JPH09508945A - セルロース材及びリグニンセルロース繊維状材料の過酸化漂白方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 漂白試薬として過酸化水素を用いるセルロース及びリグニンセルロースパルプの漂白方法は、２段階反応、即ち、沸騰を抑える十分な圧力の短い高温段階と、短い段階後残留する過酸化水素の実質部分を消費するより長い大気圧低温段階を採用する。この方法は、１０〜１８％濃度のパルプ（１５）をミキサ（１００）に導入し、ミキサ（１００）でパルプを１００℃超の温度に加熱し；十分な水酸化ナトリウムを加えてパルプをｐＨ8.5にし；パルプの0.5〜5.0重量％に等しい過酸化水素（３６）を加え；パルプをコラム中の保持時間を１〜３０分とする割合で加圧された反応コラム（４００）内を通過させ；かつ、パルプを反応塔内に保持して残留過酸化物の実質部分が消費されるまで反応を１〜５時間推進させる；工程を含む。パルプをミキサに導入し、アルカリを加えて漂白工程間におけるパルプのｐＨを少くとも９にすることにより残留過酸化水素を再活性化することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 セルロース材及びリグニンセルロース繊維状材料の過酸化漂白方法 〔技術分野〕 本発明は、一般にパルプ及び紙産業におけるリグニンセルロース材の漂白、特 に過酸化水素を使用するパルプ漂白処理の性能を改善するプロセスに関する。本 発明は、塩素化合物を使用せずに漂白されるパルプを生産するための漂白処理に 関して使用する場合に特に有効である。 〔背景技術〕 パルプの漂白において塩素化合物を除去し環境に否定的とされる影響を減少さ せる圧力は、いわゆる「塩素なし技術」の高まりを促がしてきた。塩素化合物を 漂白処理から除去する場合、過酸化水素が一般的に環境に優しいと信じられてい るので、これを代替物として使用するのが一般的である。それ故、過酸化水素の 使用が増大しており、好ましい漂白経済を維持するには過酸化水素を適用するた めのより効率の良い方法を開発する強い誘因がある。 過酸化水素は、機械パルプ、準機械パルプ、準化学パルプ及び再生パルプの光 沢付与に共通的に使用されている酸化薬剤である。これはまた、化学パルプ漂白 において脱リグニンを助けることにも使用される。 「カナダ・パルプ及び紙研究所」（The Pulp & Paper Research Institute of Canade，PAPRICAN）は、化学パルプを漂白するいくつかの新規な方法を開発し た。これらのうち、現在は中間濃度（１０〜１４％）のものであるが、従来の高 濃度漂白システムと同じ光沢度の開発を目ざしているリーバーゴット（Liebergo tt）らの発表した高温過酸化システムに関心が持たれる。これは、パルプの温度 を約８５０℃に上げ、かつｐＨを下げることによって達成されるが、この点は従 来の高濃度過酸化システムと相異している。この技術では反応がより速く行われ るため、保持時間は時間の単位から分の単位（１５〜３０分）に短縮され、かつ 、過酸化液を安定させるのにシリケート（珪酸塩）は要しない。過酸化物の投入 は従来のシステムと同程度である。 ボッタン（Bottan，G.）の係属中の出願では、高温過酸化システムは非常に短 時間に８５〜９５℃で運転するように提案されている。パルプを１００℃超で過 熱し圧力下で短い保持時間で過酸化工程を運転することは未だ提案されていない 。資本投下を最少とするため、非常に長い保持時間を用いて達成し得るのと同じ 程度の光沢度を維持しながら、パルプ保持時間を最少化することが望ましい。 残留過酸化物の再利用を機械パルプの漂白で行うことは、仏国グルノーブルの 「紙技術センター」（the Ceutre Technique du Papier）のドミニク・ラシェナ ール（Dominiquo Lachenal）によって提案されている。これは、（第一段階の反 応塔の後）未消費の（又は残留の）過酸化物をパルプ懸濁液のアルカリ度を上げ ることによって再利用するものである。目的は、通常漂白塔の後で残留過酸化物 を回収するために使用される高価な脱水装置を取除き、新鮮な過酸化物の投入点 （通常漂白塔前のミキサ）に残留過酸化物を再循環させることである。この提案 は、工程間で高価な脱水装置を必要とする従来の２段過酸化漂白システムに比較 してみると重要である。従来の反応塔では、第一段階の反応は、残留過酸化物の 再利用の前に、６０℃で数時間行われる。６０℃で数時間の反応の後得られた残 留過酸化物に比例した量の苛性物が投入される。 化学パルプにおいては、前工程からのパルプスラリーがシックナー又は洗浄機 により脱水されて約１０〜１４％濃度になる中間濃度システム用として主として 過酸化水素が使用されてきた。過酸化液は通常、リパルパ（シックナー又は洗浄 機からの投入の時）に、又は中間濃度ポンプ又はミキサでは中間濃度塔の前に、 アルカリと共に投入される。 化学パルプ漂白のための個々の工程として使用する場合、従来の中間濃度過酸 化漂白工程は、十分な光沢度の増加を提供せず、過酸化物を多く消費すると言わ れており、かつ、過酸化物の消費に極度に長い保持時間を必要とする。脱リグニ ン又は光沢度の効果をより明白にするために、過酸化物は数個の塔において適用 しなければならない。 ２５％超の濃度で運転される高濃度過酸化工程の使用により、従来の中間濃度 過酸化漂白工程の多くの制約を克服することが示された。しかしながら、その欠 点は、高い投入濃度を達成できる脱水装置の設置を要すること、運転がより複雑 であること及び中間濃度システムよりも多くの動力を消費することである。 化学パルプでは、酸素に加えて過酸化物を使用して酸化抽出段を強化すること が、パルプ漂白の第一段階に必要な塩素の量を減らすために広く行われている。 従来のＥｏｐ（過酸化物を強化された酸化抽出）は、上向流／下向流塔を使用し 、酸素ガスの使用を必要とし、かつ、６５〜８５℃の範囲で運転される代表的な ものである。 過酸化水素はまた、パルプ漂白の第一段階において高い光沢度の漂白の安定し たパルプを達成するためにも使用される。過酸化水素は分解して漂白薬剤の効果 を下げ、パルプ強度を下げ、かつ、漂白の経済性を下げるものと信じられてきた ため、パルプの漂白にこれを使用することは通常９０℃未満の温度に制限されて いた。 極く最近、従来の又は塩素なし漂白処理の最後に使用されて非常に高い光沢度 のパルプを生む手段として、高温かつ比較的長い保持時間の条件の下で過酸化水 素を使用することが提案された。この技術によれば必要な保持時間は１〜３時間 である。長い保持時間による加圧酸素過酸化システムは、パルプの光沢度上限を 従来の大気圧過酸化漂白工程により得られる以上に上げることができる。設備に 要する資本投下を下げるために加圧下での保持時間を最少化することが望ましい 。例えば、従来技術であれば、１００℃程度で１〜３時間もかければ、過酸化漂 白プロセスに必要な時間を減少させるのに非常に効果があることが実験により示 されている。しかしながら、１〜３時間の加圧された過酸化工程に必要な資本は 高いため、このプロセスの経済性はさほど魅力的なものとは思われない。 従来の大気圧過酸化漂白工程と従来の加圧酸素過酸化漂白工程（ＰＯ）の経済 性に関する基礎情報によれば、これらの従来技術における保持塔に要する投資は ほぼ日量８５０トン能力の単一段につき次のように計算される； ａ．２時間保持の加圧過酸化塔 １００万ドル ｂ．大気圧長時間保持の通常段 １． ３時間保持 ３０万ドル ２． ６時間保持 ４０万ドル ３． ９時間保持 ５５万ドル 従来の大気圧過酸化漂白で同じ光沢度水準を達成するためには、従来の加圧酸 素過酸化システムにおける１〜３時間に比べて６時間超の保持時間を必要とする 。 