JP2004143629A

JP2004143629A - リグノセルロース物質の蒸解助剤によるパルプ製造方法

Info

Publication number: JP2004143629A
Application number: JP2002310672A
Authority: JP
Inventors: Ban Toran Ai; アイ　バン　トラン
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】リグノセルロース物質の蒸解助剤によるパルプ製造方法において、パルプの歩留と品質（特に、比引裂強度）の向上を図ること。
【解決手段】リグノセルロース物質の蒸解助剤によるパルプ製造方法において、有機還元性物質（好ましくは、チオ尿素またはチオ尿素誘導体）を蒸解助剤として使用することにより、パルプの歩留と品質（特に、比引裂強度）の向上を図ることができる。蒸解助剤が、キノン系物質、ポリサルファイド、界面活性剤等から任意に選択された他の蒸解助剤と併用されることは何ら差し支えない。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、新規な蒸解助剤を使用したリグノセルロース物質のパルプ製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リグノセルロース物質の蒸解助剤としてキノン物質、ポリサルファイド、ノニオン性界面活性剤等が使用されている。キノン系物質およびノニオン性界面活性剤の蒸解助剤においても歩留の向上が見られるがパルプ品質の向上は確認しにくい。ポリサルファイド蒸解は歩留が向上するが、パルプ品質、特に比引裂強度が低下する傾向が見られる。
【０００３】
木材、非木材（ワラ、竹、ケナフ、アサ、ミツマタ、バガス等）のリグノセルロース材料をパルプ化する方法に小量のキノン化合物を添加する蒸解法が広く知られている。従来のソーダ蒸解法、クラフト蒸解法、亜硫酸塩蒸解法等のキノン系蒸解助剤として、アントラキノンスルホン酸塩を使用する方法（東ドイツ特許第９８５４９号）、アントラキノンを使用する方法（特公昭５５−１３９８号）、ジヒドロジヒドロキシアントラセンまたがそのナトリウム塩を使用する方法（特公昭５３−１３００２号）等が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、上記公知例とは異なる方法によって、パルプ歩留（収率）及びパルプ品質（特に、比引裂強度）を向上させることのできる新規な蒸解助剤を使用したリグノセルロース物質のパルプ製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記の目的を達成するためになされたもので、リグノセルロース物質のパルプ製造において、有機還元性物質を蒸解助剤として用いる少なくとも１つの処理段階を含むことを基本思想とする。その場合に、蒸解助剤としては、チオ尿素またはチオ尿素誘導体を採用することが推奨される。
【０００６】
蒸解助剤の添加率は、経済性及び効果の理由からリグノセルロース物質絶乾重量に対して０．００１〜５．００重量％とすることが推奨される。
【０００７】
蒸解助剤としての上記有機還元性物質は、次のような一般式で表わすことができる。
【０００８】
＜一般式＞
（Ｘ）ａＮ−（ＣＳ）ｍ−Ｎ（Ｙ）ｂ
ここで、ｍ，ａ，ｂは１または２；Ｘは　Ｈ，ＣＨ３，　Ｃ６Ｈ６；Ｙは　Ｈ，ＣＨ３を示す。
【０００９】
さらに、本願発明を実施するに際しては、上記のような各条件に加えて、蒸解助剤となる有機還元性物質として、還元性糖類（好ましくは、澱粉類及び／または糖みつ類）を使用することも推奨される。
【００１０】
また、上記チオ尿素またはチオ尿素誘導体等の有機還元性物質からなる蒸解助剤が、キノン系、ポリサルファイトあるいは界面活性剤等から任意に選択された他の蒸解助剤と併用されることは何ら差し支えない（なお、以下においては、上記併用される他の蒸解助剤を「併用助剤」といい、単に「蒸解助剤」という場合は「請求項１」に記載の「蒸解助剤」又はその下位概念としての「蒸解助剤」を意味するものとする）。
【００１１】
本願発明の方法は、上記のように、リグノセルロース物質のパルプ製造時の蒸解助剤として、有機還元性物質（特に、チオ尿素又はチオ尿素誘導体）を使用し、該蒸解助剤を蒸解工程中の蒸解液（白液、苛性ソーダ溶液等）に混入し、リグノセルロース物質を蒸解するものであり、それによって、パルプの歩留（収率）と品質（特に、比引裂強度）の向上を図ることを可能にしたものである。
【００１２】
本願発明の方法は、バッチ蒸解法及び連続蒸解法のいずれでも使用することができる。バッチ蒸解法及び連続蒸解法共蒸解液（苛性ソーダ溶液または白液）をリグノセルロース物質に添加する時点で有機還元性物質（チオ尿素又はチオ尿素誘導体）を導入することができる。
