JPH02118191A - 製紙用機械パルプの製造方法及び紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、白色度を向上させた製紙用機械パルプを製造
する方法並びに白色度の高い高品質の紙を製造する方法
に関するものである。

（従来の技術） 近年、世界的な紙需要の急増に伴い、パルプの生産量も
増加の一途を辿っているが、これに関連してパルプ収率
が非常に高い機械パルプに対する期待が高まってきてい
る。機械パルプは、クラフトパルプと比較して、パルプ
収率が格段に高いほかに、嵩高で不透明度が高いという
特長があるが、その反面、漂白後の白色度及びパルプ強
度については、クラフトパルプよりも劣ることが問題と
されている。このうち、パルプ強度については、亜硫酸
ナトリウムによりスルホン化を行うことで、大幅に改善
されることが見い出され、この方法は既に実用化されて
いるが、一方の白色度の改善については、未だ満足ので
きる方法が開発されていない。

製紙用機械パルプの漂白は、殆どパルプ収率の低下を起
こさない方法によって行われる。この漂白方法には２種
類あり、アルカリ性過酸化水素等を使用する酸化漂白と
、亜ニチオン酸塩による還元漂白である。このうち、漂
白刃の強い酸化漂白が一般的に使われており、この方法
では、着色の原因となるリグニン中の共役二重結合をペ
ルオキシドアニオンが破壊し、白色度を向上させる。し
かし、同時に過酸化水素に対して安定な着色構造が生成
してしまうために白色度のレベルオフは避は難（、結果
として白色度の向上は約２０％が限度であるとされてい
る。このようなことから、更に高い白色度を実現するた
めに、過酸化水素漂白を多段式に行ったり、或いは還元
漂白と組合わせたりすることが提案されている。しかし
、このような方法を実生産に適用すると設備が膨大で操
作も複雑となり、製造コストが高いものとなってしまう
。

また、特開昭６０−２３８７８号公報や特開昭６２−２
２０１９０号公報には、リグニン分解酵素の製法及びそ
の利用について記載されているが、製紙廃水中に多量に
含まれているリグニンを分解して、廃水処理に役立てる
ことを提案するものにすぎない。

一方、特開昭５１−１４９９７６号公報、特開昭５４−
１４７２０２号公報には、ラミー、ジュート等の軟質系
麻類、がんび、みつまた等のじん皮繊維類の如きペクト
セルロース系繊維に対して、ペクチン分解酵素を作用さ
せて繊維間結合を担うペクチン質を分解することによっ
て、分繊化繊維を製造することが提案されている。この
方法は、ペクチン質を多量に含むという、軟質系麻類や
じん皮繊維類に特有の性質を利用したものであるが、多
糖類であるペクチン質を分解しても、それ自体で白色度
が向上するものではない。また、この分繊化方法は、こ
れらペクトセルロース系繊維と比較して遥かにペクチン
質の少ない木材繊維の分繊化には、殆ど効果がない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、木材丸太、木材チップを原材料とする木材繊
維に関して、酸化漂白及び還元漂白による到達白色度の
向上には限界があるとの認識から、より高い白色度のパ
ルプが得られる新規な製造方法を提供し、併せて高白色
度の紙を製造する方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 製紙用機械パルプの過酸化水素による漂白特性を見てい
くと、漂白後の到達白色度は、漂白前の白色度に依存す
ることが知られている。例えば、未漂白の状態で白色度
に差のある数種の機械パルプを同一条件で過酸化水素漂
白しても、その白色度の序列は変わらない。このような
ことから、本発明者らは、機械パルプの到達白色度を向
上させるためには、酸化漂白或いは還元漂白に先立って
、機械パルプの白色度をある程度上げておくことが効果
的であるとの認識から、更に研究を進め本発明に到達し
た。

即ち、本発明に係る製紙用機械パルプの製造方法は、木
材丸太又は木材チップを磨砕又は解繊してカナダ標準濾
水度５０〜７００　ｍｌの製紙用機械パルプのスラリー
を調製し、このスラリーにペクチン質分解活性を有する
酵素を添加して酵素処理した後、更に叩解してカナダ標
準濾水度を低下させろ過程で白色度を向上させることを
特徴とするものであり、また、上記の製法によって白色
度を向上させた製紙用機械パルプを、更に酸化漂白及び
／又は還元漂白することを特徴とするものである。一方
、本発明に係る紙の製造方法は、上記の製法によって製
造された製紙用機械パルプを抄紙することを特徴とする
ものである。

本発明で酵素処理の対象とするのは、木材丸太又は木材
チップを磨砕又は解繊して得られたカナダ標準濾水度５
０〜７００　＋＋＋Ｉの製紙用機械パルプであって、５
ＧＷ（ストーングラウンドウッド）、ＲＭＰ　（リファ
イナーメカニカルパルプ）、ＴＭＰ（サーモメカニカル
パルプ）等が例示される。