例えば、２時間の加圧酸素過酸化システムに合ったものと同じ結果を達成するに は、保持時間８〜１０時間の大気圧塔を設けることが必要であろう。 光沢だけでも３５０の漂白プラントがあるので、各プラントに１基の過酸化漂 白システムが必要としても、産業界にとって約２億〜3.5億ドルの投資に相当す ることになる。増々厳しくなる環境規制に合致するには、各工場に１基を超える 過酸化漂白段を設ける必要があり、そうすれば資本は２倍を超えるものとなろう 。かくして、従来技術における大きな問題は、その技術を実施するのに非常な大 きな資本投下を要することである。 上記は現行のセルロース及びリグニンセルロースの漂白プロセスにおいて知ら れた制約を説明したもので、これらの制約の一つ又はそれ以上を克服することを 目的とした代替技術を提供することが利益となろう。このため、以下に詳細に述 べられた特徴を有する適正な代替技術がここに提供される。 〔発明の開示〕 本発明は一つの特徴として、パルプの濃度を１０〜１８％に調整しこのパルプ をミキサに導入してここで水酸化ナトリウムを加えてｐＨを8.5超にする工程； パルプの0.5〜5.0重量％の過酸化水素を加える工程；パルプ液の沸騰を防止する のに十分な圧力を維持しながらパルプを１００℃超の温度に過熱する工程；コラ ム中の反応時間を４５分未満とする速度で反応器コラムを通ってパルプを送る工 程；パルプを１００℃未満の温度に冷却する工程；前記パルプを大気圧反応塔中 に保持し、残留過酸化水素の実質部分が消費されてしまうまで反応を推進させる 工程；及びパルプを更なるプロセスのために排出する工程；を含む過酸化水素を 使用してセルロース及びリグニンセルロースパルプを漂白する方法を提供する。 上記の本発明の特徴及びその他の特徴は、付随する図面と共に以下の詳細説明 を考慮することにより明らかにされよう。 〔図面の簡単な説明〕 図１は、本発明の一つの最良の実施の形態を示す。 図２は、本発明の別の最良の実施の形態を示す。 図３は、本発明の更に別の最良の実施の形態を示す。 図４は、本発明の更に別の最良の実施の形態を示す。 図５は、本発明の更に別の最良の実施の形態を取入れた漂白段を示す。 図６は、既存の漂白プラントに適用された本発明の漂白段列の別の最良の実施 の形態を示す。 図７は、従来の洗浄機により残留過酸化物の回収を行う本発明の漂白処理の更 に別の最良の実施の形態を示す。 図８は、プレスにより残留過酸化物の同収を行う本発明の漂白処理の更に別の 最良の実施の形態を示す。 図９は、プレスにより残留過酸化物を別の方法により回収する本発明の漂白処 理の更に別の最良の実施の形態を示す。 〔発明を実施するための最良の実施の形態〕 図１において、従来の洗浄機又はシックナーからのパルプは、パイプ１０を通 してミキサ１００に投入され、ここでパルプを加熱する蒸気とパルプのｐＨを上 げるアルカリがパイプ１５を通して加えられる。パルプは加熱されてｐＨ8.5超 、好ましくは9.5〜10.5に調整される。加熱されｐＨを調整されたパルプはミキ サ１００からパイプ２０を通して従来の中間濃度ポンプ２００に送られ、ここか らパイプ３０を通してミキサ３００に送られる。過酸化水素溶液が、所要の光沢 度が反応終了時に付与されるに充分な量において、パイプ３５を通してミキサ３ ００に加えられる。従来の過酸化漂白システムにおけるのと同様に、セルロース 粘性の保護のためのマグネシウム化合物、並びに金属イオン封鎖剤（ＳｉＯ₂の 如き）及び／又はキレート剤（ＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ酢酸）又はＤ ＴＰＡ（ジエチレントリアミンペンタ酢酸）の如き）の添加が行われ、これにパ イプ１５を通してアルカリ溶液とパイプ３５を通して、又は別個にパイプ１６及 び／又は３６を通して過酸化物溶液が加えられる。本発明によればパルプ温度は １００℃を超えなければならないがこの高温でパルプをポンプで送ることは通常 行われていないため、例えば８５〜９０℃から１００℃超への最終的な昇温はパ イプ３７を通してポンプ２００とミキサ３００との間に蒸気を加えることにより 行われる。 所要の反応温度に加熱され所要のｐＨに調整されたパルプは、パイプ４０を通 して、反応に要する保持時間に合わせて大きさを決められた上向流管コラムにポ ンプで送られる。本発明によれば、上向流管の大きさは、パルプ保持時間１〜３ ０分、好ましくは５〜２０分を保証するものである。その後、パルプはパイプ５ ０を通りバルブのような適当な排出装置５００へ送られ、そこから更にパイプ６ ０を通して次の洗浄及び漂白工程に送られる。パルプは１００℃超で漂白される ので、パルプのフラッシングを防止するためこの温度を下げることが望ましく、 従って冷却温度の水又は液が希釈のためパイプ７０を通して上向流管の頂部に用 いられる。当技術の熟練者は、本発明は所要の反応の保持時間の達成のために上 向流、下向流、上向流／下向流、又はその他の形態のもので実施できることを理 解されよう。更に、当業界の熟練者は、反応の前及びその後のそれぞれにおいて パルプを加熱し冷却する追加手段があることを理解するであろう。本明細書にお いて与えられた詳細な説明は、発明の範囲を限定することを意図するものでなく 、最良の実施の形態の解明のために含まれているものである。 図２は、下向流塔６００を付加した以外には図１に示したものと同じ本発明の 別の最良の実施の形態を略式に示している。本発明によれば、上向流管の大きさ はパルプ保持時間１〜３０分、好ましくは５〜２０分、を保証するものである。 その後、パルプはパイプ５０を通りバルブのような適当な排出装置５００へ送ら れ、そこから更にパイプ６０を通って、従来の、好ましくはパルプ工場において 既設のもので塩素ベースの漂白処理に代ってこの新しい漂白工程に再使用可能な 漂白塔６００に送られる。パルプは所要の反応温度で更に１〜５時間この塔内に 保持され、パルプに適用される過酸化水素の実質部分を消費する。パルプはコラ ム４００において１００℃超で漂白されるので、パルプのフラッシングを防止す るため、この温度を下げることが望ましい。本発明では、パルプを含む液がフラ ッシングを起さないようにパルプを上向流管から出る前に冷却することができる 。この最良の実施の形態は、蒸気と残留薬剤の大気への排出を制限する工場に適 している。これは、パルプを希釈する冷却水又は液をパイプ７０から加えること によって達成される。例えば、上向流コラムにおいて濃度１２％温度１１０℃で 処理されたパルプでは、５０〜６０℃の液をパルプのトン当り1.5〜2.5ｍ³加え ることによりパルプを１００℃未満に冷却する。これは濃度を約１０％に下げる 結果となるが、これは第二の反応工程の性能を大きく下げるものではない。パル プは大気圧の下で許容される最高温度に維持することが特に望ましい。 図３に示された本発明の更に別の最良の実施の形態において、パルプはパイプ ６０から塔６００に送られ、大気圧中にフラッシングする。下向流塔に入るパル プは可能な最高の温度、例えは９８〜１００℃であり、これは第二の反応段階に おける過酸化物の消費を高める。更に、フラッシングした蒸気はパイプ９０を通 して熱交換器７００に送られる。熱交換器は洗浄機に適用される洗浄水を過酸化 工程に先立って予熱し、それによってパイプ１５及び３７を通して各段階に必要 とされる蒸気の量を減少させるために使用される。こうしてパイプ１０１内の洗 浄水は、パイプ１１０を通して従来の洗浄機に適用される前に昇温させられる。 図３に示された最良の実施の形態は、パルプが上向流反応コラム４００から排 出される点までは図２のものと同一である。この場合、パルプは排出時において 残留過酸化物の実質量を保持している。パルプはパイプ５０を通って適当な混合 バルブ５００に送られ、ここでパイプ５５から追加のアルカリが加えられ第二の 反応工程のためにパルプのｐＨを8.5超、好ましくは9.5〜10.5に上げる。 