JP4465572B2

JP4465572B2 - 漂白したメカニカルおよびケミサーモメカニカルパルプの製造方法

Info

Publication number: JP4465572B2
Application number: JP2000603459A
Authority: JP
Inventors: ツアン，イイジン; アクセルフェルト，ミハエル; ベングトソン，スフエルケル; ワンケ・シュタール，シャルロッテ; エステルベリ，ヨハンナ
Original assignee: ホルメン、アクティエボラーグ
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: DE60003900T2; ATE245223T1; DE60003900D1; JP2002538330A; WO2000053844A1; CA2365017A1; SE9900816L; SE513790C2; CA2365017C; SE9900816D0; US7736463B1; EP1165880A1; EP1165880B1

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、漂白したメカニカルもしくはケミサーモメカニカルパルプの製造方法に関する。メカニカルパルプとは、主として入って来るリグノセルロース材料が例えばサーモメカニカルパルプ製造法に従って一以上のリファイナーによって解繊されるパルプを意味する。ケミサーモメカニカルパルプの製造法の大部分はサーモメカニカルパルプの製造法と類似である。主要な違いは、第１段階においてリグノセルロース材料、通常木材チップを亜硫酸ナトリウム溶液で例えば所定温度で所定時間処理することにある。従ってパルプ収率はサーモメカニカルパルプよりも通常１または数パーセント低いであろう。出発原料としてどんなリグノセルロース材料も使用することができる。そのような材料の例は、竹、わら、バガス、ケナフ、および樹木である。樹木が好ましい出発原料であり、軟木および硬木の両方を別々にまたは組合せて有利に使用することができる。木材はパルプ製造プロセスにおいて最初に無数のチップに細断される。
【０００２】
繊維の解繊するためどのような既知のリファイナーも使用することができる。リファイナーの多くは二つのリファイナーディスクを含み、その間を処理すべき材料が通過させられる。普通一方のディスクは静止し、他方は高速で回転する。リファイナーの他のタイプにおいては、二つのリファイナーディスクは反対回転する。リファイナーの第３のタイプは４個のディスクを含み、中心に位置するロータがその両側に装着されたリファイナーディスクを持つ。
【０００３】
パルプはどのような既知の還元漂白剤でも漂白することができる。そのような漂白剤の例は、亜ジチオン酸塩（これはしばしばハイドロサルファイトと呼ばれ、そしてこれが好ましい）、ボロハイドライド、ヒドラジンおよびホルムアミジンスルフィン酸である。
【０００４】
本発明によれば、パルプを還元漂白剤による処理のほかに漂白することは必要ないが、パルプは一以上の段階においてある種の過酸化物のような酸化漂白剤または亜ジチオン酸塩のような還元漂白剤の助けによりさらに漂白することができる。
【０００５】
【背景技術】
漂白したメカニカルパルプ、例えばサーモメカニカルパルプの製造において酸化漂白剤、主にある種の過酸化物を、そして還元漂白剤、主に亜ジチオン酸塩を使用することは既知である。また、一つの同じパルプを両方のタイプの漂白剤で、すなわち酸化漂白段階に続く還元漂白段階、あるいはその逆に漂白することも既知である。
【０００６】
これはケミサーモメカニカルパルプの製造についてもあてはまる。過酸化物、通常過酸化水素はパルプを高白色度へ漂白する高度に効率的な漂白剤である。しかしながら過酸化物漂白は通常別の漂白塔および他の漂白プラント設備の使用を必要とし、高い資本投下コストを招来する。
【０００７】
還元漂白剤、そしてその時の亜ジチオン塩酸、通常亜ジチオン酸ナトリウムに関しては、漂白塔の使用のほかに、漂白剤は例えば貯蔵塔中のパルプ懸濁液へ直接加えることができ、それにより漂白塔および他の漂白設備の使用を回避できる。この後者の代替法は資本投下コストの低減へ導く。そのような既知の亜ジチオン酸塩漂白は通常４０−６０℃の温度範囲において実施される。漂白応答すなわち漂白効率を向上するため、亜ジチオン酸塩をリファイナーへ直接仕込むことが示唆されている（Ｊｏａｃｈｉｍｉｄｅｓら所有の米国特許５，１２９，９８７およびＴａｐｐｉＰｕｌｐｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ１９９８，ｐｐ．５０９−５１５，“ＲｅｄｕｃｔｉｖｅＢｌｅａｃｈｉｎｇｉｎＲｅｆｉｎｅｒｓ”と題する講演を参照）。この操作方法は典型的な亜ジチオン酸塩漂白プロセスに比較して増大した漂白効率へ導くが、しかしやはりリファイナー内のスケーリングおよび腐食損傷の傾向の形の欠点を示した。
