JPH02160997A - ピッチトラブル防止法 - 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、グラウンドウッドパルプ（以下ＧＰと略）等
の機械パルプの製造工程あるいは機械パルプを使用する
製紙工程で生ずるピッチトラブルを防止する方法に関す
るものである。

（従来の技術） ＧＰ等の機械パルプは、丸太あるいはチップをグライン
ダーあるいはりファイ−で磨砕するという簡単な機械的
処理でパルプ化されるもので、アルカリ等の化学薬品を
使う化学パルプに比較して、強度では劣るが、収率が高
く、コストも安く、不透明度が高いという長所を有する
。しかし、その反面、機械的な磨砕をパルプ化の手段と
するために、木材成分がほとんど変化せずにパルプ中に
残留することになる。一般に木材はセスロース、ヘミセ
ルロース及びリグニンの主要３成分の他に、有機溶媒抽
出物であるピッチ成分を１〜１０％程度含んでいる。樹
種によりピッチ成分は量的、質的に異なるが、機械パル
プの主原料である針葉樹材は、脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸
グリセライド等のピッチ成分を多量に含有していること
が知られている。これらピッチ成分はパルプ化の際に一
部がパルプから離脱して、浮遊状態になったり、繊維表
面に付着し又は被覆した形となり、パルプ化前の固定さ
れた状態から解き放たれた状態となる。

脱離し、白水中に浮遊しているピッチは０．２〜２ミク
ロン程度の微粒子で、いわゆるコロイダルピッチといわ
れている。

一般に紙は各種パルプ化工程で製造されたパルプが、精
撰工程を経て製紙用副資材と混合された後、抄紙工程に
送られて製品となる。この一連の工程の中で、遊離の浮
遊ピッチあるいは付着ピッチがパイプ、タンク、ワイヤ
一部あるいはロール部等に堆積し、紙汚れや紙切れ等を
起こし、いわゆるピッチトラブルを生ずるのであり、機
械パルプが多量に配合された場合はピッチトラブルが頻
発し易い。

ピッチトラブルを防ぐ方法として従来から行われてきた
代表的な方法の一つは、原木の丸太を伐採した後、屋外
に積み上げて長期にわたって放置・枯化させるいわゆる
シーズニングと呼ばれる処理である。他の方法としては
、例えば特公昭５０２２６０６号公報に記載されている
ように、パルプ化及び抄紙工程で種々の付加モル数を有
するポリオキシエチレンのアルキルエーテルあるいはア
ルキルフェニル誘導体やそれらを主成分とする界面活性
剤を添加する方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記シーズニング法によれば、材中のピッチ成分は主に
空気酸化により変質し減少するが、シーズニングには広
大な土地と３ケ月から６ケ月、場合によってはそれ以上
の期間を要するという問題を抱えており、現状ではシー
ズニングのみによってピッチトラブルを防止するのは困
難である。

方、界面活性剤を添加する方法は、微粒子ピッチを分散
させ、堆積を阻止する効果があるとされているが、根本
的なピッチトラブル防止法とはなっていない。

本発明は、機械パルプの製造工程あるいは機械パルプを
使用する抄紙工程において、依然として大きな問題とな
っているピッチトラブルを防止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） 本発明者らは、ピッチトラブル防止の有効手段を見出す
ために、先ず機械パルプの代表的な原木であるアカマツ
材から抽出されたピッチ成分と、アカマツを原木として
ＧＰを製造する工程あるいはアカマツＧＰを使用する抄
紙工程で堆積したピッチ成分を詳細に検索した結果、堆
積したピッチの主成分は材由来の成分であり、特にトリ
グリセライド及び脂肪酸、樹脂酸とその金属塩が多いこ
とが明らかになり、又堆積ピッチには常に多量のトリグ
リセライドが含まれていることも明らかになった。これ
らの結果から、トリグリセライドがピッチトラブルの主
な原因物質の一つと推定される。

本発明者らは、ピッチトラブルの防止にはトリグリセラ
イドを何等かの方法で分解・除去することが有効である
との観点から種々の化学的、生化学的方法を試みた結果
、実際の工程におけるパルプや紙の品質及び操業条件に
悪影響を及ぼすことなく、トリグリセライドを分解し、
ピッチの堆積を防止するには、脂肪酸グリセライド加水
分解酵素を使用することが最適であることを見出し、本
発明を完成した。

