JPS61275490A - 一段階含浸法による漂白ケミメカニカルおよびセミケミカル繊維パルプの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パルプを製造するのに好適な木材の不足は益々酷しいも
のになって来ている、そして将来においては製紙の目的
のため短繊維パルプの使用が、通常の長繊維原材料の入
手性の減少の結果として増大するであろう。またパルプ
製造にかかるエネルギ原価も急速に増大している。従っ
て問題は２倍になっており、工業的に好適な種々の木材
の広い使用を容易にし、より経済的でよす有効なリファ
イニングおよび漂白法に対する要求を満足させる改良さ
れた方法に対する要望が内在している。

本発明の目的はノくルプ工業および製紙工業ζこ詔いて
一般的であるこれらの問題を解決および／または軽減す
ることにある。

始めに、木材パルプは丸太を回転砕木砥石またはパルプ
砥石に押圧し、細かく分割した繊維パルプを得ることに
よって作られた。得られるパルプは丸太中に存在するリ
グニンの全部を含有している事実により、かかる方法で
得られる収率は９５ｇ６以上であった。またパルプは、
砕木が繊維の長さを著しく減するという事実により、低
強度値および高結束繊維片を有する。

木材パルプの品質を向上させるため、いわゆる化学方法
、サルファイド、サルフェート、およびソーダ方法が開
発された。これらの方法は木材をチップ化すること、お
よび木材チップを高温、高圧で薬品で処理することを含
む。リグニンおよび存在する炭水化物の一部も続く蒸解
工程で放出される。そしてパルプ収率は通常的４５〜５
０％である。次いでパルプは、残存リグニンおよび他の
顔料化不純物を除去するため。

塩素、アルカリ、酸素ガス、二酸化塩素、過酸化水素ま
たは次亜塩素酸塩で種々な順序で漂白される。

ケミカルパルプは非常に良好な強度性質および高白色度
値を有する。しかしながら、これらの特性は、漂白工程
からの流出物によって環境１生ぜしめられる非常に悪い
効果と低収率の原価のドで得られる。

近年このことか、ケミカルパルプの強度に心づいた強度
性質を有し、高収率（≦９０ｇ６Ｊおよび高白色度値で
メカニカルパルプを作ることを目的とし、それと同時に
メカニカルパルプに独特の不透明性と嵩高性を保有する
ことを目的とした強力な開発研究をもたらした。

この開発研究は、す７アイナーパルブ（ＲＭＰ）％サー
モメカニカルパルプ（ＴＭＰ　Ｊを経てケミメカニカル
パルプの現在の改変（ＣＭＰ　、　ＣＴＭＰ　）へと段
階的に進んで来た。かかるパルは毛羽、ティッシュおよ
び紙板品品質の製造に現在使用されている。

本発明は従来達成されなかった最終白色度値を有する高
収率ケミメカニカルパルプを作る新規な低エネルギー法
、および従来の用途範囲に加えて得られる高白色度値に
より１例えば上級紙品質を作るためにも使用できるパル
プに関する。

本発明によれば、使用する出発材料は、チップ、砕片ま
たは粗い繊維パルプ（以Ｆ総括的にチップと称する〕に
破砕されたレグノセルロース繊維材料であることができ
る。チップの化学処理、含浸は、数種の過酸化物および
アルカリの水溶液で行なわれている。含浸はチップを含
浸溶液中番こ浸漬するか、或いはスプラツト・ワルドロ
ンプラグスクリューフィーダーまたはサンプ・デフイブ
レーク−［ブレックス（ｐｒｅｘ）　Ｊの如きスクリュ
ープレス型の装置で行なわれる。

しかしながら他の種類の装置も使用できる。チップは含
浸前に水蒸気での処理、スチーミングで有利に行なわれ
る。しかし所望の結果はかかるチップのスチーミングに
依存するものではなし）。

リグノセルロース繊維材料のアルカリ処理は化学反応の
結果として材料を柔軟化することが長い間知られている
。この材料の柔軟化は、それをしない場合よりもリフア
イニングエ程中繊維の本来の幾何学的外観を容易薔こ保
持することから有利である。繊維はまた柔軟化された材
料からより完全に分離できる。これによって結束繊維片
の如き望ましからぬ繊維材料の含有率を減少させる。