【０００８】
パルプを例えば亜ジチオン酸塩で漂白する時成功であるためには、パルプ懸濁液のｐＨ値、最大限可能な範囲へ制限しなければならないパルプへの空気のアクセス、およびパルプ懸濁液中の有害な望ましくない金属例えば遷移金属の存在をチェックし、そしてコントロールすることが必要である。
【０００９】
遷移金属、特に鉄およびマンガンは、例えば亜ジチオン酸塩のみならず過酸化水素によるメカニカルパルプの漂白にとって有害である。有意量のマンガンの存在は過酸化水素でパルプを漂白する時特に重大であり、一方亜ジチオン酸塩でパルプを漂白する時特に有害なのは鉄である。これらの遷移金属は、通常例えばエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）および／またはジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）の形の錯化剤で遷移金属を錯塩結合することにより、パルプから除去またはパルプ懸濁液中で中和される。例えばナトリウムハイドロサルファイトまたは亜硫酸ナトリウムのような還元薬品を錯化剤のほかにパルプ懸濁液へ添加することも示唆されている。木材チップを錯化剤単独でおよび前記薬品の両方で処理することによって成功が得られている。
【００１０】
【本発明の開示】
【技術的課題】
漂白プロセスの資本投下コストを有意に削減するために還元漂白剤が使用可能であることは既知であるが、これらの漂白剤は典型的には限られた漂白効果しか発揮しない事実は有意義な総漂白コストを招来する。限られた漂白効果はまた、漂白したメカニカルまたはケミサーモメカニカルパルプに望まれる非常に高い白色度の達成に困難を招来する。
【００１１】
【解決法】
本発明はこれらの課題を解決し、そして漂白したメカニカルおよびケミサーモメカニカルパルプの製造方法に関し、該製造方法は、リグノセルロース材料、好ましくはチップの形の木材を少なくとも一つの予熱器または化学的処理システムと、水蒸気分離機と、そしてリグノセルロース材料がパルプ懸濁液へ変換されるリファイナーを通過させ、パルプ懸濁液は水蒸気抽出後少なくとも一つの貯蔵タンク（潜在チェスト）およびスクリーニング部へ送られ、そこからパルプ懸濁液の大部分は実質上最終製品として取出されるか、または取出されそしてさらなる処理段階へ送られ、そして還元漂白剤が前進するパルプ懸濁液へ漂白塔および類似物の助けなしに添加されることを含み、そして還元漂白剤はリファイナーの下流でスクリーニング部の上流の位置において添加されること、およびパルプは温度面から与えられた劇的な条件下そして前記位置および前記位置の直ぐ下流に関して与えられた最小の酸素アクセスのもとに漂白されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい一具体例においては、リグノセルロース材料へ錯化剤がリファイナーの上流および／またはリファイナー内へ添加される。どのような既知の錯化剤も使用することができる。好ましい錯化剤は前に述べたＥＤＴＡとＤＴＰＡおよびニトリロ酢酸（ＮＴＡ）である。錯化剤は混合物で使用することができる。さらに錯化剤は分割し、リグノセルロース材料へ二以上の位置において添加することができる。通常ある種のサイクロンの形の水蒸気分離機およびリファイナーが錯化剤を添加することができる位置の例である。適切な錯化剤の仕込み量は乾燥出発原料例えば木材に対して計算して０．０４〜１重量％である。
【００１３】
錯化剤は、漂白液がパルプ懸濁液へ導入される同じ位置において任意に漂白液との混合物としてパルプ懸濁液へ加えることも可能である。
【００１４】
本発明の好ましい一具体例においては、好ましくはある種のサイクロンの助けにより実施される水蒸気分離の後、パルプ懸濁液はパルプのさらなるリファイニング（解繊）のため第２のリファイナーへ送られ、その後ある種のサイクロンの助けにより実施されるさらなる水蒸気分離段階へ送られる。錯化剤を第２のリファイナーの直ぐ上流および／または第２のリファイナーにおいてパルプ懸濁液へ加えるのが好ましい。適切な錯化剤および適切な仕込み量に関しては、この点に関し前に述べたところが参照される。錯化剤を二つのバッチで添加する時は、めいめいの機会に添加される仕込み量もしくは量は、全部の錯化剤をパルプ懸濁液へ１回だけ添加する時よりも通常低いであろう。
【００１５】
例えば漂白したサーモメカニカルパルプの製造においては、パルプ懸濁液を貯蔵タンク（潜在チェスト）の直ぐ上流に位置するスラッシャー（潜在パルパー）において処理するのが非常に普通である。この場合は、パルプ懸濁液は第１の単独のリファイナーの下流の水蒸気分離段階から、または第２のリファイナーの下流の水蒸気分離段階から前記スラッシャーへ運ばれる。
【００１６】