【００１３】
本願発明の方法では、有機還元性物質（チオ尿素又はチオ尿素誘導体）の蒸解系への添加方法は、一般的に水または蒸解液（苛性ソーダ溶液または白液）の水性媒体に必要量を溶解してポンプ等により圧入する方法等公知の供給方法が使用可能である。
【００１４】
本願発明の方法は、有機還元性物質（チオ尿素又はチオ尿素誘導体）の使用により比引裂強度の高いリグノセルロース物質は比引裂強度の低いものとの置き
換えが可能で且つコート紙が要求する強度である比引裂強度が維持できる。
【００１５】
以下、本願発明をクラフトパルプ蒸解法に応用したいくつかの実施例と、本願発明の技術的優位性を示すための比較対象となる比較例を示す。各実施例では、白液中に、本願発明の趣旨にしたがい、蒸解助剤としてチオ尿素等が混合される。
【００１６】
【実施例】
以下の実施例１〜１７及び比較例１〜１７で実施した蒸解後パルプ処理法、蒸解後カッパー価、パルプ歩留（収率）、比引裂強度、裂断長、比破裂強度の測定方法を下記に示す。
【００１７】
＜蒸解後パルプの処理法＞
試験用においては、蒸解が終了したパルプは６カット（０．１５ｍｍ）のフラットスクリーン（熊谷理機工業社製）にてパルプを洗浄しながらノット（未蒸解結束繊維）を除去し、遠心分類器によりパルプ濃度２５〜３５％になるまで脱水を行って、パルプ繊維をバラバラにしたものを試験用パルプとした。
【００１８】
実機生産において、カミヤ連続蒸解釜からブローしたパルプ（実機生産ブローパルプという）は、▲１▼　スクリーンやクリーナーという前精選工程、▲２▼　酸素と苛性ソーダ（または酸化白液）を使用する酸素脱リグニン工程、▲３▼　後精選工程の順序で処理して漂白工程で漂白される。漂白工程は塩素漂白（例：塩素単独または二酸化塩素を含む塩素段（Ｃ段またはＣ／Ｄ段）−酸素を含むアルカリ抽出段（Ｅｏ段）−ハイポ段（Ｈ段）−二酸化塩素段（Ｄ段）の４段塩素漂白シーケンス）または無塩素漂白（例：二酸化塩素段（Ｄ０段）またはオゾン段（Ｚ段）−酸素及び／または過酸化水素を含むアルカリ抽出段（Ｅ、Ｅｏ、ＥｐまたはＥｏｐ段）−過酸化水素段（Ｐ段）−二酸化塩素段（Ｄ１段）の３段（Ｄ０−Ｅｏｐ−Ｄ１またはＺ／Ｄ−Ｅｏｐ−Ｄ１）または４段（Ｄ０−Ｅｏ−Ｐ−Ｄ１またはＺ／Ｄ−Ｅｏ−Ｐ−Ｄ１）の無塩素漂白シーケンス）。漂白されたパルプは、実機生産パルプとした。
【００１９】
試験用パルプ、実機生産パルプは、「ＪＩＳ　Ｐ８２２１−２」記載のＰＦＩミルにより、「ＪＩＳ　Ｐ８１２１」記載のカナダ標準濾水度で、５００ｍＬに調製した後、「ＪＩＳ　Ｐ８２２２及びＪＩＳ　Ｐ８２２３」記載の方法で、手抄シートを作成し、紙質試験に供した。
【００２０】
＜カッパー価の測定法＞
試験用パルプ、実機生産ブローパルプは、「ＪＩＳ　Ｐ８２１１」記載の方法により、カッパー価を測定した。
【００２１】
＜裂断長の測定法＞
試験用パルプ、実機生産パルプの裂断長は、「ＪＩＳ　Ｐ８１１３」記載の方法で測定した。
【００２２】
＜比破裂強度の測定法＞
実機生産パルプを使用し、「ＪＩＳ　Ｐ８１１２」記載の方法で比破裂強度を測定した。
【００２３】
＜比引裂強度の測定法＞
試験用パルプ、実機生産パルプの裂断長はを、「ＪＩＳ　Ｐ８１１６」記載の方法により、比引裂強度を測定した。
【００２４】
＜パルプ歩留（収率）の測定法＞
試験用パルプにおいて、蒸解前の使用チップの絶乾重量と、蒸解後得たパルプの絶乾重量及び未蒸解結束繊維絶乾重量の６５％の合計重量を測定し、後者を前者で除した数を重量％で表記して、パルプ歩留（収率）とした。パルプ歩留中に未蒸解結束繊維絶乾重量の６５％を考慮したことは、文献による理由である（ＡｉＶａｎ　Ｔｒａｎ，　Ｔａｐｐｉ　Ｊｏｕｒｎａｌ，１，　Ｎｏ．４（６月号），１３頁〜１９頁（２００２）。）実機生産において、月頭から月末までの一ヶ月間の抄紙機で使用した実機生産パルプを連続蒸解釜で使用したチップの絶乾重量で除した数を重量％で表記して、実機生産パルプ歩留（収率）とした。
【００２５】
＜実施例１〜５及び比較例１〜７＞
広葉樹（ユーカリ、オーク、カバ、ブナ等）チップ４５０ｇ（絶乾）を４．５Ｌ回転オートクレープ（熊谷理機工業製）に詰め、蒸解助剤を含んだ実機生産用白液（活性アルカリ１１２ｇ／Ｌ　ａｓ　Ｎａ_２Ｏ，硫化度３１．０％）を液比６で加えた後、１７０℃で６０分蒸解を行った。本願発明の蒸解助剤チオ尿素、比較の蒸解助剤のキノン物質１，４−ジヒドロ−９，１０−ジヒドロキシアントラセン（ＫＡＱという）、アントラキノン（ＡＱという）及び界面活性剤ＴＨ２５７−Ｓ（ノニオン界面活性剤）、ＴＨ７０−ＣＭ（アニオン界面活性剤）を、下記の表１に示した添加量で白液に添加した。
【００２６】
評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