即ち、本発明に係るピッチトラブルの防止方法は、機械
パルプの製造工程及び／又は機械パルプを使用する製紙
工程において、製紙原料及び／又は白水を脂肪酸グリセ
ライド加水分解酵素で処理して製紙原料及び／又は白水
中のピッチを除去することを請求項１の特徴とし、酵素
として、アスペルギルス・ニガー（ＡｓｐｅＢｉｌｌｕ
ｓ　ｎｉｇｅｒ）、　　シュードモナス自フルオレッセ
ンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ目ｕｏ＋ｅｓｃｅｎｓＬ
　　シュードモナス・フラジ（Ｐｓｅｕｄ。

ｍｏｎａｓ　Ｉ＋ａｇｉ）、ゲオトリクム・カンディデ
ウム（Ｇｅｏｔ＋ｉｃｈｕｍ　ｃａｎｄｉｄｕｍ）、又
はカンディダ・シリンドラセア（Ｃａｎ＋ｌ１ｄａ　ｃ
ｙｌｉｎｄ＋ａｃｅａ）から選択される１種以上の微生
物が生産する脂肪酸グリセライド加水分解酵素を使用す
ることを請求項２の特徴とするものである。

本発明に用いる酵素は、ピッチの主たる成分の１つであ
るトリグリセライドを加水分解する酵素である。脂肪酸
グリセライド加水分解酵素であればどの種類でも効果が
あり、この酵素を生産する微生物としてアスペルギルス
・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｔｕｇ　ｎｉｇｅ＋）　、　　
シュードモナス・フルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏ
ｎａｓ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）、　　シュードモナ
ス・フラジ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａ＋　ｆ＋ａｇｉ）、
ゲオトリクム・カンディデウム（Ｇｅｏｌｒｉｃｈｕｍ
　ｃａｎｄｉｄｕｍ）、カンディダーシリンドラセア（
Ｃａｎｄｉｄａｃｙｌｉｎｄ＋ａｃｅａ）ムコールｅジ
ャワニクス（Ｍｕｃｏ「１ａｖａｎｉｃｕ＋）、　　リ
ゾプス０ジヤワニクス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　１ａｖａｎ
ｉｃｕｓ）　。

リゾプス・プレｖ　（Ｒｈｉｘｏｐｕｓ　ｄｅｌｅｍａ
ｒ）、　　リゾプス・ニベウス（Ｒｈｉｘｏｐｕｓ　ｎ
１ｖｅｕｓ）、　　リゾプス（Ｒｈｉｚ。

ｐｕｓ）属糸状菌を例示することができるが、上記例示
中１〜５番目に記載の微生物が生産する脂肪酸グリセラ
イド加水分解酵素は特に有効である。

機械パルプの製造工程或いは機械パルプを使用する製紙
工程において、これらの酵素を用いるには、グラインダ
ー又はリファイナーで磨砕して得られる濃械パルプを含
有する製紙原料スラリーに対して、前記酵素を機械パル
プに対し重量比０，１〜１１０００ｐｐを添加し、静置
又は静かに撹拌する。この場合、温度は１０〜７０°Ｃ
が適当で、３５〜５５℃が最適である。１０°Ｃ以下で
は酵素の作用が鈍く、反応速度が遅くなり、７０℃以上
では酵素が失活するおそれがある。又、一般に酵素の添
加量が多いほど反応速度も大きくなるが、この場合、基
質となるトリグリセライドの量から計算して機械パルプ
に対し１１０００ｐｐあれば充分であり、それ以上の添
加は経済的にも不利となる。さらに、ｐＨ範囲は３〜１
１が適切で、この範囲以外では酵素の活性が著しく阻害
されてしまう。

又、パルプ化及び製紙工程では、多量の水を使用してい
るが、大部分は循環・再使用している。

これらの循環白水はピッチ成分を含んでいるので、循環
白水に対して酵素を適用することによっても、ピッチト
ラブルを防止することができる。この場合、前記脂肪酸
グリセライド加水分解酵素を白水に直接添加したり、酵
素及び酵素を菌体外に生産する微生物を担体結合法、架
橋法及び包理法などの公知の方法で固定化したいわゆる
固定化酵素や固定化微生物を使用しても優れた効果が得
られる。