パルプ懸濁液は通常スラッシャーの直ぐ下流に配置されたポンプの助けにより貯蔵タンクへ導く導管を通って輸送される。
【００１７】
本発明によれば、還元漂白剤をこのポンプにおいて精密にパルプ懸濁液へ加えるのが好ましい。しかしながら、漂白剤は非常に良好な漂白効果を達成しつつ、いくつかの他の代りの位置においてパルプ懸濁液へ加えても良い。
【００１８】
スラッシャーへ導く導管はスクリューコンベアを含むことができ、そして漂白剤は前記コンベア中でパルプ懸濁液へ加えることができる。希釈水が通常スラッシャーへ放出され、そして漂白剤をこの水へ添加し、その後にパルプ懸濁液へ添加することができる。さらに漂白剤はスラッシャーへ直接放出してもよい。漂白剤仕込みを分割し、そして例えば前述した二以上の位置においてパルプ懸濁液へ添加することができることが理解されるであろう。
【００１９】
これまでおよび特許請求の範囲において使用される“前進するパルプ懸濁液”なる語には広い意味が与えられるであろう。この語はパルプ懸濁液が導管もしくはパイプ中を前方へ流れる時ばかりでなく、パルプ懸濁液が例えばスラッシャーおよび貯蔵タンクの形のタンクおよび容器に保持される時を意味することが見られるであろう。これは後者の場合でもパルプ懸濁液はタンクへ一つの位置において供給され、そして他の位置においてタンクを出て行く意味でそれはなお前方へ動くからである。
【００２０】
使用に適した還元漂白剤の例は本明細書において既に述べたが、亜ジチオン酸塩が好ましい漂白剤であることは明らかであろう。亜ジチオン酸塩は商業的には亜ジチオン酸ナトリウム、すなわちＮａ₂ Ｓ₂ Ｏ₄ として主に入手し得る。関心ある漂白剤は水溶液の形でパルプ懸濁液へ導入され、その濃度は好適には２０〜１２０ｇ／Ｌの範囲内にある。パルプ懸濁液へ添加される漂白剤の量は、中でも問題のパルプの漂白困難性および望むパルプ白色度に依存するであろう。
【００２１】
温度、時間、パルプ濃度、ｐＨ等のパルプ漂白パラメータは、記載した場合のようにサーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）を製造する時自然に占める条件によって主に決定される。パルプ懸濁液へ漂白剤が添加される前記した位置において、温度は勿論非常に高く、例えば８０〜９０℃であり、パルプ濃度は低く、例えば２〜４％である。漂白時間は中でもこの非常に高い温度の結果短く、そして多分数秒から数分までの間であろう。漂白時間はまた、多分漂白剤が添加される位置においてパルプ懸濁液が流れる速度に一部依存するであろう。ｐＨ値は自然に４〜７の範囲内にあるであろう。ある場合には、関心ある位置においてパルプ懸濁液へ酸かまたはアルカリを添加することによって調節することが推奨されよう。亜ジチオン酸塩を漂白剤として使用する時、ｐＨ値は最適な漂白効果を得るため４．５以上でなければならない。漂白目的のため８．５もの高いｐＨを使用することができるけれども、この高さのｐＨは他の理由によりあまり適切ではない。
【００２２】
漂白したパルプ懸濁液は潜在チェストからスクリーニング部へ直接輸送される。パルプスクリーニングはアクセプトパルプの流れと、リジェクトパルプの流れを生ずるであろう。二つのパルプの流れの間の重量分布は、中でもパルプがどのように製造されたか、例えば一または二段階リファイニング段階が使用されたかによって変動するであろう。スクリーニング部へ入って行くパルプの約４０％がリジェクトパルプとして取出されることもまれではない。
【００２３】
アクセプトパルプは脱水フィルターを通過し、そこから貯蔵塔へ、そしてそこからパルプは例えば製紙機械へ運搬される。
【００２４】
リジェクトパルプは懸濁液の形でプロセスへ戻され、そしてリファイナー、そして次にスラッシャーを通され、その後それはパルプ懸濁液の主流へ好ましくは貯蔵タンク（潜在チェスト）の上流近くにおいて、または直接貯蔵タンク（潜在チェスト）自体へ最終的に導入される。
【００２５】
本発明の好ましい具体例においては、漂白剤はリジェクトパルプ懸濁液へ回路中のリファイナーの下流位置において、そしてリジェクトパルプ懸濁液を主パルプ懸濁液へ導入する前に添加される。
【００２６】
漂白剤は還元漂白剤、例えば亜ジチオン酸塩であることが好ましいけれども、この漂白剤は酸化漂白剤、例えば過酸化水素のような過酸化物でも良い。この漂白剤は、リジェクトパルプ懸濁液へ好ましくは回路中のスラッシャーの直ぐ下流に位置するポンプ内で放出される。代って漂白剤は、リファイナーとスラッシャーとの間の導管中で、またスラッシャー自体において添加しても良い。
【００２７】
【利益】
