JP4015109B2 - リヨセルパルプのための間伐材及び他の低比重材の使用 - Google Patents
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Description
本出願は、1999年2月24日に出願された出願第09/256,197号(現在米国特許第6,210,801号)の一部継続である2000年5月18日に出願された出願第09/574,538号(現在米国特許第6,331,354号)の一部継続である2001年4月24日に出願された出願第09/842,274号の一部継続である。上記の出願の全てを、本明細書において参考のために完全に引用する。
“蒸解”はブロック108及び110において行われる。並流液体接触作業(ブロック108)に続いて向流液体接触作業(ブロック110)が行われる。低比重材の蒸解は、こうした2つの作業の最中に行われる。ブロック108または110において、蒸解液及びチップをある温度にすることができる。
リヨセル成形品の製造において使用する低比重材からパルプを製造する方法の1具体例においては、ブロック106において含浸のために見込める時間は約35分である。初期パーセント有効アルカリは約8.5である。5分目でのパーセント有効アルカリは約1.6である。パーセン硫化度は約29である。液比は約4である。初期温度は約110℃である。1リットルの有効アルカリ当りの残存グラムは約9.63である。残存パーセント有効アルカリは約3.85である。pHは約12.27、Hファクターは約2である。
図1において全体が参照符号126で表されるパルプ化プロセスに続いて、低比重材から製造した褐色原料パルプを漂白して、その粘度を低下させる。漂白プロセスは、パルプのヘミセルロース含有量の実質的な減少を生じない。本発明による方法は、リヨセル成形品の製造に適した漂白済みの溶解パルプを製造する。化学パルプの漂白はリグニンの除去を含み、附随してパルプの繊維長及び粘度の低下が起きる。しかしながら、漂白プロセスは、パルプのヘミセルロース含有量の実質的な減少を引き起こさない。低比重材から製造した褐色原料パルプを漂白することは、現在リヨセルのために使用されている従来の高度にリファイニングされた高アルファパルプよりも少ない化学薬品を必要とし得る。
パルプ粘度を測定する方法は、TAPPI T230等の従来技術において周知である。銅価は、パルプのカルボキシル含有量の尺度である。銅価とは、セルロースの還元価を測定するために使用する経験的な試験である。銅価は、セルロース系材料の指定の重量によってアルカリ性媒質中で水酸化第二銅から酸化第一銅へと還元する金属銅のミリグラム数として表される。漂白作業の最中に銅価が変化する程度は、漂白プラントに入る褐色原料パルプの銅価と漂白プラント後の晒パルプの銅価とを比較することで測定する。銅価が高いとドープを形成するための晒パルプの溶解の最中及び後にセルロース及び溶媒を劣化させると一般に考えられているので、低い銅価が望ましい。
リヨセル法におけるセルロース及びNMMOの劣化を加速するという理由から、パルプ中の遷移金属は望ましくない。晒パルプ中に一般に見い出される遷移金属の例としては、鉄、銅、及びマンガンが挙げられる。好ましくは、本発明のパルプ中のこうした3種の金属の総金属含有量は、ウェヤーハウザー試験番号AM5−PULP−1/6010(Weyerhaeuser Test No. AM5-PULP-1/6010)によって約20ppm未満である。
実施例1
市販の連続エクステンデッド・デリグニフィケーションプロセスを、循環ポンプ、アキュムレーター及び直接熱交換器等を含む関連補助装置を有する特製反応器容器を利用して、実験室でシミュレートした。反応器温度を、蒸解液の間接加熱及び連続循環によって制御した。反応器容器に、標準的な量の等価無水木材(equivalent moisture free wood)を装填した。蒸解の前に、任意の大気中の予備スチーミング工程を実行してよい。次に、合計の約50%〜80%の範囲にわたる量の蒸解液を希釈水と一緒にダイジェスターに装填して、目標薬液対木材比を実現した。次いで反応器を含浸温度及び圧力にし、目標時間の間そのまま保持した。含浸時間に続いて、全蒸解液のうちの追加の部分を反応器容器に加え、これは合計の約5%〜15%の範囲にわたった。次いで反応器を蒸解温度にし、目標時間の間その温度で保持して、蒸解の並流部分をシミュレートした。
