JPH0314687A - 過酸化水素を補給した酸素脱リグニン化法 - Google Patents
過酸化水素を補給した酸素脱リグニン化法Info
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- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
- D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
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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。
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、最初の塩素化工程なしに、化学パルブを脱リ
グニン化する方法に関する。
グニン化する方法に関する。
（従来の技術及び発明が解決すべき課題）化学パルプを
脱リグニン化し、漂白化した廃液は、最近環境問題の的
になってきた。塩素工程を使用して作られた有機塩素化
合物の多くや、それに伴って出るアルカリ抽出物は、生
物に蓄積され突然変異を起こすことが知られていろ。最
近パルプのみならず、廃液からもポリ塩化ダイオキジン
やフランが、発見され、大きな環境問題をひき起こして
いる。
脱リグニン化し、漂白化した廃液は、最近環境問題の的
になってきた。塩素工程を使用して作られた有機塩素化
合物の多くや、それに伴って出るアルカリ抽出物は、生
物に蓄積され突然変異を起こすことが知られていろ。最
近パルプのみならず、廃液からもポリ塩化ダイオキジン
やフランが、発見され、大きな環境問題をひき起こして
いる。
有機塩化物の形成は、塩素元素の消費に比例し、未さら
しパルプのカツパー価（ｋａｐｐａ ｎｕｍｂｅｒ）の
増加を招いている。
しパルプのカツパー価（ｋａｐｐａ ｎｕｍｂｅｒ）の
増加を招いている。
酸素脱リグニン法は、低いカッパー価のパルプを作るた
めの手段であり、その後わずかの塩素の使用で漂白する
ことができる。
めの手段であり、その後わずかの塩素の使用で漂白する
ことができる。
本明細書中で用いられろ略号は次の通りである。
Ｏ ＝酸素脱リグニン化
ｐｏ＝過酸化水素を補給した酸素
ＥＯ＝酸素を補給したアルカリ抽出
ＥＰ＝過酸化物を補給したアルカリ抽出（ＥＰ）Ｏ＝過
酸化水素と酸素を補給したアルカリ抽出化学パルプの酸
素脱リグニン法は、今や世界中の多くの工場で受け入れ
られていろ。酸素の使用によって、未さらしパルプに比
べ、カッパー価を減少することが５０％以上の範囲で可
能である。酸素脱リグニン法のもう一つの利点は、その
工程からの廃液が、有害な塩化物の形成なしに、化学的
に再生されてリサイクルでき、またそうすることで、貴
重な熱エネルギーを取り戻すことができる。
酸化水素と酸素を補給したアルカリ抽出化学パルプの酸
素脱リグニン法は、今や世界中の多くの工場で受け入れ
られていろ。酸素の使用によって、未さらしパルプに比
べ、カッパー価を減少することが５０％以上の範囲で可
能である。酸素脱リグニン法のもう一つの利点は、その
工程からの廃液が、有害な塩化物の形成なしに、化学的
に再生されてリサイクルでき、またそうすることで、貴
重な熱エネルギーを取り戻すことができる。
化学パルプの井塩素漂白で、だんだん関心をもたれろよ
うになったもう一つの化学物質が、過酸化水素である。
うになったもう一つの化学物質が、過酸化水素である。
過酸化水素は、砕木パルプや亜硫酸パルプの漂白に、長
い間使われてきたが、最近になって、クラフトパルプの
漂白に提案されてきている。米国特許第３．７１９．５