フラッシングにより冷却されたパルプは、第二段階の反応のために、パイプ６ ０を通り、従来の下向流塔６００に送られる。従来の下向流塔は、残留過酸化物 の実質部分を消費する大きさのものであり、通常パルプを１〜５時間保持する。 漂白されたパルプは塔６００からパイプ８０を通して次のプロセス工程に送られ る。 バルブ５００は上向流管４００からの圧力を下げ、パルプを含む液のフラッシ ングを行わせる役目をもつ。アルカリは、バルブ上流のところでパルプに加えら れ、バルブ中に発生する乱流がアルカリとパルプの混合を行う役目をする。プロ セスのこの位置に何らかの混合装置を設ける場合は実質的にバルブの機能に等し いものになることが認識される。 図４は、混合装置５５０によるバルブの再活性化を除き図３のものと同じ本発 明の更なる実施の形態を示す。この本発明による最良の実施の形態では、上向流 管の大きさは、パルプの保持時間１〜３０分、好ましくは５〜２０分、を保証す るものである。その後、パルプはパイプ５０を通り適当な混合装置５５０に送ら れ、そこで残留過酸化物はパイプ５５から加えられるアルカリによって再活性化 される。それからパルプはフラッシングし、そうして得られた蒸気はパイプ９０ を通って熱交換器７００に導かれ、パイプ１０１からの水をより高温に予熱する 。予熱された水はパイプ１１０を通って排出され、漂白工程上流のパルプの洗浄 に使用される。 図５は、本発明による漂自処理の略式図である。洗浄機又はシックナー１０か らのパルプはパイプ１１を通ってミキサ２０に送られ、ここでパイプ１２及び１ ３から送られた蒸気及び／又は漂白薬剤がパルプを所要の反応温度に加熱し、パ ルプのｐＨを過酸化物との最初の反応に必要な水準に上げる。加熱されｐＨを調 整されたパルプはパイプ２１を通ってポンプ３０に送られ、更にミキサ４０に送 られる。パルプは１００℃超に加熱されるので、最終加熱のため通常パイプ３４ を通ってミキサの手前で蒸気を適用するのが普通である。アルカリ、過酸化物、 キレート剤、その他の追加的薬剤がパイプ３２及び３３から加えられ、パルプと 均一に混合され、それからパイプ４１を通って第一の過酸化反応容器５０に送ら れる。過酸化反応容器５０は、保持時間を１〜３０分、好ましくは５〜２０分、 とする大きさに作られ、実質的な脱リグニン及び／又は光沢度向上を達成する。 それからパルプはパイプ５１を通って排出装置５２に送られる。最善の運転コス トのため、第一の過酸化処理の後パルプを洗浄することが、必須ではないが、好 ましく、また洗浄装置が非加圧装置の場合は、第一の過酸化反応容器からの排出 の前にパルプを冷却することが好ましい。冷却希釈液はパイプ５３から第一の過 酸化反応容器５０内に加えることができる。洗浄装置が適正運転のために低いパ ルプ濃度を必要とする場合は、パイプ５３を通って送られる濾液によりポンプの 手前でパルプを希釈することが望ましい。 パルプは洗浄機６０で洗浄され、洗浄されたパルプはパイプ６１を通ってミキ サ７０に送られる。この最良の実施の形態における第二の工程は、高濃度又は中 間濃度で運転されるオゾン工程であるが、これは設備の資本コストを最少化する ために従来の１０〜１４％の洗浄機出口濃度で運転される中間濃度工程であるこ とが好ましい。従来技術において知られているように、オゾン工程から最高の結 果を達成するには、ｐＨ４未満で運転することが必要である。かくして、オゾン 工程の前に、硫酸の如き酸をパイプ５３を通って第一の過酸化反応容器５０の出 口に加え、シャワー状の水をパイプ５６から第一の過酸化物洗浄機６０に加え、 そうしてパイプ６２を通ってポンプ７０に送るか、又は別のミキサ（示されてい ない）に送ることができる。酸化されたパルプはポンプ７０によりパイプ７１を 通ってミキサ８０に送られ、ここでオゾンガスがパイプ７２から適用される。パ ルプはオゾン反応容器９０に送られ、約１０分以内保持され、ほぼ完全なオゾン 消費が行われる。パルプはオゾン反応容器を出てパイプ９１を通り徘出装置９２ に送られる。排出装置９２は、オゾン反応容器からの圧力を下げるためのバルブ 、複数のバルブ又は機械装置からなる。パルプはパイプ９３を通ってガス分離装 置２２０に送られ、そこでガスはパルプから分離され、パイプ２０２を通って工 場内の処理及び／又は再使用に同される。ガスを分離されたパルプは、パイプ１ ０２を通ってポンプ２１０に送られる。最善の運転コストのため、オゾン工程の 後かつ次の漂白工程の前にパルプを洗浄することが、必須ではないが、好ましい 。洗浄装置が適正運転のために低いパルプ濃度を必要とする場合は、パイプ１０ ３を通って送られる濾液によりポンプの手前でパルプを希釈することが望ましい 。パルプはパイプ１０４を通って洗浄機１２０に送られ、パイプ１１５から送ら れる水又は濾液で洗浄される。 洗浄機１２０からのパルプはパイプ１２１を通ってミキサ１３０に送られ、こ こで蒸気及び／又は漂白薬剤がパイプ１２２，１２３及び１２４から与えられ、 第一の過酸化処理のためにパルプを所要の反応温度に加熱すると共にｐＨを所要 の水準に増加させる。加熱されｐＨを調整されたパルプはパイプ１３１を通って ポンプ１４０に送られ、ここからパイプ１４１を通ってミキサ１５０に送られる 。パルプは１００℃超に加熱されるので、最終加熱のため通常パイプ１４４を通 ってミキサの手前で蒸気を適用するのが普通である。アルカリ、過酸化物、キレ ート剤、その他の追加的薬剤がパイプ１４２及び１４３から加えられ、パルプと 均一に混合され、それからパイプ１５１を通って第二の過酸化反応容器１６０に 送られる。過酸化物保持容器１６０は同じく、保持時間を１〜３０分、好ましく は５〜２０分、とする大きさに作られており、実質的な脱リグニン及び／又は光 沢度増加を達成し、それからパイプ１６１を通って排出装置１５２に送られる。 第二の過酸化処理の後パルプを洗浄することが好ましいが、これは、残留過酸化 物 及び／又は溶解した有機物の存在によりさほど影響されない追加的な漂白工程を 付加する時は必要でないこともある。洗浄装置が非加圧装置の場合は、第一の過 酸化反応容器からの排出の前にパルプを冷却することが好ましい。冷却液による パルプの希釈は、パイプ１５３から第二の過酸化反応容器１６０に冷却液を送る ことにより達成される。洗浄装置が、適正運転のために低いパルプ濃度を必要と する場合は、パイプ１５４を通って送られる濾液によりポンプの手前でパルプを 希釈することが望ましい。パルプは、それからパイプ１５６を通って送られる水 又は濾液を用いて洗浄装置１８０により洗浄される。 図６は、既存の漂白プラントに適用される本発明の漂白処理の略式図である。 今日多くの漂白プラントにある典型的なものはＤｃＥｏＤＥＤである。既存の漂 白プラントは本発明の概念を非常に経済的に取入れて改造することができる。図 に示したように、既存装置はほとんどすべて改造に活用され、そのための投資は 、せいぜいミキサ３基、反応容器３基、オゾン発生器１基及び改造に係わる種々 の配管である。時には、既存の漂白塔、配管、その他の装置に材質の変更を行う ことが必要になることもある。 図６に示された例では、既存の塩素処理塔は新しい漂白処理には使用せず、新 しい漂白プラント手前の追加的な貯留その他の予備処理用に使用することができ る。既存のＥｏ工程は、ＥＤＴＡ，ＤＴＰＡ又はその他のキレート剤が加えられ 調整されたｐＨ及び温度、好ましくは、ｐＨ５〜７、温度１０〜６０℃、で運転 されるキレート工程として使用される。従来のＥｏ工程で通常行われる３０〜９ ０分の保持時間は、このキレート工程に適合している。 