アルカリで繊維材料を柔軟化する工程中、工程に仕込ま
れたアルカリの幾らかは、ヘミセルロース中に存在する
クロン酸基およびアセチル基の如き木材中の酸性成分と
反応することによって消費される。

アルカリでの処理はリグノセルロース材料を暗色化する
ことが知られている。材料が暗色化される程度は、温度
上昇およびアルカリ含有率の増大と共に増大し、１００
’Ｃ以上の温度で非常に厄介な問題となる。しかしなが
らアルカリ柔軟剤を有機または無機過酸化物と組含せた
とき、この材料の暗色化は反対に作用し、同時に漂白段
階またはリファイニング段階中増大した白色度のための
繊維材料の潜在能力を大きく改良する。また過酸化物そ
れ自体も繊維に柔軟化効果を有し、従ってこの点で有利
でもある０過酸化水素はｐＨ約１１．６でその分解最高
を有する。含浸工程中アルカリと過酸化物の間の比を、
含浸相関、含浸相中および含浸相直後ｐ）Ｉがこの値ｌ
ζ近づ（ようｌζ選択したとき、存在する過酸化物は酸
素ガスを発生しながら分解する◎かかる反応は、繊維材
料中に存在する空所中で発生した気泡が含浸溶液の浸透
を困難にするという事実により、含浸を阻害する。この
ガス発生はまたチップに既に入っていた含浸液をそこか
ら排出させることを生せしめる。

本発明−ζよれば、含浸にの観点からこれらの不利な反
応はアルカリ対過酸化物の比を、溶液のｐＨが過酸化物
分解に最適なｐＨとは著しく異なるように選択すること
によって除去できることを見出した。

しかしながら、純粋な含浸溶液が安定であるようにアル
カリ対過酸化物の比を車に選択するだけでは充分でない
。木材は多くのｓ４分例えばクロン酸基およびアセチル
基を含有し、その存在１は使用する木材の種類によって
変化するから、供給されるアルカリの一部は続く中和反
応において非常に早く消費される。チップを滲透した液
体のｐＨｆＩ：最高分解のｐＨより上に医持するように
含浸溶液中に過剰のアルカリを導入すると、たとえ成る
量のアルカリが中和反応で消費されたとしても、即ちｐ
Ｈ１２としても、水酸化ナトリクムおよび過酸化物の混
合物で工場で切ったチップを含浸させることが従来の含
浸装置の助けでできる。この点において、この方法に仕
込む水酸化ナトリクムおよび過酸化物の間の重量関係≧
２．５が通常必要、である。このとき木材材料は含浸段
階後７〜１１．好ましくは８〜１０のｐＨを有すべきで
ある。

水酸化ナトリクムと過酸化物の間の関係が漂白結果に有
する効果の例として、新しい樺チンプを含浸するとき絶
乾チップ１ｔについて吸収される液体の４Ｃ１）として
Ｆ表１１ζその漂白結果をも示す。

３　　　　’　　　　２５　　　　　　　７３０含浸に
要する時間は、チップ中への含浸液の良好な滲透を達成
するため２〜６０分、好ましくは２〜１０で変えること
ができる。

含浸溶液は例えば水ガラスの如き幾つかの形のグイ素化
金物を加えることによって便−こ安定化することができ
る。

しかしながら、グイ素質材料の存在は処理装置、特に叩
解装置の熱い面に外被を生せしめることからかかる材料
の使用は避けるべきである。

何故なら本発明によって提案した如く、含浸溶液中の水
酸化ナトリクム対過酸化物の比を均衡させたとき、かか
る安定化は不必要だからである。含浸は有機錯体形成剤
、例えばＥＤＴＡ％Ｄ’Ｉ’ＦＡ　。

