JP2001214390A - 製紙用化学パルプの漂白方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製紙用化学パルプのＥＣＦ漂白において、薬
品添加量を押さえながら高白色度化を進める。 【解決手段】 製紙用化学パルプを蒸解処理−酸素脱リ
グニン処理後、二酸化塩素段−アルカリ抽出／酸素／過
酸化物段−二酸化塩素段−二酸化塩素段の４段漂白シー
クエンスで漂白する際に、三段目の二酸化塩素処理の終
ｐＨを６〜８、最終段の終ｐＨを４．５〜５．５に維持
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製紙用化学パルプ
の二酸化塩素を用いた脱リグニン・漂白処理（無塩素漂
白技術）に関し、さらに詳しくは４段漂白シーケンス中
の三段目と最終段の二酸化塩素段でのｐＨをコントロー
ルする漂白方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製紙用化学パルプの漂白において、従来
から塩素系漂白薬品が用いられていたが、環境汚染の問
題から原子状塩素を用いないＥＣＦ（エレメンタリーク
ロリンフリー）漂白が提案されている。ＥＣＦ漂白とし
ては、蒸解−酸素脱リグニン処理したパルプをＤ（二酸
化塩素）−Ｅｏ（アルカリ抽出）−Ｄ或いは、Ｄ−Ｅｏ
−Ｄ−Ｄシークエンスにて漂白する方法が一般に知られ
ている。

【０００３】特開平１０−３１７２９１号公報には、Ｄ
−Ｅｏ−Ｄシークエンスにおける最終Ｄ段を分割添加
し、かつ終ｐＨを５．５〜６．５に維持するために分割
した後半の二酸化塩素添加前にアルカリを添加する方法
が示されている。この方法では、添加した二酸化塩素が
未反応で残留し、反応終了後未反応二酸化塩素を除去し
なければならないなど問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における上記したような課題を解決し、製紙用化学
パルプの漂白における初段二酸化塩素を使用したＤ−Ｅ
ｏｐ−Ｄ−Ｄ或いはＤ−Ｅｏｐ−ＤＤ（ＤＤは間に洗浄
工程を入れないことを示す）の４段ＥＣＦ漂白プロセス
において、二酸化塩素の添加率を押さえながら、高白色
度・高パルプ強度のパルプを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、蒸解−酸
素脱リグニン処理したパルプに対する二酸化塩素段−ア
ルカリ抽出／酸素／過酸化物段−二酸化塩素段−二酸化
塩素段の４段ＥＣＦ漂白シークエンスについて鋭意検討
した結果、三段目の二酸化塩素段の終ｐＨを６〜８、四
段目の二酸化塩素段の終ｐＨを４．５〜５．５に維持す
ることにより、二酸化塩素の添加量をおさえながら、高
白色度、高パルプ強度のパルプを製造できることを見い
だし、本発明を完成させた。

【０００６】すなわち、本発明は、製紙用化学パルプを
蒸解処理−酸素脱リグニン処理後、二酸化塩素段−アル
カリ抽出／酸素／過酸化物段−二酸化塩素段−二酸化塩
素段の４段漂白シークエンスで漂白する際に、三段目の
二酸化塩素処理の終ｐＨを６〜８、最終段の終ｐＨを
４．５〜５．５に維持することを特徴とする製紙用化学
パルプの漂白方法に関するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において用いられるパルプ
は、ポリサルファイドを含む、もしくは通常のクラフト
パルプ化法(ＫＰ)、サルファイドパルプ化法(ＳＰ)、ア
ルカリパルプ化法(ＡＰ)等のケミカルパルプ化法由来の
パルプが好ましく、より好ましくはクラフトパルプ化法
によって得られたパルプである。また、パルプ化に用い
られる木本植物、草本植物については特に限定されるも
のではない。

【０００８】本発明において、ＥＣＦ漂白シークエンス
において処理されるパルプは、前処理としてカッパー価
２０以下になるように公知の酸素脱リグニン処理を行っ
たものであり、好ましくはカッパー価１２以下のもので
ある。また、酸素脱リグニン処理と酸処理、あるいは酸
素脱リグニン処理とキレート剤処理を組み合わせたもの
でも良く、特に限定されるものではない。

