JP2915576B2 - Ctmpプロセス - Google Patents

Ctmpプロセス

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JP2915576B2
JP2915576B2 JP3504083A JP50408391A JP2915576B2 JP 2915576 B2 JP2915576 B2 JP 2915576B2 JP 3504083 A JP3504083 A JP 3504083A JP 50408391 A JP50408391 A JP 50408391A JP 2915576 B2 JP2915576 B2 JP 2915576B2
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14Disintegrating in mills
    • D21B1/16Disintegrating in mills in the presence of chemical agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00Pretreatment of moulding material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/163Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸収性のケミサーモメカニカルパルプ、及
び該パルプの製造方法に係わる。
これまで、チップを高圧及び高温(150〜170℃)下に
予熱した後小さいエネルギー量で繊維を離解する、いわ
ゆるアスプルンド法は板紙製造工業にしか適用可能でな
く、なぜならこの方法で得られるパルプは色が黒く、そ
の漂白は化学薬剤を過度に消費せずには不可能であるか
らである。そのうえ、繊維がリグニン層で被覆されるの
で硬くごわごわしており、このことは強度及び吸収特性
の低下を招く。従って、白色度が高く、かつ吸収性に優
れたケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)を製造するこ
とは,予熱及び繊維の離解を140℃以下の温度で行なう
ことによってしか可能でなかった。白色度が高いこと
は、薄葉紙(tissue)パルプを製造する場合に特に重要
である。
ドイツ特許公開公報第27 14 730号には、化学的に変
更したサーモメカニカルパルプの製造方法が述べられて
おり、この方法では木材を135〜200℃の温度で1〜30分
間予熱する。実施例によって用いられる予熱時間は約10
分である。所望の柔らかさを実現するには通常の2倍の
エネルギー量が必要である。
本発明は、樹脂含量が低く、長繊維含量がきわめて高
く、短繊維含量がきわめて低く、かつ結束繊維含量がき
わめて低いケミサーモメカニカルパルプを提供すること
を目的とする。このようなパルプは特に、起毛紙(fluf
f)及び薄葉紙の製造に適する。結束繊維含量がきわめ
て低いことは、薄葉紙パルプを製造する場合に特に重要
である。長繊維含量がきわめて高く、これに対応してろ
水度(叩解度、freeness)が高いことは、起毛紙パルプ
を製造する場合に特に重要である。
本発明はまた、吸収性のケミサーモメカニカルパルプ
を小さいエネルギー量で製造する新規な方法の提供も目
的とする。
即ち本発明は、88%より高い対木材収率でリグノセル
ロース材料から製造された吸収性のケミサーモメカニカ
ルパルプであって、その樹脂含量はジクロロメタンで抽
出可能な樹脂量として計算して0.15%未満であり、また
その長繊維含量は高く、短繊維含量は低く、結束繊維含
量は低いパルプに係わり、このパルプは、Bauer McNett
による分別で寸法28メッシュの金網上に留まる長い繊維
の含量が70%を越え、好ましくは75%を上回り、Bauer
McNettによる寸法200メッシュの金網を通過する短い繊
維の含量は10%未満、好ましくは8%未満であり、Somm
ervilleによって測定される結束繊維含量は3%未満、
好ましくは2%未満であることを特徴とする。
本発明のパルプは、漂白剤を過度に消費しなくとも白
色度65% ISO以上、好ましくは70% ISO以上となるよう