５２号は、アルカリ抽出、あるいは酸素を補給したアル
カリ抽出に、過酸化水素を補給すると（（ＥＰ）Ｏ）
、クラフト漂白においての塩素化工程の後に、硫酸塩パ
ルプのカッパー価を減少させ、粘度を改善することに有
用であることを教えていろ。
い間使われてきたが、最近になって、クラフトパルプの
漂白に提案されてきている。米国特許第３．７１９．５
５２号は、アルカリ抽出、あるいは酸素を補給したアル
カリ抽出に、過酸化水素を補給すると（（ＥＰ）Ｏ）
、クラフト漂白においての塩素化工程の後に、硫酸塩パ
ルプのカッパー価を減少させ、粘度を改善することに有
用であることを教えていろ。
ヒドロペルオキシル基とヒドロキシル基は、過酸化水素
の分解で生じ、脱リグニン反応をまず起こす。ヒドロキ
シル基は、すべての型の有機構造を事実上攻撃可能であ
る。ヒドロキシル基は、脱リグニン化及び酸化をするの
みでなく、セルロースの分解もする。ＥＯと（ＥＰ）０
工程の両方にＭｇＳ Ｏを加えると、カッパー価と明度
にはほとんど影響がないのに、粘度を有意義に改善する
ことが、最近報告された。最初の塩素化なしに、及び粘
度の過度の損失で示されるセルロースのずい伴して起こ
る分解なしに、化学パルプを脱リグニン化するという大
きな環境面での課題がここにある。
の分解で生じ、脱リグニン反応をまず起こす。ヒドロキ
シル基は、すべての型の有機構造を事実上攻撃可能であ
る。ヒドロキシル基は、脱リグニン化及び酸化をするの
みでなく、セルロースの分解もする。ＥＯと（ＥＰ）０
工程の両方にＭｇＳ Ｏを加えると、カッパー価と明度
にはほとんど影響がないのに、粘度を有意義に改善する
ことが、最近報告された。最初の塩素化なしに、及び粘
度の過度の損失で示されるセルロースのずい伴して起こ
る分解なしに、化学パルプを脱リグニン化するという大
きな環境面での課題がここにある。
最初の塩素化なしの化学パルブの酸素脱リグニン化は、
ほとんど知られていない。パパジョージ（Ｐａｐａｇｅ
ｏｒｇｅｓ）らは、米国特許第４．４５９．１７４号の
中で、セルロースの解重合は、セミケミカルパルプと化
学パルプの酸素脱リグニン化を通じて、再循環によって
減り、その後行われるアルカリ過酸化物漂白からの溶出
液の重量で５％から７０％の間であることを報じている
。同様の結論がクルーガーらによって米国特許第４．６
２２．３１９号の中で得られていて、酸性過酸化水素漂
白からの溶出液を酸素工程に再循環させると、亜硫酸パ
ルプの粘度を改善することを明らかにしていろ。その酸
素脱リグニン反応のｐＨは５．０未満であった。
ほとんど知られていない。パパジョージ（Ｐａｐａｇｅ
ｏｒｇｅｓ）らは、米国特許第４．４５９．１７４号の
中で、セルロースの解重合は、セミケミカルパルプと化
学パルプの酸素脱リグニン化を通じて、再循環によって
減り、その後行われるアルカリ過酸化物漂白からの溶出
液の重量で５％から７０％の間であることを報じている
。同様の結論がクルーガーらによって米国特許第４．６
２２．３１９号の中で得られていて、酸性過酸化水素漂
白からの溶出液を酸素工程に再循環させると、亜硫酸パ
ルプの粘度を改善することを明らかにしていろ。その酸
素脱リグニン反応のｐＨは５．０未満であった。
（課題を解決するための手段）
本発明は、従来の技術の酸素脱リグニン法の改良にあり
、従来の酸素脱リグニン法よりもよ９低いカッパー価（
リグニン）、より高い粘度（強度）をもつパルプを提供
する。本発明は、蒸解釜からのスラリー中のリグノセル
ロース繊維を、繊維の強度を損わずに、脱リグニンする
ための二工程の方法であって、以下の工程： ａ． 蒸解釜からのスラリーから第一液体部分を抽出す
ることによって、スラリーをＳ縮し、 ｂ 工程（ａｌからの充分にｍｉｓｔ，たスラリーを第
