JP2504400B2 - 過酸化水素による機械パルプの漂白法 - Google Patents

過酸化水素による機械パルプの漂白法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は過酸化水素による機械パルプの漂白法に関す
る。
製紙用機械パルプの漂白は木質成分を漂白液中に可溶
性とさせることなしにパルプの着色原子団の酸化又は還
元によりこれらの原子団を除去するにある。この作業は
工業的に過酸化水素H2O2（Ｐ）又は亜二チオン酸ナトリ
ウム又は亜二チオン酸亜鉛によつて実施されている。
過酸化水素（Ｐ）の使用は亜二チオン酸塩を用いて得
られるものより高度の漂白が達成できる。従つて白色度
80（ISO規格）のパルプを作るのが目的である場合には
過酸化水素を一般に用いる。その場合漂白は過酸化水素
を用いる単一の段階で達成され、あるいは、第１段階が
過酸化水素処理であり第２段階が亜二チオン酸塩処理で
ある２段階で達成される。過酸化水素使用の最適条件に
おいては反応媒体は水酸化ナトリウムの添加によりアル
カリ性にしてある。この媒体中において過酸化水素は、
漂白過程において無効なフリーラジカル生成種を過渡的
に形成しながら急速に分解して酸素となる。この分解は
パルプ中に存在している遷移金属のカチオンによつて促
進される。その結果としてアニオンHOO-の形でこの媒体
中に存在している過酸化水素の損失が生起し従つてまた
漂白効率の低下が生じる。実施において過酸化水素のア
ルカリ性溶液は珪酸ナトリウム、マグネシウム塩またし
ばしば金属カチオン封鎖剤の添加により安定化される。
これらの予防措置にも拘わらず過酸化水素の分解は完全
には解消されずこうして失なわれる過酸化水素の量は約
10％と推定される。
化学パルプの漂白剤として酸素を用いることも提案さ
れた。機械パルプの漂白とは対照的に化学パルプの漂白
はリグニンのなくなつたセルロースパルプを得る目的で
残留リグニンを溶解する（脱リグニン化）にある。従つ
てもはやパルプの着色原子団に対して穏かな処理を行な
うことではなく、これらの着色原子団を担持する高分子
を解重合且つ溶解することである。
また酸素を若干の一年生植物の蒸煮剤として用いるこ
とも提案された。この場合には酸素が、化学パルプを得
る目的で植物リグニンを溶かすのに役立つ。
他方酸素は機械パルプの漂白剤ではない。そのほかD.
H.ANDREWS及びR.P.SINGHは「パルプの漂白（The bleach
ing of pulp）」と題する著作（TAPPI Press版1979）第
215頁にアルカリ媒体中の酸素が機械パルプの黄変化を
惹起こす旨示しているがこのことは酸素の存在における
リグニンの化学について知られていることと一致する。
酸素による化学パルプの処理又は植物の処理中にはリ
グニンの溶解は少量の過酸化水素の生成を伴なうことが
示された。実際に化学パルプの酸素の使用による漂白の
メカニズムにおいてかくして生成した過酸化水素の関与
は何ら知られていない。恐らくこうして処理した化学パ
ルプの漂白において固有の作用があろう。これら植物の
蒸煮又は化学パルプの漂白に関する酸素による脱リグニ
ン過程において、処理液に過酸化水素を導入することが
提案された理由である。それで脱リグニンの効率が改良
されている。従つてこれらの研究から過酸化水素が酸素
の脱リグニン作用を強化できることは明らかである。
前述の先行技術の教示に反して機械パルプの漂白にお
いて酸素と過酸化水素とが同時に又は順次に用いられる
とき、酸素が過酸化水素の漂白作用を強化することがで
きる。
本発明による過酸化水素での機械パルプの漂白法は環
状ケト化合物及び／又は環状アミノ化合物を存在させず
に行なう機械パルプの過酸化水素処理に先立って又はそ
れと同時に機械パルプに酸素の圧をかけ即ち酸素ガスを
導入し、次いで次亜塩素酸塩処理を行なわないことを特
徴とする。
以下本明細書において“酸素の圧”とは大気圧の酸素
の使用と数バールに達し得る加圧下の酸素の使用との両
方を意味すると解する。従つて酸素の作用は大気圧の酸
素（そのときはとくに吹きつけ又は流しかけによつてパ
ルプに作用させる）で発現されるか又は加圧下の酸素で
発現されたとえば漂白用の立上がり塔内のパルプカラム
の高さの作用下に発揮される酸素圧で発現される。
冒頭に述べたとおりアルカリ性媒体中において単独に
使用された酸素は機械パルプに何ら漂白作用を及ぼさな
いので酸素が漂白剤として使用できるのを見出したのは
全く予期せぬことである。
本発明の第１の実施形式においては、過酸化水素によ
る機械パルプの漂白は通常の工業的条件下で行なわれ、
すなわち珪酸ナトリウム、硫酸マグネシウムであり得る
安定剤、ジエチレントリアミノペンタ酢酸ナトリウム塩
の如き通常用いられる金属イオン封鎖剤の存在下に100
℃未満の温度で酸素雰囲気下に行なわれる。この実施形
式においては漂白剤含有の機械パルプを漂白塔好ましく
は立上り塔に運送する前に適当な混合器内において酸素