本発明に従った漂白剤の使用は、非常に良好な漂白応答、換言すれば非常に高い漂白効率へ導く。これらいくつかの態様で利用することができる。例えば与えられた白色度を得るために最少量の漂白剤を加えれば良い。これは低い漂白コストをもたらし、これは全体のパルプ製造コストを低く保つことに貢献する。これは与えられた漂白剤仕込みが慣用技術を採用する時よりも高い白色度のパルプをもたらすことも意味する。比較的非常に高いパルプ白色度は高い漂白剤仕込みで得られ、これはいくつかのタイプの紙の製造に関して望ましい。本発明に従って製造したパルプを例えば酸化漂白剤によってさらに漂白することにより、驚くほど高い最終白色度を有するメカニカルパルプを製造することが可能である。
【００２８】
【最良の形態】
今や図１のフローシートを参照して、一部は既知の技術に従った漂白サーモメカニカルパルプの製造と、一部はその好ましい具体例を含んでいる本発明に従った漂白サーモメカニカルパルプの製造が記載される。本記載の終りに６実施例が与えられ、一つは既知技術に従い、残りは本発明に従った実施例である。
【００２９】
適当なリグノセルロース材料、例えばチップ形の木材は導管１を通って予熱器２へ供給される。出発原料、すなわちある種の樹木は適当な長さ（丸太）に切断され、次に例えば皮剥ぎドラムにおいて皮剥ぎされ、その後丸太が細断されるチッパーへ送られる。チップは次に適切なサイズのチップを得るためスクリーニングされ、その後チップはパルプを形成するために処理される。チップは任意にスチーミングされ、洗浄されることができる。直前に述べたこれら製造段階は添付のフローシートには示されていない。
【００３０】
木材チップは、かま２内において例えば僅かに１００℃より高い温度へ、そして例えば５０ｋＰａの水蒸気圧力と、例えば３分の流れ時間にわたって予熱される。
【００３１】
予熱したチップは導管３を通ってサイクロン４へ供給され、そこで余分の水蒸気がチップから除去され、そしてチップは次に導管５を通ってリファイナー６へ供給される。本明細書の序論で商業的に入手し得るリファイナーを記載した。チップはリファイナー５内で高圧、例えば３００〜６００ｋＰａおよび高温、例えば１３０〜１６０℃へかけられる。チップが例えば一方が静止し、他方が高速で回転しているリファイナーディスクの間のスペース（隙間）を通過させられる時、木材繊維はパルプ懸濁液の形のパルプを生ずるように実質的に解繊される。パルプ濃度は約４０％であり得る。パルプの粗大さはチップがかけられる解繊エネルギーによって決定される。第１のリファイナーへの特定のエネルギー入力は乾燥リグノセルロース材料、この場合木材のトンあたり７００〜１２００ｋＷｈの範囲内であろう。パルプが与えられた粗大さを有すると呼ばれる時、それは繊維が１００％解繊されておらず、そしてパルプが完全に解繊されていない材料の有意な量を含有することを意味し、この材料はノットおよび変動する数の相互連結した繊維を含有する他の繊維塊の形にある。パルプの粗大さはフリーネス数で決定され、与えられる。最も普通のフリーネス数はＣＳＦ数であり、ＣＳＦは“ＣａｎａｄｉａｎＳｔａｎｄａｒｄＦｒｅｅｎｅｓｓ”を表す。
【００３２】
パルプ懸濁液は導管７を通ってサイクロン８へ送られ、そこでパルプ懸濁液は余分な水蒸気を除去される。約４０％のパルプ濃度を有するパルプ懸濁液は次に導管９を通って第２のリファイナー１０へ送られる。このリファイナーの圧力も３００〜６００ｋＰａおよび温度１３０〜１６０℃でよい。第２のリファイナー１０のエネルギー入力は通常第１のリファイナーの場合よりも低く保たれ、通常乾燥パルプトンあたり５００〜１０００ｋＷｈの範囲内で良い。第２の段階で解繊されたパルプ懸濁液は導管１１を通ってサイクロン１２へ送られ、そこで懸濁液は余分の水蒸気を除去される。このパルプは第１の解繊段階を離れるパルプよりもより粗大でなく、このためもっと低いフリーネス数を持っている。パルプ懸濁液は次にスクリューコンベアよりなることができる導管１３を通ってスラッシャー（潜在パルパー）１４へ送られる。スラッシャーへ供給されるパルプ懸濁液は約４０％のパルプ濃度を持つことができ、これは例えば導管１５を通って送られる白水で約２〜４％へスラッシャー中で減らされる。スラッシャー１４内の温度は普通８０ないし９０℃であり、そして滞留時間は普通２〜５分である。パルプ懸濁液は前記パルプ濃度においてスラッシャー１４から導管１６を通って貯蔵タンク（潜在チェスト）へ送られる。パルプ濃度を例えば０．５〜１％さらに減らすように、記載した位置（図面には示されていない）においてパルプ懸濁液へさらなる白水を放出することができる。潜在チェスト１７中の温度は普通７０〜８０℃であり、滞留時間はスラッシャーの滞留時間より長い、普通１０〜３０分であろう。パルプ繊維は潜在チェスト１７内で真直ぐになることが許容される。
【００３３】