本発明に係る方法は、処理対象トリグリセライドに対し
て酵素反応という極めて選択性の高い反応を起すもので
あり、しかも反応そのものが温和であるので、処理され
た製紙原料に変質がなく、既存の操業に対しても不都合
な影響を与えることがない。

（作　用） ピッチトラブルの原因となるピッチ堆積のメカニズムに
ついては、パルプ繊維、ピッチ、金属イオン、填料等が
混在する複雑な系であり、ピッチ濃度、パルプ濃度、ｐ
Ｈ１温度、金属イオン濃度及び種類等の因子が関連する
とされているが、未だ完全に明らかにはなっていない。

一般に固体表面への吸着現象は、固体表面に吸着物を固
定させるファンデルワールス力が働くことに起因する。

両者の間の相互作用には多くの型があるが、疎水結合ま
たは双極子同志の相互作用などが重要である。また、疎
水性あるいは非極性の分子あるいは分子の部分は、疎水
性あるいは非極性の表面に吸引され易く、逆に親水性あ
るいは極性分子は親水性あるいは極性表面に吸引され易
い。従って、パルプ化工程や製紙工程におけるピッチ堆
積のメカニズムにおいて、トリグリセライドの果たす役
割は次のように考えられる。タンクやパイプ等の金属表
面、製紙工程プレス部センターロールなどの疎水性ある
いは非極性表面に、コロイダルピッチ中の非極性成分で
あるトリグリセライドがファンデルワールス力により付
着し、この部分が核となり、ピッチ成分中の疎水性ある
いは非極性の分子あるいは分子の部分が次々と付着して
ピッチの堆積物となる。

本発明のピッチ堆積防止の機構としては、機械パルプ表
面や循環白水中のピッチやコロイダルピッチ中の疎水性
、非極性表面に付着性の高い非極性の脂肪酸トリグリセ
ライドに対して、脂肪酸グリセライド分解酵素が作用し
、水溶性のグリセロールと極性基を有する脂肪酸とに加
水分解することにより、疎水性の金属性パイプやタンク
壁等への堆積を阻害するものと考えられる。従って、堆
積の最初の段階で付着が阻害されることになるので、ピ
ッチ堆積の成長が進まず、ピッチトラブルが防止される
。

（発明の効果） 本発明によれば、機械パルプ製造工程又は機械パルプを
使用する製紙工程で、ピッチ成分の堆積を阻害し、堆積
ピッチにより引き起こされる紙汚れや紙切れ等のピッチ
トラブルを防止することができる。しかも、本発明の方
法は製品の品質や実操業に悪影響を及ぼすこともなく、
処理方法も簡単で、特別の装置・設備も必要でなく、既
存のパルプ化工程及び製紙工程にそのまま適用できるも
のである。

（実施例） 以下に、実施例に従って本発明を説明する。尚、各実施
例に於いて酵素処理を施さない場合をブランクとして示
した。

［実施例１］ 伐採直後のアカマツ材チップをソックスレー抽出器で、
メタノールにより抽出して得た抽出物１０ｇをイソプロ
パツール１００ｍ１．アセトン６０ｍ１及び水５ｍｌの
混合液に溶解させた。このピッチ溶解液１０ｍ１と固形
分として０．６ｇの硫酸バンドを水ＴＩの入ったビーカ
ーに添加し、激しく撹拌して懸濁・分散させた。得られ
たメタノール抽出ピッチは対乾燥チップ重量４．７％の
収率で得られ、このピッチのトリグリセライド含有率は
３７８％であった。

次に、調製されたピッチ分散液を塩酸及び水酸化ナトリ
ウムでｐＨ７に調整し、表１に示すように各種微生物が
生産する脂肪酸グリセライド分解酵素を各種濃度で加え
て各種温度で４時間静かに撹拌し反応処理した。