【０００９】初段二酸化塩素段（以下、Ｄ０段と称す）
処理条件は、二酸化塩素添加量は１００％換算で絶乾パ
ルプ当たり０．１〜５重量％、好ましく０．２〜３％、
パルプ濃度１〜５０％、好ましくは２〜３０％、漂白温
度３０〜１２０℃、好ましくは４０〜９５℃、処理時間
は５〜３６０分、好ましくは１５〜２４０分、終ｐＨは
２〜８、好ましくは２〜５．５で実施される。なお、本
法に用いられる二酸化塩素は、工業的規模での使用が可
能であれば、その製造法は特に限定されるものではな
い。

【００１０】２段目のアルカリ抽出／酸素／過酸化物段
（以下、Ｅｏｐ段と称す）でのアルカリ剤としては、苛
性ソーダ、苛性カリ、石灰、ソーダ灰などが使用でき
る。中でも苛性ソーダは安価であるとともに、蒸解工程
へリサイクルすることにより蒸解工程での薬品の補充量
を軽減できるので、好適に使用できる。アルカリ剤の使
用量は、ＮａＯＨ換算で絶乾パルプ当り０．１〜６．０
％が好ましく、０．３〜３．０％がさらに好ましい。ア
ルカリ剤の使用量がこれより少ないと脱リグニン・漂白
効果が低くなり、これより多いとパルプの粘度が顕著に
低下する。

【００１１】Ｅｏｐ段での酸素としては、酸素ガスおよ
び空気が使用できるが、酸素ガスが好ましい。酸素の使
用量は、絶乾パルプ当り０．１〜１．０％が好適であ
り、またＥｏｐ段の操作圧力は大気圧〜９．８×１０⁵
Ｐａ が好ましい。

【００１２】Ｅｏｐ段での過酸化物としては、過酸化水
素、過酸化水素と無機塩類との付加物、過酸化ソーダ、
過ギ酸、過酢酸などの無機及び有機の過酸化物が使用で
き、一般には過酸化水素が好適に使用される。過酸化物
の使用量は、１００％過酸化水素換算で絶乾パルプ当た
り０．０５〜８．０％が好ましく０．１〜３．０％がさ
らに好ましい。過酸化物の使用量がこれより少ないと脱
リグニン・漂白効果が低く、これより多いと過酸化物の
効率が低下する。

【００１３】本発明のＥｏｐ段のパルプ濃度は７〜３０
％が好ましく、１０〜２０％がさらに好ましい。温度は
４０〜１２０℃が好ましく、７０〜９５℃がさらに好ま
しい。処理時間は１５〜１５０分が好ましく、３０分〜
１２０分がさらに好ましい。

【００１４】さらに、Ｅｏｐ段においては、マグネシウ
ム化合物を使用することができる。マグネシウム化合物
の使用により、過酸化物の脱リグニン・漂白作用が増大
し、かつ、パルプの粘度低下が軽減される。マグネシウ
ム化合物としては、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシ
ウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグ
ネシウムなどが使用できるが、一般には硫酸マグネシウ
ムが使用される。マグネシウム化合物の使用量は、マグ
ネシウムイオンとして絶乾パルプ当り０．００５〜０．
７５％が好ましく、０．０１〜０．３％がさらに好まし
い。

【００１５】本発明では、３段目および４段目の二酸化
塩素漂白において、終ｐＨをコントロールするために、
３段目（Ｄ１段と称す）の二酸化塩素添加前に、あるい
は４段目（Ｄ２段と称す）の二酸化塩素添加前に、ある
いは両方の二酸化塩素前に、ｐＨ調整剤(アルカリまた
は酸)を添加することを特徴とする。ｐＨ調整剤の添加
量は、Ｄ１、Ｄ２段の終ｐＨを調整することが目的であ
るため、所定の終ｐＨに出来ればよく、ｐＨ調整剤添加
時のｐＨの値、あるいは二酸化塩素添加量により異なる
ため特に限定されるものではない。