に漂白できるような白色度を有している。あるいは、該
パルプはこのような白色度にまで既に漂白されている。
本発明のこのパルプは、起毛紙及び薄葉紙の製造に特
に良く適する。
起毛紙パルプである場合、本発明のパルプは好ましく
はろ水度740ml CSF以上、特に750ml CSF以上で好ましく
は760ml CSF以上となるように精製されている。このパ
ルプは漂白の必要が無く、その白色度は45% ISO以上で
あり得る。
薄葉紙パルプである場合の本発明のパルプは適当な、
即ち65% ISO以上で、好ましくは70% ISOを上回る白色
度を有する。薄葉紙パルプは起毛紙パルプほど高いろ水
度を有する必要は無い。薄葉紙パルプとしての本発明パ
ルプは、適当な精製によってろ水度650ml CSF以上とさ
れている。
起毛紙及び薄葉紙に適したパルプをケミサーモメカニ
カル法で製造するうえでの問題点は、高いろ水度と、高
い長繊維含量と、低い結束繊維含量と、高い白色度との
望ましい組み合わせの実現に有る。予熱時の温度上昇は
結束繊維含量の低下に寄与するが、同時に白色度も低下
させる。
今や驚くべきことに、望ましい特性を有するケミサー
モメカニカルパルプの製造は、 a)チップに、錯形成剤を添加した亜硫酸ナトリウム、
ジチオン酸ナトリウム、アルカリ性過酸化物等を含浸さ
せ、 b)チップを予熱し、 c)予熱で用いたのと実質的に同じ圧力及び温度下にリ
ファイナーにおいてチップの繊維を離解してパルプに
し、 d)パルプを洗浄及び脱水してその稠度を例えば25〜50
%とする、 の工程により製造し得ることが判明した。
その際本発明によりチップの含浸と予熱とを同一容器
内で併せて2分以内、特に1分以内、好ましくは0.5分
以内の時間で連続的に実施し、 a)では、その温度が100℃以上、特に130℃以上で好ま
しくは予熱温度と実質的に同じである高温の含浸液を用
い、 b)ではチップを150〜175℃、好ましくは160〜170℃の
温度で予熱し、 c)では、予熱及び繊維の離解を135℃で行なう場合に
同じリファイナーを用いて同じ結束繊維含量を達成する
べくチップの繊維を離解するのに、必要なエネルギー量
の半分以下のエネルギー量で繊維の離解を行なう。
含浸で用いる錯形成剤は、例えばパルプの白色度の改
善に寄与するDTPAであり得る。
パルプは、e)白色度が65% ISOより高く、好ましく
は70% ISOより高くなるように精製し得る。上記のよう
な白色度を適度の漂白剤消費で達成するためには、精製
後の白色度が45% ISO以上、好ましくは50% ISO以上で
なければならない。上記のような漂白は、好ましくはパ
ルプが薄葉紙パルプである場合に行なうべきである。
十分な白色度を有するパルプを得るには、上記のよう
な高温での予熱を、CTMP型のケミメカニカルパルプの製
造で用いられる約3分の標準的予熱時間のように長い期
間にわたって継続してはならないということが重要であ
る。予熱時間の2分以内、好ましくは1分以内への短縮
を可能にするためには、100℃以上、特に130℃以上に加
熱し、好ましくは予熱機で用いる温度と実質的に同じ温
度に加熱した含浸液を用いなければならない。しかも、
含浸ステップと予熱ステップとの間で含浸液を除去しな
い。従って含浸は、その中でチップを予熱するのと同じ
容器内で同じ圧力と、同じかまたは僅かに低いだけの適
当温度との下で実施する。高温下に留める時間が非常に
短いのでパルプの白色度が維持でき、その結果次の漂白
ステップで過酸化物のような漂白剤をあまり大量に用い
なくともよくなる。そのうえ、この方法の下での対木材
収率は、チップを130〜140℃で通常のように予熱した場
合の対木材収率にほぼ等しい。くわえて、精製をろ水度
がCSF 750mlより僅かに高くなるように行なう場合にチ
ップの繊維の離解に必要なエネルギー量は、130℃では
約600kWh/トン(t)であるものが170℃では300kWh/t未
満に低下する。これらの数値はパイロットプラントで得
られた。商業的な数値はパイロットレベルで得られるも
のとは異なり得る。しかし、従来温度及び本発明による
温度のパイロットプラントでそれぞれ得られる結束繊維
含量、白色度及びエネルギー量のレベルの相違は商業的
プラントにおいても認められるはずである。
本発明の方法は、通常の蒸気吹き込み、含浸、予熱、