一反応混合物中へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重
量で約８％から約２５％の濃度にし、但し上記反応混合
物は、約１．５％から約４％の水酸化ナトリウムに相当
する充分なアルカリ性と、繊維の乾燥重量を基準として
、過酸化水素の約０．０１％から約１％を含む、 Ｃ．第一反応混合物を約８０℃から約１１０℃の温度で
、約３０分から約６０分間、約６２０から８ ６ ０ｋ
Ｐａ（７ ５ − １１０ｐｓｉｇ）の部分圧で酸素分
子の存在下に保ち、ｄ， そこから第二液体部分を抽出
することによって、工程（ｃ）からの第一反応混合物を
濃縮し、ｅ 工程（ｄ）からの充分に濃縮したスラリー
を第二反応混合物へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維
重量で、約８％から約２５％の濃度にし、但し上記反応
混合物は、約１．５％から約４％の水酸化ナトリウムに
相当する充分なアルカリ性を含む、 ｆ 第二反応混合物を約７０℃から約１１０℃の温度で
、約３０分から約６０分間、約１７０から８ ６ ０ｋ
Ｐａ（２ ０ − １１ ０ ｐｓｉｇ）の部分圧で酸
素分子の存在下に保ち、ｇ 第二反応混合物から脱リグ
ニン化された繊維を回収する（この脱リグニン化された
繊維は、単一酸素工程により脱リグニン化された繊維に
比べ、同じか強い強度を持つ）ことから成る方法である
。
、従来の酸素脱リグニン法よりもよ９低いカッパー価（
リグニン）、より高い粘度（強度）をもつパルプを提供
する。本発明は、蒸解釜からのスラリー中のリグノセル
ロース繊維を、繊維の強度を損わずに、脱リグニンする
ための二工程の方法であって、以下の工程： ａ． 蒸解釜からのスラリーから第一液体部分を抽出す
ることによって、スラリーをＳ縮し、 ｂ 工程（ａｌからの充分にｍｉｓｔ，たスラリーを第
一反応混合物中へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重
量で約８％から約２５％の濃度にし、但し上記反応混合
物は、約１．５％から約４％の水酸化ナトリウムに相当
する充分なアルカリ性と、繊維の乾燥重量を基準として
、過酸化水素の約０．０１％から約１％を含む、 Ｃ．第一反応混合物を約８０℃から約１１０℃の温度で
、約３０分から約６０分間、約６２０から８ ６ ０ｋ
Ｐａ（７ ５ − １１０ｐｓｉｇ）の部分圧で酸素分
子の存在下に保ち、ｄ， そこから第二液体部分を抽出
することによって、工程（ｃ）からの第一反応混合物を
濃縮し、ｅ 工程（ｄ）からの充分に濃縮したスラリー
を第二反応混合物へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維
重量で、約８％から約２５％の濃度にし、但し上記反応
混合物は、約１．５％から約４％の水酸化ナトリウムに
相当する充分なアルカリ性を含む、 ｆ 第二反応混合物を約７０℃から約１１０℃の温度で
、約３０分から約６０分間、約１７０から８ ６ ０ｋ
Ｐａ（２ ０ − １１ ０ ｐｓｉｇ）の部分圧で酸
素分子の存在下に保ち、ｇ 第二反応混合物から脱リグ
ニン化された繊維を回収する（この脱リグニン化された
繊維は、単一酸素工程により脱リグニン化された繊維に
比べ、同じか強い強度を持つ）ことから成る方法である
。
任意に、第二反応混合物も又、繊維の乾燥重量を基準と
して、００１％から約１％の過酸化水素を含む。
して、００１％から約１％の過酸化水素を含む。
予想外にも、二工程酸素脱リグニン法で、最初の工程に
過酸化水素を取り入れて、酸素だけの工程により脱リグ
ニン化されたパルプに比して、より低いカッパー価とよ