実施例2
低比重材のためのパルプ化プロセスパラメータ
低比重材チップのための1蒸解は、以下のパラメータを有した。
低比重材のための漂白プロセス
実施例2の方法によって製造したパルプを、以下の手順に従って漂白した。
O段階
インウッズ(Inwoods)低比重材チップを、16.8のカッパー価(TAPPIスタンダードT236 cm−85)、239cPの粘度(TAPPI T230)を有するアルカリ法クラフトパルプへとパルプ化した。褐色原料パルプを、高濃度混合能力を有する圧力容器中で酸素を用いて処理した。容器を約120℃に予熱した。100ポンド/1トンのパルプに等しい量の水酸化ナトリウム(NaOH)を、アルカリ法パルプに加えた。次に反応容器を閉じ、酸素を圧力容器中に導入することで圧力を60psigに上昇させた。水は10%濃度を与えるのに十分な量容器中に存在した。
D段階
D段階は、O段階において処理したパルプを処理するために、蒸留水を用いて3回洗浄し、パルプをピンフラッフ化(pin fluffing)し、次にパルプをポリプロピレン袋に移した。ポリプロピレン袋中のパルプの濃度を、水を加えて10%に調節した。28.4ポンド/1トンのパルプに等しい量に相当する二酸化塩素を希釈済みパルプに導入するために、袋中のパルプの濃度を調節するために使用した水中に二酸化塩素を溶解させた。袋を密封し、混合し、次に75℃で30分間、湯浴中に保持した。パルプを取り出し、脱イオン水を用いて洗浄した。
E p 段階
D段階から生じた洗浄済みのパルプを次に新しいポリプロピレン袋に入れ、カセイアルカリを、10%の濃度を与えるために必要な水の半分の量と共に導入した。過酸化水素を残りの半分の希釈水と混合し、袋に加えた。装填した過酸化水素は40ポンド/1トンのパルプに等しかった。袋を密封し、混合し、55分間、88℃で湯浴中に保持した。パルプを袋から取り出した後、水を用いて洗浄し、マットをろ過し、次にポリプロピレン袋中に戻し、手で割った。
D段階
二酸化塩素を19ポンド/1トンのパルプに等しい量で、10%の濃度を与えるために必要な希釈水と共にパルプに再度導入した。袋を密封し、混合し、次に3時間、88℃で湯浴中に保持した。処理済みパルプは、TAPPIスタンダードT430によって測定して約0.9の銅価を有し、12.7%のヘミセルロース(キシラン及びマンナン)含有量を有した。
実施例4
0.410の比重を有する低比重材を、クラフト法を使用してパルプ化し、次に、様々な量の酸素を用いて漂白し、処理して、その粘度を低下させた。インウッズ低比重材チップを使用して製造したパルプ中の成分は、7.2%のキシラン及び5.5%のマンナンである。
非低比重材のためのパルプ化プロセスパラメータ
0.495の比重を有する木材から製造した従来のトレソン(Tolleson)木材チップを、クラフト法を使用してパルプ化し、次に、様々な量の酸素を用いて処理して、その粘度を低下させた。表3は、トレソン木材チップの1蒸解のパルプ化条件を示す。
本発明の好適な具体例を示し、説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更を行い得ることは了解されよう。
Claims (5)
- 少なくとも7重量%のヘミセルロースと;
32cP未満の粘度と;
2未満の銅価と;
2.7mm未満の加重平均繊維長と;
23mg/100m未満の繊維粗度と;
を有するパルプであって、
0.41未満の比重の木材材料由来である、上記パルプ。 - 銅、マンガン、及び鉄を合わせた含有量20ppm未満をさらに含む、請求項1に記載のパルプ。
- 全金属含有量300ppm未満をさらに含む、請求項1に記載のパルプ。
- ケイ素含有量50ppm未満をさらに含む、請求項1に記載のパルプ。
- 前記パルプがリヨセル製品用パルプである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパルプ。
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