JP2009517560A - 化学機械パルプの製造方法 - Google Patents

Abstract

木材チップを含む原料から化学機械パルプを製造する方法。該方法によれば、まず、原料木材を高温で蒸気に当てて、木材チップから空気を除き、次に、含浸段階で、アルカリが木材チップ中に浸透する条件下で蒸気を当てた木材チップをアルカリ性含浸溶液と接触させ、その後、パルプを製造するために、アルカリで処理された木材チップを叩解して、所望の濾水度にする。本発明によれば、含浸段階は超過気圧で実施され、この場合、含浸のアルカリ投与量を減じることができ、こうして、細木片のパーセンテージを上昇させることなく、パルプの散乱を向上させることができる。同じレベルの濾水度で、嵩も向上する。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに従って、木材チップを含む原料木材から化学機械パルプを製造する方法に関するものである。

このような方法においては、含浸溶液が木材チップに浸透して木材チップに染み込む条件で、原料木材を構成する木材チップをアルカリ性の含浸溶液と接触させ、該含浸溶液が染み込んだ木材チップを叩解して、機械パルプを生産する。

また、本発明は、請求項１４のプリアンブルに従う化学機械パルプにも関する。

化学機械パルプは、化学薬品、代表的にはアルカリ性の液体で下処理された木材チップを叩解して所望の濾水度にすることによって製造される。化学処理は、叩解を容易にし、また、機械パルプの性質を向上させる。化学蒸解においても、アルカリ性溶液で木材チップを下処理して、繊維の離解を容易にする。

機械並びに化学パルプの製造においては、化学薬品がパルプに良く吸収されることと、パルプに均一に吸収されることの両方が本質的に重要である。不均一な吸収によって、パルプ中における細木片の百分率が高くなり、そして、潜在強度が低下する。

２つのメカニズム、即ち、浸透と拡散とが、木材中への液体及び化学薬品の吸収を可能とする。浸透は、圧力差の結果として起こり、それに対して、拡散は、濃度差の結果として起こる。含浸段階の始まりにおいては、木材チップの内側では圧力差が主流であり、それに対して、木材チップの外側の圧力は、圧力差の均衡が取れるポイントまで浸透を促進する要因である。木材チップの全体が液体で満たされた時、代わって拡散が優勢となり、化学薬品が木材チップ中に移動し、反応生成物が木材チップから出てくる手段となる。

二種類の浸透、即ち、自然なものと強制的なものとが存在する。自然浸透においては、毛管力によって圧力差が生じ、一方、強制浸透においては、外圧によって、或いは、木材チップの内側に真空を発生させることで、圧力差が生じる。

アルカリ性の含浸溶液は繊維壁を膨潤させ、そして、毛管を狭くする。このことが、長手方向の浸透を減少させる。しかしながら、同時にまた、アルカリ性溶液は、繊維の構成要素を溶解させ、このことが、浸透を加速させる。

拡散は、浸透よりもかなり遅い。温度を上げることで拡散速度が向上するが、拡散の速度の上昇よりも、反応の速度の上昇の方がかなり速いことが知られている。従って、例えば、硫酸塩蒸解プロセスの間、拡散係数と活性化エネルギーを用いた計算によって、１７０℃での拡散速度が１００℃におけるよりも約４倍高いことが示されることが、文献において言及されている。同時に、反応速度は、９００倍上昇する（タルトン（Ｔａｌｔｏｎ），Ｊ．，温度及びパルプ化の度合の関数としての高ｐＨでの木材中の水酸化ナトリウムの拡散，Ｍ．Ｓｃ．セシス（Ｔｈｅｓｉｓ），ノースカロライナ州立大学，１９８６，４５ｓ）。

反応速度が上昇した場合、アルカリの消費量も増加する。

そして、アルカリ投与量と木材チップの大きさは、拡散に影響する。より多くの廃棄物が発生するのを避けるためには、木材チップの厚さを厚くした場合、アルカリ投与量を増加させなければならない。アルカリ投与量を増加させた場合、木材チップとそれを囲む溶液との間のアルカリの勾配も上昇し（液体／木材比も同じ）、その結果、拡散速度が上昇する。