り高い粘度を持つパルプを得ろことは大きな意味をもつ
ことである。
過酸化水素を取り入れて、酸素だけの工程により脱リグ
ニン化されたパルプに比して、より低いカッパー価とよ
り高い粘度を持つパルプを得ろことは大きな意味をもつ
ことである。
過酸化水素で二つの酸素工程を補強すると、脱リグニン
反応は粘度の有意な損失なしに約７５％カッパー価を減
少させろことができる。
反応は粘度の有意な損失なしに約７５％カッパー価を減
少させろことができる。
酸素工程での過酸化水素の追加は、高い脱リグニン化反
応により、パルプの選択性を改善する。高収量のパルプ
（カッパー価≧５０）の二工程酸素脱リグニン化反応で
の過酸化水素の追加は、有意な粘度の損失なしに広範囲
のカッパー価をもつパルプの生産を可能にする。そうい
うパルプは、単一酸素工程により漂白されたパルプより
、同等かより強い特性を示す。多段階ＰＯ−ＰＯ−Ｄ−
Ｐ工程からの廃液は、結果的にポリ塩化フェノールやダ
イオキシンのような有機塩化物が無視しうるほとわずか
になるだろう。この発明の範囲は、二工程の過酸化水素
で高められた酸素脱リグニン反応に続いて、二酸化塩素
や過酸化水素漂白工程を行う方法を含むことを意図して
いる。
応により、パルプの選択性を改善する。高収量のパルプ
（カッパー価≧５０）の二工程酸素脱リグニン化反応で
の過酸化水素の追加は、有意な粘度の損失なしに広範囲
のカッパー価をもつパルプの生産を可能にする。そうい
うパルプは、単一酸素工程により漂白されたパルプより
、同等かより強い特性を示す。多段階ＰＯ−ＰＯ−Ｄ−
Ｐ工程からの廃液は、結果的にポリ塩化フェノールやダ
イオキシンのような有機塩化物が無視しうるほとわずか
になるだろう。この発明の範囲は、二工程の過酸化水素
で高められた酸素脱リグニン反応に続いて、二酸化塩素
や過酸化水素漂白工程を行う方法を含むことを意図して
いる。
片方あるいは両方の酸素工程に多量の過酸化物を加えろ
ことは、重要ではない。０５％以下の過酸化水素の追加
が、酸素漂白されたパルプの特性を改善するのに好まし
い。
ことは、重要ではない。０５％以下の過酸化水素の追加
が、酸素漂白されたパルプの特性を改善するのに好まし
い。
ＰＯ−ＰＯとｐｏ−ｏの順序で処理されたパルプは、Ｏ
−ＰＯの順序で処理されたパルプより、粘度で優れてい
た。カッパー価の減少や粘度の改善は、低い苛性量と低
い温度で達成され、二工程ｐｏ−ｐｏ漂白で、化学物質
と熱エネルギーの節約の可能性を示している。
−ＰＯの順序で処理されたパルプより、粘度で優れてい
た。カッパー価の減少や粘度の改善は、低い苛性量と低
い温度で達成され、二工程ｐｏ−ｐｏ漂白で、化学物質
と熱エネルギーの節約の可能性を示している。
粘度の改善とカッパー価の減少は、広範囲の温度（６０
℃１１０℃）での過酸化物を補給した酸素脱リグニン反
応で得られ、第一の酸素脱リグニン反応工程では８０℃
から１１０℃、第二工程では７０℃−１１０℃が好まし
い。過酸化水素追加の利点は、その追加方法によってい
る。第一工程で、過酸化水素を補給した酸素により脱リ
グニンされたパルブは、第二工程は過酸化水素を補給し
ない場合でさえ、第二酸素脱リグニン反応工程後より良
い特性を持つ。粘度の増加は、ＰＯ−ＰＯ法によって、
カッパー価２単位多くバルプを脱リグニン化するのを容
認する。
℃１１０℃）での過酸化物を補給した酸素脱リグニン反
応で得られ、第一の酸素脱リグニン反応工程では８０℃
から１１０℃、第二工程では７０℃−１１０℃が好まし
い。過酸化水素追加の利点は、その追加方法によってい
る。第一工程で、過酸化水素を補給した酸素により脱リ
グニンされたパルブは、第二工程は過酸化水素を補給し
ない場合でさえ、第二酸素脱リグニン反応工程後より良
