニオン性界面活性剤（日本油脂社
製ＮＳ２０４．５）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）を
ともに０．５重量％（対絶乾パルプ）添加した。次い
で、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾン０．５重量
％、反応温度０℃、反応時間３０分の条件で漂白を行っ
た。

【００２９】実施例７ 実施例１と同様で、ノニオン性界面活性剤（日本油脂社
製ＮＳ２０４．５）とキレート剤（ＤＴＰＡ−Ｍｇ）を
ともに０．５重量％（対絶乾パルプ）添加した。次い
で、オゾン漂白用テスト機を用いて、オゾン０．５重量
％、反応温度６０℃、反応時間３０分の条件で漂白を行
った。

【００３０】実施例８ 実施例１の脱水白水を酸素漂白の希釈水として使用し、
酸素漂白したパルプ（カッパー価９．６）を実施例１と
同様の条件にてオゾン漂白した。

【００３１】

【表１】

【００３２】実施例１〜８及び比較例１〜４から、本発
明の界面活性剤とキレート剤をオゾン漂白時に添加する
ことによって、無添加よりも白色度が高く、低いカッパ
ー価、高い粘度のパルプが得られることが判る。但し、
オゾンが過剰であると粘度が低下するが白色度の上昇と
カッパー価の低下が余り見られない。従って、オゾンと
リグニンとが効率良く反応する必要がある。

【００３３】

【発明の効果】本発明の化学パルプのオゾン漂白を用い
れば、従来法の化学パルプによるオゾン漂白と比較べ
て、白色度が高く、低いカッパー価、高い粘度の化学パ
ルプが得られるという利点がある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学パルプのオゾン漂白において、パル
   プをオゾンを用いて漂白する際に、酸性条件下で該パル
   プスラリー中に界面活性剤とキレート剤の両方を添加
   し、攪拌することを特徴とする化学パルプのオゾン漂
   白。
2. 【請求項２】 オゾン漂白条件は、パルプ濃度が２〜３
   ５重量％、オゾン添加率がパルプ（対絶乾パルプあた
   り）に対して０．０５〜１０．０重量％、界面活性剤と
   キレート剤の添加率がともにパルプ（対絶乾パルプあた
   り）に対して０．０５〜１０．０重量％、反応温度０〜
   ６０℃、反応時間１〜６０分、反応ｐＨ６以下の条件で
   行うことを特徴とする請求項１記載の化学パルプのオゾ
   ン漂白。
3. 【請求項３】 キレート剤が、窒素を含む有機、又は高
   分子の塩で、界面活性剤が、有機でカチオン性、アニオ
   ン性、ノニオン性、両性から選ばれる１種類以上を添加
   することを特徴とする請求項１及び２記載の化学パルプ
   の漂白。
4. 【請求項４】 オゾン漂白の排水を向流的に前の処理段
   に戻し、最終的に黒液回収工程に送ることを特徴とする
   請求項１記載の化学パルプの漂白。