既存のＥｏ洗浄機での洗浄の後、既存のＤ１工程は、パルプを過酸化物の添加 に適した新しいミキサに送り、適当な反応容器を付加し、そして既存のＤ１塔へ の投入を行い、本発明の残留過酸化物の再活性化を付加するか又は付加しない、 ということにより第一の過酸化工程（Ｐ１）として使用される。第一の過酸化工 程は、約8.5〜約12.5のｐＨ、１００℃超、好ましくは１０５〜１２０℃、の温 度による第一の反応工程、１〜３０分、好ましくは５〜２０分、の反応時間によ り運転される。 既存のＤ１洗浄機による洗浄の後、既存のＥ工程は、パルプをオゾンの添加に 適した新しいミキサに送り、適当な反応容器とガス分離器を付加し、そして既存 のＥ塔への投入を行う、ということによりオゾン工程として使用される。オゾン 工程は、４未満、好ましくは２〜４、のｐＨ、３０〜７０℃、好ましくは５０℃ 未満、の温度、１０分未満、好ましくは５分未満、の反応時間で運転される。既 存のＤ２洗浄機による洗浄の後、既存のＤ２工程は、パルプを過酸化物の添加に 適した新しいミキサに送り、適当な反応容器を付加し、そして既存のＤ２塔への 投入を行い、本発明の残留過酸化物の再活性化を付加するか又は付加しない、と いうことにより第二の過酸化工程（Ｐ２）として使用される。第二の過酸化工程 は、約8.5〜約12.5のｐＨ、１００℃超、好ましくは１０５〜１２０℃、の温度 による第一の反応工程、１〜３０分、好ましくは５〜２０分、の反応時間により 運転される。 既存のＤ２洗浄機による洗浄の後、パルプは次の後処理工程に送られるが、好 ましくは完全に漂白されたパルプとして漂白済高濃度貯留塔に移されるのがよい 。 図７は、ＱＰＺＰ処理における濾液の再使用に係わる最良の実施方法を示す。 本発明においては、過酸化処理の後パルプを含む実質的な残留過酸化物があり、 例として通常過酸化物はパルプの2.5％が投入されるが反応に消費される過酸化 物の量はパルプの1.5％未満である。過酸化物は比較的高価な漂白剤であるため この残留物を過酸化工程において再使用するため回収することが望ましい。これ は図に示されたように、過酸化工程終了後の洗浄から、この過酸化工程の前の洗 浄工程に濾液を再循環させることによって達成される。例として典型的な濾液の 流れが図に示されている。ここにおいて、各洗浄機出口において濃度は１０％で あり、パルプを含む濾液流はパルプkg当り９kg液である。今日の漂白プラントで は典型的な希釈因子を２として、各洗浄機への洗浄水の流れはパルプkg当り１１ kg液である。本発明では、濾液は漂白プラント内を逆流するように再循環され、 残留過酸化物は洗浄機においてパルプに適用され、この残留過酸化物の実質部分 が過酸化工程に持越される。こうして、この工程に必要とされる過酸化物の適用 はパルプと共に持越された量だけ減少する。持越された過酸化物の残留量は、洗 浄機の排出比（洗浄効率）の関数である。例えば洗浄機の排出比が0.85であれば 、残留過酸化物の約６０％が回収される。同じ原理が過酸化工程において使用 されるアルカリの回収に適用される。この最良の実施の形態によれば、処理工程 において使用される漂白剤は、図７に示された濾液の再循環により、考えられる 他の濾液循環方式に対比して実質的に減少する。 図８は、ＱＰＺＰ処理における濾液の再使用に係わる別の最良の実施方法を示 すもので、これは漂白プラントが新設される場合、即ち、既存の漂白プラントの 装置を再使用しない場合に適している。図８は、従来の真空又は圧力洗浄機、或 は真空又は圧力ディフューザの代りに、プレス、好ましくはインガーソル・ラン ド社（Ingersoll-Rand Company）製のツインロール洗浄プレス、の使用を含む。 典型的な濾液流れが図に示されているが、ここにおいて各プレスの出口濃度は33 .3％、パルプを含む濾液流れは、パルプkg当り２kg液である。今日の漂白プラン トにおいて典型的な希釈因子を２として各洗浄機への洗浄水流れは、パルプkg当 り４kg液である。この場合、濾液は図７で述べられたのと同じ概念でプレスによ る洗浄に使用される。しかしながら、更にそれに加えて、実質的な残留過酸化物 を含む濾液が、プレスから排出されるパルプの希釈のために、パルプkg当り７kg 液の量で使用される。回収される過酸化物の量は、図７で述べられた真空洗浄機 の場合と類似のものである。プレスにおいて回収される濾液の量は、プレスの排 出比（洗浄効率）の関数である。プレスの排出比が0.40であれば、過酸化物残留 量の約６０％の合計回収が達成される。これは、プレスが従来の真空又は圧力洗 浄機と同様の資本を要するため、新設の場合に魅力的であり、この形態の更なる 利点は、設置する洗浄装置がプレスである場合は、中間濃度オゾン漂白よりもむ しろ高濃度オゾン漂白を組入れることができることである。この選択は、漂白に 必要なオゾン量を減少させ、漂白プラントにおけるエネルギー要求を減少させる 。 図９において、従来の洗浄機又はシックナーからのパルプはパイプ１０を通っ てミキサ１００に投入され、ここでパルプを加熱する蒸気及び／又はパルプのｐ Ｈを増加させるアルカリがパイプ１５から加えられる。パルプは加熱され、ｐＨ を約１１に調整される。加熱されｐＨを調整されたパルプはミキサ１００からパ イプ２０を通って従来の中間濃度ポンプ２００に送られ、更にこのポンプからパ イプ３０を通ってミキサ３００に送られる。過酸化水素溶液が、第一の反応 工程の終了時に実質的な残留が維持されるに十分な量において、パイプ３５から ミキサ３００に加えられる。過酸化漂白システムでは慣用的であるが、セルロー ス粘性の保護のためのマグネシウム化合物、並びに金属イオン封鎖剤（珪酸塩の 如き）及び／又はキレート剤（ＥＤＴＡ又はＤＴＰＡの如き）がアルカリ溶液と 共にパイプ１５から添加される。過酸化物溶液はパイプ３５から、又はパイプ１ ６及び／又は３６から別に、適用することができる。本発明においてはパルプの 温度は１００℃超でなければならないが、この高温でパルプをポンプで送ること は今のところ実用的でないため、例えば８５〜９０℃から１００℃超への最終的 な昇温は、パイプ３７からポンプ２００とミキサ３００の間に蒸気を加えること により達成される。 所要の反応温度に加熱され所要のｐＨに調整されたパルプは、パイプ４０を通 って上向流管４００にポンプで送られる。上向流管４００は、第一の反応工程に 望まれる保持時間に合った大きさに作られている。本発明においては、上向流管 は、パルプ保持時間５〜３０分、好ましくは５〜２０分、を保証する大きさであ る。この保持時間の後、パルプはパルプスラリー中に過酸化物の実質的残留物を 保持している。パルプは、パイプ５０を通って適当な加圧装置５６０に送られ、 ここでパルプ濃度は約１０％から約２５％に上げられる。濾液は、第一の反応工 程で消費されなかった過酸化物の部分を回収するため、パイプ５５からパイプ３ ０に循環させられる。 パルプは、高い濃度（２５〜３０％）で運転される第二の反応工程のため、パ イプ６０から従来の下向流塔６００に送られる。従来の下向流塔は残留する過酸 化物の実質部分を消費する大きさに作られており、通常パルプを１〜５時間保持 する。漂白されたパルプは塔６００からパイプ８０を通って次のプロセス工程に 送られる。 明瞭のため、図１〜図６において示されたポンプ及びミキサ、並びに排出装置 等は示されておらず、また各漂白工程において最高の温度を維持するのに必要な 熱交換器も同じである。熱交換装置は、正しいエンジニアリング方式に従って漂 白プラントに組込まれている。 当技術の熟練者には、本発明は反応のために望まれる保持時間を達成するには 上向流、下向流、上向流／下向流、その他の形態により実施し得ることが理解さ れよう。更に、当技術の熟練者には、反応前及び反応後のそれぞれにおいてパル プを加熱し、また冷却する追加的な手段があることが理解されよう。更に、当技 術の熟練者には、第一の保持時間（上向流管）中の圧力保持に使用されるバルブ は、混合装置の前でも後でも設け得ることが理解されよう。