JP2009540133A

JP2009540133A - 木材からのリグノセルロースパルプ

Info

Publication number: JP2009540133A
Application number: JP2009513555A
Authority: JP
Inventors: シューベルトハンス−ルートヴィヒ; アールトエーザ−マッティ; パットルドルフ; コルトザヒアオタール; シュトルツクリストフ
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2009-11-19
Also published as: US20090229774A1; US8152960B2; EP2029807A2; WO2007140838A3; DE102006027005A1; CN101466889A; WO2007140838A2; CA2634202C; BRPI0712387A2; CA2634202A1

Abstract

本発明は、針葉樹に関しては１５°ＳＲで８ｋｍを上回る裂断長を有し、かつ無漂白のｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１５％のリグニン含有率を有し、かつ広葉樹に関しては２０°ＳＲで５．０ｋｍを上回る裂断長を有し、かつ無漂白のｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１２％のリグニン含有率を有する、木材からなるリグノセルロースパルプに関する。

Description

本発明は、木材からのリグノセルロースパルプに関する。

リグノセルロース繊維は特に紙および厚紙を製造するために使用される。工業的に製造されるリグノセルロース繊維は、その特性が著しく異なるものが多数知られている：
繊維束を叩解または切断する装置を用いて機械的にフィブリル化することにより製造される繊維が木材パルプと呼ばれている。木材パルプを製造する際に、木質素はほとんど分解されない。本来使用されていたバイオマスは、ほぼ完全に木材パルプ中に見られる。木材パルプの製造には高いエネルギー使用量が必要とされる。木材パルプを製造するための最近の方法は、木材を蒸気および／または薬品により前処理することによって、繊維の特性を改善し、かつ／またはエネルギー必要量を低減することを試みている。これらは特にＣＴＭＰ（ケモサーモメカニカルパルプ）およびＴＭＰ（サーモメカニカル・パルプ）である。ＣＴＭＰの場合、繊維束の部分的な溶解を可能にするために、工業的な適用では通常、ｏｔｒｏ木材に対して１〜５質量％の薬品を使用する。木材パルプは一般に、高い黄変傾向と共に、低い強度特性、特に低い裂断長、および低い白色度での高い不透明度および光散乱によって特徴付けられる。

繊維束を化学的に蒸解することによって得られる繊維はパルプと呼ばれる。パルプを製造する際には、多くの場合、高圧および高温下でバイオマスに作用する薬品が使用される。程度の差はあれ、リグニンおよび一部の炭水化物をほぼ除去する場合に、つまり、収率が著しく損なわれる場合に、良好な強度特性、特に高い裂断長を有し、かつ高い白色度への良好な漂白性およびわずかな黄変傾向を有する繊維が得られる。パルプを製造するために必要とされるエネルギーは、蒸解の廃液から得られる。

リグニン含有率は繊維の使用にとって、しばしば重要ではない。重要なのは通常、強度のレベルであり、というのも、これはしばしばその使用分野を限定するからである。従って、パルプを製造する方法に基づいて、比較的高いリグニン含有率を有する繊維に関しても、比較的高い強度レベルが得られることを目指した数多くの方法が開発された。

このような方法で、実地において個別的に確立されてきたのは、ＮＳＳＣ法である。できる限り少ない量の亜硫酸塩を使用して、中性ないしわずかにアルカリ性のｐＨ値を用いた工業的な適用においては、リグニンの分解を最小にしながら、繊維のできる限り高い強度を得ることが目標とされている。薬品量は実地においてできる限り低く抑えられる。というのも、この方法は、薬品を回収することなく運転され、かつ該薬品、およびリグノセルロース材料の分解によって生じる有機堆積物に基づいて、高い廃水負荷が生じるからである。ＮＳＳＣ法により製造されたパルプは多くの場合、漂白されずに使用される。

もう１つの方法は、約４のｐＨ値で運転される亜硫酸水素塩法である。その他の方法、たとえばクラフト法（硫酸塩法とも呼ばれる）またはソーダ法もまた、それ自体、最小のリグニン含有率を有するパルプを製造するために開発され、適用されているが、高収率パルプの製造に関してその適性が試験されている。