備考：ＴＵ：チオ尿素
【００２８】
＜実施例６〜１０及び比較例８〜１０＞
針葉樹（ダグラスファー、ラジアータパイン等）チップ４５０ｇ（絶乾）を４．５Ｌ回転オートクレープ（熊谷理機工業製）に詰め、蒸解助剤を含んだ実機生産用白液（活性アルカリ１１２．０ｇ／Ｌ　ａｓＮａ_２Ｏ，硫化度２８．９％）を液比６で加えた後、１７０℃で６０分蒸解を行った。針葉樹パルプ歩留には、経験により未蒸解結束繊維絶乾重量の５０％が含んでいた。本願発明の蒸解助剤チオ尿素、比較の蒸解助剤のキノン物質ＫＡＱ及び界面活性剤ＳＫ−７５０（ノニオン界面活性剤）を、下記の表２に示した添加量で白液に添加した。評価結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
＜実施例１１〜１５及び比較例１１〜１５＞
ユーカリユーロフィラ１０％，オーク１５％，その他の樹種７５％の配合広葉樹チップを使用し、カミヤ連続蒸解釜にて未晒パルプを生産し、次いで前精選工程、酸素脱リグニン工程、後精選工程を処理して漂白工程で白色度８５〜８６％ハンタ−のパルプを製造した。本願発明の蒸解助剤チオ尿素とＫＡＱを併用し、比較の蒸解助剤のキノン物質ＫＡＱを、下記の表３に示した添加量で白液に添加した。評価結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】

