JP7473221B2 - Chemical pulp manufacturing method - Google Patents

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Description

本開示は、化学パルプの製造方法、蒸解方法及びパルプ蒸解助剤に関する。 This disclosure relates to a chemical pulp manufacturing method, a cooking method, and a pulp cooking aid.

化学パルプ、すなわちリグノセルロース材料を化学的に処理してパルプを製造する方法としてはアルカリ蒸解法や亜硫酸蒸解法がある。本開示におけるアルカリ蒸解法としては、クラフト蒸解法、ソーダ蒸解法、サルファイト蒸解法、オルガノソルブ蒸解法など多種にわたる。また、本開示における亜硫酸蒸解法(亜硫酸法)は、アルカリ性亜硫酸法、中性亜硫酸法、酸性亜硫酸法、及び重亜硫酸法の各種亜硫酸法の総称である。 Chemical pulp, that is, methods for producing pulp by chemically treating lignocellulosic materials, include alkaline cooking and sulfite cooking. The alkaline cooking methods referred to in this disclosure include a wide variety of methods, such as kraft cooking, soda cooking, sulfite cooking, and organosolv cooking. Furthermore, the sulfite cooking method (sulfite method) referred to in this disclosure is a general term for various sulfite methods, including the alkaline sulfite method, neutral sulfite method, acidic sulfite method, and bisulfite method.

蒸解助剤としてはアントラキノンが広く使用されてきた。しかしながら、近年、アントラキノンの発がん性が指摘され、ドイツ連邦リスク評価研究所(BfR)は、2013年に、食品包装用の紙に用いることが認められている物質のリストからアントラキノンを除外することを公表しておりアントラキノンの使用を控える方向にある。このため、アントラキノンに代わる新たな蒸解助剤の開発が行われている。 Anthraquinone has been widely used as a cooking aid. However, in recent years, the carcinogenicity of anthraquinone has come to light, and in 2013 the German Federal Institute for Risk Assessment (BfR) announced that it would remove anthraquinone from the list of substances approved for use in food packaging paper, and is moving toward discouraging its use. For this reason, new cooking aids to replace anthraquinone are being developed.

特許文献1は、ノニオン性界面活性剤及び/又はアニオン性界面活性剤を添加した蒸解液を用いてリグノセルロース材料をアルカリ蒸解することを開示する。特許文献2は、R1-O-[(C24O)m/(A1O)n]-Hで表されるノニオン性界面活性剤を含有する蒸解助剤、及び該蒸解助剤を添加した蒸解液を用いてリグノセルロース材料をアルカリ蒸解することを開示する。特許文献3は、R[(C24O)n(C36mO]xHで表される化合物を含有する蒸解助剤を開示する。 Patent Document 1 discloses alkaline cooking of lignocellulosic materials using a cooking liquor to which a nonionic surfactant and/or an anionic surfactant has been added. Patent Document 2 discloses a cooking aid containing a nonionic surfactant represented by R1 -O-[( C2H4O ) m /( A1O ) n ]-H, and alkaline cooking of lignocellulosic materials using a cooking liquor to which the cooking aid has been added. Patent Document 3 discloses a cooking aid containing a compound represented by R[( C2H4O ) n ( C3H6 ) mO ] xH .

特開2019-173241号公報JP 2019-173241 A 特開2001-064888号公報JP 2001-064888 A 米国特許第3909345号公報U.S. Pat. No. 3,909,345

しかしながら、従来の界面活性剤を用いた蒸解では、蒸解助剤としてアントラキノンを使用した場合と比較して、収率が低く、カッパー価が高いという問題がある。
そこで、本開示は、一又は複数の実施形態において、従来の界面活性剤系蒸解助剤を使用した場合と比較して、収率の低下を抑制しつつ低カッパー価の化学パルプを製造可能な化学パルプの製造方法及び蒸解方法、並びにそれらに用いる蒸解助剤を提供する。
However, cooking using conventional surfactants has problems such as lower yields and higher kappa numbers compared to cooking using anthraquinone as a cooking aid.
Therefore, in one or more embodiments, the present disclosure provides a chemical pulp production method and cooking method that can produce chemical pulp with a low kappa number while suppressing a decrease in yield compared to when a conventional surfactant-based cooking aid is used, and a cooking aid used therein.

本開示は、一態様において、リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含む化学パルプの製造方法であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である製造方法に関する。
The present disclosure provides, in one aspect, a method for producing chemical pulp comprising alkaline cooking or sulfite cooking of a lignocellulosic material with a cooking liquor comprising a Pluronic-type nonionic surfactant that is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer,
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.

本開示は、その他の態様において、リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含む、リグノセルロース材料の蒸解方法であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である蒸解方法に関する。
In another aspect, the present disclosure provides a method for cooking lignocellulosic material, comprising alkaline cooking or sulfite cooking the lignocellulosic material with a cooking liquor comprising a Pluronic-type nonionic surfactant that is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, the method comprising:
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.

本開示は、その他の態様において、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む、リグノセルロース材料の蒸解助剤であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である蒸解助剤に関する。
In another aspect, the present disclosure provides a cooking aid for lignocellulosic material, comprising a Pluronic-type nonionic surfactant that is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, comprising:
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The present invention relates to a cooking aid in which the weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.

本開示は、一又は複数の実施形態において、従来の界面活性剤系蒸解助剤を使用した場合と比較して、収率の低下を抑制しつつ、低カッパー価の化学パルプを製造可能な化学パルプの製造方法及び蒸解方法、並びにそれらに用いる蒸解助剤を提供できる。 In one or more embodiments, the present disclosure can provide a chemical pulp production method and cooking method that can produce chemical pulp with a low kappa number while suppressing a decrease in yield compared to when a conventional surfactant-based cooking aid is used, as well as a cooking aid used therein.

図1は、化学パルプの製造系のフローの一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the flow of a chemical pulp production system. 図2は、実施例及び比較例の結果(ΔKN:カッパー価、ΔYscreened:収率)を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the results of the Examples and Comparative Examples (ΔKN: Kappa number, ΔY screened : yield).

本開示は、EO:PO(重量比)が55:45~85:15であり、POの重量平均分子量が200~900であるプルロニック型非イオン界面活性剤(以下、単に「プルロニック型非イオン界面活性剤」ともいう)の存在下で蒸解を行うことにより、得られるパルプのカッパー価を低下させることができる、という知見に基づく。
本開示は、上記のプルロニック型非イオン界面活性剤の存在下で蒸解を行うことにより、従来の界面活性剤系蒸解助剤を使用した場合と比較してパルプ収率の低下を抑制しつつカッパー価の低下を実現できうる、という知見に基づく。
本開示は、上記のプルロニック型非イオン界面活性剤の存在下で蒸解を行うことにより、蒸解液に使用するアルカリの使用量を抑制しつつ、カッパー価の低下とパルプ収率の低下の抑制との双方を実現できうる、という知見に基づく。
The present disclosure is based on the finding that the kappa number of the resulting pulp can be reduced by cooking in the presence of a Pluronic-type nonionic surfactant having an EO:PO (weight ratio) of 55:45 to 85:15 and a weight average molecular weight of PO of 200 to 900 (hereinafter also simply referred to as "Pluronic-type nonionic surfactant").
The present disclosure is based on the discovery that by cooking in the presence of the above-mentioned Pluronic-type nonionic surfactant, it is possible to achieve a reduction in kappa number while suppressing the decrease in pulp yield compared to the case where a conventional surfactant-based cooking aid is used.
The present disclosure is based on the discovery that by carrying out cooking in the presence of the above-mentioned Pluronic-type nonionic surfactant, it is possible to achieve both a decrease in the kappa number and a suppression of a decrease in the pulp yield while reducing the amount of alkali used in the cooking liquor.