パルプ懸濁液は潜在チェスト１７から例えばパルプ濃度２．５％において導管１８を通ってスクリーニング部１９へ供給される。スクリーニング部においてはパルプ濃度は非常に低い、例えば１％以下の濃度であることが好ましく、それ故パルプ懸濁液へさらなる白水を加えることが必要である。白水の添加は導管１８中で、またはスクリーニング部１９で（図面には示さない）実施することができる。スクリーニングプロセスにおいてアクセプトされたパルプ、すなわちアクセプトパルプ懸濁液は導管２０を通って１％のパルプ濃度で脱水フィルター２１へ送られ、フィルター２１においてパルプ濃度は例えば１０％へ高められる。パルプ懸濁液は脱水フィルター２１から導管２２を通って貯蔵塔２３へ送られる。図面には示さないが、パルプ懸濁液は貯蔵塔２３への通過時、または貯蔵塔内で例えばパルプ濃度４〜５を得るように白水で希釈される。パルプ懸濁液は貯蔵塔から必要な時導管２４を通って例えば製紙機械へ送られる。
【００３４】
ある種のプラントは、脱水フィルター２１と貯蔵塔２３の間のどこかに配置された最終パルプタンク（図面には示さない）を含んでいる。そのような場合においては、パルプ懸濁液は前記位置で二段階において、すなわち約５〜６％の一時的パルプ濃度を得るように最終パルプタンクの上流またはその中で、そして貯蔵塔２３において約４〜４．５％のパルプ濃度を得るように前記パルプタンクの下流または貯蔵塔２３自体の中で、白水で希釈することができる。貯蔵塔２３内の温度は約６０℃であり得る。
【００３５】
リジェクトパルプ懸濁液は約４％のパルプ濃度において導管２５を経由してスクリーニング部１９からスクリュープレス２６へ送られる。このパルプ懸濁液流がそのような比較的高いパルプ濃度を持つ理由は、リジェクトパルプは例えば最後のスクリーニング段階でカーブしたスクリーン（図面に示さず）を通過させられ、それによりパルプ濃度は１％以下から約４％へ上昇するからである。リジェクトパルプ懸濁液のパルプ濃度はスクリュープレス２６内で約３０％へ、そして例えば３５％の高濃度へ高められる。
【００３６】
リジェクトパルプ懸濁液はこの高いパルプ濃度で導管２７を経由してリファイナー２８へ供給される。このリファイナーにおける圧力は比較的低く、例えば水蒸気圧１５０ｋＰａであり、支配的なりリファイナー温度は約１１０℃である。リジェクトリファイナー２８のエネルギー入力は、普通乾燥リジエクトパルプトンあたり１０００〜１４００ｋＷｈの範囲内であろう。解繊の後、リジェクトパルプ懸濁液は導管３０を通ってスラッシャー３１へ送られる。入って来るパルプ懸濁液は約３５％のパルプ濃度を有し、これは導管３２を通って白水を加えることによって例えば約３％へ低められる。スラッシャー３１内の温度は約８５〜９０℃であり、流れ時間もしくは滞留時間は例えば２〜４分である。リジェクトパルプ懸濁液は次に導管３３を通って潜在チェスト１７へ送られる。代ってリジェクトパルプ懸濁液の流れを導管１６へ供給することができる。
【００３７】
これまでサーモメカニカルパルプの漂白は述べていなかった。既知の技術によれば、そのような漂白は少なくとも二通りの方法で実施することができる。一既知方法においては、還元漂白剤、例えば亜ジチオン酸ナトリウムは水溶液の形で最終パルプタンク（そのようなタンクが使用される時）の直ぐ上流もしくはその中で、または貯蔵塔２３の直ぐ上流もしくはその中でパルプ懸濁液へ添加される。この位置においては、温度は普通例えば４０〜６０℃の範囲内にあり、これは良好な漂白結果のために最適範囲であるとこれまで考えられていた。貯蔵塔はさらにその名の示すとおり大きな容積容量を有し、そして慣用の漂白プロセスにおいてしばしば使用されていた漂白塔といくつかの類似点を持っている塔である。そのような漂白プロセスにおいてシステムへ錯化剤を添加すること、およびそのような添加を排除することが知られている。漂白プロセスが錯化剤添加を含む時、錯化剤は第１のリファイナー６の直ぐ上流またはその中で、または第２のリファイナー１０のすぐ上流またはその中で、またはこれら位置の両方において添加することができる。
【００３８】
既知技術とは違って、本発明方法に従って、任意の既知の還元漂白剤（亜ジチオン酸塩が好ましい漂白剤であるが）を位置１０，すなわち第２のリファイナーと、そして位置１９，すなわちスクリーニング部１９の間のどこかでパルプ懸濁液へ加えることができる。解繊が一段階だけで実施される時は、漂白剤はパルプ懸濁液へ位置６，すなわち第１のリファイナーと、そして位置１９，すなわちスクリーニング部の間のどこかで放出される。
【００３９】
多数の好ましい添加位置が存在する。最も好ましくは、漂白剤は水溶液の形でスラッシャー１４の出口に位置するパルプポンプ（図面には示さない）内で添加され、このポンプは例えば２〜４％のパルプ濃度を有するパルプ懸濁液を導管１６を通って潜在チェスト１７へ供給するように機能する。このシステム位置において、パルプ懸濁液は普通８０〜９５℃の温度を持ち、この高い温度は多分漂白剤を記載した位置において添加する時極めて良好な漂白結果が何故得られるかについての説明の一つである。他の理由は、ポンプは良いミキサーとして機能すること、すなわち漂白剤をパルプ懸濁液全体に急速にそして均一に分布させることである。さらに漂白剤がパルプ懸濁液へ繊維解繊後比較的急速に添加され、それによりパルプ中のある種の発色団基に対する大気酸素の負の効果を最小化するという理論がある。換言すれば、漂白剤はこれらの基を大気酸素によって浸透される前に無害とすることができる。このことは前記から明瞭なように本発明方法について正確にそのとおりである。