このようなパルプのための適性試験では常に、繊維は叩解されていない、またはわずかに叩解された状態では、高いリグニン含有率に基づいて、満足できない低い強度を有するのみであり、かつ経済的な利用性も存在しないという実地での経験から出発する。高収率パルプに関する適切な概要は、"Choosing the best brightening process"、N. LiebergottおよびT. Joachimides, Pulp & Paper Canada、第８０巻、第１２号、１９７９年１２月、T391〜T395に記載されている。ここには、種々の方法で製造された無漂白パルプに関して、その収率およびリグニン含有率に依存して達成可能な強度レベルが記載されている。製紙に使用可能な繊維のための下限として、５００ｍｌＣＳＦ（２６°ＳＲ）での強度レベルが測定され、かつ３００ｍｌＣＳＦ（４１°ＳＲ）に関する比較測定が実施されている。トウヒに関しては、約８０％の収率で、５００ｍｌＣＳＦ（２６°ＳＲ）において約９〜１０ｋｍの裂断長が達成されている。さらに叩解する場合には、この強度値は上昇する。これらの、すでに比較的高い値は、酸性のｐＨ範囲での蒸解によって達成される（重亜硫酸蒸解、酸性亜硫酸蒸解）。中性およびアルカリ性の蒸解（中性の亜硫酸塩蒸解、クラフト蒸解およびソーダ蒸解）からの繊維に関しては、明らかにこれよりも低い強度値が記載されており、これらはさらに、フィブリル化および叩解エネルギーにおいて、数倍高い使用量を発生させなくてはならない。このことは、５００ｍｌＣＳＦ（２６°ＳＲ）もしくは３００ｍｌＣＳＦ（４１°ＳＲ）の叩解度を達成するために必要とされるＰＦＩ叩解装置の高い回転数から読み取ることができる。

上記の従来技術から出発して、本発明の課題は、繊維のリグニン含有率が高い場合に、高い強度レベルが得られる、無漂白パルプおよび漂白されたパルプを提供することである。

この課題は、
針葉樹の場合には、無漂白のｏｔｒｏパルプに対して１５°ＳＲで８ｋｍ以上の裂断長および少なくとも１５％のリグニン含有率を有し、
広葉樹の場合には、無漂白のｏｔｒｏパルプに対して２０°ＳＲで５．０ｋｍ以上の裂断長および少なくとも１２％のリグニン含有率を有する
リグノセルロースパルプによって解決される。

前記のパルプは、針葉樹に関してｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１５％、広葉樹に関して少なくとも１２％のリグニン含有率を有する。このリグニン含有率は、クラーソンリグニンおよび酸可溶性リグニン（これらの定義は以下を参照のこと）の測定によって確認される。クラーソンリグニンおよび酸可溶性リグニンは一緒に、それぞれのパルプのリグニン含有率を生じる。広葉樹に関するリグニン含有率は、針葉樹に関する値よりも低い。というのは、針葉樹の出発リグニン含有率は広葉樹よりも高いからである。本発明によるパルプのリグニン含有率は、広葉樹に関しても針葉樹に関しても一貫して高く、針葉樹の場合、特に１８％以上、２１％以上、または２４％以上である。広葉樹に関しては、これらの値は、ｏｔｒｏパルプに対して、少なくとも１４％、少なくとも１６％、または１８％以上でありうる。針葉樹に関しては１５°ＳＲで８ｋｍ以上の、または広葉樹に関しては２０°ＳＲで５ｋｍ以上の、必要とされる裂断長でパルプのリグニン含有率が高いほど、パルプを製造する際の木質素の損失は少なくなる。この収率における余剰分は、パルプの競争力を高める。

本発明によるパルプは、繊維がすでに公知の繊維に対してはるかに低い叩解度で、高い強度値を示すということによって従来技術から区別される。叩解度は、繊維懸濁液の脱水特性に関する尺度である。針葉樹に関して、１２°ＳＲまたは１５°ＳＲの叩解度で、繊維は形態学的にほぼ変化していない。高いリグニン含有率を有する公知の繊維は、１５°ＳＲで、隣接する繊維における良好な結合ひいては認容可能な静的強度レベルを構成することができない構造を有している。しかし本発明によるパルプは、すでに１２°ＳＲまたは１５°ＳＲの低い叩解度で、隣接する繊維の良好な結合を構成することができ、ひいては叩解エネルギーのコストが低い。

達成可能な強度値は、少なくとも１５％のリグニン含有率を有する針葉樹に関しては８ｋｍを上回る。そのつど１５°ＳＲで９ｋｍ以上、９．５ｋｍ以上、および有利には１０ｋｍ以上の裂断長の値は、このようなパルプに関して容易に達成可能である。少なくとも１２％のリグニン含有率を有する広葉樹に関しては、達成可能な裂断長はしばしば木材の種類によって規定されている。請求項１に記載されている値は、広葉樹に関する下限値である。たとえば１２％を上回るリグニン含有率を有するポプラのパルプに関しては、そのつど２０°ＳＲで、６ｋｍ以上、有利には７ｋｍ以上、特に有利には７．５ｋｍ以上の裂断長が測定された。

しかし本発明によるパルプは、高い裂断長のみによって優れているわけではない。むしろ強度レベルは総じて高い。

たとえば本発明による、１５°ＳＲで、および１００ｇ／ｍ²の坪量に対して、１５％を上回るリグニン含有率を有する針葉樹のパルプは、少なくとも６５ｃＮの引裂強さを有している。１２％を上回るリグニン含有率を有する広葉樹のパルプに関しては、１００ｇ／ｍ²坪量において、引裂強さは２０°ＳＲの叩解度で少なくとも５０ｃＮである。高い裂断長との関連において、すでに、針葉樹に関しては１５°ＳＲ、および広葉樹に関しては２０°ＳＲの極めて低い叩解度でのこのような引裂強さは、従来技術から知られていない。