繊維離解、洗浄、篩い分け、洗浄、任意の漂白、洗浄、
及び乾燥の諸工程を好ましく含む。通常の含浸は、予熱
用とは別の容器内で低温の含浸液を用いて約3分間、約
130℃の温度で行ない、その際含浸液を含浸工程と予熱
工程との間で除去するが、本発明の方法では含浸と予熱
とを同一容器内で組み合わせて、同じ圧力、並びにそれ
ぞれ100〜175℃及び150〜175℃という実質的に同じ温度
の下で併せて2分以内、特に1分以内、好ましくは0.5
分以内の時間で行なう。
予熱を高温で行なうので、精製には比較的僅かなエネ
ルギーしか必要でない。エネルギー量が小さいと、通常
はろ水度が高くなり、かつ結束繊維含量も高くなる。本
発明の驚くべき一特徴は、小さいエネルギー量の下で高
いろ水度と低い結束繊維含量とを首尾よく両立させ得る
という点である。従来技術では、エネルギー量が小さけ
れば結束繊維含量は高くなるであろう。
本発明の方法を実験室シール上での試験に適用したと
ころ、780ml CSFより高いろ水度が許容可能な結束繊維
含量と共に得られた。幾つかの例では、ろ水度は800ml
CSFを上回った。このようなろ水度は、通常のCTMP起毛
紙製造法で達成される約650〜750ml CSFのろ水度と比較
し得る。
精製後パルプを、好ましくは系から空気を排除しなが
ら精製工程に直接続けて適当な加圧及び高温下に洗浄す
る。パルプを脱水してその稠度を、例えば25〜50%とす
る。場合によっては次に、過酸化物その他の漂白剤での
漂白を行なう。所望であれば、漂白後にパルプを再び洗
浄することも可能である。
起毛紙を製造する場合、チップの繊維離解をろ水度74
0ml CSF以上、特に750ml CSF以上で好ましくは780ml CS
F以上のパルプが得られるように行なう。薄葉紙パルプ
製造の場合は該パルプのろ水度が650ml CSF以上となる
ように精製を行ない得る。
本発明の方法を用いれば、ジクロロメタンで抽出可能
な樹脂量として計算して0.15%を下回る樹脂含量を有
し、かつ漂白後の白色度はISO 65%を上回るパルプを88
%より高く、好ましくは90%を上回る対木材収率で製造
し得る。
本発明を、以下の実施例及び添付図面を参照して更に
詳述する。添付図面の 第1図は実施例で用いた試験プラントを概略的に示す
説明図であり、 第2図は結束繊維含量を繊維離解時のエネルギー量の
関数として示すグラフであり、 第3図は繊維離解時のエネルギーを予熱温度の関数と
して示すグラフであり、 第4図は長繊維含量を繊維離解時のエネルギー量の関
数として示すグラフであり、 第5図は短繊維含量を繊維離解時のエネルギー量の関
数として示すグラフであり、 第6図は網状構造強度をエネルギー量の関数として示
すグラフであり、 第7図は過酸化物の消費量を繊維離解後に得られる漂
白前の白色度の関数として示すグラフであり、 第8図は繊維離解後の白色度を過酸化物消費量の関数
として示すグラフであり、 第9図は繊維離解後の繊維の長さをエネルギー量の関
数として示すグラフであり、 第10図は繊維離解後に得られる白色度を予熱温度の関
数として示すグラフであり、 第11図は繊維離解後に得られる白色度を予熱時間の関
数として示すグラフである。
CTMPプロセスの高温型変形例で起毛紙パルプ及び薄葉
紙パルプを製造し得るかどうか調べるために、第1図に
概略的に示した試験プラントを用いた。このプラント
は、パルプを高温での精製に直接続けて洗浄できるよう
に構成した。
供給スクリュー1によって予熱機2内にチップを導入
し、その際予熱機入り口でチップの含浸を行なう。予熱
したチップは直ちにリファイナー3に送り、ここで水を
供給しつつチップの繊維を離解する。プラント始動時、
離解工程の直後に試料を採取する場合は、得られたパル
プをサイクロン4に送り、このサイクロン4から矢印5
の方向に試料を採取し得る。その後、サイクロン4への
接続ラインを遮断し、替わりにブロアーライン6を接続
して、混合機として機能するポンプを具備した容器7へ
の移送の途中でパルプを約3%の稠度に薄める。容器7
に送ったパルプをポンプの作用で、スクリュープレス9
と直接接続したレベル容器8に送る。含浸からスクリュ
ープレス9での脱水までの系全体を1MPaに加圧し得る。
試験にはトウヒの製材チップを用いた。チップを2種
の異なる篩に掛け、粗すぎるチップとおが屑とを除去し