また、含浸用に投与されるアルカリの投与量が化学機械パルプ（ＣＴＭＰ）の収率に影響する最も重要な因子であることにも留意すべきである。繊維ロスは、主として酢酸の破壊、リグニンの溶解及び酸性多糖類の溶解の結果として生じ、それらの総てはアルカリによって引き起こされる。アルカリ投与量の影響は、針葉樹材に対するよりも広葉樹材に対する方が大きい。アルカリ投与量（例えば、ＮａＯＨの量）を０.５％から３％に上昇させた場合、アスペン材からの収率は、従来のプロセスでは、約９５％から８９％に直線的に減少する。

収率のロスの一部は、含浸の間に既に起こり、一部は、それに続く高温での叩解段階になって起こる。

実際のところ、最大の含浸を確保するには、使用するアルカリの投与量を多くしなければならない。木材チップ中へのアルカリ溶液の浸透は遅く、アルカリは木材チップの外側部分で消費される傾向があり、木材チップの内側用には十分なアルカリが残らない。叩解段階において、このことは、細木片の百分率がより高くなることで示される。

化学機械パルプの散乱品質へのアルカリの影響は、特に問題である。散乱の品質は、アルカリ投与量の増加で低下し、叩解のレベルが同じ場合において、アルカリ投与量が多いと、散乱はいつも小さくなる。また、漂白は、散乱を更に減少させる。高級印刷紙を作製するためには、パルプの散乱及び白色度特性が良好であることが必須条件である。高白色度、即ち、実にＩＳＯ白色度８８％までの広葉樹ＣＴＭＰパルプを製造することが可能である。
タルトン，Ｊ．，温度及びパルプ化の度合の関数としての高ｐＨでの木材中の水酸化ナトリウムの拡散，Ｍ．Ｓｃ．セシス，ノースカロライナ州立大学，１９８６，４５ｓ

本発明の目的は、公知技術に付随する不利益の少なくとも幾つかを解消して、化学機械パルプを製造するための新規な解決手段を提供することにある。

本発明は、化学機械パルプを製造する際に、チップの含浸を超過気圧で実施するという原理に基づく。

リチャードソン及びレマヒエウ（ＬｅＭａｈｉｅｕ）は、アスペンチップを温度約７５℃及び圧力４ｂａｒで、チップの叩解前に、水酸化ナトリウムと亜硫酸ナトリウムの混合物を用いて含浸する、超砕木パルプの製造方法を提供している［タッピー（Ｔａｐｐｉ）１９６５（４８），第６，３４４−３４６頁］。記載事項によれば、アルカリの濃度の上昇で、パルプの強度を向上させることができ、同時に、エネルギー消費量が減少する。しかしながら、公知の解決手段における問題は、アルカリの添加がパルプの漂白性を低下させることである。

本発明に関連して、我々は、予想外なことに、最も適切には水蒸気処理によって実行されるチップの効率的な脱気と、加圧含浸とを組み合わせた場合、含浸をより効率的にすることができ、また、アルカリ投与量を大幅に低減できることを見出した。同じレベルの濾水度で比較した場合、大幅に少ないアルカリ投与量を採用して、細木片のパーセンテージを同一又はより低くすることができ、同時に、パルプの散乱を従来の非加圧含浸の場合よりも高くすることができる。

本発明に従う方法は、以下のもの、即ち、チップの脱気ユニット、チップの含浸ユニット及びチップの叩解ユニットを具えた設備を連続して配置することにより実施され、この場合、含浸ユニットは密閉容器を具え、該密閉容器の中において超過気圧で含浸処理を実施する。