同時に、高いリグニン含有率（針葉樹に関して１５％以上、および広葉樹に関して１２％以上）でパルプは極めて高い白色度を有する。蒸解後に、つまりそれぞれの漂白処理を行わないで、針葉樹に関してＩＳＯ４０％の値が測定され、広葉樹に関して少なくともＩＳＯ６０％の値が測定される。針葉樹に関して、ＩＳＯ６０％を超える値を達成することも容易に可能である。リグニンは一般に、パルプにとって着色をもたらすとみなされるので、高いリグニン含有率にもかかわらず、このような白色度が達成されることは注目すべきである。

本発明によるパルプを漂白処理する場合、繊維の特性が著しく改善される。漂白処理は、白色度に対する高い要求を伴う多くの適用にとって必要であるが、しかしこの処理は繊維の特性を調整し、かつ改善することを目的ともしている。漂白されたパルプは、針葉樹に関して、ＩＳＯ７０％を上回り、有利にはＩＳＯ７５％を上回り、かつ広葉樹に関して、ＩＳＯ６０％を上回り、有利にはＩＳＯ８０％を上回る明らかに高い白色度を有しているのみでない。裂断長は漂白処理によって、針葉樹に関しては１５°ＳＲで９ｋｍ以上、有利には９．５ｋｍ以上、特に有利には１０ｋｍ以上に向上する。針葉樹に関しては漂白処理の間に引裂強さは安定化され、通常は改善される。漂白後に、ポプラのパルプは、２０°ＳＲで、７ｋｍ以上、有利には８ｋｍ以上の裂断長を有する。ブナのパルプは漂白後に、５．５ｋｍ以上、有利には６ｋｍ以上の裂断長を有する。引裂強さは、漂白によって本質的に変化することはない。

以下で、本発明によるパルプの製造方法ならびに本質的な特性を、実施例に基づいて詳細に説明する。

繊維の特性は、以下の基準に従って把握され、かつ測定された：
収率は、使用される原料および蒸解または漂白後に得られたパルプを、そのつど１０５℃で、質量が一定になるまで乾燥させて秤量することによって計算した。

リグニン含有率は、ＴＡＰＰＩＴ２２２ｏｍ−９８によりクラーソン・リグニンとして測定した。酸可溶性リグニンは、ＴＡＰＰＩＵＭ２５０によって測定した。白色度は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの説明書Ｖ／１９／６３の記載により試験紙の製造により確認し、Ｄａｔａｃｏｌｏｒｅｌｒｅｐｈｏ４５０×Ｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを用いてＳＣＡＮＣ１１：７５により測定し、白さはＩＳＯ基準２４７０によりパーセントで記載した。

不透明度は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの説明書ＶＩ／１／６６の規定により測定した。

製紙技術上の特性は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの説明書Ｖ／８／７６により製造した試験紙を用いて測定した。

かさ密度は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの規定のＶ／１１／５７により測定した。裂断長は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの規定のＶ／１２／５７により測定した。引裂強さは、ＤＩＮ５３１２８のＥｌｍｅｎｄｏｒｆにより確認した。これは１００ｇ／ｍ²の坪量を有する紙に関して記載されている。

叩解度は、Ｚｅｌｌｃｈｅｍｉｎｇの説明書Ｖ／３／６２により把握した。

比引張強さ、比引裂強さおよび比破裂強さの測定は、ＴＡＰＰＩ２２０ｓｐ−９６により行った。

この刊行物における全ての百分率の記載は、その他の記載がない限り、質量に対する記載である。

例１〜４：針葉樹のパルプの製造
本発明によるパルプを製造するための可能な方法は以下に記載されている：１０５℃〜１１０℃で３０分間スチーム処理したトウヒのチップに、ｏｔｒｏ木材材料に対して、亜硫酸ナトリウム（ＮａＯＨとして計算）２７．５％の全薬品使用量を添加した。４：１（薬品溶液：ｏｔｒｏ木材材料）の浴比を調整する。ｐＨ値は、蒸解の開始時にｐＨ９．４に調整される（例４）。これより低い、８（例３）、７（例２）または６（例１）の初期ｐＨ値での蒸解は、ＳＯ₂の添加によってこれらの低い初期ｐＨ値に調整される。