本説明に述べられた 詳細は、本発明の範囲を制限することを意図したものでなく、単に最良の実施の 形態の説明のために含まれたものである。 当技術の熟練者にはまた、キレート剤及び金属イオン封鎖剤の使用は本発明の 利点の達成のために望ましいか又は必要とされるものであることが理解されよう 。これらの形の処理を本発明に付加することは、発明の範囲を制限するものでは ない。ＱＰ，ＱＰＱＰ，ＱＰＱＺＰ，ＱＰＺＱＰ，ＰＺＱＰ，等といった処理工 程の使用が例である。更に当技術の熟練者には、酸処理、特に例えばｐＨ３未満 の非常に低いｐＨにする処理、多くの場合有効的に、この種の処理におけるキレ ート剤の使用に代り得るものであることが理解されよう。それ故、酸工程の付加 、又はキレート工程の酸工程による代替もまた本発明の範囲内である。 「ペーパーオキサイド（PAPEROXIDE）プロセス」と称されてきたこの技術は、 軟木材、堅木材からのセルロース又はリグニンセルロースにも、また化学パルプ 、機械パルプ、準化学パルプ、準機械パルプ、又は二次繊維パルプからの種々の 非木材繊維にも適用することができる。かかる適用の利点は以下の諸例により実 証される。 ペーパーオキサイド・プロセスの第一工程は、約３０分未満、好ましくは５〜 ２０分の限られた時間、ｐＨ8.5〜12.5の高温（１００℃超）でパルプを過酸化 物と反応させることである。この工程はパルプスラリーの金属汚染を生じさせな いように実施することが重要である。この第一工程の結果は以下の例に示される 。 例１ カッパー価27.2の軟木材クラフトパルプの標本を酸素脱リグニン（Ｏ工程）し てカッパー価１とした。それからこのパルプ標本は、約５０℃で３０分の保持時 間でパルプに対し0.6％ＥＤＴＡを用いるキレーション工程（Ｑ工程）により 処理した。標本は更に、表Ａに示された条件及び薬剤チャージにより、従来の過 酸化水素工程（Ｐ）及びオゾン工程（Ｚ）により脱リグニンを行い、カッパー価 2.0、光沢度77.9％ＩＳＯ及び粘性14.4ｍＰａ'ｓを達成した。 パルプは更に、従来技術により加圧過酸化工程で処理され、新しいプロセスの 第一工程と比較した： すべての場合に、パルプは１０％濃度で処理され、酸素ガスを用いて７５psig の圧力下で保持された。次の薬剤が漂白に使用された： 上記は、本発明の第一工程において、驚くべきことに粘性を損わず、過酸化物 の消費がはるかに少く、かつ、従来技術の１時間以上に比べて非常に短時間に光 沢度改善の８５％が達成できることを示している。 この例においては、パルプを加圧下で保持するために酸素ガスを用いたが、本 発明の第一工程ではパルプを酸素ガスに曝すことは不要である。これは次の例に 示される： 例２ カッパー価27.2の軟木材クラフトパルプの標本を酸素脱リグニンしてカッパー 価１４とした。それからこのパルプ標本は、約５０℃で３０分の保持時間でパル プに対し0.6％ＥＤＴＡを用いるキレーション工程により処理した。このパルプ 標本は更に、従来の過酸化水素工程及びオゾン工程により、脱リグニンを行い、 カッパー価1.3、光沢度81.8％ＩＳＯを達成した。パルプは更に、従来の大気圧 過酸化工程と従来の加圧過酸化工程で処理を行い、本発明の第一工程と次のよう に比較した： すべての場合に、パルプは１０％濃度で処理され、次の薬剤が漂白に使用され た： 上記は、本発明の第一工程によれば、従来の長い保持時間の大気圧又は加圧酸 素過酸化工程の技術に非常に類似した結果を達成できることを示している。従来 技術と異り、これらの同等の結果は本発明の第一工程において酸素ガスを使用す ることなく達成できる。例に示された本発明の短時間（保持時間５分）で、高温 の第一工程は、高圧酸素ガスの使用を必要とする従来技術に比べ、１１０℃のパ ルプスラリーの３５psigの蒸気圧のみを使用した。これらの例によって、本発明 によれば、短時間で、高温の工程を使用するのみで従来技術に類似の結果を達成 することができ、これによって過酸化漂白技術の実施に必要な資本投入を劇的に 減少させる。 本発明の基本原理は、比較的短時間、即ち約１００〜１２０℃の温度で約３０ 分未満の小さな反応コラムにおける保持を行い、その後パルプを従来の大きな保 持塔に送り、即ち、約１００℃未満の大気圧で約１〜５時間保持し、これら両工 程間でパルプの洗浄を行うことなく、急速な脱リグニンと光沢度を得ることであ る。１〜５時間の従来の保持時間で保持することは、過酸化水素を更に消費して 更なる光沢度の増加を行うことになる。これは入口のパルプをこの例におけるパ ルプよりも低い光沢度で受入れることを可能にする。 この過酸化工程方式は、高温での短い保持時間という原理に加えて、従来の漂 白塔での保持の前に残留過酸化物を再活性化させることを組合わせることにより 更に改善される。残留過酸化物の再活性化を行う場合、過酸化溶液は、１〜３０ 分、好ましくは５〜２０分の保持時間で実施される第一の反応工程の完了後、意 味のある残留過酸化物を保証するため充分以上の量が加えられ、それによって第 二の反応工程に入る残留過酸化物を保証することになる。この結合はBottanの係 属中の出順に述べられている。 本発明は、素（elemental）塩素のない（ＥＣＦ）パルプ又は塩素の全くない （ＴＣＦ）パルプの生産のための既存漂白プラントの改造及び／又は新しい漂白 プラントの建設に適用することができる。引続く保持のある場合又はない場合及 び残留過酸化物の再活性化のある場合又はない場合について、従来の漂白薬剤の 組合せによる短時間の高温過酸化工程の採用は非常に経済的な短時間保持高温漂 白プラントの建設を可能にする。 例えは、中間でオゾンガスによる処理を行う二つの短時間の高温過酸化工程の 採用により、約１４の入口カッパー価を有する酸素脱リグニンされた軟木材クラ フトパルプから例えは８０％ＩＳＯ超の高い光沢度のＴＣＦパルプを生産するこ とが可能である。この漂白方式は、２時間未満の漂白プラント中の合計保持時間 による完全な漂白処理を実施可能とする。従来の漂白技術に比べ漂白反応器が小 さくなるため、この方式は、あらゆる現行のＴＣＦパルプ生産方式に比べて前例 のない低い資本コストで済む。これは次の例で示されている： 例３ カッパー価25.7の軟木材クラフトパルプの標本を、酸素脱リグニンしてカッパ ー価13.6、粘性22.4ｍＰａとした。それからこのパルプ標本は、約５０℃で３０ 分の保持時間でパルプに対し0.6％ＥＤＴＡを用いるキレーション工程により処 理し、それからＰ−Ｚ−Ｐ処理により、８５％ＩＳＯ超の光沢度にパルプを漂白 した。本発明の第一の反応工程により、短い（５〜１５分）、高温（１０７〜１ １０℃）条件により、但し、二つの過酸化工程間に従来のオゾン漂白工程を加え て、過酸化工程が実施された。 漂白されたパルプの光沢度は、二つの過酸化工程における１０分，２０分及び ２５分の合計保持時間に対し、それぞれ82.3、87.6及び91.0である。漂白された パルプのカッパー価は全く低く、例えば３未満である。今日、数多くのパルプ工 場が活性漂白薬剤として過酸化物のみを使用するパルプのＴＣＦ漂白を実施して おり、これらの工場は過度に高いカッパー価、例えば５超の完全に漂白されたパ ルプを生産しているが、これはかかるパルプから生産される紙における光沢度の 逆戻りの観点から望ましいものではない。本発明の第一の反応工程の採用と確立 されたオゾン漂白技術の組合せは、このプロセスの使用により生産されるパルプ から作られる紙品質に対し現行の商業的実施をしのぐ実質的利点を有する。 表５のデータは、本発明を実験室漂白によりパルプ混合物を加圧する酸素ガス を用いてシミュレーションしたものである。これは実験室においてパルプ温度を １００℃超に維持する漂白をシミュレーションする実際的な方法である。