JPH0156197B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、製紙及びその関連分野で、メカニカ
ルパルプ、熱メカニカルパルプ、ケミカル−メカ
ニカルパルプ及びケミカル−熱メカニカルパルプ
を過酸化水素により漂白する方法に関するもので
ある。 これらのパルプは、以下の説明では、「メカニ
カル起源のパルプ」と表現する。 従来の技術 これらのパルプは、通常木材、一般にはチツプ
から石臼粉砕機、デイスク粉砕機またはリフアイ
ナーを用いてリグノセルロース材料を機械的に粉
砕することによつて、工業的規模で製造される。
さらに目的とするパルプに応じて、水蒸気及び／
または亜硫酸ナトリウム等の化学反応剤による前
処理を上記の操作と組み合わせて用いることもあ
る。 この種の操作の固体収率は通常極めて高く、一
般に90％で、それ以上になることもある。 高収率パルプとして知られる上記メカニカル起
源のパルプは、このパルプから製造される製品の
工業的は品質と経済的な要求を同時に満足させる
ために効率的に、しかも材料の損失を最小にして
漂白しなければならない。 アルカリ性媒質中で過酸化水素等の酸化剤を使
用して、メカニカル起源のパルプを漂白すること
は、公知である。 発明が解決しようとする課題 このような従来の漂白作業を実施するための最
適温度は、例えば、シーダブリユー デンス（C.
W.Dense）及びエス オーモリ（S.Omori）「タ
ツピ ジヤーナル（Tappi Journal）」1986年10
月、120−125頁もしくはフランス国特許第
2371544号に記載されているように、一般に60か
ら70℃であり、100℃以上では、効果的な漂白を
することはできないと考えられている。。 すなわち、上記のフランス国特許及びダブリユ
ー イー ルナン（W.E.Lunan）、ケー ビイ
マイルズ（K.B.Miles）及びダブリユー デー
メイ（W.D.May）「プロシーデイング タツピ
（Proceedings Tappi）」1983年パルプ会議第１
巻、239−253頁に記載されているように、100℃
を越えると、過酸化水素の分解が極度に速くなる
ためと、水蒸気特有の有害な効果が起こるため
に、漂白効果がなくなる。 一方、上記のフランス国特許によると、100か
ら150℃の温度で、水蒸気雰囲気で、アルカリ剤
の存在下で過酸化水素を用いると、満足できる漂
白を実施することができるということが記載され
ている。しかし、これは、漂白される材料に対す
る過酸化水素の作用が、メカニカルな粉砕及びリ
フアイニング作用による繊維の解裂作用と同時に
働く場合だけであり、この時間は数秒間でしかな
い。 本発明は、上記のような公知の条件を含んでい
るが、それとは異なる結果を得ることのできる効
果的な漂白の方法を提供するものである。 課題を解決するための手段 本発明の提供する方法は、100℃以上の温度で、
アルカリ剤と飽和水蒸気の存在下で過酸化水素を
作用させるメカニカル起源のパルプの漂白方法に
おいて、パルプをPH９以下で、金属錯化剤もしく
は金属イオン封鎖剤を用いて処理し、次いで、95
％以上の効率で洗浄し、最後に、250℃以下の温
度で、上記温度における飽和蒸気の圧力下で、１
から30分間の間、メカニカルな粉砕作用を作用さ
せずに、過酸化水素の作用を受けさせることを特
徴とする。 上記の錯化もしくは金属イオン封鎖処理では、
金属イオン封鎖剤が乾燥パルプ重量に対して約
0.1から１重量％の割合で使用される。他に特に
記載がないか、明らかな場合以外は、以下の説明
での生成物の量は、総て、乾燥パルプ重量に対す
る重量％を示す。 通常、錯化剤もしくは金属イオン封鎖剤は、ト
リポリリン酸ナトリウム、テトラピロリン酸ナト
リウム、及びクエン酸、ニトリロトリ酢酸、エチ
レンジアミンテトラ酢酸及びジエチレントリアミ
ンペンタ酢酸のナトリウム塩の中から選択され
る。 ほとんどの場合、上記錯化剤もしくは金属イオ
ン封鎖剤を使用する処理は、PH４から８で実施さ
れるが、本発明の結果はその数値には無関係であ
る。 圧力が不要な状態で、上記の錯化速度もしくは
金属イオン封鎖速度を早くするためには、好まし
くは100℃以下、但し一般に20℃以上の温度、例
えば50から95℃の温度で錯化もしくは金属イオン
封鎖を実施する。錯化剤もしくは金属イオン封鎖
剤を使用する本発明のこの処理では、コンシステ
ンシ、すなわち処理媒体中の乾燥パルプ重量％
は、かなり広い範囲、約５から30％の範囲内で変
化させることができる。通常、経済性と以後に行
われる洗浄の効率との兼ね合いで、コンシステン
シは約10から15％にするのが最適である。錯化剤
もしくは金属イオン封鎖剤を用いた上記処理時間
は、他のパラメータによつて変化するが、一般に
は、約５分から２時間である。 洗浄とは、ほぼ完全に、この場合にはしかも効
率的に、パルプ中に存在する液体を除去すること
を意味する。この脱水は、例えば、フイルタ上で
パルプをプレスするか、パルプを希釈し、プレス