より具体的には、本発明に従う方法は、主として請求項１の特徴事項部分に記載された事項によって特徴付けられる。

また、本発明に従うパルプは、請求項１４の特徴事項部分に記載された事項によって特徴付けられる。

本発明を用いて、注目すべき利点が得られる。そして、パイロット実験で、加圧含浸を用いることでによって、アルカリ投与量を５０％以上低減できることが実証された。加えて、本発明は、パルプの散乱を向上させ、即ち、該実験において、予想外なことに、ＴＭＰ参照例（アルカリ０％）の場合よりも、散乱がかなり高くなった。また、細木片百分率を上昇させることなく、散乱を向上させられることも注目に値すべきことである。同レベルの濾水度で、嵩も向上する。

加圧含浸は、実験室レベルの実験において、９５％を超える浸透度をつくり出す。実験で用いた参照点では、最大浸透度は６３−７４％であった。パイロット試験の実行においては、細木片百分率を上昇させることなく、アルカリ濃度を従来レベルの０.８−１.２％／Ａｄｔ（風乾パルプ１トン）から０.２５％／Ａｄｔのレベルまで低減することもできた。総ての試験点において、参照例よりも、散乱が明らかに高かった。

加圧含浸は、化学機械リファイナーパルプの品質を異なる最終使用用途向けに向上させることができる。

以下に、詳細な説明の助けを借り、また、以下に示した用途例を参照して、より綿密に本発明を検討する。

添付の図面は、本発明に従う方法で用いる設備の簡略図を示している。

上記で説明したように、本発明に従う方法は、３つの段階、即ち、
第一に、木材チップを含む原料木材中に含まれる空気の少なくとも大部分を取り除き（即ち、木材チップを脱気し）、
第二に、木材チップ中にアルカリを効率的に吸収させるために、得られた原料に超過気圧でアルカリ性溶液を染み込ませ、
第三に、処理した木材チップを叩解して、所定の濾水度にする
ことを含む。

上記から分かるように、化学機械プロセスを用いてパルプを製造する。本発明では、化学機械パルプの製造とは、概して、上記のように、化学的な繊維の離解段階と機械的な繊維の離解段階との両方を含むプロセスを意味する。ＣＭＰ及びＣＴＭＰプロセスは、化学機械プロセスである。ＣＭＰプロセスにおいては、原料木材を標準大気圧で叩解し、一方、ＣＴＭＰプロセスにおいては、加圧リファイナー砕木パルプを生産する。ＣＭＰではより高投与量の化学薬品を使用するので、その収率は、一般に、ＣＴＭＰプロセスの収率よりも低い（９０％未満）。両ケースとも、木材の化学的処理は伝統的に亜硫酸ナトリウムで実行され（スルホン化処理）、この場合、広葉樹材は水酸化ナトリウムで処理することも可能である。この場合、ＣＴＭＰプロセスでの通常の化学薬品投与量は、亜硫酸ナトリウムが約０−４％で且つ水酸化ナトリウムが１−７％であり、温度は約６０−１２０℃である。一方、ＣＭＰプロセスでは、化学薬品投与量は、亜硫酸ナトリウムが１０−１５％で、並びに／或いは、水酸化ナトリウムが４−８％であり（乾燥木材から計算して）、温度は、約１３０−１６０℃であり、対応して５０−１００℃である。

化学機械プロセスでは、チップにアルカリ性の過酸化物溶液を含浸することも可能である（ＡＰＭＰプロセス）。過酸化物の投与量は、一般には０.１−１０％（乾燥パルプ重量の）であり、典型的には約０.５−５％である。水酸化ナトリウム等のアルカリ供給量は、ほぼ同じで、即ち、約１−１０重量％である。

