JP6358771B2 - 溶解クラフトパルプの製造方法 - Google Patents
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一方、blood woodタイプでは酸性の抽出成分に起因する様々な問題が発生するので、その軽減策が必要である。
また、ウォッシャーやディフューザーなどで抽出成分由来のスケールが発生したり、濃縮黒液の粘度が著しく上昇し真空蒸発が不良になることで、回収ボイラーでの黒液の燃焼性が悪化するなどの問題を引き起こす。
蒸解性や漂白性の改善を目的とした技術としては、例えば、アルカリ蒸解の場合、リグニン、炭水化物がアルカリを消費するが、酸性抽出成分はこれらより迅速にアルカリと反応するので、酸性抽出成分を黒液中の残アルカリとまず反応させ、次いで白液を添加して蒸解を行う二段蒸解法が考案されている(非特許文献1参照)。
(1)(a)広葉樹のチップを含む木材チップに水を添加し、温度150〜180℃で30〜400分間処理し、木材チップに含まれるヘミセルロース分の分解または溶出を行う工程、(b)処理後の木材チップを洗浄し、木材チップを回収する工程、(c)回収した木材チップをクラフト蒸解してパルプを製造する工程、を含む、広葉樹材から溶解パルプを製造する方法。
(2) 前記a工程において、下式:
Pファクター=∫exp(40.48−15106/T)dt
[式中、Tは絶対温度であり、木材チップに水を添加した時点から蒸解終了時点まで時間積分される]
で表されるPファクターが350〜800となるように処理を行う、(1)に記載の方法。
(3) 前記木材チップがユーカリ属(Eucalyptus)の木材チップを含む、(1)または(2)に記載の方法。
(4) 前記広葉樹チップが、blood woodタイプのユーカリ属の広葉樹チップを含む、(1)〜(3)のいずれかに記載の方法。
(5) クラフト蒸解したパルプを漂白する工程をさらに含む、(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
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2〜55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350〜800となる範囲で行うことが好ましい。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、Pf800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、一般的な条件(活性アルカリ添加量、硫化度、液比、最高温度、保持時間、Hファクターなど)で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。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装置で洗浄する。洗浄後の未晒パルプのカッパー価は5〜20にすることが好ましく、6〜16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、蒸解後得られた未漂白パルプは、必要に応じて、種々の処理に供することができる。
ユーカリ・グロブラスを原料とする木材チップを、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。
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160℃で60分間、H−ファクター(HF)=600で蒸解を行った。薬液は、活性アルカリ添加率(AA)16〜20%で変化させ、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。
・未漂白パルプのカッパー価:JIS P 8221に従って、測定した。
・総収率:蒸解前の木材チップの絶乾重量と蒸解後に得られた未漂白パルプの絶乾重量より算出した。
・ヘミセルロース量(ヘミセル量): NREL/TP510−42618に従い、測定した。
原料を国産の広葉樹(国内L材のミックスチップ)とした以外は実施例1と同様に蒸解を行い、得られた未漂白パルプのカッパー価、総収率、ヘミセルロース量を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
前加水分解を約30分行った(Pf:約300)以外は、実施例1と同様にしてクラフト蒸解を行い、溶解パルプを得た。得られた未漂白パルプのカッパー価、総収率、ヘミセルロース量を測定し、結果を表1に示した。
前加水分解を約90分行った(Pf:約900)以外は、実施例1と同様にしてクラフト蒸解を行い、溶解パルプを得た。得られた未漂白パルプのカッパー価、総収率、ヘミセルロース量を測定し、結果を表1に示した。
前加水分解を約30分行った(Pf:約300)以外は、実施例2と同様にしてクラフト蒸解を行い、溶解パルプを得た。得られた未漂白パルプのカッパー価、総収率、ヘミセルロース量を測定し、結果を表1に示した。
前加水分解を約90分行った(Pf:900)以外は、実施例2と同様にしてクラフト蒸解を行い、溶解パルプを得た。得られた未漂白パルプのカッパー価、総収率、ヘミセルロース量を測定し、結果を表1に示した。
Claims (7)
- (a)広葉樹のチップを含む木材チップに水を添加し、下式:
Pファクター=∫exp(40.48−15106/T)dt
[式中、Tは、木材チップに水を添加した時点から前加水分解の終了時点までの絶対温度である]
で表される前加水分解のPファクターが350〜800となるように温度150〜180℃で30〜400分間、木材チップ1kgあたりの水の液比が1.0〜5.0L/kgにて耐圧性容器において処理し、木材チップに含まれるヘミセルロース分の分解または溶出を行う前加水分解工程と、
(b)処理後の木材チップを水で洗浄し、木材チップを回収する工程と、
(c)回収した木材チップを、140〜170℃にて60〜320分間、木材チップ1kgあたりのクラフト蒸解液の液比が1.0〜4.5L/kgにて耐圧性容器においてクラフト蒸解する工程と、
を含む、溶解クラフトパルプを製造する方法。 - 木材チップ1kgあたりの水の液比が1.5〜4.5L/kgにて耐圧性容器において前加水分解工程が行われる、請求項1に記載の方法。
- 溶解クラフトパルプのセルロース含有量が90%以上である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記広葉樹チップが、ユーカリ属(Eucalyptus)の広葉樹チップである、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記広葉樹チップが、blood woodタイプのユーカリ属の広葉樹チップを含む、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記広葉樹チップが、ユーカリ・グロブラスのチップを含む、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- クラフト蒸解したパルプを漂白する工程をさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
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