【００４０】
他の好ましい追加の位置は、スラッシャー１４の上流の導管もしくはスクリューコンベア、スラッシャー１４へ直接、または普通導管１５を経由してスラッシャー１４へ放出される白水と混合することである。
【００４１】
還元漂白剤は、好ましい添加位置ではないけれども、代って潜在チェスト１７中で、そして例えば潜在チェスト１７の直ぐ右に位置し、パルプ懸濁液をスクリーニング部へ輸送するために機能するポンプ（図面に示していない）中で添加しても良い。還元漂白剤は、代って例えば一つだけのリファイナーが使用される時導管７中へ、または二つのリファイナーが使用される時導管１１中へ既に添加されても良い。
【００４２】
漂白剤は、前進するパルプ懸濁液を輸送するために本質的に遠心力ポンプが必要なことを意味する、パルプ濃度が低い、例えば２〜４％である位置において添加されるのが好ましいけれども、記載した添加位置においてパルプ濃度が１５％またはそれ以上であることを許容することも完全に可能であり、その間パルプ懸濁液は中パルプ濃度のためのポンプによって前進させられる。良好な漂白応答はそのような本発明方法によっても得られる。
【００４３】
本発明の好ましい一具体例によれば、錯化剤が一以上の位置においてリグノセルロース材料（木材）および／またはパルプ懸濁液へ添加される。例えば、錯化剤は関心ある薬品をサイクロン４中に供給することによって木材へ添加することができる。サイクロン８は他の一つの好適な添加位置である。当然、錯化剤はこれらの位置の両方またはパルプ懸濁液へ漂白液が放出される同じ位置で添加しても良い。好適な錯化剤および好適な仕込みもしくは量は前に記載した。例えば漂白したサーモメカニカルパルプの製造において錯化剤の添加はこの分野において知られている。
【００４４】
本発明によれば、パルプの漂白をこれまで記載した限定に制限すること、すなわち導管２５を経てスクリーニング部から取られ、そしてこのリジェクトパルプを導管３３を経由して例えば潜在チェスト１７中の主パルプ流へ返還されるリジエクトパルプの流れを漂白しないことが完全に可能である。
【００４５】
しかしながらリジェクトパルプは、その代りにその主パルプ流への導入前に漂白しても良い。この漂白プロセスは酸化漂白剤と還元漂白剤の両方で行うことができる。
【００４６】
漂白を還元漂白剤、例えば亜ジチオン酸塩を実施することが特に好ましい。漂白剤添加位置の最も好ましい位置は、パルプ懸濁液のスラッシャー３１からの取出し位置に位置するポンプ（図面に示さず）である。他の好ましい漂白剤添加位置は、スラッシャー３１上流の導管３０中、直接スラッシャー３１中、および普通導管３２を通って放出される白水中に漂白剤を混合することである。
【００４７】
真に高い最終白色度を得るためには、三位置において、すなわち主パルプ懸濁液の前進において比較的早く前に述べた位置において還元漂白剤を、そしてリジェクトパルプ懸濁液流へ還元もしくは酸化漂白剤を、そして例えば最終パルプタンクおよび貯蔵塔において主パルプ懸濁液の前進において遅くに還元もしくは酸化漂白剤を添加するのが適当である。
【００４８】
本発明にやはり含まれる漂白したケミサーモメカニカルパルプの製造は、大部分前述したところと一致する。最大のそして実際上唯一の相違点は、チップ予熱タンク２を含浸装置、例えばいわゆるＰＲＥＸ含浸装置で置換することにある。この中では溶液リットルあたり比較的低いＮａ₂ ＳＯ₃ 含量を有する亜硫酸ナトリウムが普通チップへ供給される。このシステム位置において多数の他の薬品、例えば錯化剤もチップへ供給することができる。チップは前記薬品と比較的短い時間高温度においてそして水蒸気雰囲気中で反応することが許され、その後チップは例えばサイクロンへ送られ、そしてそこからチップが解繊されるリファイナー等へ送られる。このタイプＣＴＭＰのパルプは、本発明に従って前記した態様で漂白される。
【００４９】
実施例１
スカンジナビア産の剥皮したトウヒ木材をチップに細断し、スクリーンし、水蒸気処理し、洗浄し、そして導管１を通って予熱器２へ送った。５０ｋＰａの水蒸気が予熱器を支配していた。次に木材チップを予熱器２からサイクロン４、すなわち水蒸気分離機を経由して第１のリファイナー６へ送った。サイクロン４中で乾燥木材トンあたり０．４ｋｇに相当する量（仕込み）の錯化剤ＥＤＴＡをチップへ放出した。この薬品は４００ｇ／Ｌを含有する水溶液で添加され、そして溶液は前記仕込みに相当する流量で添加された。
【００５０】