【００１６】Ｄ１段における終ｐＨは６〜８が好まし
い。終ｐＨ８以上では二酸化塩素の消費量が低下し白色
度は低下する。終ｐＨが６以下の場合は、二酸化塩素消
費量は増えるが白色度は低下する。Ｄ２段の終ｐＨは
４．５〜５．５が好ましい。終ｐＨが５．５以上では未
反応の二酸化塩素量が増大し、後工程にてこれを除去し
なければならず、終ｐＨが４．５以下では、二酸化塩素
が完全に消費され、色戻りによる白色度の低下を生ず
る。

【００１７】本発明におけるＤ１段の処理時間は１〜３
０分が好ましく、５〜２０分が特に好ましい。Ｄ２段に
おける処理時間は３０〜２４０分が好ましく、６０〜１
８０分が特に好ましい。３０分以下では高白色度のパル
プを得にくく、２４０分を越えると色戻りが生じてく
る。

【００１８】本発明には、Ｄ１段及びＤ２段の二酸化塩
素添加前にｐＨ調整剤を添加するゾーンが存在する。こ
のｐＨ調整剤添加ゾーンの処理時間はｐＨ調整剤が良く
混合されればよく、特に限定されるものではない。Ｄ１
段及びＤ２段の処理温度は、３０〜９０℃が好ましく、
５０〜８０℃が特に好ましい。Ｄ１段及びＤ２段のパル
プ濃度は、２〜３０％が好ましく、８〜１５％が特に好
ましい。Ｄ１段およびＤ２段の間に洗浄工程を組み入れ
ても良く、組み入れなくても良い。また、タワー入口お
よびタワー中間部にてｐＨ調製剤と二酸化炭素を添加
し、所定の終ｐＨにコントロールすることにより、同一
タワーにて同様の処理を行っても良い。

【００１９】Ｄ１段とＤ２段との二酸化塩素添加量の割
合は、パルプ中に含有される残存リグニン量及び目的と
する白色度により如何様にも変えることが可能であり、
特に限定されるものではないが、１：１０〜１：１が好
ましい。

【００２０】

【実施例】次に実施例により本発明を具体的に説明す
る。各薬品の使用量は絶乾パルプ当たりの重量％で示
し、二酸化塩素、過酸化水素の使用量は、１００％換算
である。使用したパルプは、クラフト蒸解−酸素脱リグ
ニン後、初段二酸化塩素段−アルカリ抽出／酸素／過酸
化水素段を行ったＬ材パルプＡを使用した。また、分析
評価は下記の方法によった。 パルプ種 Ａ；ハンター白色度 ７６．７％、Ｋ価 ３．１５、粘
度 ０．０１７Ｐａ・ｓ ・白色度：ＪＩＳ−Ｐ８１２３（ハンター白色度法） ・Ｋ価 ：ＴＡＰＰＩ Ｋ価法 ・粘度 ：Ｊ．ＴＡＰＰＩ Ｎｏ．４４法

【００２１】実施例１〜４ クラフト蒸解−酸素脱リグニン後、初段二酸化塩素段−
アルカリ抽出／酸素／過酸化水素段後のＬ材パルプＡに
水酸化ナトリウムをＤ１段の終ｐＨが７．９，７．４，
７．１，６．２になるよう添加し、次いで、二酸化塩素
を０．１５％添加し、パルプ濃度を１０％、温度７０℃
の条件で１５分処理した。反応終了後、冷水にてパルプ
濃度２．５％に希釈し、パルプ濃度２０％まで脱水して
Ｄ１段漂白パルプを得た。

【００２２】比較例１〜４ 終ｐＨを８．９，５．７，４．１とする以外は、実施例
１と同様に行った。実施例１〜４、比較例１〜３の結果
を表１に示す。

【００２３】

【表１】 以上のように、Ｄ１段の終ｐＨを６〜８に維持すること
で、高白色度のパルプを得ることが出来る。また、この
ときパルプ粘度の極端な悪化は確認されていない。

【００２４】実施例４〜５ 実施例２にて処理を行ったパルプに、水酸化ナトリウム
をＤ２段の終ｐＨが５．４，４．７になるよう添加し、
次いで、二酸化塩素を０．２％添加し、パルプ濃度を１
０％、温度６８℃の条件で１８０分処理した。反応終了
後、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パルプ濃度
２０％まで脱水してＤ２段漂白パルプを得た。