しかし ながら、表２のデータによれば、本発明においては酸素ガスの適用は不要である ので、これは本発明の利点を達成するため商業的実施においては必要性を想定さ れていない。 この処理のシミュレーションは、実験室での便宜のため高濃度、即ち約４０％ 濃度で運転されるオゾン工程を含む。しかしながら、パルプに対する緩やかなオ ゾン投入、即ち約0.6％未満のために、中間濃度、即ち約１０〜１４％濃度のオ ゾンを使用して達成されるものと基本的に同じ結果が得られるものと認識されて いる。それ故、本発明は高濃度オゾンの使用に限定するものではなく、事実、工 場における既存装置を活用するためには中間濃度のオゾンを使用することが望ま しく、最良の実施の形態にはその旨述べられている。 当技術の熟練者は、本発明の原理、即ち中間における酸工程を有する二つの過 酸化工程は、また、好ましくは酸、即ちｐＨ約７未満の媒体において用いられる 他の現在又は将来の薬剤の使用によっても採用可能であることを認識できるであ ろう。他の中間工程の処理の例は、過酢酸、カロー酸、種々の酵素による処理、 及びこれらの型の試薬の結合を含むが、これらに限定されるものではない。 更に、特定のパルプについては、過酸化工程の双方を本発明の第一工程に従っ て運転する必要はなく、従来技術による過酸化工程を本発明の第一工程による過 酸化漂白の一つの工程と組合せ、それに一つ以上の中間工程処理を加えることが できる。中間工程処理を有する二つ以上の過酸化工程の使用も本発明の有効な使 用であると考えられる。ここに示された諸例は、必要最少の資本投下のために工 程数を限定することが経済的立場から好ましいとはいえ、一つ又は二つのみの過 酸化工程を示すことによって本発明の範囲を限定する意図ではない。 更なる例として、本発明による過酸化漂白工程の短時間、高温の工程の後に続 く保持として、例えば既存の抽出型次亜塩素酸塩又は二塩化塩素漂白塔を使用す るといった既存の漂白プラントの改造により、上述の例に比べて漂白処理の運転 コストを減少させ、かつ既存の漂白プラントに追加する装置を最少にするものが ある。 例４ カッパー価25.7の軟木材クラフトパルプの標本を酸素脱リグニンしてカッパー 価13.6とした。それからこのパルプ標本は、約５０℃で３０分の保持時間でパル プに対し0.6％ＥＤＴＡを用いるキレーション工程により処理し、それからＰ１ −Ｚ−Ｐ２処理により８５％ＩＳＯ超の光沢度にパルプを漂白した。本発明によ り、短い（５〜１５分）、高温（１０７〜１１０℃）条件により、但し、各々の 短い高温過酸化工程の後に大気圧保持時間を加え、かつ、二つの過酸化工程間に 従来のオゾン漂白工程を組合わせて、過酸化工程を実施した。 表６に示されたように、本発明によれば、本発明の短い高温の第一工程の後に 大気圧保持を加えることにより、パルプに同量の過酸化物を投入し各工程に１〜 ３時間の加圧保持を行う従来技術により達成されたものと同等の結果が得られる 。これは、多くの工場において後工程の保持のために既存の漂白塔を再使用し、 資本投下を最少化できるため特に好ましい。先に説明した如く、１〜３時間加圧 保持する容器に対する投資コストは比較的高いため、たとえ１〜５時間保持の新 しい大気圧保持容器の建設が必要の場合であっても、この新しい大気圧保持容器 に短い（５〜１５分）高温保持容器を組合わせることにより、従来技術の投資要 件に比べてもなお経済性において充分魅力のあることが想定される。本発明によ れば、漂白プラントにおいて更に１〜４時間保持を行う既存の漂白塔の使用に組 合わせて短時間保持（５〜２０分）の上向流管を追加することにより、過酸化漂 白工程当りの投資は約２５万ドル以下、北米産業における３５０工場に対する総 投資では約９０００万ドル以下に減少する。従来技術に比べ、これは、1.3億〜4 .3億ドルの節約となる。 ここに与えられたデータはいくつかの最良の実施の形態の性能を数字で示すも のであって、本発明の範囲を限定するものではない。当技術の熟練者は、本発明 はその利点の達成のために数多くの方法により実施可能であることを認識できる であろう。前記いくつかの例はこの点を説明するために与えられたものであって これらの例が発明の範囲を限定するものではない。次のリストは本発明、即ち「 ペーパーオキサイド」プロセスを既存又は新しい漂白プラントに採用することの できるいくつかの範囲を示す： １．漂白プラント前の脱リグニン。 ２．漂白プラントの終端における最終光沢付与。 ３．漂白プラントの既存工程の取替え。 ４．漂白プラントにおける既存工程の性能改善又は塩素化合物使用低減のための 改造。 ５．更なる漂白工程前の前処理。 ６．上記のいずれかについて、一以上の新しい又は改造された工程を行う場合。 ７．一以上の中間工程処理との組合せによる一以上の新しい工程。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年７月１日 【補正内容】 口に加え、シャワー状の水をパイプ５６から第一の過酸化物洗浄機６０に加え、 そうしてパイプ６２を通ってポンプ７０に送るか、又は別のミキサ（示されてい ない）に送ることができる。酸化されたパルプはポンプ７０によりパイプ７１を 通ってミキサ８０に送られ、ここでオゾンガスがパイプ７２から適用される。パ ルプはオゾン反応容器９０に送られ、約１０分以内保持され、ほぼ完全なオゾン 消費が行われる。パルプはオゾン反応容器を出てパイプ９１を通り排出装置９２ に送られる。排出装置９２は、オゾン反応容器からの圧力を下げるためのバルブ 、複数のバルブ又は機械装置からなる。パルプはパイプ９３を通ってガス分離装 置２２０に送られ、そこでガスはパルプから分離され、パイプ２０２を通って工 場内の処理及び／又は再使用に回される。ガスを分離されたパルプは、パイプ１ ０２を通ってポンプ２１０に送られる。最善の運転コストのため、オゾン工程の 後かつ次の漂白工程の前にパルプを洗浄することが、必須ではないが、好ましい 。洗浄装置が適正運転のために低いパルプ濃度を必要とする場合は、パイプ１０ ３を通って送られる濾液によりポンプの手前でパルプを希釈することが望ましい 。パルプはパイプ１０４を通って洗浄機１２０に送られ、パイプ１１５から送ら れる水又は濾液で洗浄される。 洗浄機１２０からのパルプはパイプ１２１を通ってミキサ１３０に送られ、こ こで蒸気及び／又は漂白薬剤がパイプ１２２，１２３及び１２４から与えられ、 第一の過酸化処理のためにパルプを所要の反応温度に加熱すると共にｐＨを所要 の水準に増加させる。加熱されｐＨを調整されたパルプはパイプ１３１を通って ポンプ１４０に送られ、ここからパイプ１４１を通ってミキサ１５０に送られる 。パルプは１００℃超に加熱されるので、最終加熱のため通常パイプ１４４を通 ってミキサの手前で蒸気を適用するのが普通である。アルカリ、過酸化物、キレ ート剤、その他の追加的薬剤がパイプ１４２及び１４３から加えられ、パルプと 均一に混合され、それからパイプ１５１を通って第二の過酸化反応容器１６０に 送られる。過酸化物保持容器１６０は同じく、保持時間を１〜３０分、好ましく は５〜２０分、とする大きさに作られており、実質的な脱リグニン及び／又は光 沢度増加を達成し、それからパイプ１６１を通って排出装置１５２に送られる。 第二の過酸化処理の後パルプを洗浄することが好ましいが、これは、残留過酸化 物 すべての場合に、パルプは１０％濃度で処理され、次の薬剤が漂白に使用され た： 上記は、本発明の第一工程によれば、従来の長い保持時間の大気圧又は加圧酸 素過酸化工程の技術に非常に類似した結果を達成できることを示している。従来 技術と異り、これらの同等の結果は本発明の第一工程において酸素ガスを使用す ることなく達成できる。例に示された本発明の短時間（保持時間５分）で、高温 の第一工程は、高圧酸素ガスの使用を必要とする従来技術に比べ、１１０℃のパ ルプスラリーの３５psigの蒸気圧のみを使用した。