EO:PO(重量比)が55:45~85:15であり、POの重量平均分子量が200~900であるプルロニック型非イオン界面活性剤の存在下で蒸解を行うことにより、上記の効果が奏されるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のように推察される。
界面活性剤は、リグノセルロース材料への白液(蒸解液中のアルカリ性溶液や亜硫酸溶液等)の浸透性を向上させることが知られている一方で、リグノセルロース材料の細胞間隙への白液の浸入を阻害する場合があることも知られている。これに対し、本開示で使用する界面活性剤は、EO:PO(重量比)が55:45~85:15とEOの比率がPOよりも高いため、蒸解処理時の加熱条件下においても、リグノセルロース材料への白液の浸透性向上効果を維持することができる。また、POの重量平均分子量が200~900であるため、細胞間隙への白液の浸入に対して界面活性剤が及ぼしうる悪影響を抑制できる。さらに、プルロニック型非イオン界面活性剤であるため、蒸解処理時に生じうる泡立ち(起泡)を抑制できうる。これらの結果、得られるパルプのカッパー価を低下でき、さらには従来の界面活性剤系蒸解助剤を使用した場合と比較してパルプ収率の低下を抑制できると考えられる。
但し、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
The details of the mechanism by which the above-mentioned effects are achieved by performing cooking in the presence of a Pluronic-type nonionic surfactant in which the EO:PO (weight ratio) is 55:45 to 85:15 and the PO has a weight average molecular weight of 200 to 900 are not clear, but are presumed to be as follows.
While it is known that surfactants improve the permeability of white liquor (such as alkaline solutions and sulfite solutions in the cooking liquor) into lignocellulosic materials, they are also known to inhibit the penetration of white liquor into the intercellular spaces of lignocellulosic materials. In contrast, the surfactant used in the present disclosure has a higher EO:PO (weight ratio) of 55:45 to 85:15 than PO, so that it can maintain the effect of improving the permeability of white liquor into lignocellulosic materials even under heating conditions during cooking. In addition, since the weight average molecular weight of PO is 200 to 900, it is possible to suppress the adverse effects that the surfactant may have on the penetration of white liquor into the intercellular spaces. Furthermore, since it is a Pluronic-type nonionic surfactant, it is possible to suppress foaming (foaming) that may occur during cooking. As a result of these, it is possible to reduce the kappa number of the obtained pulp, and furthermore, it is thought that it is possible to suppress the decrease in pulp yield compared to the case where a conventional surfactant-based cooking aid is used.
However, the present disclosure need not be construed as being limited to these mechanisms.

本開示においてプルロニック型非イオン界面活性剤の重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。測定条件は、例えば、以下の通りである。
<測定条件>
装置:1260 Infinity II LC
検出器:ELSD
カラム:PLgel MIXED
測定(カラム)温度:40℃
溶離液:THF
流速:1.0mL/min
サンプル濃度:1%
サンプル注入量:10μL
換算標準:ポリエチレングリコール
In one or more embodiments of the present disclosure, the weight average molecular weight of the Pluronic nonionic surfactant can be measured using gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions are, for example, as follows.
<Measurement conditions>
Instrument: 1260 Infinity II LC
Detector: ELSD
Column: PLgel MIXED
Measurement (column) temperature: 40°C
Eluent: THF
Flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 1%
Sample injection volume: 10 μL
Conversion standard: Polyethylene glycol

本開示においてプルロニック型非イオン界面活性剤のEO及びPOの比率(重量比)は、例えば、NMR(核磁気共鳴装置)又はFT-IR(フーリエ変換赤外分光法)により求めることができる。 In this disclosure, the ratio (weight ratio) of EO and PO in a Pluronic nonionic surfactant can be determined, for example, by NMR (nuclear magnetic resonance) or FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy).

本開示においてプルロニック型非イオン界面活性剤のPOの重量平均分子量は、例えば、NMR又はFT-IRを用いて得られた付加モル数により求めることができる。 In this disclosure, the weight average molecular weight of PO in a Pluronic nonionic surfactant can be determined, for example, from the number of moles added obtained using NMR or FT-IR.

本開示において「パルプ収率(精選収率)」とは、蒸解後の未晒パルプからノット粕等の未蒸解繊維を除去した後のパルプ(精選パルプ)の乾燥重量の、蒸解に用いた原料(リグノセルロース材料)全体の絶乾重量に対する百分率のことをいう。
本開示において「絶乾重量」とは、105℃で1日乾燥させた後の重量をいう。
本開示において「カッパー価」とは、上記の精選パルプを、JIS P 8211(パルプ-カッパー価試験方法)に準じて試験して得られたカッパー価をいう。
In this disclosure, "pulp yield (screened yield)" refers to the percentage of the dry weight of pulp (screened pulp) after removing undigested fibers such as knot residue from the unbleached pulp after cooking, relative to the bone dry weight of the entire raw material (lignocellulosic material) used in cooking.
In this disclosure, "bone dry weight" refers to the weight after drying at 105°C for 1 day.
In this disclosure, the term "kappa number" refers to the kappa number obtained by testing the above-mentioned selected pulp in accordance with JIS P 8211 (pulp kappa number test method).

本開示において「化学パルプ」とは、リグノセルロース材料を化学的に処理して脱リグニンして得られたパルプである。化学パルプとしては、一又は複数の実施形態において、亜硫酸パルプ、溶解亜硫酸パルプ、アルカリパルプ、クラフトパルプ、又は溶解クラフトパルプ等が挙げられる。 In this disclosure, "chemical pulp" refers to pulp obtained by chemically treating lignocellulosic material to delignify it. In one or more embodiments, examples of chemical pulp include sulfite pulp, dissolving sulfite pulp, alkaline pulp, kraft pulp, and dissolving kraft pulp.

本開示において「リグノセルロース材料」は、木材チップ等の各種木材であってもよいし、ワラ等の非木材であってもよい。木材としては、一又は複数の実施形態において、針葉樹(N材)チップ及び広葉樹(L材)チップが挙げられる。針葉樹としては、一又は複数の実施形態において、カラマツ、アカマツ及びスギ等が挙げられる。広葉樹としては、一又は複数の実施形態において、ユーカリ及びアカシア等が挙げられる。リグノセルロース材料は、一又は複数の実施形態において、単一種類のリグノセルロース材料であってもよいし、2種類以上のリグノセルロース材料が混合されたものであってもよい。本開示におけるリグノセルロース材料は、上記木材チップ等のみならず、蒸解釜(蒸解工程)で排出されるパルプスラリー(例えば、未晒し又は未漂白パルプ等)を含みうる。 In the present disclosure, the "lignocellulosic material" may be various types of wood such as wood chips, or may be non-wood such as straw. In one or more embodiments, examples of wood include coniferous (N wood) chips and hardwood (L wood) chips. In one or more embodiments, examples of coniferous trees include larch, red pine, and cedar. In one or more embodiments, examples of hardwood trees include eucalyptus and acacia. In one or more embodiments, the lignocellulosic material may be a single type of lignocellulosic material, or may be a mixture of two or more types of lignocellulosic materials. The lignocellulosic material in the present disclosure may include not only the above-mentioned wood chips, but also pulp slurry (e.g., unbleached or unbleached pulp, etc.) discharged from the digester (digestion process).