本発明は、特にはＣＴＭＰプロセスに関するものであり、該ＣＴＭＰプロセスでは、含浸由来のチップに対して、加圧リファイナー砕木パルプ法を用いて、繊維の離解を行なう。

本発明に従うプロセスにおいて、初期材料は、針葉樹又は広葉樹木材を含むチップである。特には、製造に広葉樹材チップを用い、該チップは、樺材（一般には、カバノキ（Betula）属の木材種）、ポプラ（Populus）属の木材種、又はそれらの混合物から準備する。カバノキ属の好適な木材種の例は、Ｂ．ペンジュラ（B. pendula）及びＢ．プベセンス（B. pubescens）であり、ポプラ属の好適な木材種の例は、以下のもの、即ち、Ｐ．トレムラ（P. tremula）、Ｐ．トレムロイデス（P. tremuloides）、Ｐ バルサメア（P balsamea）、Ｐ．バルサミフェラ（P. balsamifera）、Ｐ．トリコカルパ（P. trichocarpa）、Ｐ．ヘテロフィラ（P. heterophylla）、Ｐ．デルトイデス（P. deltoides）及びＰ．グランディデンタータ（P. grandidentata）である。人気のあるものと共に、アスペン（ヨーロピアンアスペン, Ｐ．トレムラ；クエーキングアスペン, Ｐ．トレムロイデス）、異種のストックアスペンから交配したアスペン種、ハイブリッドアスペン（例えば、Ｐ．トレムラ×トレムロイデス、Ｐ．トレムラ×トレムラ、Ｐ．デルトイデス×トリコカルパ、Ｐ．トリコカルパ×デルトイデス、Ｐ．デルトイデス×ニグラ（nigra）、Ｐ．マキシモヴィッチ（P. maximowiczii）×トリコカルパ）、及び遺伝子技術でつくり出された他の種が特に好ましいものと考えられる。

カバノキ属及びポプラ属の木材種に並んで、ユーカリや混合熱帯広葉樹材等の他の広葉樹材種も原料として使用することができる。針葉樹の中でも、トウヒ（ピセアアビエス（Picea abies））及び松（ピナスシルベストリス（Pinus silvestris））、並びにトウヒ（Picea）属及びマツ（Pinus）属の他の木材種を言及すべきであろう。

一用途によれば、針葉樹繊維を１００％まで含む化学機械パルプが製造される。しかしながら、本発明により、広葉樹繊維と針葉樹繊維の混合物からなり、少なくとも５％の針葉樹繊維を含む化学機械パルプを製造することができ、それは、例えば、５０−９９％の広葉樹繊維と１−５０％の針葉樹繊維を含んでもよい。針葉樹繊維を使用することにより、特にはトウヒ繊維を使用することにより、パルプの嵩、強度特性及びこわさを向上させることができる。

原料木材の木材チップの大きさは、一般には約２０−５０ｍｍ×１−１０ｍｍ、典型的には約３５−４０ｍｍ×３−５ｍｍである。

まず、木材チップ中の空気のできるだけ多くを取り除く。一般にはチップに含まれる空気の少なくとも７０％、特には約８０−１００％の除去を目的とする。空気は、通常、気体の形態で存在する。添付のフローシートから分かるように、この脱気はエバポレータ１中でチップに蒸気を当てることにより実施することができる。図に従うプロセスでは、初期材料のチップをスクリューコンベヤー２により水蒸気処理サイロ１中に供給し、該水蒸気処理サイロ１中に、一つの供給ノズルから、或いは、図示のように、蒸気をサイロ中のチップに均一に配給するために幾つかのノズル３ａ−３ｃから、水蒸気を供給する。

水蒸気処理の目的は、木材チップから空気を除くことである。同時に、水蒸気が木材チップ中に残る。

水蒸気処理は、例えば、図に示す連続レバポレータ１中で実施することができ、図中、木材チップは水蒸気処理サイロ１を通って移動し、該水蒸気処理サイロ１で飽和又はほぼ飽和の蒸気と約０.５−２０分間、特には約１−１０分間接触させられる。水蒸気処理は、超過気圧で実施できるが、一般には、標準大気圧での水蒸気処理で全く十分である。使用する蒸気がどの程度飽和しているかにもよるが、具体的には、高温、例えば、約５０−１００℃、特には約８０−１００℃の温度を採用する。