デクエスト（Ｄｅｑｕｓｓｔ　）等を添加し、または添
加せずに行なうことができる。

含浸に続いてチップは２０〜１００℃、好ましくは６０
〜９０℃の温度で、０〜６０分、成る場合には９０分ま
で、好ましくは５〜３０分の間反応させる。

本発明を以Ｆに図面を参照し、その具体例をあげて更１
ｃ詳細ｌζ説明する。第１図はアルカリおよび過酸化物
で一緒に含浸することを示すブロック図である。

実施例　ｌ 師分けした新しい樺の木（Ｂｅｔｕｌａ　Ｖｅｒｒｕｃ
ｏｓａ）から作ったチップを大気圧で水蒸気（１００℃
）でスチーミング容器１中でスチーミングした。

次いで直ちに種々な方法で含浸溶液で処理した。

Ｉ！１例において、過酸化水素と共にまたはこれを用い
ずに水酸化ナトリクムの水溶液からなる含浸溶液を含有
するタンク２中にチップを浸漬した◎チップを浸漬する
時溶液の温度は２０°Ｃであった。そして１５〜６０℃
の間で保つべきである＠含浸時間は１０分であった。別
の例においては、チップをスクリュープレス３で含浸さ
せた。

含浸したチップは工程４で２０℃またはそれ以上の温度
で３分間水のりし１次いでり７アイナーの予備加熱器５
へ搬送し、ここでそれらは８０℃で１５分間加熱処理し
た。チップを予備加熱するとき温度が１００℃を１えな
いことが重要である。予備加熱に続いて、チップをツイ
ンディスク大気り２アイナ−６，「サンド・バイエル３
６」で叩解した。

含浸液対木材の重量比は７．５対１であった、木材は絶
乾チップとして計算した。す７アイニングに続いて、パ
ルプは、仕込んだ水酸化ナトリクムが絶乾チップを基に
して計算して４重量形以上であるとき、ｐＨ７，４〜７
．８を有し、２２優の乾燥固体含有率を有していた。

白色度を除いて、未傾白パルプの性質を、レーテンシー
除去後５ＣＡＮ法によりパルプのリフアイニング後直ち
に測定した。結果を表層に示す。

／＜　／Ｌ／　７”の白色度はストロングシートの助ケ
によって測定し、グツ７ナーロート上に作った高グラム
含祉のシートについて８０１Ｍ法にり白色度を測定した
とき得られた単位より少し低い単位である白色度値を与
えた。

またチップの一部はレーテンシー除去後、過酸化水素で
漂白した。パルプは、最高白色度を得るについて仕込ん
だ過酸化水素の量についての開会で、ケイ酸ナトリクム
および有機錯体形成剤ジエチレントリアミンペンタ酢酸
（ＤＴＰＡハ種々蓋を変えた過酸化水素および水酸化ナ
トＩＪクムを用い、研究室規模で漂白した。結果を表層
に示す。研究室漂白工程７はパルプ濃度１２％で２時間
６０℃の温度で行なった。漂白したパルプの性質も、前
述した如（白色度を除いて５ＣＡＮ法により分析した＠ ８　　　４．７　　　　　　　　　８２０　　　３８．
６９　　　３．６　　　　０．７　　　９６０　　　２
５．７８　　４．９　　４４０　３７．２　３５．８　
　９．１９　　３．５　　３７０　４８．０　４２．１
　　５．１１０　　４．７　　４１５　４４．２　３９
．６　　６．４表Ｉ（その１）漂白パルプ ８：１　　３　　　１．３　　　４　　　０．２．　　
３４．８８：２　　４　　　１．５　　　４　　　０．
２　　３６．１９：１　　３　　　１．４　　　４　　
　０．２　　２８．４９：２　　４　　　１．６　　　
４’　　　０．２　　２８．１１０：１　　３　　　１
．３　　　４　　　０．２　　３６．９８：１　　５．
０　　４１５　　７０．０　　３５．０　１．９４８：
２　　５．８　　４２５　　７３．０　　３４゜６　１
．７１９：１　　３．８　　３８５　　７４．８　　４
０．０　１．５４９：２　　４．０　　３９０　　７７
．０　　３８．９　１．３７１０：１　　４．５　　４
３０　　７７．２　　３５．３　１．１９１０：２　　
４．８　　４４０　　７９．３　　３４．４　０．９３
本発明に従い、チップを離解およびリファイニングする
前にチップに過酸化物を適用したとき、技術的に二つの
決定的な利点が得られる。

これらの中の第一は、チップをアルカリで含浸するとき
導入される材料の暗色化の減少にある・一方第二はチッ
プが曝される高いリフアイニング温度の暗色化に反対の
作用をすることにある口これらの有利な両要因は２続く
段階で過酸化物で通常の漂白を受けたとき、白色度の更
に増大することに対するパルプの潜在能力を犬・貢的に
改良するのに寄与する。