【００２５】実施例６〜７ 実施例２にて処理を行ったパルプを洗浄することなく、
水酸化ナトリウムをＤ２段の終ｐＨが５．４、４．７に
なるように添加し、次いで二酸化塩素を０．２％添加
し、パルプ濃度１０％、温度６８℃の条件で１８０分処
理した。反応終了後、冷水にてパルプ濃度２．５％に希
釈し、パルプ濃度２０％まで脱水してＤ２漂白パルプを
得た。

【００２６】比較例５〜７ 終ｐＨが６．６，５．７，４．３にする以外は実施例４
と同様に行った。

【００２７】比較例８〜１０ 終ｐＨが６．６、５．７、４．３にする以外は実施例６
と同様に行った。

【００２８】実施例４〜７、比較例５〜１０の結果を表
２に示す。

【表２】 以上のように、Ｄ２段の終ｐＨを４．５〜５．５とする
事で、残存ClO₂を抑え、パルプ粘度を保持しながら、高
白色度のパルプを得ることが出来る。

【００２９】実施例８〜９ 実施例２にて処理を行ったパルプに、水酸化ナトリウム
をＤ２段の終ｐＨが５．４，４．７になるよう添加し、
次いで、二酸化塩素を０．１５％添加し、パルプ濃度を
１０％、温度６８℃の条件で１８０分処理した。反応終
了後、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パルプ濃
度２０％まで脱水してＤ２段漂白パルプを得た。

【００３０】実施例１０〜１１ 実施例２にて処理を行ったパルプを洗浄することなく、
水酸化ナトリウムをＤ２段の終ｐＨが５．４，４．７に
なるよう添加し、次いで、二酸化塩素を０．１％添加
し、パルプ濃度を１０％、温度６８℃の条件で１８０分
処理した。反応終了後、冷水にてパルプ濃度２．５％に
希釈し、パルプ濃度２０％まで脱水してＤ２段漂白パル
プを得た。

【００３１】比較例１１〜１２ 終ｐＨが５．７，４．３にする以外は実施例８と同様に
行った。

【００３２】比較例１３〜１４ 終ｐＨが５．７，４．３にする以外は実施例１０と同様
に行った。

【００３３】実施例１２〜１３ 実施例２にて処理を行ったパルプに、水酸化ナトリウム
をＤ２段の終ｐＨが５．４，４．７になるよう添加し、
次いで、二酸化塩素を０．４％添加し、パルプ濃度を１
０％、温度６８℃の条件で１８０分処理した。反応終了
後、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パルプ濃度
２０％まで脱水してＤ２段漂白パルプを得た。

【００３４】実施例１４〜１５ 実施例２にて処理を行ったパルプを洗浄することなく、
水酸化ナトリウムをＤ２段の終ｐＨが５．４，４．７に
なるよう添加し、次いで、二酸化塩素を０．４％添加
し、パルプ濃度を１０％、温度６８℃の条件で１８０分
処理した。反応終了後、冷水にてパルプ濃度２．５％に
希釈し、パルプ濃度２０％まで脱水してＤ２段漂白パル
プを得た。