本開示において「蒸解」とは、木材や非木材のリグノセルロース材料を、薬品を用いて高温・高圧処理を行い、リグノセルロース材料からリグニン等の非繊維素物を溶解又は除去してセルロース等の繊維素を分離することをいう。本開示における蒸解としては、アルカリ蒸解法又は亜硫酸蒸解法がある。蒸解は、一又は複数の実施形態において、リグノセルロース材料と、蒸解液(アルカリ溶液)とを釜で加熱することにより行うことができる。本開示における高温処理としては、一又は複数の実施形態において、80℃以上に加熱することが挙げられる。本開示における蒸解は、一又は複数の実施形態において、蒸解液の温度が80℃~200℃となるように加熱することを含む。本開示における高圧処理としては、一又は複数の実施形態において、0.2MPa以上に加圧することが挙げられ、好ましくは0.3MPa以上若しくは1.0MPa以上である。本開示における高圧処理としては、一又は複数の実施形態において、3.0MPa以下であり、好ましくは2.0MPa以下である。 In this disclosure, "cooking" refers to treating wood or non-wood lignocellulosic materials at high temperature and high pressure using chemicals to dissolve or remove non-cellulose materials such as lignin from the lignocellulosic materials and separate cellulose and other cellulose materials. In this disclosure, cooking includes alkaline cooking and sulfite cooking. In one or more embodiments, cooking can be performed by heating the lignocellulosic material and cooking liquid (alkaline solution) in a kettle. In one or more embodiments, high-temperature treatment in this disclosure includes heating to 80°C or higher. In one or more embodiments, cooking in this disclosure includes heating the cooking liquid to a temperature of 80°C to 200°C. In one or more embodiments, high-pressure treatment in this disclosure includes pressurizing to 0.2 MPa or higher, preferably 0.3 MPa or higher or 1.0 MPa or higher. In one or more embodiments, high-pressure treatment in this disclosure includes pressurizing to 3.0 MPa or lower, preferably 2.0 MPa or lower.

[化学パルプの製造方法]
本開示は、一態様において、リグノセルロース材料を、EO:PO比(重量比)が55:45~85:15であり、POの分子量が200~900であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(プルロニック型非イオン界面活性剤)を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含む化学パルプの製造方法に関する。本開示の化学パルプの製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、収率の低下を抑制しつつ低カッパー価の化学パルプを製造することができる。
[Method of producing chemical pulp]
In one aspect, the present disclosure relates to a method for producing chemical pulp, comprising subjecting a lignocellulosic material to alkaline cooking or sulfite cooking using a cooking liquor containing a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (Pluronic-type nonionic surfactant) having an EO:PO ratio (weight ratio) of 55:45 to 85:15, and the molecular weight of the PO being 200 to 900. According to the method for producing chemical pulp of the present disclosure, in one or a plurality of embodiments, it is possible to produce a chemical pulp having a low kappa number while suppressing a decrease in yield.

本開示において、プルロニック型非イオン界面活性剤のEO:PO比(重量比)は、55:45~85:15であり、カッパー価のさらなる低減及び/又は収率低下のさらなる抑制の点から、好ましくは60:40~80:20である。 In the present disclosure, the EO:PO ratio (weight ratio) of the Pluronic nonionic surfactant is 55:45 to 85:15, and preferably 60:40 to 80:20 in terms of further reducing the kappa number and/or further suppressing the decrease in yield.

本開示において、プルロニック型非イオン界面活性剤のPOの重量平均分子量は、200~900である。プルロニック型非イオン界面活性剤のPOの重量平均分子量は、カッパー価のさらなる低減及び/又は収率低下のさらなる抑制の点から、好ましくは、300以上、350以上、400以上、450以上又は500以上である。同様の観点から、好ましくは、850以下、800以下、750以下又は700以下である。 In the present disclosure, the weight average molecular weight of the PO of the Pluronic nonionic surfactant is 200 to 900. From the viewpoint of further reducing the kappa number and/or further suppressing a decrease in yield, the weight average molecular weight of the PO of the Pluronic nonionic surfactant is preferably 300 or more, 350 or more, 400 or more, 450 or more, or 500 or more. From the same viewpoint, it is preferably 850 or less, 800 or less, 750 or less, or 700 or less.

本開示において、プルロニック型非イオン界面活性剤のEOの重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、500~2550である。プルロニック型非イオン界面活性剤のEOの重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、600以上、700以上、800以上、900以上又は1000以上である。プルロニック型非イオン界面活性剤のEOの重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、2500以下、2400以下、2200以下、2100以下、1900以下、1700以下、1500以下、1300以下又は1100以下である。 In the present disclosure, the weight average molecular weight of EO of the Pluronic nonionic surfactant is, in one or more embodiments, 500 to 2550. In one or more embodiments, the weight average molecular weight of EO of the Pluronic nonionic surfactant is 600 or more, 700 or more, 800 or more, 900 or more, or 1000 or more. In one or more embodiments, the weight average molecular weight of EO of the Pluronic nonionic surfactant is 2500 or less, 2400 or less, 2200 or less, 2100 or less, 1900 or less, 1700 or less, 1500 or less, 1300 or less, or 1100 or less.

本開示において、プルロニック型非イオン界面活性剤の重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、500~3000である。カッパー価のさらなる低減及び/又は収率低下のさらなる抑制の点から、好ましくは600以上、700以上、800以上、900以上、1000以上、1100以上、1200以上、1250以上、1300以上、1500以上又は1700以上である。同様の観点から、好ましくは2900以下、2750以下、2550以下、2300以下、2000以下又は1800以下である。 In the present disclosure, the weight average molecular weight of the Pluronic nonionic surfactant is, in one or more embodiments, 500 to 3000. From the viewpoint of further reducing the kappa number and/or further suppressing a decrease in yield, it is preferably 600 or more, 700 or more, 800 or more, 900 or more, 1000 or more, 1100 or more, 1200 or more, 1250 or more, 1300 or more, 1500 or more, or 1700 or more. From the same viewpoint, it is preferably 2900 or less, 2750 or less, 2550 or less, 2300 or less, 2000 or less, or 1800 or less.

プルロニック型非イオン界面活性剤の曇点は、カッパー価のさらなる低減及び/又は収率低下のさらなる抑制の点から、好ましくは90℃を超え、90.4℃以上、94℃以上、95℃以上又は99℃以上が挙げられる。本開示における曇点は、1質量%の水溶液としたときの曇点をいう。 The cloud point of the Pluronic nonionic surfactant is preferably greater than 90°C, such as 90.4°C or higher, 94°C or higher, 95°C or higher, or 99°C or higher, in order to further reduce the kappa number and/or further suppress a decrease in yield. The cloud point in this disclosure refers to the cloud point when the surfactant is made into a 1% by mass aqueous solution.