水蒸気処理の代わりに、低圧／真空中で脱気を実施することもでき、或いは、真空処理で水蒸気処理をより効率的にすることもできる。

処理したチップを水蒸気サイロから出口ノズル４を通して取り除き、その後、最も好ましくは、チップをプラグスクリュー５中で圧縮する。この段階の後、通常は空気の少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９８％が取り除かれ、同時に、蒸気の一部も取り除かれる。

完全のために、硫酸塩パルプ及び化学機械リファイナーパルプの両方の製造においてチップの水蒸気処理を使用できることを言及すべきであろう。しかしながら、本発明まで、木材チップの水蒸気処理と加圧含浸の組み合わせを化学機械パルプの製造において使用できることは示唆されてこなかった。

脱気段階の後、木材チップを含浸処理段階６に導く。本発明の好適実施態様によれば、蒸気を当てた木材チップを、特には水蒸気処理段階の温度のまま吸収装置６中で実施される含浸段階に持っていく。含浸段階で使用する含浸溶液の温度は、水蒸気処理段階の蒸気の温度よりも低く維持する。

実際に、含浸段階は、密閉容器、即ち、圧力容器中で実施され、該圧力容器は、蒸し器の下流に配置される。図示した吸収装置は、基本的には、細長い吸収器を具え、該吸収器の長手方向軸は本質的に鉛直に配置され、該吸収装置は上部と下部とを有し、この場合、脱気ユニットから来た木材チップを吸収装置の上部中に供給して、吸収装置の下部を介して取り出すことができる。吸収装置中において、本発明によれば、一般には少なくとも１.５ｂａｒの絶対圧、好ましくは約１.５−１５ｂａｒの絶対圧を作り出すことができる。

木材チップを素早く含浸容器に供給した場合、木材チップの温度は、含浸段階が始まる前に、最大で約１０−２０℃程落ちる可能性がある。

吸収装置６中には、上部分離器７が存在する。その入口ノズル７ａを通して、チップを吸収器に供給し、分離器中で、液体を木材チップから分離する。この液体は、水蒸気処理サイロ１の廃棄物の流れ中に再循環させる。

好適実施態様によれば、蒸気を当てた木材チップを含浸化学薬品と共に含浸段階に供給し、この場合、含浸化学薬品は別々の入口ノズル１０ａ−１０ｃからパイプライン１１に供給され、該パイプライン１１は蒸し器１の出口ノズル４及び吸収装置６の入口ノズル７ａに連結している。圧力を作り出すため、最も適切には、パイプライン中にポンプ２０，２１又は類似の装置を配置する。

含浸段階で、アルカリ性材料の水溶液を含む含浸溶液を用い、該溶液は任意にスルホン化化学薬品を含んでいてもよい。通常は、ＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ金属の水酸化物、又は水酸化マグネシウム、Ｍｇ(ＯＨ)₂や水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、或いはそれらの混合物の水溶液を用いる。所望より、この溶液は、例えば、亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩化合物も含む。アルカリ水酸化物の投与量は、通常は約２−１２ｋｇ／Ａｄｔ（風乾パルプ１トン）であるが、好ましくは最大で約６ｋｇ／Ａｄｔ、より好ましくは最大で約４ｋｇ／Ａｄｔである。アルカリ土類金属の水酸化物は、対応する投与量（モルで）で使用される。溶液のｐＨ値は、約９−１１である。亜硫酸塩化合物の消費量は、広葉樹に対して、約１−２０ｋｇ／Ａｄｔ、適切には最大で３ｋｇ／Ａｄｔである。

純粋な溶液に加えて、例えば、白液や緑液といったパルプの蒸解から得られる蒸解液等のアルカリ性材料の配合物の水溶液も含浸に使用できる。含浸段階の温度は、約３０−９５℃、好ましくは約４０−９０℃であり、該温度は、少なくとも一部はチップによって持ち込まれる熱で達成することができる。一般には、含浸段階の温度は、脱気段階の温度よりも低い。本発明によれば、含浸段階の圧力は、約１.５−１５ｂａｒ、好ましくは約２−１０ｂａｒの絶対圧である。その結果として、含浸においては、少なくとも約０.５ｂａｒの超過気圧を利用する。木材と液体の間の比（ｐ／ｐ）は、一般には約１：２０から１：４、特には約１：１５から１：６である。