することによつて行う。この希釈−プレス操作は
繰り返して行うことができ、希釈は一般に水を用
いて行う。 錯化剤もしくは金属イオン封鎖剤を用いた上記
処理に続いて行う洗浄は、一般に約20から90℃、
経済的上の理由から多くの場合は20℃から60℃の
温度で実施される。 パーセントで表示される効率は、洗浄前にパル
プ中に存在した液相の除去の程度を意味する。従
つて、パルプをコンシステンシ10％から20％へ脱
水した場合には、洗浄効率55.5％として解釈され
る。10％のコンシステンシのパルプから20％のコ
ンシステンシのパルプへ脱水し、次いで、パルプ
をコンシステンシ10％まで希釈し、再びコンシス
テンシ20％まで脱水した場合には、洗浄効率80％
と解釈される。 同様に、経済的な理由だけでなく、より良い漂
白効率を保証するために、本発明の方法では、過
酸化水素は120℃以上の温度、例えば、140℃以上
の温度で作用させる。 使用する過酸化水素の量は、一般に、メカニカ
ル起源のパルプの従来の漂白で認められている量
である。従つて、約0.5から10％、多くの場合、
少なくとも約２％である。 過酸化水素と共に用いられる、本発明を実施す
るのに適してアルカリ剤は、水酸化ナトリウムで
ある。通常、水酸化ナトリウムは、約0.25から５
％の割合で使用される。この時、水酸化ナトリウ
ム／過酸化水素の重量比は、0.2から１の間であ
るのが好ましい。 本発明では、過酸化水素がその効果を完全に発
揮でき、しかも、好ましくは従来の漂白作業より
も短時間で行なえるうに過酸化水素の反応時間を
選択する。この反応時間は、一般に15分以下であ
り、通常は約５分である。 上記のように、過酸化水素の作用は、選択した
温度での飽和水蒸気の圧力にほぼ等しい圧力下で
媒体中で行われる。この圧力は通常２から40絶対
バールである。 過酸化水素と接触させるパルプのコンシステン
シはできるだけ高くなるように選択するのが好ま
しいが、他の生成物と上記パルプとの混合物が満
足できる均質混合物となるような相溶性を維持し
ているのが好ましい。このことは、一般に、混合
物のコンシステンシを約30％未満あるいはほぼ25
％未満に限定するということを意味する。一方、
約10％未満であることが好ましいことはほとんど
ない。 本発明では、過酸化水素の漂白作用の有効性に
重要な役割をする過酸化水素を安定させる効果の
ある化合物を存在させずに、メカニカル起源のパ
ルプを高い漂白効果で漂白することができる。し
かし、例えば、通常約２から６％の割合で使用さ
れるケイ酸ナトリウム、一般に0.05から0.5％の
量で使用される硫酸マグネシウム等のマグネシウ
ム塩、約0.05から２％の割合で使用されるクラレ
ンヌ（Clarene：登録商標）等のポリ（α−ヒド
ロキシアクリル）酸誘導体の化合物を存在させる
ことによつて過酸化水素の作用を向上させること
ができる。 本発明の方法は、錯化剤もしくは金属イオン封
鎖剤を用いた処理と原パルプまたは過酸化水素を
用いて洗浄したパルプとアルカリ剤との混合を実
施することのできる一般にパツグミル型の混合手
段と、例えばフイルタとプレス等の洗浄手段と、
過酸化水素作用段階で使用される例えばスクリユ
型のパルプ推進装置を備える管反応装置もしくは
オートクレーブのような耐圧・蒸気密封装置によ
つて主として構成されるプラントを用いて、連続
的にもしくは不連続的に実施することができる。 実施例 以下、実施例を用いて本発明をする。本発明の
利点は以下の実施例からより明らかになるであろ
う。しかし、以下の実施例は、本発明を何ら限定
するものではない。なお、実施例の中には、比較
例として挙げたものもある。 以下の実施例では、以下の点は共通である； (a) 反応物の量は、前記のように、乾燥状態のパ
ルプに対する重量％で表される。 (b) ジエチレントリアミンペンタ酢酸（DTPA）
は、水溶液中のナトリウム塩の形で40重量％の
濃度で使用される。表示した量は、この水溶液
の量である。 (c) ケイ酸という語は、相対密度1.33のケイ酸ナ
トリウムの水溶液を意味する。表示した量はこ
の水溶液の量である。 (d) 略号LSは、クラレンヌ（Clarene：登録商
標）を示す。 (e) 過酸化水素は、35重量％の濃度の過酸化物水
溶液の形で使用される。表示した量は、100％
過酸化水素の量であり、これは消費された過酸
化水素の量でもある。 (f) 過酸化水素を作用させる前に、漂白されるパ
ルプを錯化処理および洗浄処理される。これら
の処理をしない場合を実施例では比較のために
示してある。この場合には実施例番号の後にＣ
を付けてある。本発明方法の実施例に対応する
前者の場合には、パルプ処理は、パツグミル中
で、DTPA0.5％を使用して、60℃（実施例１
から11の場合）または90℃（実施例12から14の
場合）で、15分間行われる。なお、上記各実施
例およびその比較用の実施例ともにPHは４から
８で同一とし、コンシステンシ10％は実施され
る。何れの場合にも、次の洗浄は上記処理で
DTPA処理されたパルプを60℃の水で希釈し、