本発明による方法は中程度の過酸化物仕込で。

グイ素質安定剤の不存在ドにこの方法を実施できるよう
にする。これはこの方法を費用のかからぬものにし、ま
たパルプ工業および製紙工業の両方におけるケイ酸塩に
よって作られる問題である外被形成の問題を除去する。

本発明による方法を通常のタワー漂白で補うことにより
、チップの含浸とパルプのタワー漂白の間で随意に一定
量の過酸化物を分けることによって、一定日色度にする
ための過酸化物の金遣を減少させること、或いは（これ
がより大なる関心のものであるン現在確立されている方
法の助けによって得られる白色度よりはるかにすぐれた
白色度を有する仕上りパルプを得ることができる。

本発明による方法は、含浸前にチップの大きさを減少さ
せることを必要とすることなく１通常の工場で切ったチ
ップの使用を可能にする進歩した含浸方法ｌこ基づいて
いる。

末完による方法の別の価値ある点は、使用する含浸薬品
、水酸化ナトリクムおよび過酸化物が１００℃より低い
温度でそれらのそれぞれの目的に関して最適に反応する
ことにある。現在の方法はこの種の適用における最適反
応温間が１００℃よりかなり高いところにある薬品の使
用に基づいている。

本発明を適用するとき、この温度における差は含浸相中
エネルギ入力を低ドさせることができ、またリファイニ
ング段階中のエネルギー必要址カ３００〜１００ＪＩｌ
（Ｄ’自由度範囲で６ｏ。

〜１０００　ｋＷｈ／ｌｏｎと低いこのであるような性
質をチップｌζ与える。

【図面の簡単な説明】

１ｇ１図はアルカリおよび過酸化物で含浸することを示
すブロック図である。 １−一一スチーミング容器、２−−−含浸容液タンク、
３−ｍ−スクリユープレス、４−一一水切り工程、５−
一一子備加熱器、５−−−９７アイナー、７−−−漂白
工程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、材料をスチーミングし、アルカリおよび過酸化物で
   含浸し、続いて水切りし、予備加熱し、リフアイニング
   し、そして漂白することによつてリグノセルロース材料
   、例えば木材チップからケミメカニカルパルプを製造す
   る方法でありて、第一段階で２．５：１に等しいかそれ
   より大なる重量比でアルカリおよび過酸化物を含有する
   溶液で材料を含浸させ、中間水切りおよび反応段階を通
   した後、材料を約５０℃から１００℃を越えない温度、
   好ましくは約８０℃の温度で予備加熱し、材料のリフア
   イニングを一段階または二段階で行なうことを特徴とす
   る方法。 ２、材料を１５〜６０℃の温度で約２０分以下の時間、
   好ましくは１０分間含浸溶液中に浸漬することにより材
   料を含浸させる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、水切りスクリュープレス中で材料を圧縮することに
   続いて、含浸段階において材料を含浸溶液中で膨張させ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、２０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃の制御さ
   れた温度で容器中で材料と反応させる薬品のための時間
   を保つように、０〜６０分、好ましくは５〜２５分の間
   中間水切りおよび反応工程を保つ特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５、実質的に大気圧で開放リフアイナー中で材料をリフ
   アイニングする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、予備加熱後でリフアイニング前、材料のｐＨが７〜
   １１、好ましくは８〜１０となるような方法で薬品仕込
   の比を均衡させる特許請求の範囲第２項または第３項記
   載の方法。 ７、全叩解シーケンス全体にわたつて過酸化物を存在さ
   せる特許請求の範囲第１項〜第６項の何れか一つに記載
   の方法。 ８、含浸および最終漂白のため、仕込んだ過酸化物の全
   量を、含浸および最終漂白の間最適に分散させ、これに
   よつて漂白されたパルプに最高白色度を与える特許請求
   の範囲第１項〜第７項の何れか一つに記載の方法。 ９、続く最終漂白工程に要する薬品の一部を稀釈水によ
   りリフアイニング中に既に供給する特許請求の範囲第１
   項〜第８項の何れか一つに記載の方法。