ガスと混合することができる。
変更例として、漂白剤含有のパルプを酸素含有塔又は
任意の他の型式の酸素含有反応器に送入し、そこでパル
プの漂白を実施し又は続行する。従つて国際的に認めら
れている略号化に従つてP/O（過酸化水素／酸素の順
序）と名づけられる方法に関する。
本発明の第２の実施形式においては水酸化ナトリウム
又は珪酸ナトリウムの添加によりアルカリ性とした機械
パルプを酸素と混合した、次いでその酸素圧で100℃未
満の温度において必要な期間ただし４時間を超えてはな
らない期間の間そのまゝ放置する。この作業を適当な反
応器内において行なわせる。それは塔であつてもよい。
続いて本来の漂白反応剤とくに過酸化水素を添加する。
最後にパルプを過酸化水素使用の通常の漂白条件下にお
く。従つてこの方法は承認された略号化に従つてOPの記
号を施こすことができる。
別の組合せたとえば第２の処理段階がまた酸素雰囲気
下において実施される組合せOP/Oが考えられる。
本発明の方法において洗浄及び／又は加圧の段階を実
施する及び残留過酸化物又は酸素又は過酸化水素による
パルプの酸化生成物を含んでいる流出液の部分的再循環
を実施するのも同じく有用であることは理解されるであ
ろう。
有利には実施に当つては、 （イ）酸素を大気圧で又はガス圧下で用い； （ロ）酸素の圧は５バール未満でありとくに２乃至３バ
ールであるので通常の装置が使用できる。従つてこの方
法は多額の投資を伴なわない； （ハ）酸素の圧が適用されるときパルプのpHは９乃至12
好ましくは10乃至11でありすなわち機械パルプの漂白に
通常適用される数値の範囲にある； （ニ）同様にこの酸素圧が適用されるとき温度は40乃至
100℃好ましくは50乃至60℃である。実際に温度が100℃
を超えると酸素はパルプを脱リグニンし易い； （ホ）パルプの濃度（コンシステンシー）は８乃至30％
好ましくは10乃至20％である； （ヘ）最後に、過酸化水素の漂白液は過酸化水素のほか
に珪酸ナトリウム及び通常用いられる他の金属イオン封
鎖剤も含んでいる慣用の液体である。
本発明を実施できる仕方及びそれから生じる利点は下
記の実施例からより明らかであろう。この実施例は本発
明を説明するものであつて何ら限定するものではない。
これらの実施例においては実施例４を除いて、毎回パ
ルプの試料について２回試験を行なう。すなわち第１の
試験（試験1,3及び５）は過酸化水素（Ｐ）を用いての
慣用の試験に関し、次に第２の試験（試験2,4,6）は本
発明による処理すなわち（P/O又はOP）に関する。
これら実施例においてはすべてエルレホ（Elre−ph
o）装置でISO規格に従つて測定した未漂白の白色度56％
の多量のハリモミ（スプルース）の機械パルプが用いら
れる。
実施例１ その最初の試験（試験１）では下記条件において過酸
化水素のアリカリ性溶液により単一段階においてパルプ
を漂白する（反応剤の比率は乾燥状態で測定したパルプ
の重量に対する純粋生成物の重量で表わしてある）： 温度 55℃ 濃度 15％ 持続時間 240分 H2O2の量 ２％ NaOHの量 1.5％ 41°Ｂ′ｅ珪酸ナトリウムの量 3.5％ 硫酸マグネシウムMgSO4・7H2Oの量 0.5％ DTPA（40％） 0.25％ この操作目的のためにパルプとアルカリ性溶液とを処
理温度において容器内へ導入する。この処理後にパルプ
を洗浄する。その白色度は72.2％である。過酸化水素の
消費量は1.75％である。
この試験１は順序Ｐに相当する。
二番目の試験（試験２）においては同じ未漂白機械パ
ルプを下記の条件において酸素で処理する： 濃度 15％ 温度 55℃ 持続時間（分） 120分 水酸化ナトリウムの量 １％ 酸素の圧 ２バール この酸素（Ｏ）処理後パルプを洗浄し、次に過酸化水
素（Ｐ）含有液によつて試験１と同じ条件において処理
する。得られた白色度は73.2％である。これは試験１に
比べて１％の増大である。過酸化水素の消費量は1.5％
すなわち最初の試験のものより0.25％少ない。
この試験第２は従つて順序OPに相当する。
実施例２ 前記と同じパルプを、実験室用回転反応器の熱媒流体
中に浸漬した金属性オートクレープ内において実施例１
の過酸化水素アルカリ性液によつて処理する（試験
３）。処理条件は試験１のものと同じである。この順序
Ｐ後に得られる白色度は70.6％であり、これは恐らく混
合の不十分なことによる。
同じ試験を過酸化水素処理全体に亘つて３バールの酸
素圧にパルプをさらして反復する（試験４）。
この処理P/O後に得られる白色度は72.3％でありすな
わち酸素を導入しなかつた試験３に比べて1.7％の増大
である。
実施例３ 前記と同じハリモミの機械パルプを、今回は水平回転
軸に固定してある羽根によつて内部攪拌を行なう横型反
応器内において同じ過酸化水素アルカリ液により試験１
の条件下において処理する。（試験５）処理（Ｐ）後に
白色度は74％を超えているので明らかに改良されてい