本開示におけるプルロニック型非イオン界面活性剤としては、一又は複数の実施形態において、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とのトリブロック共重合体である非イオン界面活性剤が挙げられる。プルロニック型非イオン界面活性剤としては、一又は複数の実施形態において、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合型、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーリバース型、エチンジアミンポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー型、及びエチレンジアミンポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーのリバース型等が挙げられる。 In one or more embodiments, the Pluronic nonionic surfactant in the present disclosure may be a nonionic surfactant that is a triblock copolymer of an oxyethylene group and an oxypropylene group. In one or more embodiments, the Pluronic nonionic surfactant may be a polyoxyethylene polyoxypropylene condensation type, a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer reverse type, an ethynediamine polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer type, and a reverse type of ethylenediamine polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer.

ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合型のプルロニック型非イオン界面活性剤は、一又は複数の実施形態において、HO(C24O)x1-(C36O)y1-(C24O)z1Hで表される。x1及びz1はEOの平均付加モル数を示し、それぞれ独立して1~57であって、x1+z1が7~58であり、好ましくは11~58であり、より好ましくは17~46である。y1はPOの平均付加モル数を示し、4~15であり、好ましくは8~15であり、より好ましくは8~13である。 In one or more embodiments, the polyoxyethylene-polyoxypropylene condensed Pluronic nonionic surfactant is represented by HO(C 2 H 4 O) x1 -(C 3 H 6 O) y1 -(C 2 H 4 O) z1 H. x1 and z1 represent the average number of moles of EO added, each of which is independently 1 to 57, and x1 + z1 is 7 to 58, preferably 11 to 58, and more preferably 17 to 46. y1 represents the average number of moles of PO added, and is 4 to 15, preferably 8 to 15, and more preferably 8 to 13.

ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーリバース型のプルロニック型非イオン界面活性剤は、一又は複数の実施形態において、HO(C36O)x2-(C24O)y2-(C36O)z2Hで表される。x2及びz2はPOの平均付加モル数を示し、それぞれ独立して1~14であって、x2+z2が4~15であり、好ましくは8~15である。y2はEOの平均付加モル数を示し、7~58であり、好ましくは11~58である。 In one or more embodiments, the polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer reverse type Pluronic nonionic surfactant is represented by HO(C 3 H 6 O) x2 -(C 2 H 4 O) y2 -(C 3 H 6 O) z2 H. x2 and z2 represent the average number of moles of PO added, each independently being 1 to 14, and x2 + z2 being 4 to 15, preferably 8 to 15. y2 represents the average number of moles of EO added, and is 7 to 58, preferably 11 to 58.

本開示に用いるプルロニック型非イオン界面活性剤は、公知の方法により製造することができる。 The Pluronic nonionic surfactants used in this disclosure can be produced by known methods.

蒸解液は、プルロニック型非イオン界面活性剤を含む。蒸解液におけるプルロニック型非イオン界面活性剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、リグノセルロース材料の絶乾重量に対して0.01重量%~1重量%である。プルロニック型イオン界面活性剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、0.015重量%以上である。プルロニック型非イオン界面活性剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、0.05重量%以下又は0.05重量%未満である。
本開示の化学パルプの製造方法は、一又は複数の実施形態において、蒸解液におけるプルロニック型非イオン界面活性剤の含有量が上記範囲になるように、蒸解液にプルロニック型非イオン界面活性剤を添加することを含んでいてもよい。
The cooking liquor contains a Pluronic-type nonionic surfactant. In one or more embodiments, the content of the Pluronic-type nonionic surfactant in the cooking liquor is 0.01% to 1% by weight based on the bone dry weight of the lignocellulosic material. In one or more embodiments, the content of the Pluronic-type ionic surfactant is 0.015% by weight or more. In one or more embodiments, the content of the Pluronic-type nonionic surfactant is 0.05% by weight or less or less than 0.05% by weight.
In one or more embodiments, the method for producing chemical pulp of the present disclosure may include adding a Pluronic nonionic surfactant to the cooking liquor so that the content of the Pluronic nonionic surfactant in the cooking liquor is in the above-mentioned range.

蒸解液は、一又は複数の実施形態において、アルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解に用いられる蒸解液を使用することができる。アルカリ蒸解法としては、一又は複数の実施形態において、クラフト蒸解法、ソーダ蒸解法、サルファイト蒸解法、又はオルガノソルブ蒸解法等の様々な方法が挙げられる。亜硫酸蒸解法としては、一又は複数の実施形態において、アルカリ性亜硫酸法、中性亜硫酸法、酸性亜硫酸法、又は重亜硫酸法の各種亜硫酸法が挙げられる。 In one or more embodiments, the cooking liquor may be a cooking liquor used in alkaline cooking or sulfite cooking. In one or more embodiments, the alkaline cooking method may be a kraft cooking method, a soda cooking method, a sulfite cooking method, or an organosolv cooking method. In one or more embodiments, the sulfite cooking method may be an alkaline sulfite method, a neutral sulfite method, an acidic sulfite method, or a bisulfite method.

アルカリ蒸解に用いる蒸解液としては、一又は複数の実施形態において、一般的な蒸解工程に用いられるアルカリ溶液(アルカリ蒸解液)等が挙げられる。該アルカリ溶液は、一又は複数の実施形態において、硫化ナトリウム(Na2S)と、水酸化ナトリウム(NaOH)とを含み、好ましくは主成分として硫化ナトリウムと水酸化ナトリウムとを含む。アルカリ溶液におけるリグノセルロース材料の絶乾重量当たりの硫化度は、一又は複数の実施形態において、10質量%~35質量%又は15質量%~30質量%である。硫化度は、(Na2S)/(NaOH+Na2S)×100で表される。リグノセルロース材料の絶乾重量当たりのアルカリ添加量(活性アルカリ添加率(AA))は、一又は複数の実施形態において、5質量%~35質量%又は12質量%~24質量%である。活性アルカリはNaOH濃度+Na2S濃度をNa2Oに換算して表され、活性アルカリ及び硫化度は、下記式から算出できる。
活性アルカリ=[NaOH量×61.979/(2×39.997]+[Na2S量×61.979/78.0452]
硫化度=[Na2S量×61.979/78.0452]÷活性アルカリ
61.979:Na2Oの分子量
39.997:NaOHの分子量
78.0452:Na2Sの分子量
蒸解液の活性アルカリ添加量が多いほど、カッパー価を低くすることができることが知られている。本開示の化学パルプの製造方法は、一又は複数の実施形態において、プルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液で蒸解することから、プルロニック型非イオン界面活性剤非存在の蒸解液で蒸解した場合よりも低いアルカリ添加量であっても、カッパー価の低減を実現することができる。
In one or more embodiments, the cooking liquor used in the alkaline cooking may be an alkaline solution (alkaline cooking liquor) used in a general cooking process. In one or more embodiments, the alkaline solution contains sodium sulfide (Na 2 S) and sodium hydroxide (NaOH), and preferably contains sodium sulfide and sodium hydroxide as main components. In one or more embodiments, the sulfidity of the lignocellulosic material per bone dry weight in the alkaline solution is 10% by mass to 35% by mass or 15% by mass to 30% by mass. The sulfidity is expressed as (Na 2 S)/(NaOH+Na 2 S)×100. In one or more embodiments, the amount of alkali added per bone dry weight of the lignocellulosic material (active alkali addition rate (AA)) is 5% by mass to 35% by mass or 12% by mass to 24% by mass. The active alkali is expressed by converting the NaOH concentration + Na 2 S concentration into Na 2 O, and the active alkali and the sulfidity can be calculated from the following formula.
Active alkali = [amount of NaOH x 61.979 / (2 x 39.997)] + [amount of Na2S x 61.979 / 78.0452]
Sulfidity=[ Na2S amount×61.979/78.0452]÷active alkali 61.979: molecular weight of Na2O 39.997: molecular weight of NaOH 78.0452: molecular weight of Na2S It is known that the more active alkali added to the cooking liquor, the lower the kappa number can be. In one or more embodiments, the method for producing chemical pulp of the present disclosure involves cooking with a cooking liquor containing a Pluronic nonionic surfactant, so that a reduction in kappa number can be achieved even with a lower alkali addition amount than when cooking with a cooking liquor without a Pluronic nonionic surfactant.

