JP6221218B2 - 溶解クラフトパルプの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明ではクラフト蒸解を行う前の前処理として、チップに対して加水分解処理を行って、木材チップ中のヘミセルロース分を水溶性の糖に分解して、除去する。前処理としての加水分解処理(前加水分解)は、木材チップを高温の水で処理することによって実施される。添加する水は、熱水でも水蒸気の状態でもよい。加水分解の進行によって有機酸等が生成するので、処理液のpHは2〜5となるのが一般的である。
[式中、Tはある時点の絶対温度を表す]
本発明における前加水分解処理は、Pファクター(Pf)が350〜900となる範囲で行うことが好ましく、500〜800がさらに好ましい。Pf350未満であれば、ヘミセルロースの除去が不十分となり、ヘミセルロースを除去したことによる脱リグニン性の向上効果も少なくなる。また、Pf900を超えると、加水分解が過剰となりα−セルロース分が減少してパルプ収率の低下を招くとともに、リグニンの縮合により、後に続くクラフト蒸解工程における蒸解性の悪化を招いてしまう。
次いで、前加水分解処理後の木材チップは、前加水分解液を除去し、チップを十分に水で洗浄して回収する。不十分な洗浄では、後続の蒸解工程において悪影響が生じる場合がある。
洗浄後のチップは、蒸解液と共に蒸解釜へ投入され、クラフト蒸解に供する。また、MCC、EMCC、ITC、Lo−solidなどの修正クラフト法の蒸解に供しても良い。また、1ベッセル液相型、1ベッセル気相/液相型、2ベッセル液相/気相型、2ベッセル液相型などの蒸解型式なども特に限定はない。すなわち、本願のアルカリ性水溶液を含浸し、これを保持する工程は、従来の蒸解液の浸透処理を目的とした装置や部位とは別個に設置してもよい。好ましくは、蒸解を終えた未晒パルプは蒸解液を抽出後、ディフュージョンウォッシャーなどの洗浄装置で洗浄する。洗浄後の未晒パルプのカッパー価は、9〜15にすることが好ましく、10〜13としてもよい。
[式中、Tはある時点の絶対温度を表す]
本発明においては、クラフト蒸解後に得られた溶解クラフトパルプの粘度(Tappi試験法T230om−89に従って測定)が9〜15cpsで、酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプの粘度(Tappi試験法T230om−89に従って測定)が9〜12cpscpsとすることが必要である。クラフト蒸解後に得られた溶解クラフトパルプと酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプの粘度を、これらの範囲の粘度にすることにより、引き続いて行われる多段漂白処理に際に起こるパルプ粘度を抑制することができる。パルプ粘度はセルロース重合度の指標であるが、セルロース重合度が低くなり過ぎると溶解パルプから得られるビスコース溶液の濾過性を悪化させる可能性がある。また、酸素脱リグニン処理までの粘度の低下をマイルドにすることにより、パルプ品質の向上にも効果があると考えられる。
カラマツとラジアータパインを50:50で混合した木材チップを、篩い分け器(ジャイロシフター)を使用して篩い分けし、サイズが9.5〜25.4mmの木材チップを得た。
回転型オートクレーブを用い、この木材チップに液比3.2(L/kg)となるように水を加え、前加水分解温度170℃にて30分間、Pファクター=550で前加水分解を行った。
前加水分解終了後、チップと前加水分解液とを300メッシュ濾布で分離し、チップの15倍量の60℃温水で30秒間手もみ洗浄を行った。
続いて、再び回転型オートクレーブを用い、150℃、85分間、クラフト蒸解薬液の浸透を行った後、蒸解温度158℃で210分間、H−ファクター(HF)=1500で蒸解を行った。薬液は、活性アルカリ添加率(AA)18%で、活性アルカリ105g/L(Na2O換算値)、NaOH75.6g/L(Na2O換算値)、Na2S29.4g/L(Na2O換算値)、硫化度28%の組成で、木材チップと蒸解薬液との液比は3.2(L/kg)とした。
・酸素脱リグニン処理:パルプ濃度10質量%、酸素添加量3.5質量%、水酸化ナトリウム添加量3.0%、温度98℃、40分間
・二酸化塩素処理(D1):パルプ濃度10質量%、二酸化塩素添加量1.2質量%、温度55℃、60分間
・アルカリ抽出/過酸化水素処理(Ep):パルプ濃度10質量%、水酸化ナトリウム添加量0.93質量%、過酸化水素添加量1.03質量%、温度70℃、90分間
・二酸化塩素処理(D2):パルプ濃度10質量%、二酸化塩素添加量0.66質量%、温度75℃、240分間
クラフト蒸解後の溶解クラフトパルプ、酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプ及び漂白溶解クラフトパルプの白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。なお、クラフト蒸解後の溶解クラフトパルプについてはカッパー価も測定した。
・カッパー価:JIS P 8221に従って、測定した。
・粘度:Tappi試験法T230om−89に従って測定した。
・白色度:JIS P 8209に従って手抄きシートを作製し、JIS P 8148:2001に準じてISO白色度を測定した。
酸素脱リグニン処理において、水酸化ナトリウム添加量を3.5%にした以外は、実施例1と同様に漂白溶解クラフトパルプを製造した。得られたクラフト蒸解後の溶解クラフトパルプ、酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプ及び漂白溶解クラフトパルプの白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
クラフト蒸解において、活性アルカリ添加率(AA)を21%にした以外は、、実施例1と同様に漂白溶解クラフトパルプを製造した。得られたクラフト蒸解後の溶解クラフトパルプ、酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプ及び漂白溶解クラフトパルプの白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
Claims (4)
- (a)針葉樹木材チップに、木材チップと水の液比が1.5〜5.0L/kgとなるように水を添加し、下式:
Pファクター=∫exp(40.48−15106/T)dt
[式中、Tは、前加水分解のある時点における絶対温度である]
で表される前加水分解のPファクターが350〜900となるように温度150〜180℃で30〜400分間処理して木材チップに含まれるヘミセルロース分を加水分解する工程、
(b)処理後の針葉樹木材チップを洗浄して木材チップを回収する工程、
(c)回収した針葉樹木材チップを、120〜180℃にて60〜600分間、耐圧性容器において木材チップ1kgあたりのクラフト蒸解液の液比を1.0〜4.5L/kgとしてクラフト蒸解してパルプを製造する工程、
(d)クラフト蒸解したパルプに酸素脱リグニン処理を施す工程、
を含む工程で製造された溶解クラフトパルプであって、前記クラフト蒸解後の溶解クラフトパルプの粘度(Tappi試験法T230om−89に従って測定)が9〜16cpsで、かつカッパー価が9〜15であり、酸素脱リグニン後の溶解クラフトパルプの粘度(Tappi試験法T230om−89に従って測定)が9〜12cpsである溶解クラフトパルプの製造方法。 - 前記針葉樹木材チップがカラマツ属(Larix)の木材チップを含む、請求項1に記載の溶解クラフトパルプの製造方法。
- 前記針葉樹木材チップがマツ属(Pinus)の木材チップを含む、請求項1に記載の溶解クラフトパルプの製造方法。
- 前記酸素脱リグニンを、アルカリ添加率0.5〜4質量%、温度80〜140℃、処理時間20〜180分の条件で行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の溶解クラフトパルプの製造方法。
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