リファイナー６はＪｙｌｈａｖａａｒａＳＤ６２リファイナーであった。リファイナー中の圧力は４５０ｋＰａであり、エネルギー入力は１１００ｋＷｈ／ｔ乾燥木材であった。リファイニングもしくは解繊の後、パルプ懸濁液は約４０％の濃度を持ち、そしてパルプフリーネスは約４００ＣＳＦと決定された。パルプ懸濁液は、余分の水蒸気が除去されるサイクロン８を経由して第２のＪｙｌｈａｖａａｒａＳＤ６２タイプのリファイナー１０へ送られた。このリファイナーも４５０ｋＰａの圧力と、７３０ｋＷｈ／ｔ乾燥パルプのエネルギー入力を持っていた。リファイナー１０から供給されたパルプ懸濁液は約４０％の濃度と、１３０ＣＳＦのフリーネスを持っていた。
【００５１】
パルプ懸濁液はスラッシャー１４へ送られ、そしてパルプ濃度３％を得るように白水が添加された。スラッシャー１４内部の温度は８５〜９０℃であり、そしてパルプ懸濁液の流れ時間もしくは滞留時間は３分であった。
【００５２】
パルプ懸濁液は次に潜在チェスト１７へ輸送（ポンプ）された。潜在チェスト１７においてパルプ濃度を２．５％へ下げるようにさらなる白水が添加された。温度は僅かに下降し、そして７０〜７５℃の範囲であった。パルプ懸濁液の流れ時間もしくは滞留時間は２０分であった。パルプ懸濁液の温度は第２の解繊段階、すなわちリファイナー１０の解繊からの距離および経過時間に応じて自然に降下する。
【００５３】
パルプ懸濁液は次にスクリーニング部１９へ輸送（ポンプ）された。パルプ懸濁液は二つの流れに分割された。アクセプトパルプ懸濁液は０．５％のパルプ濃度において脱水フィルター２１へ送られ、そこで濃度は１０％へ高められた。このパルプ懸濁液は次に最終パルプタンクへ輸送された。最終パルプタンク内で５．５％のパルプ濃度を得るように白水が懸濁液へ添加された。温度は６０〜６５℃の範囲内であった。パルプ懸濁液は次に貯蔵塔２３へポンプされ、そしてパルプ濃度を４％へ下げるようにさらなる白水が添加された。貯蔵塔２３内の温度は約６０℃であった。
【００５４】
最終パルプタンクからの出口にあるポンプへ、乾燥パルプｔあたり６ｋｇの漂白剤仕込みに相当する流量において６０ｇ／Ｌの濃度を有する亜ジチオン酸ナトリウムの水溶液が放出された。この位置においてパルプ懸濁液の温度は約６０℃であり、そしてそのｐＨは５．０であった。リジェクトパルプの流れへは漂白剤を添加しなかった。その代り、リジェクトパルプの流れは図１のフローチャートから見ることができる処理に完全に従って処理され、そして前に述べたような漂白剤添加なしに潜在チェスト１７へ最終的に供給された。
【００５５】
位置１０の直ぐ下流において、パルプの白色度はＳＣＡＮＰ３：９３の測定方法に従って決定して６１％ＩＳＯであった。貯蔵塔２３を離れる時、漂白したパルプは６７％ＩＳＯの白色度を持っていた。このようにパルプの白色度は、記載した位置において乾燥パルプｔあたり６ｋｇの亜ジチオン酸ナトリウムの添加の結果として、６％ＩＳＯ白色度単位増加した。
【００５６】
この実施例は慣用技術の適用を例証し、参照実施例を構成する。
【００５７】
実施例２
二つの相違点を除いて、前記したテストを繰り返した。
【００５８】
第１の相違点は、最終パルプタンクの直ぐ下流のポンプ中で亜ジチオン酸ナトリウム溶液を添加する代りに、スラッシャー１４の直ぐ下流のポンプ中で同様な溶液を添加することよりなっていた。この位置におけるパルプ懸濁液の温度は８７℃であり、そのｐＨは４．６であった。亜ジチオン酸ナトリウムは乾燥パルプｔあたり４ｋｇに相当する量で仕込まれた。
【００５９】
第２の相違点は、位置４において木材チップへ錯化剤を添加しないことからなっていた。
【００６０】
このテストにおいて、位置１０の直ぐ下流でパルプの白色度は５９％ＩＳＯであり、最終パルプ（すなわちパルプが貯蔵塔２３を離れた時）の白色度は６７％ＩＳＯであった。このように、乾燥パルプｔあたり４ｋｇの低い亜ジチオン酸塩の仕込みが驚くほど白色度の増加をもたらし、詳しくは８％ＩＳＯ白色度単位の増加をもたらした。
【００６１】
実施例３
実施例２に従ったテストを繰り返したが、チップへ位置４において乾燥木材ｔあたり１ｋｇに相当する量の錯化剤ＥＤＴＡを添加した点が相違していた。
【００６２】
この錯化剤添加剤の結果、位置１０の直ぐ下流のパルプの白色度は６０％ＩＳＯへ１％増加した。最終パルプは６８．８％ＩＳＯの白色度、すなわち漂白剤だけによりそしてその時乾燥パルプｔもあたり４ｋｇの低い漂白剤仕込みで生じた８．８％ＩＳＯ白色度単位のパルプ白色度の増加を持っていた。
【００６３】
実施例４
本発明の好ましい実施態様に従ってテストを実施した。亜ジチオン酸ナトリウム漂白剤を主パルプ流の４０％を構成するリジェクトパルプ流へも添加する追加のステップを除いて、実施例３に従ったテストを完全に繰り返した。亜ジチオン酸ナトリウム溶液は、６０ｇ／Ｌの濃度で乾燥パルプｔあたり亜ジチオン酸ナトリウム６ｋｇの仕込みを達成するような流量において、スラッシャー３１の出口にあるポンプへ放出された。この位置におけるパルプ懸濁液の温度は８５℃であり、そのｐＨは５．１であった。パルプ濃度は３％であった。位置１０の直ぐ下流のパルプ白色度は６２．５％ＩＳＯであった。