亜硫酸蒸解に用いる蒸解液としては、一又は複数の実施形態において、亜硫酸溶液、又は亜硫酸水素溶液(重亜硫酸溶液)等が挙げられる。 In one or more embodiments, the cooking liquor used in sulfite cooking may be a sulfite solution or a hydrogen sulfite solution (bisulfite solution).

リグノセルロース材料と蒸解液との液比(リグノセルロース材料1kg(絶乾重量)あたりの蒸解液の量)は、一又は複数の実施形態において、1.0L/kg~5.0L/kgであり、好ましくは0.5L/kg~4.5L/kg又は2.0L/kg~4.0L/kgである。 In one or more embodiments, the liquor ratio between the lignocellulosic material and the cooking liquor (the amount of cooking liquor per 1 kg (bone dry weight) of the lignocellulosic material) is 1.0 L/kg to 5.0 L/kg, preferably 0.5 L/kg to 4.5 L/kg or 2.0 L/kg to 4.0 L/kg.

蒸解時の加熱温度は、一又は複数の実施形態において、80℃~200℃であり、好ましくは140℃~180℃である。本開示の製造方法は、一又は複数の実施形態において、リグノセルロース材料を、上記のプルロニック型非イオン界面活性剤を含有する蒸解液中で、80℃~200℃で加熱することを含む蒸解工程を含む。 In one or more embodiments, the heating temperature during cooking is 80°C to 200°C, and preferably 140°C to 180°C. In one or more embodiments, the manufacturing method of the present disclosure includes a cooking step that includes heating the lignocellulosic material at 80°C to 200°C in a cooking liquor containing the above-mentioned Pluronic-type nonionic surfactant.

蒸解時の加熱時間は、一又は複数の実施形態において、30分~400分であり、好ましくは50分~300分である。 In one or more embodiments, the heating time during cooking is 30 minutes to 400 minutes, preferably 50 minutes to 300 minutes.

プルロニック型非イオン界面活性剤の添加箇所は、プルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液中でリグノセルロース材料の蒸解が行われるように添加されれば、特に限定されない。プルロニック型非イオン界面活性剤の添加箇所としては、一又は複数の実施形態において、蒸解工程に先立つ原料チップ供給工程からリグノセルロース材料をアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解する蒸解工程までの少なくとも一カ所が挙げられる。プルロニック型非イオン面活性剤は、一又は複数の実施形態において、蒸解が行われる蒸解釜に添加してもよいし、カッパー価のさらなる低減及び/又は収率低下のさらなる抑制の点から、蒸解釜へ原料チップを供給する原料チップ供給工程のいずれかに添加することが好ましい。原料チップ供給工程における添加箇所としては、一又は複数の実施形態において、チップビン(図1の13)、スチーミングベッセル(図1の14)、メタルトラップ、チップシュート、及び高圧フィーダー等が挙げられる。よって、本開示の製造方法は、プルロニック型非イオン界面活性剤を原料チップと混合することを含んでいてもよい。また、蒸解液(白液及び黒液)の注入循環ラインにプルロニック型非イオン界面活性剤を添加してもよく、蒸解釜での蒸解後の脱リグニン工程の酸素蒸解装置に添加してもよい。プルロニック型非イオン界面活性剤は、一又は複数の実施形態において、一度に添加してもよいし、分割して添加してもよい。 The location of addition of the Pluronic nonionic surfactant is not particularly limited as long as it is added so that the lignocellulosic material is cooked in a cooking liquor containing the Pluronic nonionic surfactant. In one or more embodiments, the location of addition of the Pluronic nonionic surfactant may be at least one location from the raw material chip supply step prior to the cooking step to the cooking step in which the lignocellulosic material is subjected to alkaline cooking or sulfite cooking. In one or more embodiments, the Pluronic nonionic surfactant may be added to the digester in which cooking is performed, or, from the viewpoint of further reducing the kappa number and/or further suppressing the yield reduction, it is preferable to add it to any of the raw material chip supply steps in which raw material chips are supplied to the digester. In one or more embodiments, the location of addition in the raw material chip supply step may be a chip bin (13 in FIG. 1), a steaming vessel (14 in FIG. 1), a metal trap, a chip chute, a high-pressure feeder, and the like. Thus, the manufacturing method of the present disclosure may include mixing the Pluronic nonionic surfactant with the raw material chips. In addition, the Pluronic nonionic surfactant may be added to the injection circulation line of the cooking liquor (white liquor and black liquor), or may be added to the oxygen cooking device in the delignification process after cooking in the digester. In one or more embodiments, the Pluronic nonionic surfactant may be added all at once or in portions.

図1に、化学パルプの製造方法のフローの一例を示す。図1のフローには、リグノセルロース材料の原料チップ供給工程、蒸解工程、及び酸素脱リグニン工程が含まれる。
(原料チップ供給工程)
チッパー(図示せず)でチップ化されたリグノセルロース材料のチップ11は、チップサイロ12に保管される。チップサイロ12で保管されたチップは、チップスクリーン(図示せず)にて選定されてチップビン13に送られた後、スチーミングベッセル14においてチップ内部の気相が水蒸気に置換される。
(蒸解工程)
スチーミングベッセル14において浸透性が高められたチップは、浸透塔15においてチップ内部への蒸解液の浸透が促進される。その後、蒸解釜16において、パルプ材料である木材チップと、プルロニック型非イオン界面活性剤及び水酸化ナトリウム等を少なくとも含有する蒸解液とを混合し加圧蒸煮することで、非繊維成分が溶解した黒液とパルプとが混在するパルプスラリーが排出される。また、浸透塔15は場合によっては前加水分解釜(PHV)塔として酸を用いた前加水分解するために使用されることもある。
(酸素脱リグニン工程)
蒸解釜16から排出されたパルプスラリーは、黒液洗浄塔17で洗浄された後、スクリーン18、デッカー19及び未晒し高濃度ストレージタワー20を経た後、酸素蒸解装置21に導入される。酸素蒸解装置21において、さらなる脱リグニン化が行われた後、漂白工程(図示せず)に移送される。
An example of the flow of a method for producing chemical pulp is shown in Figure 1. The flow of Figure 1 includes a raw material chip supply process of lignocellulosic material, a cooking process, and an oxygen delignification process.
(Raw material chip supply process)
Chips 11 of lignocellulosic material chipped in a chipper (not shown) are stored in a chip silo 12. The chips stored in the chip silo 12 are selected by a chip screen (not shown) and sent to a chip bin 13, and then the gas phase inside the chips is replaced with steam in a steaming vessel 14.
(Digestion process)
The chips, the permeability of which has been increased in the steaming vessel 14, are passed through the impregnation tower 15, where the permeation of the cooking liquor into the chips is promoted. Then, in the digester 16, the wood chips, which are the pulp material, are mixed with a cooking liquor containing at least a Pluronic-type nonionic surfactant and sodium hydroxide, and the mixture is steamed under pressure to discharge a pulp slurry containing a mixture of black liquor in which non-fibrous components have been dissolved and pulp. In some cases, the impregnation tower 15 may be used as a prehydrolysis vessel (PHV) tower for prehydrolysis using an acid.
(Oxygen delignification process)
The pulp slurry discharged from the digester 16 is washed in a black liquor washing tower 17, then passes through a screen 18, a decker 19, and an unbleached high consistency storage tower 20, and is then introduced into an oxygen digester 21. In the oxygen digester 21, further delignification is performed, and the pulp slurry is then transferred to a bleaching process (not shown).