含浸化学薬品の投与量は、処理するチップによって調整することができ、また、必要に応じて、増加させることもできる。

含浸処理の継続期間は、約１−２４０分、好ましくは約５−１２０分、特には約１０−６０分である。

含浸段階の間に、アルカリをできる限り最大の度合で木材チップに染み込ませる。一般には木材チップの細孔容積の少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％を含浸溶液で満たすべきである。

含浸は、一段階又は幾段階で実施することができ、この場合、少なくとも一つの段階は、超過気圧で実施する。好適実施態様によれば、まず、熱いチップに対して上述の条件下、超過気圧で含浸を行い、その後も、同じ又は異なる温度で、開放系の入れ物又は容器中において含浸を続ける。含浸処理の継続時間の約１０−８０％は、加圧した条件下で実施することができる。以下に示す用途では、加圧された処理と加圧されていない処理の継続時間は同様に長く、合計の継続時間は４０分である。

含浸段階から来た木材チップは、出口ノズル６ａを通して取り出される。参照番号６ｂは、吸収装置の排出装置を指す。この排出装置で、装置の底部で回収した残留分を取り出すことができる。その後、チップを従前の化学機械パルプの叩解段階１２に供給し、該叩解段階は、例えば、溝付き叩解ブレードを具える叩解機中で実施することができる。原料木材を所定の濾水度、即ち、５０−５００ｍｌ ＣＳＦ、より好ましくは９０−１５０ｍｌ ＣＳＦに叩解する。

基本図１は、実際に、含浸段階から発生したチップの流れを叩解前に如何にして更に加工するかを示している。それに沿って、まず、過剰の含浸溶液をスクリュープレス１３中で取り除き、その後、チップをスクリューコンベヤー１５ａ及び１５ｂで叩解に運ぶ前に、化学薬品の反応を反応サイロ１４中で継続することができる。かかるサイロを使用する場合、反応サイロ１４中での反応時間は、通常は約０.１−１０時間である。

スクリュープレス１３中では、叩解に不適な不純物と繊維材料を分離することができ、それらは篩１６を通して廃棄物流路中に取り出される。スクリュープレスから生じた液相１７は、場合により未使用の供給水と組み合わせて、パイプライン１０中に再循環させることができる。

参照番号２２及び２３は、液相の供給用に配置されたポンプを指している。図示のように、含浸溶液は、最も好ましくは、プロセスに再循環され、そのアルカリ濃度は、未使用のアルカリフィードで調整する（上昇させる）ことができる。

本発明の２つの必須因子は、含浸溶液とチップを合わせる前に良好な脱気を達成することと、含浸を加圧することであることを指摘しておくべきであろう。これら２つの因子が一緒になって、含浸溶液の木材チップ中への効率的な浸透を可能とする。圧力容器中での保持時間及び温度は、拡散時間及び反応時間を調整できるような方法で選択される。拡散が起こるのに十分な時間がなければならず、反応の速度は高過ぎてはいけない。

上記した化学機械パルプは、並外れて良好な性質を有している。序論に記載したように、パルプの光散乱品質が向上しており、結束繊維のパーセンテージを上昇させること無く光散乱品質の向上が達成されている。従って、同一レベルの濾水度で、本発明に従うパルプの光散乱品質は、高アルカリ参照例に比べて、少なくとも５％、更には１０％良好である。同時に、本発明に従うパルプの細木片（スライバー）百分率は、ＴＭＰ参照例の細木片百分率よりも低く、予想外なことに、高アルカリ参照例の細木片百分率よりも低い。同じレベルの濾水度で、嵩も５％程向上している。