チップは、液相中で蒸解する場合には、９０分以内に１７０℃の蒸解温度に加熱され、かつこの温度で１８０分間蒸解される。自由に流れる蒸解廃液は取り出され、かつチップをフィブリル化する。つまり繊維束を分解し、その際、個々の繊維または繊維表面に機械的な作用は及ぼさない。チップをフィブリル化するために必要とされるエネルギーは、高収率パルプを製造するための公知法において必要とされるよりもはるかに低い。パルプをフィブリル化するために、５００ｋＷｈ／ｔチップ未満で十分である。有利には必要とされるエネルギーは、３００ｋＷｈ／ｔチップ未満である。

前記の例１〜４に関して、以下の結果を確認することができる：
当初使用された木材材料に対してそのつど７５％を超える収率は、２０％をはるかに上回るリグニン含有率を有するパルプに相応する。トウヒ材に関する平均的なリグニン含有率は、ｏｔｒｏ木材材料に対して２８％である（Wagenfuehr, Anatomie des Holzes, VEB Fachbuchverlag Leipzig、１９８０年）。パルプの実際のリグニン含有率は、これよりも高い。というのも、蒸解の間に主として（ただしもっぱらではないが）リグニンが分解されるからである。炭水化物（セルロースおよびヘミセルロース）もまた、少量溶解する。記載された値は、蒸解が、リグニンおよび炭水化物の分解を鑑みて良好な選択率を有することを示している。

白色度は、ＩＳＯ５５％を上回る値で意想外に高く、かつ場合によりその後の漂白に関して良好な出発ベースを提供する。

例１〜４のトウヒのパルプを１５°ＳＲの叩解度に叩解するために、２０分〜３０分の叩解時間が必要である。２０分までの叩解時間（叩解度１２°ＳＲ〜１５°ＳＲ）で、叩解度は蒸解の開始時のｐＨ値（ｐＨ６〜ｐＨ９．４）とは無関係に狭い範囲で生じる。

同様に、蒸解の初期ｐＨ値および叩解度を達成するために必要とされる叩解時間とは無関係に、１５°ＳＲの叩解度で高い強度レベルが達成される。例１は、８．９ｋｍの裂断長および５３．８ｃＮの引裂強さと共に、総じて高い強度レベルにつながる。しかし初期ｐＨ値が、７以上の場合、裂断長は９ｋｍおよびそれ以上に向上する。引裂強さは６５ｃＮおよびそれ以上の値を達成する。

例５および６広葉樹パルプの製造
ブナまたはポプラのチップをそのつど、１０５℃〜１１０℃で３０分間スチーム処理する。次いでブナのチップに、使用されるｏｔｒｏ木材材料に対して、２２．５％の亜硫酸ナトリウム（ＮａＯＨとして計算）を、薬品溶液：木材の浴比＝４：１で添加する。ポプラのチップに、ｏｔｒｏ木材材料に対して、２０％の亜硫酸ナトリウムを、４：１の浴比で添加する。

蒸解のために、両方の種類の木材を、９０分で１７０℃の蒸解温度まで加熱した。蒸解時間はブナに関しては最大温度で６０分間、およびポプラに関しては最大温度で３０分間である。自由に流れる蒸解溶液を取り出し、かつチップをフィブリル化、つまり繊維束を、個々の繊維もしくは繊維表面に叩解作用を及ぼすことなく離解する。

第２表は、この蒸解の結果を示している。ブナおよびポプラのパルプを、最小のエネルギー（３００ｋＷｈ／ｔ）未満でフィブリル化した。これらはすでに数分後に、極めて高い叩解度に達した。叩解されていなくてもすでに１５°ＳＲ以上が測定された。従って、広葉樹のパルプを、２０°ＳＲの叩解度で分析した。

収率はｏｔｒｏチップに対して７５％以上である。ここでも、本発明による蒸解の良好な選択性が示されている。

こうして製造されたパルプは高い収率にもかかわらず、すでに極めて高い白色度を有しており、これはＩＳＯ６５％を上回っている。これにより、場合によりその後に行われる漂白に関して良好な基礎となる。

ブナは２０°ＳＲで５ｋｍを上回る裂断長で、この種類の木材にとって顕著な裂断長を有する。引裂強さは５０ｃＮ以上である。ポプラのパルプに関する強度レベルはこれよりも高い。２０°ＳＲで７．５ｋｍを超える裂断長および６５ｃＮの引裂強さは、高いリグニン含有率を有する広葉樹に関して知られていない。

漂白処理
上記のとおりに製造された針葉樹のパルプを、白色度の向上のために漂白した。漂白は、できる限りわずかな収率の損失で行うべきである。従って、リグニンを維持する漂白を目指した。通常は複数の工程で漂白された。種々の漂白処理のための反応条件を、以下に説明する：
Ｑ工程
錯形成剤によりパルプの重金属含有率が低減される。パルプを３％の物質密度で、４Ｎの硫酸により５〜５．２のｐＨ値に調整し、かつ６０℃で３０分間、０．２％のＤＴＰＡを添加する。