本開示の製造方法において、上記の蒸解に先立ち、リグノセルロース材料の前処理を行うことを含んでもよい。前処理としては、一又は複数の実施形態において、水熱処理(前加水分解処理)等が挙げられる。水熱処理は、一又は複数の実施形態において、チップ状のリグノセルロース材料を熱水又は水蒸気で処理することにより行うことができる。 The manufacturing method of the present disclosure may include pretreating the lignocellulosic material prior to the above-mentioned cooking. In one or more embodiments, the pretreatment may include hydrothermal treatment (prehydrolysis treatment) and the like. In one or more embodiments, the hydrothermal treatment may be performed by treating the chip-like lignocellulosic material with hot water or steam.

[蒸解方法]
本開示は、一態様において、EO:PO比(重量比)が55:45~85:15であり、POの重量平均分子量が200~900であるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いて、リグノセルロース材料をアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含む蒸解方法に関する。本開示の蒸解方法によれば、一又は複数の実施形態において、収率の低下を抑制しつつ低カッパー価のパルプを製造できる。本開示の蒸解方法におけるプルロニック型非イオン界面活性剤、その含有量及び蒸解条件等は、本開示の製造方法と同様である。
[Digestion method]
In one aspect, the present disclosure relates to a cooking method that includes alkaline cooking or sulfite cooking of a lignocellulosic material using a cooking liquor containing a Pluronic-type nonionic surfactant having an EO:PO ratio (weight ratio) of 55:45 to 85:15, and a PO weight average molecular weight of 200 to 900. According to the cooking method of the present disclosure, in one or more embodiments, pulp with a low kappa number can be produced while suppressing a decrease in yield. The Pluronic-type nonionic surfactant, its content, cooking conditions, etc. in the cooking method of the present disclosure are the same as those in the production method of the present disclosure.

[パルプ蒸解助剤]
本開示は、一態様において、EO:PO比(重量比)が55:45~85:15であり、POの重量平均分子量が200~900であるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解助剤に関する。本開示のパルプ蒸解助剤によれば、一又は複数の実施形態において、収率の低下を抑制しつつ低カッパー価のパルプを製造することができる。本開示のパルプ蒸解助剤によれば、一又は複数の実施形態において、プルロニック型非イオン界面活性剤非存在の蒸解液で蒸解した場合よりも低いアルカリ添加量であっても、カッパー価の低減効果を実現することができる。本開示の蒸解助剤におけるプルロニック型非イオン界面活性剤は、本開示の製造方法と同様である。
[Pulp cooking aid]
In one aspect, the present disclosure relates to a cooking aid comprising a Pluronic-type nonionic surfactant having an EO:PO ratio (weight ratio) of 55:45 to 85:15 and a weight average molecular weight of PO of 200 to 900. According to the pulp cooking aid of the present disclosure, in one or more embodiments, it is possible to produce pulp with a low kappa number while suppressing a decrease in yield. According to the pulp cooking aid of the present disclosure, in one or more embodiments, it is possible to achieve a kappa number reduction effect even with a lower alkali addition amount than when cooking is performed with a cooking liquor that does not contain a Pluronic-type nonionic surfactant. The Pluronic-type nonionic surfactant in the cooking aid of the present disclosure is the same as that in the production method of the present disclosure.

本開示の蒸解助剤におけるプルロニック型非イオン界面活性剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、1重量%~50重量%であり、好ましくは5重量%~40重量%である。 In one or more embodiments, the content of the Pluronic nonionic surfactant in the cooking aid of the present disclosure is 1% by weight to 50% by weight, and preferably 5% by weight to 40% by weight.

本開示の蒸解助剤は、一又は複数の実施形態において、水を含んでいてもよい。本開示の蒸解助剤における水の含有量は、一又は複数の実施形態において、プルロニック型非イオン界面活性剤の含有量に応じて決定することができる。プルロニック型非イオン界面活性剤(100重量部)に対する水の配合比率は、一又は複数の実施形態において、100重量部~2000重量部であり、好ましくは200重量部~1200重量部である。 In one or more embodiments, the cooking aid of the present disclosure may contain water. In one or more embodiments, the water content in the cooking aid of the present disclosure can be determined according to the content of the Pluronic nonionic surfactant. In one or more embodiments, the blending ratio of water to the Pluronic nonionic surfactant (100 parts by weight) is 100 parts by weight to 2000 parts by weight, and preferably 200 parts by weight to 1200 parts by weight.

本開示の蒸解助剤は、一又は複数の実施形態において、消泡剤及びその他の添加剤等をさらに含んでいてもよい。 In one or more embodiments, the cooking aid of the present disclosure may further include an antifoaming agent and other additives.

本開示の蒸解助剤は、一又は複数の実施形態において、脱リグニンのための酸素蒸解(例えば、酸素脱リグニン工程における酸素蒸解装置(O2リアクター)で行われる蒸解)に使用してもよい。 The cooking aids of the present disclosure, in one or more embodiments, may be used in oxygen cooking for delignification (e.g., cooking performed in an oxygen cooker ( O2 reactor) in an oxygen delignification process).

本開示のパルプ蒸解助剤は、一又は複数の実施形態において、本開示の製造方法及び蒸解方法に用いることができる。よって、本開示のパルプ蒸解助剤は、一又は複数の実施形態において、本開示の製造方法又は蒸解方法に使用するための蒸解助剤である。 In one or more embodiments, the pulp cooking aid of the present disclosure can be used in the manufacturing method and cooking method of the present disclosure. Thus, in one or more embodiments, the pulp cooking aid of the present disclosure is a cooking aid for use in the manufacturing method or cooking method of the present disclosure.