これらの例によって、本発明 によれば、短時間で、高温の工程を使用するのみで従来技術に類似の結果を達成 しく、最良の実施の形態にはその旨述べられている。 当技術の熟練者は、本発明の原理、即ち中間における酸工程を有する二つの過 酸化工程は、また、好ましくは酸、即ちｐＨ約７未満の媒体において用いられる 他の現在又は将来の薬剤の使用によっても採用可能であることを認識できるであ ろう。他の中間工程の処理の例は、過酢酸、カロー酸、種々の酵素による処理、 及びこれらの型の試薬の結合を含むが、これらに限定されるものではない。 更に、特定のパルプについては、過酸化工程の双方を本発明の第一工程に従っ て運転する必要はなく、従来技術による過酸化工程を本発明の第一工程による過 酸化漂白の一つの工程と組合せ、それに一つ以上の中間工程処理を加えることが できる。中間工程処理を有する二つ以上の過酸化工程の使用も本発明の有効な使 用であると考えられる。ここに示された諸例は、必要最少の資本投下のために工 程数を限定することが経済的立場から好ましいとはいえ、一つ又は二つのみの過 酸化工程を示すことによって本発明の範囲を限定する意図ではない。 更なる例として、本発明による過酸化漂白工程の短時間、高温の工程の後に続 く保持として、例えば既存の抽出型次亜塩素酸塩又は二塩化塩素漂白塔を使用す るといった既存の漂白プラントの改造により、上述の例に比べて漂白処理の運転 コストを減少させ、かつ既存の漂白プラントに追加する装置を最少にするものが ここに与えられたデータはいくつかの最良の実施の形態の性能を数字で示すも のであって、本発明の範囲を限定するものではない。当技術の熟練者は、本発明 はその利点の達成のために数多くの方法により実施可能であることを認識できる であろう。前記いくつかの例はこの点を説明するために与えられたものであって 請求の範囲 １．パルプの濃度を８〜１８％に調整し； 前記パルプをｐＨ9.5超にするためアルカリを加え； 最初の反応器コラムを通過したあと残留過酸化物を生ずるよう過酸化水素を 加え； パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維持して、前記パルプを１０ ０℃超の温度に加熱し； 反応器コラム内で４５分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器 コラム内を通過させ； 前記パルプを１００℃未満の温度に冷却し； 前記パルプをｐＨ9.0以上とするようアルカリを加え； 大気圧下で前記パルプを反応塔内に保持し、残留過酸化水素の実質部分が消 費されるまで１〜５時間反応を推進させ；かつ、 前記パルプを更なる工程のために排出する； 工程からなることを特徴とする過酸化水素を用いた木材パルプ及びその他のセ ルロース及びリグニンセルロース繊維状材料の漂白方法。 ２．前記最初のアルカリ添加工程を含め、前記パルプをｐＨ9.5〜11.5にするた めに充分なアルカリが加えられることを特徴とする請求の範囲１に記載された漂 白方法。 ３．前記パルプが前記反応器コラム内で５〜２０分の反応時間を与える割合で前 記反応器コラム内を通過させることを特徴とする請求の範囲１に記載された漂白 方法。 ４．前記最初の反応器コラムを通過したあと残留過酸化物を生ずるよう過酸化水 素を添加する工程が、前記パルプの絶乾重量で0.5％〜５％の過酸化水素を加え ることからなる；ことを特徴とする請求の範囲１に記載された漂白方法。 ５．前記残留過酸化水素は前記パルプをｐＨ9.5超にするために充分なアルカリ が加えられることにより再活性化されることを特徴とする請求の範囲４に記載さ れた漂白方法。 ６．パルプを第一段階の過酸化水素漂白処理にさらす工程を有し； 前記第一段階の処理は： 前記パルプの濃度を８％〜１８％に調整し；前記パルプのｐＨを少くとも 9.5に、また、過酸化水素含有を前記パルプの0.5〜5.0絶乾重量％にするためア ルカリ及び過酸化水素を加え；パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維 持しつつ、前記パルプを１００℃超の温度に加熱し；かつ反応器コラム内で４５ 分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器コラム内を通過させ；前記 パルプを冷却し、及び冷却されたパルプを洗浄機に送り、そこで未消費の漂白剤 と溶解した材料の実質部分がパルプから除去され、かつ、必要によりパルプ濃度 が第二段階の漂白処理に適した数値に調整される；工程からなり； パルプを前記第二段階の漂白にさらす工程を有し； 前記第二段階の漂白は： パルプのｐＨを漂白剤に適した数値に調整するため充分な酸又はアルカリ を加え；前記パルプを第二の漂白剤と前記パルプを混合するミキサに導入し；パ ルプをミキサから反応容器に送り、そこで前記パルプは適用された薬剤の実質部 分が消費される充分な時間保持され；前記パルプを前記反応容器から洗浄機に送 り、そこで未消費の漂白剤と溶解した有機材料がパルプから除去され、かつ、必 要によりパルプ濃度が８〜１８％に調整される：工程からなり； かつ、パルプを第三段階の漂白処理にさらす工程を有し； 前記第三段階の処理は、パルプ濃度の調整に続く前記第一段階の過酸化水素 漂白処理について述べられたものと同じ工程を有してなる； ことを特徴とするセルロース及びリグニンセルロース材料の３段階漂白方法。 ７．前記第二段階の漂白処理において、パルプのｐＨを４未満の数値に調整する ために充分な酸が加えられ、かつ、前記パルプをミキサに導入する工程が、前記 パルプと混合される適当な搬送ガス中へのオゾンガスの添加を含み；かつ、パル プをミキサからオゾン反応容器に送り、そこで前記パルプはオゾンの実質的に全 量を消費されるように１０分以内の間保持され；かつ、パルプを前記オゾン反応 容器から洗浄機に送りそこで未消費の漂白剤と溶解した有機材料の実 質部分がパルプから除去され、かつ、必要によりパルプ濃度が第三段階の処理の ために８〜１８％に調整される； ことを特徴とする請求の範囲６に記載された漂白方法。 ８．前記通用されるオゾンの量は、パルプの0.1〜2.0絶乾重量％であることを特 徴とする請求の範囲７に記載された漂白方法。 ９．前記オゾン漂白工程は８〜１８％濃度で実施されることを特徴とする請求の 範囲７に記載の漂白方法。 10．前記適用されるオゾンの量はパルプの0.2〜1.0絶乾重量％であることを特徴 とする請求の範囲９に記載された漂白方法。 11．オゾン処理の２段階以上が段間のパルプ洗浄を行わないことを特徴とする請 求の範囲７に記載された漂白方法。 12．前記第一の過酸化処理と前記第二の過酸化処理の間に追加的な漂白工程が実 施されることを特徴とする請求の範囲７に記載された漂白方法。 13．前記流入パルプは濃度を２０％超に調整され；前記排出されるパルプは濃度 ２０％超に脱水され、かつ、前記漂白段階に続く脱水工程からの濾液が前記流入 パルプを希釈するために使用され、そうして残留過酸化水素の実質部分が回収さ れることを特徴とする請求の範囲７に記載された漂白方法。 14．前記反応段から排出されたパルプが反応塔内に保持され、残留過酸化物の実 質部分が消費されるまで３０分〜３時間反応が推進されることを特徴とする請求 の範囲１３に記載された漂白方法。 15．パルプが前記反応塔内に保持される前に残留過酸化水素を活性化するためア ルカリが加えられることを特徴とする請求の範囲１４に記載された漂白方法。 16．パルプが前記反応塔内に保持される前に冷却されることを特徴とする請求の 範囲１４に記載された漂白方法。 【図３】 【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミラー、ウィリアム・ジェイ アメリカ合衆国、ニュー ハンプシャー 03104、マンチェスター、ポプラー スト リート、168 (72)発明者 ロイ、ブライアン・ピー カナダ国、ケベック エイチ９ジェイ １ ゼット３、ピエールフォン、メローシュ、 17594 (72)発明者 ヴァン リーロップ、バーバラ カナダ国、ケベック エイチ９シー １ジ ェイ７、イル ビザール、アヴェニュー リヴィエラ、856−４ス (72)発明者 ベリー、リチャード・エム カナダ国、ケベック ジェイ７ヴイ ７ア ール５、イル ペロー、デ ゼラブル、 478