い特性を持つ。粘度の増加は、ＰＯ−ＰＯ法によって、
カッパー価２単位多くバルプを脱リグニン化するのを容
認する。
本発明は更に以下の実施例によって説明される。
南部の（ｌｏｂｌｏｌｌｙ）パイン（マツの一種）のク
ラフトパルプ（カッパー価＝２８．３と３０．０、粘度
＝２４．０と３２． ０ｍＰａｓ各々）が酸素脱リグニ
ン反応に用いられた。未さらしパルプの明度は、各々２
２．４％と２４．０％ＩＳＯ単位であった。未さらしと
脱リグニンされた両パルプのカッパー価と粘度は、ＴＡ
ＰＰＩ標準法（カッパー価Ｔ２３６ｏｓ−７８と粘度７
２３０ ｏｍ−８２）で測定した。粘度の測定に先立
ち、未さらしパルプ酸塩化物で脱リグニンされた。明度
はＩＳＯ法によって測った（Ｉｓｏ２４６９と２４７０
） 。
ラフトパルプ（カッパー価＝２８．３と３０．０、粘度
＝２４．０と３２． ０ｍＰａｓ各々）が酸素脱リグニ
ン反応に用いられた。未さらしパルプの明度は、各々２
２．４％と２４．０％ＩＳＯ単位であった。未さらしと
脱リグニンされた両パルプのカッパー価と粘度は、ＴＡ
ＰＰＩ標準法（カッパー価Ｔ２３６ｏｓ−７８と粘度７
２３０ ｏｍ−８２）で測定した。粘度の測定に先立
ち、未さらしパルプ酸塩化物で脱リグニンされた。明度
はＩＳＯ法によって測った（Ｉｓｏ２４６９と２４７０
） 。
実施例１
パルブの酸素脱リグニン反応は、チャンク（ｃｈｎｇ）
らによりＴ人ＰＰＩ ５６， （９１ １１６（１９７
３）に示された方法でなされた。過酸化水素を補給した
酸素脱リグニン反応において、過酸化水素は、酸素注入
前に加えられた。酸素脱リグニン反応と過酸化水素を補
給した酸化抽出の条件は表Ｉに記載する。
らによりＴ人ＰＰＩ ５６， （９１ １１６（１９７
３）に示された方法でなされた。過酸化水素を補給した
酸素脱リグニン反応において、過酸化水素は、酸素注入
前に加えられた。酸素脱リグニン反応と過酸化水素を補
給した酸化抽出の条件は表Ｉに記載する。
実施例２
過酸化水素を補給した二工程酸素脱リグニン反応の効果
の予備実験は、カッパー価２８３、２４． ＯｍＰａｓ
と幾分低い粘度のパルプで行われた。一及び二工程で脱
リグニンされたパルブの特性は表■に記載する。
の予備実験は、カッパー価２８３、２４． ＯｍＰａｓ
と幾分低い粘度のパルプで行われた。一及び二工程で脱
リグニンされたパルブの特性は表■に記載する。
表■で示されろように、過酸化水素を補給すると、二工
程酸素脱リグニン反応で、より低いカッパー価で、思い
がけなくもより高い粘度のパルプが生じた。
程酸素脱リグニン反応で、より低いカッパー価で、思い
がけなくもより高い粘度のパルプが生じた。
二工程酸素脱リグニン反応後のパルプの特性の改善は、
始めの低い粘度であった未さらしパルプの特性との関係
で説明される。過酸化水素の追加方法が重要であり、酸
素単独で脱リグニンされたパルプに比し、より低いカッ
パー価でより高い粘度を持つパルプを得るために、第一
の酸素工程でなされろべきことが観察された。例えば、
ｏ−ｐｏに比し、第一工程で補給されたｐｏ−ｏパルプ
は、カッパー価の減少と改善された粘度の面で、より良
い特性を持った。更に、ｏ．ｄパルプの０５％以上の過
酸化水素量は、カッパー価の減少あるいは粘度において
、より改善されることはないことがわかった。
始めの低い粘度であった未さらしパルプの特性との関係
で説明される。過酸化水素の追加方法が重要であり、酸
素単独で脱リグニンされたパルプに比し、より低いカッ
パー価でより高い粘度を持つパルプを得るために、第一
の酸素工程でなされろべきことが観察された。例えば、
ｏ−ｐｏに比し、第一工程で補給されたｐｏ−ｏパルプ
は、カッパー価の減少と改善された粘度の面で、より良