る。
引続いて同じ試験を今回は過酸化水素処理の全期間中
パルプに２バールの酸素圧をかけて反復する（試験
６）。この処理P/O後に得られる白色度は75.2％であり
すなわち酸素を用いない試験５に比べて1.2％の増大で
ある。
実施例４ 同じハリモミの未漂白機械パルプすなわち白色度56％
の機械パルプを３バールの酸素圧下でアルカリ性液によ
り処理する。この液体は過酸化水素を含んでいない。処
理条件は試験４のものと同じすなわち金属性オートクレ
ーブを用いる。従つて処理の全期間中３バールの酸素圧
をパルプにかえる。この処理Ｏの後に得られる白色度は
本発明による72.3％に比べて54.5％である。
実施例５ この実施例においては本発明による方法に従つて他の
実施例におけるものと同じハリモミの機械パルプを、製
紙工業において漂白用に通常用いている立上り塔内にお
いて処理する。この塔を添附図面に第１図として示す。
この図面において信号（１）は混合器（２）へ運ばれ
るパルプを表わし、そこでパルプは三方弁（５）により
混合器（２）へ供給される酸素（３）及び過酸化水素
（４）を同時に受ける。
製造したパルプ混合物は導管（６）を通つて立上り塔
（７）に移送されそこでパルプと反応剤との混合物が反
応に必要な時間滞在する。漂白済みパルプは（８）の個
所で回収される。
塔（７）内のパルプカラムの高さが十分な酸素の圧を
確保する。
これらの結果は本発明による方法においては酸素はそ
れ自体では機械パルプの漂白剤ではない（実施例４参
照）が他方では酸素と過酸化水素（同時に又は先立つて
作用する）との組合せは過酸化水素の漂白力を強化する
ことを明らかに示している。
従つて本発明の方法は機械パルプの漂白に成功裡に使
用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施するに適当な装置の線図に
よる図解図であり、図中１はパルプ、２は混合器、３は
酸素、４は過酸化水素及び７は立上り漂白塔を表わす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クロード・ブルヌ フランス国．ジウレ．アレー・デ・フル スネ．11 (72)発明者 クリスチアン・ド・シユーダン フランス国．ジウレ．レ・テイルール （番地その他表示なし) (56)参考文献 特開 昭59−179892（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−137591（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】過酸化水素による機械パルプの漂白法にお
    いて、環状ケト化合物及び／又は環状アミノ化合物を存
    在させずに過酸化水素による機械パルプの処理を、この
    処理と同時に酸素ガスを導入して行ない、次いで次亜塩
    素酸塩処理を行なわないことを特徴とする機械パルプの
    漂白法。
  2. 【請求項２】過酸化水素による機械パルプの漂白法にお
    いて、環状ケト化合物及び／又は環状アミノ化合物を存
    在させずに過酸化水素による機械パルプの処理を、この
    処理に先立って酸素ガスを導入して行ない、次いで次亜
    塩素酸塩処理を行なわないことを特徴とする機械パルプ
    の漂白法。
  3. 【請求項３】酸素処理は大気圧において行なわれる特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】酸素処理は加圧下の酸素ガスを用いて行な
    われる特許請求の範囲第１項記載の方法。
  5. 【請求項５】酸素の圧力は５バールより低い特許請求の
    範囲第１項記載の方法。
  6. 【請求項６】酸素の圧力は２〜３バールである特許請求
    の範囲第１項記載の方法。
  7. 【請求項７】酸素ガスを導入するときパルプのpHは９乃
    至12である特許請求の範囲第１項記載の方法。
  8. 【請求項８】酸素の圧力がかけられるとき温度は40乃至
    100℃である特許請求の範囲第１項記載の方法。
  9. 【請求項９】処理される機械パルプの濃度は８乃至30％
    である特許請求の範囲第１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】過酸化水素の漂白液は過酸化水素のほか
    に水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム及び通常の金属イ
    オン封鎖剤を含んでいる慣用の液体である特許請求の範
    囲第１項記載の方法。
JP60128426A 1984-06-15 1985-06-14 過酸化水素による機械パルプの漂白法 Expired - Lifetime JP2504400B2 (ja)

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