磨砕や解繊に際しては、グラインダーやりファイナ−等
が使用される。通常の木材チップやこれを細かくした程
度では、木材の強固な組織構造が残っているために、酵
素が活発に作用することができないので、少なくとも一
次解繊され、カナダ標準濾水度が所定の範囲にあるもの
でなければならない。

既述の通り、軟質系麻類やじん皮繊維にはペクチン質が
多量に含まれているが、一般的な製紙用原料である木材
中には、ペクチン質は僅かしか存在しない。ペクチン質
は、未だリグニンが沈着していない早熟細胞、即ち一次
壁のみからなる形成層細胞の中間層における主要成分で
あると言われ、本化した木材中では、組繊細胞のうち中
間層と一次壁に存在していて、細胞間の接着に寄与して
いると言われている。しかし、その含量は他の成分に比
較して非常に少ない。構造的には、α−Ｄ−ガラクツロ
ン酸の他にラムナン、アラビナン、ガラクタン等の中性
糖が含まれる多糖で、カルボキシル基は種々の割合いで
メチルエステル化されていることが知られているが、必
ずしも明確ではない。

このペクチン質を分解する酵素としては、メチルエステ
ルを分解するペクチネステラーゼ（ベクターゼ）、ガラ
クツロニド結合を加水分解するポリガラクツロナーゼ（
ペクチナーゼ）、ガラクツロニド結合を脱離反応によっ
て開裂をさせるペクチントランスエリミナーゼなどが使
用される。これらの酵素は、単独に又は併用して用いら
れ、０゜０５〜５．０重量％（対絶乾パルプ）、好まし
くは０．１〜１．０重量％を、機械パルプのスラリーに
添加する。

酵素処理に当たって、機械パルプスラリーの濃度は０．
３〜１０重量％、好ましくは１〜３重量％であり、ｐＨ
２〜７、好ましくはｐＨ４〜５に調整する。また、スラ
リーの温度は２０〜７０℃、好ましくは４０〜５０℃で
、静置するか静かに撹拌しながら、短ければ１時間、長
ければ７日程度続ける。一般的に、酵素処理の時間は長
い程効果的であるが、実生産上の制約を考慮して処理時
間を決めれば良い。また、酵素には、夫々活性の最適条
件があるので、その条件に合せて処理することが望まし
い。

酵素処理された機械パルプは、叩解してカナダ標準濾水
度を低下させる過程で、リグニンを脱離し、白色度を向
上させる。叩解は、ディスクリファイナ−やＰＦＩミル
等、どのようなものを用いても差支えない。

本発明においては、上記のように酵素処理後に叩解され
て白色度が一定レベルに達した機械パルプを、更に酸化
漂白或いは還元漂白、またはこれらを併用することで更
に白色度を向上させた機械パルプを製造することができ
、また、このようにして製造された機械パルプを定法に
従って抄紙することで、高品質の紙を造ることができる
。

（作用） 機械パルプは、酵素処理によって成る程度白色度を向上
させるが、叩解を行うことによって、極めて顕著な白色
度の向上が示される。これは、先ず、第一段階として、
酵素が作用し易い状態であるカナダ標準濾水度５０〜７
００　ｍｌの機械パルプのスラリーにペクチン質分解酵
素を添加すると、ペクチン質のうち比較的表面近くに存
在するものが、酵素によって分解される。このペクチン
質はパルプ繊維のセルロースやリグニンと結合している
ので、結果的にその結合が緩むことになる。次に、第二
段階として、パルプ繊維に叩解の物理的な力を作用させ
ると、結合に緩みのあったリグニンはパルプ表面から容
易に脱離することになる。

更に、上記のように、酵素処理と叩解処理によって、白
色度を一定レベルまで向上させた機械パルプを、酸化漂
白或いは還元漂白又はそれらの併用によって漂白すると
、あたかも白色度の高い木材丸太や木材チップを原料と
したときと同じように、漂白前の白色度の高さが有効に
作用して、高い到達白色度の機械パルプが得られること
になる。

このように白色度の良好な製紙用機械パルプを抄紙原料
とすることで、高白色度の紙を製造することができる。

（実施例） 以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。

［実施例１］ 針葉樹材（ニドマツ、トドマツ混合）チップをリファイ
ナーによって解繊し、カナダ標準濾水度６６０　ｍｌの
未漂白ＴＭＰのスラリーを得た。このＴＭＰスラリーを
酢酸緩衝液でｐＨ４，０に調整し、またパルプ濃度を３
重量％に調整した後、ぺクチナーゼ（スイス・フル力社
製）を０．１重量％添加し、温度４０℃で１時間静かに
撹拌した。