い特性を持った。更に、ｏ．ｄパルプの０５％以上の過
酸化水素量は、カッパー価の減少あるいは粘度において
、より改善されることはないことがわかった。
アンダーソンとホック（入ｎｄｅｒｓｏｎ ａｎｄ ｔ
ｔｏｏｋ）の“１９８５ Ｐｕ−ｌｐｉｎｇ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｅｅ， ” Ｔ Ａ Ｐ Ｐ Ｉ出版、アトラ
ンタ、４４５頁、で酸素及び、又は過酸化物をアルカリ
抽出工程に追加すると、パルプからリグニンの除去が高
まり、従ってＣ−Ｅカツパー価を低くし、それによりパ
ルプは、わずかな二酸化塩素で更に漂白されて８９％十
の明度にできることが発見されていろ。
ｔｏｏｋ）の“１９８５ Ｐｕ−ｌｐｉｎｇ Ｃｏｎｆ
ｅｒｅｎｅｅ， ” Ｔ Ａ Ｐ Ｐ Ｉ出版、アトラ
ンタ、４４５頁、で酸素及び、又は過酸化物をアルカリ
抽出工程に追加すると、パルプからリグニンの除去が高
まり、従ってＣ−Ｅカツパー価を低くし、それによりパ
ルプは、わずかな二酸化塩素で更に漂白されて８９％十
の明度にできることが発見されていろ。
彼らは、酸素と過酸化物の組合わせは、酸素あるいは過
酸化物単独よりも、パルプからのリグニンの除去をより
選択的に行うと指摘した。パルプのアルカリ抽出は、酸
素脱リグニン反応の時より、より低い温度で、より低い
アルカリ量で行われる。酸素漂白あるいは脱リグニンと
、酸化抽出との類似点にもかかわらず、酸素漂白あるい
は脱リグニン化の場合、塩素によっては反応性にはでき
ないところの未さらしパルプで、脱リグニン反応が行わ
れる。工程の変更、特にアルカリ及び過酸化水素量、反
応温度及び時間の変更は、所望の特性と共にリグノセル
ロース繊維を生産するに大きな意味を持っている。
酸化物単独よりも、パルプからのリグニンの除去をより
選択的に行うと指摘した。パルプのアルカリ抽出は、酸
素脱リグニン反応の時より、より低い温度で、より低い
アルカリ量で行われる。酸素漂白あるいは脱リグニンと
、酸化抽出との類似点にもかかわらず、酸素漂白あるい
は脱リグニン化の場合、塩素によっては反応性にはでき
ないところの未さらしパルプで、脱リグニン反応が行わ
れる。工程の変更、特にアルカリ及び過酸化水素量、反
応温度及び時間の変更は、所望の特性と共にリグノセル
ロース繊維を生産するに大きな意味を持っている。
実施例３
カッパー価３０，粘度３ ２ ｍＰａｓのパルプで、酸
素及び過酸化水素を補給した酸素脱リグニン反応に対し
、中心的因子の組み合わせを変えｔコ二次設計を用い、
研究された。（Ｎ ａｏ Ｉ｛＝１．５と３．０％、Ｈ
２０２＝０．２％と０．５％、温度＝８０℃と１１０℃
、時間＝３０と６０分間） その結果は、いかなるカッパー価が得られる反応条件で
あっても、ＰＯパルプの粘度は、Ｏパルプより高いこと
を図１に示されろように示している。
素及び過酸化水素を補給した酸素脱リグニン反応に対し
、中心的因子の組み合わせを変えｔコ二次設計を用い、
研究された。（Ｎ ａｏ Ｉ｛＝１．５と３．０％、Ｈ
２０２＝０．２％と０．５％、温度＝８０℃と１１０℃
、時間＝３０と６０分間） その結果は、いかなるカッパー価が得られる反応条件で
あっても、ＰＯパルプの粘度は、Ｏパルプより高いこと
を図１に示されろように示している。
工程変化のうち最大のものは、現在の所、３．０％Ｎａ
ＯＨ，１１０℃で反応時間６０分間で、一工程Ｏ漂白で
５０％のカッパー価の減少が可能である。一方、酸素工
程に０５％過酸化水素を追加すると（ＰＯ脱リグニン反
応）、６０％のカッパー価の減少をもたらした。過酸化
水素量及び反応温度での時間のカッパー価への因子別の
影響は、実験の範囲内でははっきりしなかった。しかし