Ｐ工程
漂白剤として、過酸化水素を用いてＰ工程を実施した。１０％の物質密度において、８０℃で２４０分、ｏｔｒｏパルプに対して５％の過酸化水素の添加下に、ならびに２．５％のＮａＯＨ、３％のケイ酸塩および０．１％の硫酸マグネシウム（そのつどｏｔｒｏパルプに対する）の添加下に漂白した。開始時のｐＨ値は１１で測定され、漂白の終了時には９．７であった。引き続き洗浄を行う。

ＦＡＳ工程
ＦＡＳ工程は、パルプを漂白する手段としてＦＡＳ（ホルムアミジンスルフィン酸）を使用することに基づいている。漂白は、高温（９９℃）で３０分にわたり、１２％の物質密度で実施される。そのつどｏｔｒｏパルプに対して、１％のＦＡＳ、０．５％のＮａＯＨおよび０．５％のケイ酸塩を添加する。

繊維の特性
フィブリル化の後で、蒸解結果、特にパルプの収率、リグニン含有率、裂断長、引裂強さおよび白色度を把握する。繊維のできる限り完全な特性像を得るために、パルプの一部を１５分、３０分、４５分および６０分叩解する。

例１（パルプをｐＨ６で蒸解）、漂白
パルプを蒸解後に、Ｑ、Ｐ、ＦＡＳの順序で漂白した。該パルプは漂白後に８２％（蒸解の開始時のｏｔｒｏチップに対する）全収率において、ｏｔｒｏパルプに対して２４％のリグニン含有率を有していた。漂白工程の終了時の白色度はＩＳＯ７７％で測定される。

１５°ＳＲでの裂断長は８．８６ｋｍであり、引裂強さは６０．１ｃＮである。不透明度は８０ｇ／ｍ²の坪量に対して６８．３で測定される。叩解を継続すると裂断長はさらに向上され、引裂強さおよび不透明度は低下する。

例２（パルプをｐＨ７で蒸解）、漂白
この蒸解のために、ｏｔｒｏ木材チップに対して７８．５％の収率（無漂白）およびＩＳＯ６１．７％の白色度が測定される。繊維のリグニン含有率はｏｔｒｏ繊維材料に対して２０％で測定される（第１表を参照のこと）。１５°ＳＲの裂断長は８．９７ｋｍであり、引裂強さは６９．８ｃＮであり、かつ不透明度は８２．２％で測定された。

漂白されたパルプの白色度はＩＳＯ７６．７％で測定される。漂白の順序は、Ｑ、Ｐ、ＦＡＳであった。全収率は、使用されるトウヒチップに対して７４．３％であった。漂白された繊維のリグニン含有率は、ｏｔｒｏパルプに対して１７．８％であった。

この漂白されたパルプの裂断長は、１５°ＳＲにおいて９．３４ｋｍ、引裂強さは、５６．６ｃＮで測定された。不透明度は、７１．２％で測定された。

例３（パルプをｐＨ８で蒸解）、漂白
トウヒのチップを蒸解した後で、蒸解の開始時に、ｏｔｒｏチップに対して８２．１％の収率、および無漂白のｏｔｒｏパルプに対して２１．４％のリグニン含有率が確認された。白色度は、ＩＳＯ６０．５％で測定された。１５°ＳＲの裂断長は、９．３６ｋｍであり、引裂強さは、７０．３ｃＮであり、かつ不透明度は、８１．１％で測定された。

漂白されたパルプに関して、ＩＳＯ７５．７％の白色度およびｏｔｒｏトウヒチップに対して、７７．４％の収率が測定された。漂白されたｏｔｒｏパルプに関して、１９．３％のリグニン含有率が測定された。

漂白されたトウヒパルプの裂断長は、１５°ＳＲで１０．５ｋｍが測定され、引裂強さは７０．２ｃＮおよび不透明度は６６．８％が測定された。

例４（パルプをｐＨ９．４で蒸解）、漂白
無漂白のパルプの白色度はＩＳＯ５７．６％で測定される。収率は、使用されるｏｔｒｏトウヒチップに対して７９．３％が測定された。リグニン含有率は、無漂白のｏｔｒｏパルプに関して１９．９％であった。１５°ＳＲのパルプの裂断長は９．６４ｋｍであり、引裂強さは６６．８ｃＮであり、かつ不透明度は７９．９％で測定された。

漂白されたパルプに関してＩＳＯ７５．１％の白色度が測定され、収率は、当初使用されたｏｔｒｏトウヒチップに対して７５．１％であった。漂白されたパルプに関してｏｔｒｏパルプに対して１７．７％のリグニン含有率が測定された。