【００３５】比較例１５〜１６ 終ｐＨが５．７，４．３にする以外は実施例１２と同様
に行った。

【００３６】比較例１７〜１８ 終ｐＨが５．７，４．３にする以外は実施例１４と同様
に行った。実施例８〜１５、比較例１１〜１８の結果を
表３に示す。

【００３７】

【表３】 以上のように、Ｄ２段のClO₂添加量にかかわらず、終ｐ
Ｈを４．５〜５．５とする事で、パルプ粘度を保持しな
がら、高白色度のパルプを得ることが出来る。

【００３８】実施例１６ クラフト蒸解−酸素脱リグニン後、初段二酸化塩素段−
アルカリ抽出／酸素／過酸化水素段後のＬ材パルプＡに
水酸化ナトリウムを終ｐＨが７．４になるよう添加し、
次いで、二酸化塩素を０．０３％添加し、パルプ濃度を
１０％、温度７０℃の条件で１５分処理。反応終了後
(Ｄ１段)、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パル
プ濃度２０％まで脱水する。更に水酸化ナトリウムをＤ
２段の終ｐＨが５．０になるよう添加し、次いで、二酸
化塩素を０．３２％添加、パルプ濃度を１０％、温度６
８℃の条件で１８０分処理し、冷水にてパルプ濃度２．
５％に希釈し、パルプ濃度２０％まで脱水してＤ２段漂
白パルプを得た。

【００３９】実施例１７ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．０６％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．２９％とする以外は実施例１６と同様
に行った。

【００４０】実施例１８ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．１２％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．２３％とする以外は実施例１６と同様
に行った。

【００４１】実施例１９ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．１７５％、Ｄ２段の二酸
化塩素添加量を０．１７５％とする以外は実施例１６と
同様に行った。

【００４２】実施例２０ クラフト蒸解−酸素脱リグニン後、初段二酸化塩素段−
アルカリ抽出／酸素／過酸化水素段後のＬ材パルプＡに
水酸化ナトリウムを終ｐＨが７．４になるよう添加し、
次いで、二酸化塩素を０．０３％添加し、パルプ濃度を
１０％、温度７０℃の条件で１５分処理。反応終了後洗
浄を行わず、水酸化ナトリウムをＤ２段の終ｐＨが５．
０になるよう添加し、次いで、二酸化塩素を０．３２％
添加、パルプ濃度を１０％、温度６８℃の条件で１８０
分処理し、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パル
プ濃度２０％まで脱水してＤ２段漂白パルプを得た。

【００４３】実施例２１ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．０６％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．２９％とする以外は実施例２０と同様
に行った。

【００４４】実施例２２ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．１２％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．２３％とする以外は実施例２０と同様
に行った。

【００４５】実施例２３ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．１７５％、Ｄ２段の二酸
化塩素添加量を０．１７５％とする以外は実施例２０と
同様に行った。

【００４６】比較例１９ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．２３％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．１２％とする以外は実施例１６と同様
に行った。

【００４７】比較例２０ Ｄ１段二酸化塩素添加量を０．２３％、Ｄ２段の二酸化
塩素添加量を０．１２％とする以外は実施例２０と同様
に行った。

【００４８】実施例１６〜２３、比較例１９〜２０の結
果を表４に示す。

【表４】 以上のように、Ｄ１段、Ｄ２段の二酸化塩素添加割合を
最適な１：１０〜１：１とすることで、パルプ粘度を保
持しながら、最も高白色度のパルプを得ることが出来
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、従来のＥＣＦ漂白に比
べ、より少ない二酸化塩素添加率で、高白色度、高パル
プ強度のパルプの製造が可能となった。合わせて二酸化
塩素の添加率を削減できることで、二酸化塩素発生装置
のコストをより低く押されることが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L055 AC05 AD05 AD07 AD10 BB13 BB15 BB17 BB20 BB22 EA31 EA32 FA04 FA05 FA21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製紙用化学パルプを蒸解処理−酸素脱リ
   グニン処理後、二酸化塩素段−アルカリ抽出／酸素／過
   酸化物段−二酸化塩素段−二酸化塩素段の４段漂白シー
   クエンスで漂白する際に、三段目の二酸化塩素処理の終
   ｐＨを６〜８、最終段の終ｐＨを４．５〜５．５に維持
   することを特徴とする製紙用化学パルプの漂白方法。
2. 【請求項２】 三段目と最終段の二酸化塩素添加量の割
   合を１：１０〜１：１とする請求項１記載の製紙用化学
   パルプの漂白方法。
3. 【請求項３】 過酸化物が過酸化水素である請求項１記
   載の製紙用化学パルプの漂白方法。