次に、シングルディスクリファイナ−でカナダ標準濾水
度が３５０　ｍｌになるまで叩解した。

得られたパルプを用いて抄紙するに当り、機械パルプの
特性に応じて次にようにした。先ず２ｇ相当のパルプを
抄紙し、ワイヤーを通過した微細繊維含有水を容器に貯
えた。ワイヤー止まりのパルプを廃棄した後、先の微細
繊維含有水を稀釈水として、１回目と同じ手順で抄紙し
、この作業を５回繰返した。次に、この微細繊維含有水
を稀釈水として、Ｔ　Ａ　Ｐ　Ｐ　ｌ−Ｔ２Ｏ５−ｏｓ
−７１に従って抄紙し、品質試験に供する坪量６０ｇ／
ａｌの抄紙シートを得た。

［実施例２］ 実施例１において、ペクチナーゼの代りにペクトリアー
ゼＹ−２３（盛進製薬製）を用いた他は同様にして、抄
紙シートを得た。

［比較例１］ 実施例１において、ペクチナーゼによる酵素処理を行わ
なかった以外は同様にして、抄紙シートを得た。

［比較例２］ 実施例１において、リファイナーによる解繊をカナダ標
準濾水度６６０　ｍｌに代えて３５０　ｍｌまで行うと
共に、酵素処理後の叩解を省略した以外は同様にして、
抄紙シートを得た。

［実施例３］ 実施例１の抄紙に使用したパルプを更に白色度を向上さ
せるために、過酸化水素により漂白した。

先ず、パルプに硅酸ナトリウム３．８重量％、過酸化水
素４重量％を添加し、水酸化ナトリウム溶液でｐＨＬ　
１に調整し、最終的にパルプ濃度が１０重量％となるよ
うにした。これを７０℃で３時間保持し漂白した後、濾
紙上で良く水洗した。

得られたパルプを用いて、実施例１と同様にして、抄紙
シートを得た。

［比較例３コ 実施例３において、過酸化酸素漂白に使用したパルプが
、比較例１で抄紙に使用したパルプである以外は同様に
して、抄紙シートを得た。

［実施例４］ 針葉樹材（ニドマツ、トドマツ混合）チップをグライン
ダーにより解繊して得られたＳＧＷを、更にリファイナ
ーによってカナダ標準濾水度１５０１１１１のまで解繊
した。このＳＧＷスラリーをパルプ濃度３重量％とじ、
酢酸緩衝液でｐＨ４，０に調整した後、ペクチナーゼＧ
（大野製薬製）を１゜０重量％添加し、温度４５℃で６
時間保持した。

次に、ＰＦ［ルを使用してカナダ標準濾水度８０ｍ１ま
で叩解し、得られたパルプを用いて、実施例１と同様に
して抄紙した。

［比較例４］ 実施例４において、ペクチナーゼＧによる酵素処理を行
わなかった他は同様にして、抄紙シートを得た。

以上の実施例及び比較例で得られた各抄紙シートについ
て、白色度と比散乱係数をハンター白色度計で測定する
と共に、ＪＩＳ　　Ｐ８１１３に従って引張強度から裂
断長を測定した。測定結果は、次の表に示す通りである
。

表１ （発明の効果） 本発明は、木材を原料とする製紙用機械パルプをペクチ
ン質分解活性を有する酵素によって処理し、その後叩解
することで繊維表面に存在するリグニンを極めて効果的
に脱離するものであるので、白色度を向上させたパルプ
の製造に有用である。

一方、本発明は、機械パルプ中に極めて少量台まれてい
るペクチン質を分解するものであるので、パルプ収率の
低下は全くなく、経済性においても優れている。更に、
このようにして得られた機械パルプを酸化漂白、還元漂
白等漂白処理することで、到達白色度の高い機械パルプ
を製造することができる。また、本発明によって製造さ
れた機械パルプを使用すれば、白色性、不透明性に優れ
、強度においても良好な紙を製造することができる。

本発明に係る機械パルプ及び紙の製造方法は、既設の工
場設備に酵素処理の設備を付設することで、容易に実用
化することができるので、実施のための設備改造費も安
価で済むという利点がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）木材丸太又は木材チップを磨砕又は解繊してカナ
   ダ標準濾水度５０〜７００ｍｌの製紙用機械パルプのス
   ラリーを調製し、このスラリーにペクチン質分解活性を
   有する酵素を添加して酵素処理した後、更に叩解してカ
   ナダ標準濾水度を低下させることを特徴とする製紙用機
   械パルプの製造方法。
2. （２）請求項１によって得られた製紙用機械パルプを、
   更に酸化漂白及び／又は還元漂白することを特徴とする
   製紙用機械パルプの製造方法。
3. （３）請求項１または２によって製造された製紙用機械
   パルプを、定法に従って抄紙することを特徴とする紙の
   製造方法。