１５°ＳＲの裂断長は、１０．５８ｋｍであり、引裂強さは、７０．７ｃＮであり、かつ不透明度は、６６％で測定された。

上記の試験結果に関して、漂白されたパルプは無漂白のパルプに対して、わずかに改善された強度特性を有し、その際、過剰の収率の損失は回避されうることが一般的に確認される。総じて、該パルプは漂白において極めて肯定的な特性を有し、達成された白色度の向上と共に、良好な強度レベルおよび総じて、当初使用されたｏｔｒｏチップ量に対して良好な収率を特徴とする。

注意すべき点は、試験されたトウヒパルプが、極めてわずかな叩解エネルギーでフィブリル化することができ、かつ１５°ＳＲの叩解度まで叩解することができたことである。無漂白のパルプは予想どおり、漂白されたパルプよりも若干高いコストで叩解することができた。１５°ＳＲを達成するための叩解エネルギーは、無漂白のトウヒパルプに関して５００ｋＷｈ／ｔパルプ未満であった。

例５（ブナのパルプをｐＨ９．４で蒸解）、漂白
ブナのチップを、９．４の初期ｐＨ値で蒸解した。蒸解したパルプは、著しく容易に、かつ極めてわずかな叩解エネルギーで叩解することができた。パルプの特性は、２０°ＳＲで測定した。

無漂白のパルプの白色度はＩＳＯ６９．７％で測定され、収率は、合計して使用されたｏｔｒｏチップ量に対して７５．０％であった。ブナのパルプのリグニン含有率は、ブナに関して平均的な２２％のリグニン含有率から出発して、無漂白のｏｔｒｏブナパルプに対して１６．５％で測定された。２０°ＳＲにおける裂断長は、５．２５ｋｍが測定され、引裂強さは５３．１ｃＮおよび不透明度は、８０ｇ／ｍ²の坪量に関して８５．３％が測定された。

漂白されたブナのパルプに関して、裂断長は、２０°ＳＲで測定して６ｋｍを上回っていた。引裂強さが著しく変化することはなかった。

例６（ブナのパルプをｐＨ９．４で蒸解）、漂白
無漂白のポプラのパルプも２０°ＳＲで分析した。白色度は、ＩＳＯ６７．８％で測定され、収率は、使用されたｏｔｒｏポプラのチップに対して７９．０％であった。ポプラのパルプのリグニン含有率は、ポプラに関して平均的な２０％のリグニン含有率から出発して、無漂白のｏｔｒｏポプラパルプに対して１５％で測定された。２０°ＳＲでの裂断長は、７．７２ｋｍであり、引裂強さは、６５．０ｃＮであり、かつ不透明度は、８０．０％で測定された。

漂白されたポプラのパルプの裂断長は、２０°ＳＲで、約８．３ｋｍの裂断長が測定され、引裂強さは、漂白により著しく変化することはなかった。

例７トウヒのパルプ、無漂白
例７に記載のパルプを、例１の条件下でトウヒチップから製造したが、ただし以下の点を変更した：２７．５％の全薬品（規定の比率での亜硫酸塩およびＮａＯＨ）に加えて、薬品溶液には、使用される木材量に対して０．１％のアントラキノンを添加した。蒸解時間は４５分に短縮された。

例８トウヒのパルプ、無漂白
例７と同様に、ただし使用されるｏｔｒｏ木材量に対して、２５％の全薬品使用量で、および５０分の蒸解時間で行った。

例９トウヒのパルプ、無漂白
例７と同様に、２２．５％の全薬品使用量および５０分の蒸解時間で行った。

例１０トウヒのパルプ、無漂白
例７と同様に、ただし２０％の全薬品使用量で、および５５分の蒸解時間で行った。

例１１トウヒのパルプ、無漂白
例７と同様に、ただし、１７．５％の全薬品使用量および５５分の蒸解時間で行った。

例１２トウヒのパルプ、無漂白
例７と同様に、ただし、１５％の全薬品使用量および６０分の蒸解時間で行った。

まず、０．１％のアントラキノンの添加により、蒸解時間は、例１における１８０分に対して、その他は変更しない蒸解条件下に、１３５分短縮されて（蒸解時間の７５％）４５分とすることができた。蒸解の結果は、第４表に記載されているように、比較可能なものである。この時間の利益はとりわけ、パルプを製造するための装置の寸法を小さくすることができるために貴重である。その他の節約の可能性は、蒸解のために必要とされる温度が、極めて短い時間にわたって維持する必要があるにすぎないことにある。

さらに第３表のデータから、全薬品の使用量が２７．５％から１５％に低下する場合に、ほぼ同様に良好な特性を有するパルプが得られることが読み取れる。これらの結果は、アントラキノンの使用に依存するものではない。アントラキノンは、蒸解の促進をもたらすが、しかしアントラキノンを添加しなくても所望のパルプを蒸解することができる。白色度は、それぞれの蒸解例に関してＩＳＯ５０％を上回り、かつリグニン含有率は例７〜１１の場合、ｏｔｒｏパルプに対して２１．５％〜２２％の間で変動した。裂断長は、１０ｋｍを上回り、かつ引裂強さは、１５°ＳＲで７０ｃＮ以上であり、通常は７５ｃＮ以上である。