た。両篩の目の直径はそれぞれ35mm及び8mmであった。
いずれの試験でも、予熱、離解及び洗浄工程に先立って
チップに、チップ1t当たり50kgの亜硫酸ナトリウムと3k
gのDTPAとを含浸させた。
実施例 チップを第1図に示したプラントにおいて、異なる予
熱−離解温度で処理した。前記温度の範囲は135〜170℃
とした。含浸液に熱交換操作を施してその温度を予熱機
の温度レベルとした。リファイナーでの各温度レベルに
おいてパルプを大気圧下に予熱温度より約10℃低い温
度、及び約90℃の温度で洗浄した。予熱機内への滞留時
間を可能なかぎり、約1分間の一定期間に維持した。
他のパルプに用いられるのと同様の化学薬剤を投入し
て含浸を行なった後、OVP-20(Open Vertical Preheate
r)において135℃の予熱及び離解温度でパルプCTMPを製
造し、このパルプを対照パルプとして用いた。
パルプに対して行なった試験の結果の一部を第2図〜
第9図及び次表に示す。これらの図及び表には、本発明
にとって重要なパラメーターの幾つかに関してこのパイ
ロットプラントにおいて得られる典型的な結果を示して
ある。
次の表Iに、得られた結果の幾つかを示す。
10リットル蒸解がまにおける実験室レベルでの試験も
行なった。チップを大気圧下に蒸し、その後加圧蒸気で
の高温処理の前にチップに弱アルカリ性の亜硫酸溶液を
含浸させた。
乾燥個体含量48.1%のトウヒチップ500gを100℃の温
度で2分間にわたって蒸した。含浸液は20g/lの亜硫酸
ナトリウムと3.2g/lのDTPAとを含有し、かつ100℃の温
度を有した。含浸は7barの窒素圧下に1分間実施した。
過剰な含浸液を除去した後、チップをそれぞれの予熱温
度まで可能なかぎり迅速に加熱した。予熱の際に凝縮液
を排出した。予熱時間は予熱温度毎に様々とした。予熱
後、チップを冷水中で冷却した。冷却済みのチップを磨
砕し、白色度について試験した。
得られた結果を、次の表II並びに第10図及び第11図に
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フアルク,ボー スウエーデン国、エス―175 43・イエ ルフエラ、アブステイツクニングスベー ゲン・46 (56)参考文献 特開 昭59−15589(JP,A) 特開 昭52−124902(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D21C 3/24 D21H 11/00

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】88%より高い対木材収率でリグノセルロー
    ス材料から製造され、その樹脂含量はジクロロメタンで
    抽出可能な樹脂量として計算して0.15%未満であり、ま
    たその長繊維含量は高く、短繊維含量は低く、結束繊維
    含量は低く、白色度は過酸化物での漂白によって65% I
    SO以上、好ましくは70% ISO以上となり得る吸収性のケ
    ミサーモメカニカルパルプであって、Bauer McNettによ
    る分別で寸法28メッシュの金網上に留まる長い繊維の含
    量が70%を越え、寸法200メッシュの金網を通過する短
    い繊維の含量は10%未満であり、Sommervilleによって
    測定される結束繊維含量は3%未満であることを特徴と
    するパルプ。
  2. 【請求項2】長繊維含量が75%を上回ることを特徴とす
    る請求項1に記載のパルプ。
  3. 【請求項3】短繊維含量が8%未満であることを特徴と
    する請求項1または2に記載のパルプ。
  4. 【請求項4】長繊維含量が78%を上回り、短繊維含量は
    6%未満であることを特徴とする請求項2または3に記
    載のパルプ。
  5. 【請求項5】結束繊維含量が2%未満であることを特徴
    とする請求項1から4のいずれか1項に記載のパルプ。
  6. 【請求項6】ろ水度740ml CSF以上となるように精製さ
    れた起毛紙パルプであることを特徴とする請求項1から
    5のいずれか1項に記載のパルプ。
  7. 【請求項7】ろ水度750ml CSF以上となるように精製さ
    れていることを特徴とする請求項6に記載のパルプ。