本開示はさらに以下の一又は複数の実施形態に関する。
[1] 化学パルプの製造方法であって、
リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含み、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、製造方法。
[2] 前記リグノセルロース材料(絶乾重量)に対して0.01重量%~1重量%となるように、前記非イオン界面活性剤を前記蒸解液に添加することを含む、[1]記載の製造方法。
[3] 前記非イオン界面活性剤の重量平均分子量が、500~3000である、[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4] リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解又は亜硫酸蒸解することを含む、リグノセルロース材料の蒸解方法であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、蒸解方法。
[5] 前記リグノセルロース材料(絶乾重量)に対して0.01重量%~1重量%となるように、前記非イオン界面活性剤を前記蒸解液に添加することを含む、[4]記載の蒸解方法。
[6] 前記非イオン界面活性剤の重量平均分子量が、500~3000である、[4]又は[5]に記載の蒸解方法。
[7] ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む、リグノセルロース材料の蒸解助剤であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、蒸解助剤。
[8] 前記非イオン界面活性剤の重量平均分子量が、500~3000である、[7]に記載の蒸解助剤。
The present disclosure further relates to one or more of the following embodiments.
[1] A method for producing chemical pulp, comprising the steps of:
The method includes subjecting a lignocellulosic material to alkaline or sulfite cooking using a cooking liquor that includes a Pluronic-type nonionic surfactant that is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer;
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
[2] The method according to [1], further comprising adding the nonionic surfactant to the cooking liquor in an amount of 0.01% by weight to 1% by weight based on the bone dry weight of the lignocellulosic material.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the weight average molecular weight of the nonionic surfactant is 500 to 3,000.
[4] A method for cooking lignocellulosic material, comprising alkaline cooking or sulfite cooking the lignocellulosic material using a cooking liquor containing a Pluronic-type nonionic surfactant which is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, comprising:
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The cooking method, wherein the weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
[5] The cooking method according to [4], further comprising adding the nonionic surfactant to the cooking liquor in an amount of 0.01% by weight to 1% by weight based on the bone dry weight of the lignocellulosic material.
[6] The cooking method according to [4] or [5], wherein the weight average molecular weight of the nonionic surfactant is 500 to 3,000.
[7] A cooking aid for lignocellulosic material comprising a Pluronic-type nonionic surfactant which is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer,
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The cooking aid, wherein the weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
[8] The cooking aid according to [7], wherein the weight average molecular weight of the nonionic surfactant is 500 to 3,000.

以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。 The present disclosure will be explained in more detail below with reference to examples, but these are merely illustrative and the present disclosure is not limited to these examples.

[蒸解実験]
アカシア・マンギウム角材(40mmx20mmx5mm)60枚を用い、活性アルカリ添加率(AA)16%で蒸解試験を行なった。蒸解液は下記表1に示す蒸解助剤を含有する下記組成の蒸解液を使用し、液比(角材の絶乾重量に対する蒸解液重量の比:液/角材)は、2.8(L/kg)とした。蒸解条件は[40℃→100℃(40min)→163℃(50min)→163℃(90min)→100℃(15min,圧力開放)]とした。蒸解後チップは黒液と分離後、離解機(回転数は1500rpmからスタートし、2500rpmまで上げる)で1.5分間離解し、フラットスクリーン(10カット)にて精選を行なった。離解時の温度を一定にする為、黒液と分離後の蒸解チップはプラカップに回収して室温まで冷却後に順次離解した。精選されたパルプはフラットスクリーンの出口に接続した布袋に回収し、溜め水2Lで5回濯いだ後、洗濯機で脱水した。得られたパルプは、パルプ濃度(105℃一晩乾燥)、白色度、精選収率(yeild)及びカッパー価(KN)を下記方法により測定した。下記表1に示す蒸解助剤の添加濃度は対絶乾チップ当たり200ppm(0.02重量%)とした。下記表1において、プルロニック型(縮合型)はオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合型のプルロニック型非イオン界面活性剤を意味し、C.P.は1質量%の水溶液としたときの曇点である。
<蒸解液>
組成:活性アルカリ16質量%(リグノセルロース材料の絶乾重量当たり)、硫化度28.3質量%(リグノセルロース材料の絶乾重量当たり)
活性アルカリ:NaOH濃度+Na2S濃度をNa2Oに換算した値
[Cooking experiment]
A cooking test was carried out using 60 acacia mangium square timber (40mm x 20mm x 5mm) at an active alkali addition rate (AA) of 16%. The cooking liquor used was the one with the following composition containing the cooking aids shown in Table 1 below, and the liquor ratio (ratio of cooking liquor weight to bone dry weight of timber: liquor/timber) was 2.8 (L/kg). The cooking conditions were [40°C → 100°C (40min) → 163°C (50min) → 163°C (90min) → 100°C (15min, pressure release)]. After cooking, the chips were separated from the black liquor, and then disintegrated for 1.5 minutes in a disintegrator (the rotation speed started from 1500 rpm and increased to 2500 rpm), and then cleaned with a flat screen (10 cuts). In order to keep the temperature during pulping constant, the black liquor and the separated cooking chips were collected in a plastic cup and cooled to room temperature, and then pulped in sequence. The screened pulp was collected in a cloth bag connected to the outlet of the flat screen, rinsed five times with 2 L of stored water, and then dehydrated in a washing machine. The pulp obtained was measured for pulp consistency (dried overnight at 105°C), brightness, screening yield (yield), and kappa number (KN) by the following method. The concentration of the cooking aid added shown in Table 1 below was 200 ppm (0.02% by weight) per bone dry chip. In Table 1 below, Pluronic type (condensation type) means a Pluronic type nonionic surfactant of oxyethylene polyoxypropylene condensation type, and C.P. is the cloud point when made into a 1% by mass aqueous solution.
<Cooking liquor>
Composition: active alkali 16% by mass (based on the bone-dry weight of lignocellulosic material), sulfidity 28.3% by mass (based on the bone-dry weight of lignocellulosic material)
Active alkali: NaOH concentration + Na2S concentration converted to Na2O

[蒸解助剤]
蒸解助剤として、表1に示す薬剤を使用した。実施例1~3及び比較例1~3では、表1に示すEO/PO比及び重量平均分子量を有するオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合型のプルロニック型非イオン界面活性剤(受注生産品)を使用した。表1に示すMwは重量平均分子量をいう。比較例4~6は及び参考例1の薬剤は市販のものを使用した。
[Cooking aid]
The cooking aids used were the chemicals shown in Table 1. In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, an oxyethylene polyoxypropylene condensation type Pluronic nonionic surfactant (made to order) having the EO/PO ratio and weight average molecular weight shown in Table 1 was used. Mw in Table 1 refers to the weight average molecular weight. In Comparative Examples 4 to 6 and Reference Example 1, commercially available chemicals were used.