【００３２】
＜実施例１６〜１７及び比較例１６〜１７＞
ユーカリユーロフィラはオークに比べ比引裂強度が約１／２のためオークをユーカリユーロフィラと置き換えると実機晒パルプの比引裂強度が低下する。比引裂強度は、コート紙の１つの重要な強度であり、チオ尿素の使用によりユーカリユーロフィラを増配しても実機晒パルプの比引裂強度が維持できる実施例を示す。この場合、ユーカリユーロフィラ２０％（１０％増），オーク５％（１０％減），その他の樹種７５％の配合広葉樹チップを使用し、カミヤ連続蒸解釜にて未晒パルプを生産し、次いで前精選工程、酸素脱リグニン工程、後精選工程を処理して漂白工程で白色度８５〜８６％ハンタ−のパルプを製造した。本願発明の蒸解助剤チオ尿素とＫＡＱを併用し、比較の蒸解助剤のキノン物質ＫＡＱを、下記の表４に示した添加量で白液に添加した。評価結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】

【００３４】
【発明の効果】
本願発明の方法は、リグノセルロース物質のアルカリ蒸解において有機還元物質（チオ尿素またはチオ尿素誘導体）を蒸解助剤として用いることにより、以下の通りの効果が得られる。
【００３５】
（１）パルプ歩留及びパルプ物理特性（特に比引裂強度）が向上する。
【００３６】
（２）キノン物質及び界面活性剤の蒸解助剤よりパルプ歩留とパルプ物理特性が優れる。
【００３７】
（３）パルプ物理特性が低いチップ材種を使用・増配またはパルプ物理特性の高いチップ材種との置き換えても元のパルプ物理特性の維持ができる。
【００３８】
（４）有機還元物質（チオ尿素またはチオ尿素誘導体）の蒸解助剤の溶解作業及び蒸解液（苛性ソーダ、白液）への添加作業は極めて単純で且つ溶解設備（タンク等）、添加ポンプは公知の供給もので作業性及び保全性が従来の通りと同等になる。
【００３９】
上記の効果により本願発明の有機還元物質蒸解助剤は、パルプ製造用高価な木材チップ、非木材原料等の使用量の低減が図れ、更に、パルプ品質が向上し、極めて経済的・実用的に使用でき、コストダウンを解決できる。

Claims

有機還元性物質をリグノセルロース物質の蒸解助剤として用いることを特徴とするパルプ製造方法。
蒸解助剤が、チオ尿素またはチオ尿素誘導体であることを特徴とする請求項１記載のパルプ製造方法。
蒸解助剤の添加率がリグノセルロース物質絶乾重量に対して０．００１％から５．００％であることを特徴とする請求項１または２記載のパルプ製造方法。
請求項１において、蒸解助剤が、下記一般式で構成されていることを特徴とするパルプ製造方法。
＜一般式＞
（Ｘ）ａＮ−（ＣＳ）ｍ−Ｎ（Ｙ）ｂ
ここで、ｍ，ａ，ｂは１または２；Ｘは　Ｈ，ＣＨ３，　Ｃ６Ｈ６；Ｙは　Ｈ，ＣＨ３を示す。
請求項１において、蒸解助剤が、還元性糖類であることを特徴とするパルプ製造方法。
請求項５において、還元性糖類が、澱粉類及び／または糖みつ類であることを特徴とするパルプ製造方法。
蒸解助剤が、キノン系物質、ポリサルファイド、界面活性剤等から任意に選択された他の蒸解助剤と併用されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のパルプ製造方法。