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パルプの濃度を８〜１８％に調整し； 前記パルプをｐＨ8.5超にするためアルカリを加え； 前記パルプの少くとも0.5絶乾重量％に相当する過酸化水素を加え； パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維持する間に前記パルプを１ ００℃超の温度に加熱し； 反応器コラム内で４５分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器 コラム内を通過させ； 前記パルプを１００℃未満の温度に冷却し； 大気圧下で前記パルプを反応塔内に保持し、残留過酸化水素の実質部分が消 費されるまで１〜５時間反応を推進させ；かつ、 前記パルプを更なる工程のために排出する； 工程からなることを特徴とする過酸化水素を用いて木材パルプ及びその他のセ ルロース及びリグニンセルロース繊維状材料（パルプ）を漂白する方法。 ２．前記パルプをｐＨ9.5超にするために充分なアルカリが加えられることを特 徴とする請求の範囲１に記載された方法。 ３．前記パルプをｐＨ9.5〜11.5にするために充分なアルカリが加えられること を特徴とする請求の範囲１に記載された方法。 ４．前記パルプが前記反応器コラム内で５〜２０分の反応時間を与える割合で前 記反応器コラム内を通過させられることを特徴とする請求の範囲１に記載された 方法。 ５．パルプの濃度を１０〜１８％に調整し； 前記パルプをｐＨ8.5超にするためアルカリを加え； 第一の反応器コラムを通過後残留過酸化物があるように過酸化水素を加え； パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維持する間に前記パルプを１ ００℃超の温度に加熱し； 反応器コラム内で４５分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器 コラム内を通過させ； 前記パルプをｐＨ9.0超にするためにアルカリを加え； 大気圧下で前記パルプを反応塔内に保持し、残留過酸化水素の実質部分が消 費されるまで１〜５時間反応を推進させ；かつ、 前記パルプを更なる工程のために排出する； 工程からなることを特徴とする過酸化水素を用いてセルロース及びリグニンセ ルロース材料（パルプ）を漂白する方法。 ６．0.5〜5.0重量％に相当する充分な通酸化水素が加えられることを特徴とする 請求の範囲５に記載された方法。 ７．前記残留過酸化水素はパルプをｐＨ9.5超にするために充分なアルカリが加 えられることにより再活性化されることを特徴とする請求の範囲５に記載された 方法。 ８．パルプの濃度を８〜１８％に調整し； 前記パルプをｐＨ8.5超にするためにアルカリを加え； 前記パルプの0.5〜5.0絶乾重量％に相当する過酸化水素を加え； パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維持する間に前記パルプを１ ００℃超の温度に加熱し； 反応器コラム内で４５分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器 コラム内を通過させ； 前記パルプを１００℃未満の温度に冷却し；かつ、 前記パルプを更なる工程のために排出する； 工程からなることを特徴とする過酸化水素を用いてセルロース及びリグニンセ ルロース材料（パルプ）を漂白する方法。 ９．パルプを第一段階の過酸化水素漂白処理にさらす工程を有し； 前記第一段階の処理は： 前記パルプの濃度を８％〜１８％に調整し；前記パルプのｐＨを少くとも 8.5に、また、過酸化水素含有を前記パルプの0.5〜5.0絶乾重量％にするためア ルカリ及び過酸化水素を加え；パルプ液の沸騰を防止するために充分な圧力を維 持する間に前記パルプを１００℃超の温度に加熱し；かつ反応器コラム内で４５ 分未満の反応時間を与える割合で前記パルプを反応器コラム内を通過させ；前記 パルプを冷却し、冷却されたパルプを洗浄機 に送り、そこで未消費の漂白剤と溶解した材料の実質部分がパルプから除去され 、かつ、必要によりパルプ漂度が第二段階の漂白処理に適した数値に調整される ；工程からなり； パルプを前記第二段階の漂白にさらす工程を有し； 前記第二段階の漂白は： パルプのｐＨを漂白剤に適した数値に調整するため充分な酸又はアルカリ を加え；前記パルプを第二の漂白剤と前記パルプを混合するミキサに導入し；パ ルプをミキサから反応容器に送り、そこで前記パルプは適用された薬剤の実質部 分が消費される充分な時間保持され；前記パルプを前記反応容器から洗浄機に送 り、そこで未消費の漂白剤と溶解した有機材料がパルプから除去され、かつ、必 要によりパルプ濃度が８〜１８％に調整される：工程からなり； かつ、パルプを第三段階の漂白処理にさらす工程を有し； 前記第三段階の処理は、パルプ濃度の調整に続く前記第一段階の過酸化水素 漂白処理について述べられたものと同じ工程を有してなる； ことを特徴とするセルロース及びリグニンセルロース材料（パルプ）の３段階 漂白処理方法。 10．第二段階の漂白処理において、パルプのｐＨを４未満の数値に調整するため に充分な酸が加えられ、前記パルプを適当な搬送ガス中のオゾンガスと前記パル プとを混合するミキサに導入し；パルプをミキサからオゾン反応容器に送り、そ こで前記パルプはオゾンの実質的に全量を消費されるように１０分以内の間保持 され；かつ、パルプを前記オゾン反応容器から洗浄機に送りそこで未消費の漂白 剤と溶解した有機材料の実質部分がパルプから除去され、かつ、必要によりパル プ濃度が第三段階の処理のために８〜１８％に調整される； ことを特徴とする請求の範囲９に記載された方法。 11．適用されるオゾンの量は、パルプの0.1〜2.0絶乾重量％であることを特徴と する請求の範囲１０に記載された方法。 12．オゾン漂白工程は８〜１８％濃度で実施されることを特徴とする請求の範囲 １０に記載の方法。 13．適用されるオゾンの量はパルプの0.2〜1.0絶乾重量％であることを特徴とす る請求の範囲１２に記載された方法。 14．オゾン処理の２段階以上が段間のパルプ洗浄を行わないことを特徴とする請 求の範囲９に記載された方法。 15．第一の過酸化処理と第二の過酸化処理の間に追加的な漂白工程が実施される ことを特徴とする請求の範囲９に記載された方法。 16．入りパルプは濃度を２０％超に調整され；排出されるパルプは濃度２０％超 に脱水され、かつ、漂白段階に続く脱水工程からの濾液が入りパルプを希釈する ために使用され、そうして残留過酸化水素の実質部分が回収されることを特徴と する請求の範囲９に記載された方法。 17．反応段から排出されたパルプが反応塔内に保持され、残留過酸化物の実質部 分が消費されるまで３０分〜３時間反応が推進されることを特徴とする請求の範 囲１６に記載された方法。 18．パルプが前記反応塔内に保持される前に残留過酸化水素を活性化するためア ルカリが加えられることを特徴とする請求の範囲１７に記載された方法。 19．パルプが前記反応塔内に保持される前に冷却されることを特徴とする請求の 範囲１７に記載された方法。