  8. 【請求項8】ろ水度760ml CSF以上となるように精製さ
    れていることを特徴とする請求項7に記載のパルプ。
  9. 【請求項9】ろ水度650ml CSF以上となるように精製さ
    れた薄葉紙パルプであることを特徴とする請求項1から
    5のいずれか1項に記載のパルプ。
  10. 【請求項10】65% ISOより高く、好ましくは70% ISO
    より高い白色度を有する薄葉紙パルプであることを特徴
    とする請求項1から5及び9のいずれか1項に記載のパ
    ルプ。
  11. 【請求項11】吸収性のケミサーモメカニカルパルプ
    を、木材チップを含むリグノセルロース材料から88%よ
    り高い対木材収率で製造する方法であって、 a)チップに、錯形成剤を添加した亜硫酸ナトリウム、
    ジチオン酸ナトリウム、アルカリ性過酸化物等を含浸さ
    せること、 b)チップを予熱すること、 c)予熱で用いたのと実質的に同じ圧力及び温度下にチ
    ップの繊維を離解してパルプにすること、及び d)パルプを洗浄及び脱水してその稠度を例えば25〜50
    %とすること から成り、その際本発明によりチップの含浸と予熱とを
    同一容器内で併せて2分以内の時間で実施し、 a)ではその温度が130℃以上である高温の含浸液を用
    い、 b)ではチップを150〜175℃の温度で予熱し、 c)では、予熱及び繊維の離解を135℃で行なう場合に
    同じ結束繊維含量を達成するのに必要となるエネルギー
    量の半分以下のエネルギー量で繊維の離解を行なう 方法。
  12. 【請求項12】含浸液の温度が予熱温度と実質的に同じ
    であることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】ステップd)を併せて1分以内の期間に
    わたって実施することを特徴とする請求項11または12に
    記載の方法。
  14. 【請求項14】ステップd)を併せて0.5分以内の期間
    にわたって実施することを特徴とする請求項13に記載の
    方法。
  15. 【請求項15】b)でチップを160〜170℃の温度で予熱
    することを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に
    記載の方法。
  16. 【請求項16】パルプを漂白することを特徴とする請求
    項11から15のいずれか1項に記載の方法。
  17. 【請求項17】ろ水度740ml CSF以上の起毛紙パルプを
    得るべく繊維の離解を行なうことを特徴とする請求項11
    から15のいずれか1項に記載の方法。
  18. 【請求項18】ろ水度750ml CSF以上の起毛紙パルプを
    得るべく繊維の離解を行なうことを特徴とする請求項17
    に記載の方法。
  19. 【請求項19】ろ水度760ml CSF以上の起毛紙パルプを
    得るべく繊維の離解を行なうことを特徴とする請求項18
    に記載の方法。
  20. 【請求項20】ろ水度650ml CSF以上の薄葉紙パルプを
    得るべく繊維の離解を行なうことを特徴とする請求項11
    から16のいずれか1項に記載の方法。
  21. 【請求項21】薄葉紙パルプを白色度が65% ISO以上と
    なるように過酸化物または類似の漂白剤で漂白すること
    を特徴とする請求項11、16及び20のいずれか1項に記載
    の方法。
  22. 【請求項22】薄葉紙パルプを白色度が70% ISO以上と
    なるように漂白することを特徴とする請求項21に記載の
    方法。
  23. 【請求項23】パルプを高温、好ましくは150〜170℃の
    温度で加圧下にステップd)に従って洗浄することを特
    徴とする請求項11から22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 【請求項24】パルプを、系から空気を排除しつつステ
    ップd)に従って洗浄することを特徴とする請求項11か
    ら23のいずれか1項に記載の方法。
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