【００６４】
最終パルプ、すなわち導管２４中の白色度は７２．３％ＩＳＯであった。パルプ白色度は、乾燥パルプｔあたり亜ジチオン酸ナトリウム６．４ｋｇの総添加で９．８％ＩＳＯ白色度単位増加した。
【００６５】
実施例５
位置１４の直ぐ下流における亜ジチオン酸ナトリウム仕込みを乾燥パルプｔあたり４ｋｇから２ｋｇへ減らしたことを除きと、実施例４によるテストを繰り返した。位置１０の直ぐ下流のパルプの白色度は６２．５％ＩＳＯであった。最終パルプの白色度は６９．２％ＩＳＯであった。パルプｔあたり４．４ｇの低い漂白剤亜ジチオン酸ナトリウムの総仕込みは６．７％ＩＳＯ白色単位の増加をもたらした。
【００６６】
実施例６
水溶液の形で６０ｋｇ／ＬのＮａ₂ Ｓ₂ Ｏ₄ を含有する漂白剤亜ジチオン酸ナトリウムを最終パルプタンクからのポンプへもこの位置において乾燥パルプｔあたり４ｋｇの漂白剤仕込みを得るような流量で添加した相違点を除き、実施例４に従ったテストを繰り返した。
【００６７】
位置１０の直ぐ下流のパルプの白色度は６０．５％ＩＳＯであった。
【００６８】
最終パルプ、すなわち導管２４中の白色度は７４．５％ＩＳＯであり、これは亜ジチオン酸ナトリウムだけで漂白したサーモメカニカルパルプに関しては高い程度の白色度である。パルプの白色度は、スラッシャー１４の直ぐ下流のポンプと、スラッシャー３１の出口のポンプと、そして最終パルプタンクの直ぐ下流のポンプの三つの添加位置に分割した、乾燥パルプｔあたり亜ジチオン酸ナトリウム１０．４ｋｇの総仕込みにより１４％ＩＳＯ白色度単位増加した。
【図面の簡単な説明】
【図１】漂白したサーモメカニカルパルプの製造を示すフローシートである。

Claims

リグノセルロース材料であるチップの形の木材が少なくとも一つの予熱器または化学的処理システムと、水蒸気分離機と、そしてリグノセルロース材料がパルプ懸濁液へ変換されるリファイナーを通過させられ、パルプ懸濁液は水蒸気分離後少なくとも一つの貯蔵タンク（潜在チェスト）およびスクリーニング部へ送られ、そこからパルプ懸濁液の大部分は実質上最終製品として取出されるか、または取出されそしてさらなる処理段階へ送られ、そして還元漂白剤が前進するパルプ懸濁液へ漂白塔または類似手段の使用なしに添加されることを含む漂白したメカニカルおよびケミサーモメカニカルパルプの製造方法であって、
該漂白剤はリファイナーの下流でそしてスクリーニン部の上流の位置で添加されること、および前記パルプを８０〜９５℃の温度においてそして前記位置および前記位置の直ぐ下流において与えられた最小化された酸素アクセス下で漂白することを特徴とする方法。
前記リファイナーの上流および／またはその中においてリグノセルロース材料へ錯化剤を添加することを特徴とする請求項１の方法。
前記水蒸気分離の後、パルプ懸濁液をパルプのさらなる解繊のための第２のリファイナーへ送り、そしてそこからさらなる水蒸気分離へ送ることを特徴とする請求項１または２の方法。
パルプ懸濁液へ前記第２のリファイナーの直ぐ上流および／またはその中において錯化剤を添加することを特徴とする請求項３の方法。
パルプ懸濁液を貯蔵タンク（潜在チェスト）の直ぐ上流に位置するスラッシャー（潜在パルパー）へ送ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの方法。
スラッシャーへ接続され、パルプ懸濁液を貯蔵タンクへ輸送するパイプ中のポンプにおいて、漂白剤をパルプ懸濁液へ添加することを特徴とする請求項５の方法。
スクリーニング部からのリジェクトパルプ懸濁液をリファイナーおよびその後でスラッシャーを通過させ、その後リジェクトパルプ懸濁液を主パルプ懸濁液へ貯蔵タンク（潜在チェスト）の上流またはその中で供給することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方法。
リジェクトパルプ懸濁液へ漂白剤を回路中のリファイナーの下流位置において、そしてリジェクトパルプ懸濁液を主パルプ懸濁液流へ導入する前に添加することを特徴とする請求項７の方法。
漂白剤は還元漂白剤であることを特徴とする請求項８の方法。
リジェクトパルプ懸濁液へ漂白剤をこの回路中のスラッシャーに接続されて位置するポンプ内において添加することを特徴とする請求項８または９の方法。
漂白剤が添加される位置および該位置の直ぐ下流において、パルプ懸濁液の温度は８０〜９０℃であり、そして固形分もしくは濃度は低く、前記位置において２〜４％であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの方法。
漂白剤は亜ジチオン酸塩であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの方法。