ＴＡＰＰＩ　ＲＣ−３２４に従って、これらの処理液に
、約横２２ｃｍ、縦７ｃｍのポリエチレン板を丸めて円
筒状として水面から２．５ｃｍ出るようにセットし、バ
イブロミキサー（米ヘイトン社製すニテーター）で３０
分撹拌した。その後、ポリエチレン板を引き出し、乾燥
して付着ピッチ量を求め、ブランクに対する百分率と共
に表１に示した。

表１ （注１）Ｌｉ、ＯＦ；商品名「リハーゼＯＦＪ名糖産業
製、ガンディダ・シリンドラセアが生産。

（注２）Ｌｉ、Ａ：商品名「リパーゼＡ」天野製薬製、
アスペルギルス・ニガーが生産。

（注３）Ｌｉ、Ｐ；商品名「リパーゼＰ」天野製薬製、
シュードモナス・フルオレッセンスが 生産。

（旧）濃度１対ピツチの酵素添加濃度。

［実施例２］ 実施例１で調製されたピ・ソチ分散液を用（１て、この
分散液を塩酸及び水酸化ナトリウムでｐＨ７に調整し、
脂肪酸グリセライド分解酵素を対ピ・ンチ５００　ｐｐ
ｍ加えて、液温を４０℃に保持したまま静かに撹拌した
。所定時間経過後実施例１と同様にして付着ピッチ量を
求め表２に示した。

表２ ［実施例３］ アカマツ材から製造されたカナダ標準フリーネス（Ｃ３
Ｆ）　　６３　ｍｌのＧＰｌｏｇを含むスラリー１１を
試料として、実施例１に準じて酵素を各種濃度で加えて
各種ｐＨ条件下で処理し、ポリエチレン板へのピッチ付
着量を測定し、表３に示した。

（注５）Ｌｉ、　ＧＣ−５；商品名［リパーゼＧＣ−５
Ｊ天野製薬製、ゲオトリクム・カンデイデウムが 生産。

［実施例４］ 実施例３と同じ試料を用いて、実施例１に準じて対パル
プ５０ｐｐｍの酵素を加えて、各種温度、各種処理時間
のピッチ付着量を測定し表４に示し［実施例５］ 新聞古紙パルプ（Ｃ３Ｆ　１０５ｍ１）　２０、ＧＰ（
Ｃ３Ｆ　６３　ｍｌ）　２５、サーモメカニカルパルプ
（Ｃ３Ｆ　１０７ｍ１）　２５及びクラフトパルプ３０
の割合で混合された１％パルプスラリー１４を試料とし
て、実施例１に準じて対パルプ５０ｐｐｍの酵素を加え
て温度４０℃で４時間の酵素処理を行い、引続きポリエ
チレン板をセットしバイブロミキサーで１２０分間撹拌
した後ピッチ付着量を測定し、結果を表５に示した。

表５ ［実施例６］ アカマツＧＰ製造の磨砕工程後の洗浄工程でパルプをフ
ィルターにかけた際に得られる白水３Ｉを試料として、
実施例１に準じて、対白水０．５ｐｐｍ濃度の酵素を加
えて温度４０℃で２時間の酵素処Ｓ 理を行い、バイブロミキサーで１２０分間撹拌した後、
ポリエチレン板へのピッチ付着量を測定し、表６に示し
た。

表６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械パルプの製造工程及び／又は機械パルプを使
   用する製紙工程において、製紙原料及び／又は白水を脂
   肪酸グリセライド加水分解酵素で処理して製紙原料及び
   ／又は白水中のピッチを除去することを特徴とするピッ
   チトラブル防止法。
2. （２）酵素として、アスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅ
   ｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ）、シュードモナス・フルオ
   レッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｆｌｕｏｒｅｓｃ
   ｅｎｓ）、シュードモナス・フラジ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏ
   ｎａｓｆｒａｇｉ）、ゲオトリクム・カンディデウム（
   Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍｃａｎｄｉｄｕｍ）、又はカンデ
   ィダ・シリンドラセア（Ｃａｎｄｉｄａｃｙｌｉｎｄｒ
   ａｃｅａ）から選択される１種以上の微生物が生産する
   脂肪酸グリセライド加水分解酵素を使用することを特徴
   とする請求項１記載のピッチトラブル防止法。