例１２によるパルプの漂白は、以下の結果を生じる：Ｑ工程の後で、白色度はＩＳＯ５２．２％に向上した。この工程の収率は、ｏｔｒｏパルプに対して９９．３％である。

Ｐ工程は、ｏｔｒｏパルプに対して９７．１％の収率でＩＳＯ６４．３％への白色度の向上につながる。ＦＡＳ工程は、ｏｔｒｏパルプに対して、９８．９％の収率でＩＳＯ７５．１％への白色度の向上につながる。白色度の向上は、当初使用したｏｔｒｏ木材材料に対して７７．３％の全収率で、ＩＳＯ２１．３％である。

例１３〜１６による以下に説明する蒸解は蒸気相での蒸解に関する。

例１３蒸気相でのトウヒのパルプの製造、無漂白
薬品使用量２７．５％、木材：薬品溶液の浴比＝１：５で１２０℃において、蒸気相で１２０分間、トウヒチップを含浸した。薬品として、亜硫酸および０．１％のアントラキノンを使用する。含浸の開始時に、ｐＨ値を９．４に調整する。含浸後に、薬品溶液を除去する。

薬品溶液で含浸されたチップを、蒸気で約５分間、１７０℃に加熱する。この１７０℃の蒸気相を、６０分にわたって維持する。次いで蒸気を放出し、かつ３０秒以内に、ボイラーを１００℃に冷却し、かつ周囲圧力が調整される。チップをボイラーから取り出し、かつフィブリル化する。こうして製造されたトウヒパルプの部分量を叩解し、かつ粉砕された部分量に関して叩解度およびパルプ特性を測定した。

例１４蒸気相でのトウヒパルプの製造、無漂白
例１３と同様に、ただし蒸気相で４５分間の蒸解時間で行った。薬品使用量は、ｏｔｒｏ木材量に対して６３．０％に上昇する。

例１５蒸気相でのトウヒパルプの製造、無漂白
例１４と同様に、ただし３０分の蒸解時間で行った。

例１６蒸気相でのトウヒパルプの製造、無漂白
例１４と同様に、ただし１７０℃の蒸解温度で行った。

蒸気相での蒸解は、わずかな全時間必要量を示す。液相での蒸解に対して、最大の蒸解温度への加熱ははるかに迅速に行われる。この場合、本来の蒸解は液相中での煮沸と同様の時間を必要とする。蒸気相での蒸解の間に自由に流れる薬品溶液は存在していない。該溶液は含浸後かつ蒸解前に除去される。従って該溶液は、液相での蒸解後に除去される薬品溶液よりも少ない有機材料が添加されている。しかしこのことは、生じたパルプの品質に対して顕著な影響を与えない。

第３表に記載されている、液相でアントラキノンを添加した蒸解の収率は、ｏｔｒｏ木材量に対して７５％を上回っている。このことは、蒸気相蒸解に関して、例１４を例外として同様に達成される。とりわけ例１３〜１６において得られたパルプの白色度は、例７〜１２に対して明らかに低い。最大蒸解時間６０分での蒸気相蒸解の場合の、わずかＩＳＯ３２．２％から、白色度は蒸解時間を４５分に短縮してＩＳＯ３９．１％に向上する。蒸解時間をさらに３０分に低減することによって、ＩＳＯ４３．１％へと向上する。最大の蒸解温度が１７０℃から１５５℃へと低下することによって著しい効果がもたらされる。つまり白色度がＩＳＯ４９．１％に向上する。

蒸気相で製造されたパルプは優れた強度を有している。裂断長は、１５°ＳＲで１０ｍｋ（例１５）および１１ｋｍ（例１４）が測定された。引裂強さは、８２．８ｃＮ（例１５）および９１．０ｃＮ（例１４）が測定された。これらの値は、液相での蒸解に関して達成された最善の値に相応するか、またはこれを上回る。従来技術からのパルプに関して、比較可能な強度の値は知られていない。

意外なことに、蒸気相で蒸解されたパルプを漂白する際に、低い出発白色度は、使用の要求に対する妨げにはならないことが判明した。ここでもＱ段階は顕著な白色度の変化をもたらさない。しかし、Ｐ工程は白色度をＩＳＯ約２０％向上して、ＩＳＯ６３．４％が生じる。ここですでにパルプは、液相で蒸解されたパルプがＰ工程後に示すと同様の白色度レベルへと変動する。ＦＡＳ工程の終了後に、ＩＳＯ７４．０％の白色度が測定されるが、これは同様に、液相で蒸解されたパルプにおいて測定される結果と一致する。漂白工程Ｑ、Ｐ、ＦＡＳの蒸解後の全収率は、当初使用されたｏｔｒｏ木材材料に対して、７１．６％である。漂白による白色度の向上は、ＩＳＯ３０％以上である。