[各種分析]
・パルプ濃度
得られたパルプを105℃で一晩乾燥させ、その前後の重量を測定し、乾燥固形分濃度としてパルプ濃度を算出した。
・白色度
JIS P8222の方法に準じて坪量100g/m2の手抄き紙を作成し、Spectrophotometer(日本電色工業株式会社製、PF7000)を用いて測定した。
・精選収率(yield)
下記式の通り、得られた総絶乾パルプ量を使用した角材の絶乾量で割って算出した。
[精選収率(%)]=総絶乾パルプ量÷角材の絶乾パルプ量×100
・カッパー価(KN)
得られたパルプをサンプルとし、JIS P8211に準じて測定を実施した。
・蒸解促進効果
◎:「精選収率低下0.1未満 or 低下無しor上昇」かつ「カッパー価低減1.0以上」
〇:「精選収率低下0.1未満 or 低下無しor上昇」かつ「カッパー価低下1.0未満」
△:「精選収率低下」かつ「カッパー価低減1.0未満」
×:「精選収率低下」かつ「カッパー価悪化」
[Various analyses]
Pulp Consistency The obtained pulp was dried overnight at 105° C., and the weights before and after drying were measured, and the pulp consistency was calculated as the dry solid concentration.
- Whiteness
Handmade paper with a basis weight of 100 g/ m2 was prepared according to the method of JIS P8222 and measured using a Spectrophotometer (PF7000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
・Selection yield
The total bone dry pulp volume was divided by the bone dry volume of the lumber used, as shown in the following formula.
[Refining yield (%)] = total bone dry pulp volume ÷ bone dry pulp volume of square timber × 100
・Kappa number (KN)
The obtained pulp was used as a sample and measurements were carried out in accordance with JIS P8211.
・Digestion promotion effect ◎: "refining yield decrease of less than 0.1 or no decrease or increase" and "kappa number decrease of 1.0 or more"
〇: "Refining yield decrease of less than 0.1 or no decrease or increase" and "Kappa number decrease of less than 1.0"
△: "Reduced refinement yield" and "Reduction in kappa number less than 1.0"
×: "Decrease in refinement yield" and "Deterioration of kappa number"

結果を表1及び図2に示す。表1及び図2において、Δyield及びΔKNは、上記実験で得られた収率及びカッパー価と、蒸解助剤を含まない蒸解液を用いて上記の蒸解実験と同様に蒸解を行ったブランク(AA:16質量%)の結果との差([各測定結果]-[ブランク])を示す。つまり、Δyieldは+(プラス)側に数値が大きいほど(図2上側に位置するほど)収率が向上したことを示し、ΔKNは-(マイナス)側に数値が大きいほど(図2の左側に位置するほど)カッパー価がより低いことを示す。 The results are shown in Table 1 and Figure 2. In Table 1 and Figure 2, Δyield and ΔKN indicate the difference ([measurement result] - [blank]) between the yield and kappa number obtained in the above experiment and the result of a blank (AA: 16 mass%) in which cooking was performed in the same manner as in the above cooking experiment using cooking liquor containing no cooking aid. In other words, the larger the Δyield value on the + (plus) side (the higher it is in Figure 2), the more the yield is improved, and the larger the ΔKN value on the - (minus) side (the further it is on the left side in Figure 2), the lower the kappa number.

表1及び図2に示すとおり、実施例1~3は、比較例1~6と比較して、蒸解促進効果が優れ、低カッパー価のパルプを得ることができた。また収率の低下も抑制できた。つまり、EO:PO比が60:40~80:20(重量比)であり、オキシプロピレン基の重量平均分子量が500~700であるプルロニック型界面活性剤を含む蒸解液で蒸解することにより、蒸解を促進し、得られるパルプ品質を向上できた。
実施例2は、蒸解助剤としてアントラキノン(50ppm)を用いた場合(データ示さず)と同程度のカッパー価及び収率を実現できた。
参考例2及び3として、活性アルカリ添加量が16.5質量%又は17質量%であり、蒸解助剤を含有しない蒸解液を用いた以外は、上記の蒸解実験と同様に蒸解を行った。表1に示すとおり、実施例1~3は、活性アルカリ添加量が16.5質量%の参考例1よりもカッパー価を低くすることができ、活性アルカリ添加量が17質量%の参考例2と同程度のレベルのカッパー価を実現することができた。
よって、EO:PO比が55:45~85:15(重量比)であり、オキシプロピレン基の重量平均分子量が200~900であるプルロニック型界面活性剤を含む蒸解液で蒸解することにより、収率の低下を抑制しつつ低カッパー価の化学パルプを製造できるといえる。
As shown in Table 1 and Figure 2, Examples 1 to 3 had a superior cooking promotion effect and were able to obtain pulp with a low kappa number compared to Comparative Examples 1 to 6. Also, the decrease in yield was suppressed. In other words, cooking was promoted and the quality of the obtained pulp was improved by cooking with a cooking liquor containing a Pluronic surfactant having an EO:PO ratio of 60:40 to 80:20 (weight ratio) and an oxypropylene group weight average molecular weight of 500 to 700.
Example 2 achieved a kappa number and yield comparable to those achieved when anthraquinone (50 ppm) was used as a cooking aid (data not shown).
In Reference Examples 2 and 3, cooking was carried out in the same manner as in the above cooking experiment, except that the cooking liquor was used with an active alkali addition amount of 16.5 mass% or 17 mass% and did not contain a cooking aid. As shown in Table 1, Examples 1 to 3 were able to lower the kappa number compared to Reference Example 1, in which the active alkali addition amount was 16.5 mass%, and were able to achieve a kappa number at a level similar to that of Reference Example 2, in which the active alkali addition amount was 17 mass%.
Therefore, by cooking with a cooking liquor containing a Pluronic surfactant having an EO:PO ratio of 55:45 to 85:15 (weight ratio) and an oxypropylene group weight average molecular weight of 200 to 900, it is possible to produce a chemical pulp with a low kappa number while suppressing a decrease in yield.

Claims (5)

化学パルプの製造方法であって、
リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解することを含み、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、製造方法。
A method for producing chemical pulp, comprising the steps of:
The method includes alkaline cooking the lignocellulosic material with a cooking liquor that includes a Pluronic-type nonionic surfactant that is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer;
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
前記リグノセルロース材料(絶乾重量)に対して0.01重量%~1重量%となるように、前記非イオン界面活性剤を前記蒸解液に添加することを含む、請求項1記載の製造方法。 The method of claim 1, further comprising adding the nonionic surfactant to the cooking liquor in an amount of 0.01% to 1% by weight based on the bone dry weight of the lignocellulosic material. 前記非イオン界面活性剤の重量平均分子量が、500~3000である、請求項1又は2に記載の製造方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight of the nonionic surfactant is 500 to 3,000. リグノセルロース材料を、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む蒸解液を用いてアルカリ蒸解することを含む、リグノセルロース材料の蒸解方法であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、蒸解方法。
1. A method for cooking lignocellulosic material, comprising alkaline cooking the lignocellulosic material with a cooking liquor comprising a Pluronic-type nonionic surfactant which is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer,
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The cooking method, wherein the weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーであるプルロニック型非イオン界面活性剤を含む、リグノセルロース材料のアルカリ蒸解用の蒸解助剤であって、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシエチレン基(EO)とオキシプロピレン基(PO)との比率(EO:PO)が、55:45~85:15(重量比)であり、
前記非イオン界面活性剤におけるオキシプロピレン基の重量平均分子量が、200~900である、蒸解助剤。
1. A cooking aid for alkaline cooking of lignocellulosic material comprising a Pluronic-type nonionic surfactant which is a polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer,
the ratio (EO:PO) of oxyethylene groups (EO) to oxypropylene groups (PO) in the nonionic surfactant is 55:45 to 85:15 (weight ratio);
The weight average molecular weight of the oxypropylene group in the nonionic surfactant is 200 to 900.
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