注目に値する例は、アスペンから調製したＣＴＭＰパルプの散乱品質が４５ｍ²／ｋｇよりも高く、細木片百分率が０.３％よりも低いことである。対応して、樺材から、散乱品質が４５ｍ²／ｋｇよりも高く、細木片百分率が１.５％よりも低いパルプを作り出すことができる。これらはパルプの性質の単なる例で、パルプの製造業者に対して、本発明の限定内で、所望のレベルの散乱又は細木片百分率を自由に選択して、本発明の助けを借りて、パラメーターの一つをかなり向上させられることを指摘しておくべきであろう。

本発明によるパルプは、紙又は厚紙製品の製造に使用できる。

従って、上記の繊維の離解の後、一般には、例えば、アルカリ性条件下で過酸化水素を用いてパルプを漂白し、約７５−８８％の白色度にする。

所望により、スラッシュ可能な初期材料を達成できるような方法で、上記パルプを化学パルプと混合することによって初期材料の性質を調整することができるが、初期材料はかなりの量（少なくとも３０重量％）の化学機械パルプを含む。好ましくは、針葉樹パルプを化学パルプとして用い、この場合、その百分率は、原料の繊維の乾燥重量の１−５０％である。しかしながら、化学機械アスペンパルプだけを使用することもできる。

まず、製紙用パルプをそれ自体は公知の方法でスラッシュ化して適切な稠度とし（通常は、約０.１−１％の固形分百分率に）、その後、すき網上に展開し、ウェブ化して紙又は厚紙ウェブを形成する。炭酸カルシウム等の充填材を繊維スラッシュ中に一般には繊維の重量の約１−５０重量％添加することができる。

紙ウェブには、表面サイズ処理を施し、並びに／或いは被覆層を設けることができ、所望により、カレンダー加工を施してもよい。単層コーティング用、プレコーティング用、及び表面コーティング用には、コーティングペーストを使用することができる。三重コーティングも可能である。一般には、本発明に従うコーティングは、少なくとも一種の顔料又は顔料の混合物を１０−１００重量部、少なくとも一種のバインダーを０.１−３０重量部、及びそれ自体は公知の他の添加剤を１−１０重量部含む。

上記の方法で、本発明に従って、パルプ材料から、優れた印刷適性、良好な平滑性、並びに高い不透明度及び白色度を有するウェブを製造することができる。用途の例は、上質紙、塗工印刷用紙、及びカタログ用紙、並びに多層厚紙の裏地である。

以下の非限定的な例で、本発明を例証する。

実施例１
以下の条件下、アスペンのＣＴＭＰパルプを実験室内で調製した。

１００℃で２−５分間蒸気に当てたアスペンの木材チップに、密閉容器内で、圧力５ｂａｒ（ａ）、８０℃で２０分間、異なる量の水酸化ナトリウムを含浸させた。その後、開放系反応サイロ内において、８０℃で更に２０分間含浸を継続した。

数ある中でも、以下の方法を用いて、パルプの特性を決定した。
− 嵩 ｃｍ³／ｇ： ＥＮ ２０５３４
− 散乱 ｍ²／ｋｇ： ＩＳＯ ９４１６
− ＣＳＦ ｍｌ： ＩＳＯ ５２６７−２
− 結束繊維： “パルマック（Ｐｕｌｍａｃ）結束繊維”、試料量３ｇ、１５０ｍｌのＣＳＦパルプに対しては０.０８ｍｍのギャッププレート、３２５ｍｌのＣＳＦパルプに対しては０.１０ｍｍのギャッププレート

表１に、アスペンチップをこの方法で１５０ｍｌ ＣＳＦの濾水性レベルに叩解した場合に起きたことを示す。

表に示すように、本発明を利用することで、水酸化アルカリの投与量を減じることが可能となり、この場合、細木片のパーセンテージを増加させること無く、散乱が明確に上昇する。アルカリを従来の量で用いた場合に比べて、散乱が１０％超ほど上昇する。予想外なことに、細木片のパーセンテージは、１.２％アルカリ参照例よりもかなり低かった。