フイルタ上でプレスして95％以上の効率で行わ
れる。 (g) 原料パルプまたはDTPA処理後に洗浄した
パルプは、過酸化水素と、水酸化ナトリウム
と、水（ここでは所望の20％のコンシステンシ
を得るのに十分な量の）水と、さらに、必要に
応じて、ケイ酸もしくは前記クラレンヌ（登録
商標）と混合され、20から25℃の温度で５分以
下の短時間混合物・粉砕される。その後、パル
プを導入し且つ選択した温度Ｔでの圧力を維持
するための飽和蒸気の漏出を防ぐロツク室を備
えた耐圧オートクレーブ型反応装置内で過酸化
水素を作用させる。 (h) オートクレーブを減圧し、急速に冷却した後
に回収したパルプの白色度は、カール ゼイス
（Carl Zeiss）型エルレホ（Elrepho）分光光度
計を使用して測定する（457nｍ）。 実施例 １から11 これらの実施例は、各々、樹脂質の木を石臼粉
砕した白色度53.7％から乾燥重量38.2ｇの砕木パ
ルプ100ｇを漂白した場合に関するものである。 下記の第１表は、本発明方法の場合および比較
のための方法の場合の各実施例において、過酸化
水素を作用させる条件とそれによつて得られた結
果を示している。 これら実施例の結果から、本発明の方法を用い
ることによつて、白色度を80％近くまで大きく向
上させることができるということが分かる。この
数値は好ましい実施条件ではさらに大きくするこ
とができる。 この白色度の向上は、過酸化水素の消費量をか
なり減らして行うことができ、少なくともこの消
費量が実際に増大するということはない。すなわ
ち、過酸化水素を実質的に節約して、所定の白色
度が達成される。 本発明による実施例では、乾燥状態のパルプの
重量の変化は認められない。

【表】 実施例 12から14 これらの実施例は、各々、白色度59.6％および
乾燥重量40ｇのケミカル熱メカニカル亜硫酸塩パ
ルプ100ｇを漂白した場合に関するものである。 下記の第２表は、本発明による方法または比較
のための方法による各実施例での、過酸化水素を
作用させる条件とそれによる得られた結果を示し
ている。 実施例１から11について説明したことは、これ
らの実施例12から14についても当てはまる。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルカリ剤と飽和水蒸気の存在下で100℃以
   上の温度で過酸化水素を作用させることによつて
   メカニカル起源のパルプを漂白する方法におい
   て、 (a) 上記パルプをPH９以下で金属錯化剤または金
   属イオン封鎖剤を用いて処理し、 (b) 次いで、95％以上の効率で洗浄し、 (c) その後、メカニカルな粉砕作用を加えずに、
   アルカリ剤と飽和水蒸気の存在下で100℃以上
   且つ250℃以下の温度且つこの温度での飽和水
   蒸気の圧力下で１から30分間、過酸化水素を作
   用させることを特徴とする方法。 ２ 金属錯化剤または金属イオン封鎖剤の量が
   0.1から１％であることを特徴とする請求項１に
   記載の方法。 ３ 金属錯化剤または金属イオン封鎖剤による処
   理をPH６から８で実施することを特徴とする請求
   項１または２に記載の方法。 ４ 金属錯化剤または金属イオン封鎖剤による処
   理を50から95℃の範囲の温度で実施することを特
   徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の
   方法。 ５ 上記の洗浄を20から90℃の温度で実施するこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に
   記載の方法。 ６ 過酸化水素を120℃以上の温度で作用させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項
   に記載の方法。 ７ 過酸化水素の量が２から10％であることを特
   徴とする請求項１から６のいずれかの一項に記載
   の方法。 ８ 過酸化水素が作用する際に存在させるアルカ
   リ剤が0.25から５％の水酸化ナトリウムであり、
   使用される過酸化水素に対するこの水酸化ナトリ
   ウムの重量比が0.2から１重量％であることを特
   徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の
   方法。 ９ 過酸化水素が作用する時間が15分以下である
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項
   に記載の方法。 １０ 過酸化水素の安定化剤の存在下で過酸化水
   素を作用させることを特徴とする請求項１から９
   のいずれか一項に記載の方法。 １１ 上記の過酸化水素の安定化剤がケイ酸ナト
   リウム、マグネシウム塩およびポリ（α−ヒドロ
   キシアクリル）酸誘導体によつて構成される群の
   中から選択されることを特徴とする請求項１０に
   記載の方法。