以下に示す第６表および第７表は、本発明により製造したパルプがすでに１２°ＳＲの叩解度で良好な強度特性を有していることを示すものである。これらの表から特に、引裂強さを低下させることなく高い裂断長を得るために、本発明によるパルプは叩解の際にわずかなエネルギーコストを必要とするのみであることが明らかに読み取れる。１２°ＳＲの叩解度は、そのつど０〜１０分で達成され、１３°ＳＲの叩解度は、５〜３０分、多くの場合、１０〜２０分で達成される。１４°ＳＲの叩解度に達するためには、Ｊｏｋｒｏミルを３０〜４０分運転する必要があり、かつ１５°ＳＲの叩解度は、３５〜４０分を必要とする。４０°ＳＲ前後の叩解度までの叩解は、著しい叩解エネルギーコストを必要とするであろうことは明らかである。従って本発明による方法の特別な利点は、低いエネルギーコストで叩解すべきパルプが得られることにある。

トウヒパルプに関して、１２°ＳＲの叩解度で６．５ｋｍ以上の裂断長がすでに良好に生じる。裂断長の増大は、そのつど更なる叩解度により低下し、１４°ＳＲ〜１５°ＳＲでは、繊維の強度は実質的に消尽している。

Claims

木材からなり、
針葉樹に関しては、無漂白の状態で１２°ＳＲで６．５ｋｍを上回る裂断長を有するか、または１５°ＳＲで８．０ｋｍを上回る裂断長を有し、かつ、ｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１５％のリグニン含有率を有し、かつ
広葉樹に関しては、無漂白の状態で２０°ＳＲで５．０ｋｍを上回る裂断長を有し、かつｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１２％のリグニン含有率を有する、
リグノセルロースパルプ。
針葉樹に関して、無漂白のパルプのリグニン含有率は、ｏｔｒｏパルプの少なくとも１８％、有利には少なくとも２１％、および好ましくは少なくとも２４％であり、かつ広葉樹に関しては、無漂白のパルプのリグニン含有率は、ｏｔｒｏパルプの少なくとも１４％、有利には少なくとも１６％、好ましくは少なくとも１８％であることを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
針葉樹のパルプに関して１２°ＳＲで裂断長が７ｋｍを上回り、有利には７．５ｋｍを上回り、特に有利には８ｋｍを上回ることを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
針葉樹のパルプに関して１５°ＳＲで裂断長が９ｋｍを上回り、有利には９．５ｋｍを上回り、特に有利には１０ｋｍを上回ることを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
広葉樹に関して裂断長が６ｋｍを上回り、有利には７ｋｍを上回り、特に有利には７．５ｋｍを上回ることを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
パルプが、針葉樹に関しては少なくともＩＳＯ４０％、および広葉樹に関しては少なくともＩＳＯ６０％の白色度を有することを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
パルプが、１００ｇ／ｍ²の坪量において、針葉樹のパルプに関しては１５°ＳＲで少なくとも６５ｃＮ、および広葉樹のパルプに関しては２０°ＳＲで少なくとも５０ｃＮの引裂強さを有することを特徴とする、請求項１記載のパルプ。
木材からなり、
針葉樹に関しては、漂白された状態で１５°ＳＲで７．５ｋｍを上回る裂断長を有し、かつｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１３％のリグニン含有率を有し、かつ
広葉樹に関しては、漂白された状態で２０°ＳＲで５．０ｋｍを上回る裂断長を有し、かつｏｔｒｏパルプに対して少なくとも１０％のリグニン含有率を有するリグノセルロースパルプ。
パルプが、漂白後に、
ｏｔｒｏ針葉樹パルプに対して１３％を上回るリグニン含有率を有する針葉樹のパルプに関しては、少なくともＩＳＯ７５％の白色度を有し、かつ
ｏｔｒｏ広葉樹パルプに対して１０％を上回るリグニン含有率を有する広葉樹パルプに関しては、少なくともＩＳＯ７８％の白色度を有することを特徴とする、請求項８記載のパルプ。
漂白されたパルプが、
針葉樹パルプとして１５°ＳＲで９ｋｍを上回る、有利には１０ｋｍを上回る裂断長を有し、かつ
広葉樹パルプとして２０°ＳＲで５．５ｋｍを上回る裂断長を有することを特徴とする、請求項８記載のパルプ。
漂白されたパルプが、
１５°ＳＲで１３％を上回るリグニン含有率を有する針葉樹パルプとして、６０ｃＮを上回る、有利には７０ｃＮを上回る引裂強さを有し、
２０°ＳＲで１０％を上回るリグニン含有率を有する広葉樹パルプとして、５０ｃＮを上回る引裂強さを有することを特徴とする、請求項８記載のパルプ。