表２に、上記のパルプの嵩を示す。

嵩も、同じＣＳＦレベルで若干良くなっていることが分かる。

樺材チップで、上記実験を繰り返した。３２５ｍｌのＣＳＦレベルにおける樺材の加圧含浸（８０℃、５ｂａｒ、２０分）によって、以下の散乱値が得られた。

この場合も、実験での細木片のパーセンテージは高いままであるもの、散乱における有意の改善が達成された。しかしながら、参照例よりも３分の１低かった。

樺材の場合、アルカリ投与量を減じることで、嵩への大きな影響は全く無かった。

実施例２．実験室での含浸
実験室で、アルカリ投与量２.５、５及び１０ｋｇのＮａＯＨ／Ａｄｔチップを用いて、アスペン及び樺材を用いた含浸を標準大気圧で実施した。木材／液体比は、１：８で、温度は８０℃とした。

含浸プロセスの開始から１５分、３０分、１時間、及び３時間後に含浸溶液から試料を採取した。アルカリ投与量の増加に従い、含浸時間の関数として、含浸溶液に溶解する有機材料が劇的に増加した。同時に、溶存ＣＯＤが劇的に増加した。

この例で達成された、アスペンの４０分間の実験室規模含浸における繊維ロスに対するアルカリ投与量の影響の結果を以下の表に示す。

叩解前に含浸溶液から繊維ロスを決定したことも指摘しておくべきであろう。叩解により溶存材料の量が増加し、それに対応して、繊維ロスが増加し、アルカリ投与量が増加する程、ロスが大きくなった。

本発明に従う方法で用いる設備の簡略図を示す。

Claims (14)

1. 含浸溶液が木材チップに浸透する条件下の含浸段階で、木材チップをアルカリ性の含浸溶液と接触させ、
   パルプを生産するために、前記含浸溶液で処理された木材チップを叩解して所望の濾水度にする方法に従って、
   木材チップを含む原料木材から化学機械パルプを製造する方法において、
   木材チップを脱気し、
   該木材チップを叩解する前に、含浸溶液が木材チップに効率良く吸収されるような方法で、得られた脱気木材チップに超過気圧でアルカリ性の含浸溶液を染み込ませる
   ことを特徴とする化学機械パルプの製造方法。
2. 前記原料木材に高温、特には約８０−１００℃で蒸気を当て、前記木材チップから空気を除くことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記蒸気を当てた木材チップを本質的に水蒸気処理の温度で含浸段階に持っていき、
   該含浸段階で、前記含浸溶液の温度を、前記水蒸気処理の温度よりも低く維持する
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記蒸気を当てた木材チップを、スクリュープレスを通して含浸段階に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記含浸段階で、アルカリ金属水酸化物を含み、該アルカリ金属水酸化物の投与量が最大で約６ｋｇ／Ａｄｔ、好ましくは最大で約４ｋｇ／Ａｄｔである含浸溶液を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記含浸溶液として、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物、例えば、白液や緑液といった化学パルプの蒸解で得られる蒸解液、又は亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩化合物、或いはそれらの混合物の水溶液を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記木材チップに、約１−２４０分間、好ましくは約５−１２０分間、特には約１０−６０分間、前記アルカリ性含浸溶液を染み込ませることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 前記原料木材を叩解して、５０−５００ｍｌ ＣＳＦ、好ましくは約９０−１５０ｍｌ ＣＳＦの濾水度にすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記含浸段階の温度が約３０−９５℃、好ましくは約４０−９０℃であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 前記含浸段階の圧力が絶対圧力で約１.５−１５ｂａｒ、好ましくは約２−１０ｂａｒであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 前記含浸段階で、前記木材の細孔容積の少なくとも８５％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％を前記含浸溶液で満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記含浸を幾つかの段階で実施し、この場合において、該段階の少なくとも一つを超過気圧で実施し、少なくとも一つの段階を標準大気圧で実施することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記木材チップの水蒸気処理を、飽和又はほぼ飽和の水蒸気を用いて、少なくとも本質的に標準大気圧で実施することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を用いて製造した化学機械パルプ。

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