、アルカリ及び過酸化水素量の交差した結果は、明確な
二要素効果を示した。過酸化水素量を０．２％から０．
５％に増すか、あるいは反応時間を３０分から６０分間
に増すと、カッパー価の限界的減少あるいは粘度の改善
にのみになった。カッパー価１４のパルプ（カッパー価
の減少５３％）は、３％ＮａＯＨ，０．２％過酸化水素
量、１１０℃、反応時間３０分で得られた。対照酸素パ
ルプのカッパー価は１５．６であった。
ＯＨ，１１０℃で反応時間６０分間で、一工程Ｏ漂白で
５０％のカッパー価の減少が可能である。一方、酸素工
程に０５％過酸化水素を追加すると（ＰＯ脱リグニン反
応）、６０％のカッパー価の減少をもたらした。過酸化
水素量及び反応温度での時間のカッパー価への因子別の
影響は、実験の範囲内でははっきりしなかった。しかし
、アルカリ及び過酸化水素量の交差した結果は、明確な
二要素効果を示した。過酸化水素量を０．２％から０．
５％に増すか、あるいは反応時間を３０分から６０分間
に増すと、カッパー価の限界的減少あるいは粘度の改善
にのみになった。カッパー価１４のパルプ（カッパー価
の減少５３％）は、３％ＮａＯＨ，０．２％過酸化水素
量、１１０℃、反応時間３０分で得られた。対照酸素パ
ルプのカッパー価は１５．６であった。
第一脱リグニン工程において、カツパー価の減少や粘度
の改善に影響を与える最も重要な因子の一つは、苛性量
であった。Ｏ及びＰＯパルプのカッパー価一粘度への影
響は、図２に示されている。
の改善に影響を与える最も重要な因子の一つは、苛性量
であった。Ｏ及びＰＯパルプのカッパー価一粘度への影
響は、図２に示されている。
同じ粘度でより低いカッパー価、あるいはより高い粘度
で同じカッパー価のパルプは、０漂白に比べＰＯではよ
り低いアルカリ量で得られる（図２）。例えば、２．７
５％苛性量で脱リグニンされたＰＯパルプは、１３５の
カツパー価で１９ｎ＋Ｐａｓの粘度を持ち、しかるにこ
の苛性量では酸素漂白は、カツバー価で１７．５で１９
． ６ｍＰａｓの粘度のパルプを産する。又、ＰＯパル
プ（よ、目的の１５カッパー価、５０％の脱リグニンを
達成するためには、０．４％小さい苛性量（１４５％の
減少）が求められるが、このカッパー価では、ＰＯパル
プの粘度は０パノレプより少なくとも１． ５ｍＰａｓ
高いものと期待される。
で同じカッパー価のパルプは、０漂白に比べＰＯではよ
り低いアルカリ量で得られる（図２）。例えば、２．７
５％苛性量で脱リグニンされたＰＯパルプは、１３５の
カツパー価で１９ｎ＋Ｐａｓの粘度を持ち、しかるにこ
の苛性量では酸素漂白は、カツバー価で１７．５で１９
． ６ｍＰａｓの粘度のパルプを産する。又、ＰＯパル
プ（よ、目的の１５カッパー価、５０％の脱リグニンを
達成するためには、０．４％小さい苛性量（１４５％の
減少）が求められるが、このカッパー価では、ＰＯパル
プの粘度は０パノレプより少なくとも１． ５ｍＰａｓ
高いものと期待される。
ＰＯパルプのカッパー価と粘度に強い影響を与えるもう
一つの因子は反応温度である。工場では、反応温度の低
下は蒸気や熱エネルギー経費を直接節約することになる
。この温度の低下は、脱リグニン反応を高めるの（こ求
められる追加の化学物質の経費を相殺することができる
。０及びＰＯ漂白への反応謳度の効果は図３に表わされ
ていろ。
一つの因子は反応温度である。工場では、反応温度の低
下は蒸気や熱エネルギー経費を直接節約することになる
。この温度の低下は、脱リグニン反応を高めるの（こ求
められる追加の化学物質の経費を相殺することができる
。０及びＰＯ漂白への反応謳度の効果は図３に表わされ
ていろ。
カッパー価３０の未さらしパルプからカッパー価１５の
パルプを得るには、第一工程０漂白は３％苛性量で３０
分間１１０℃で行われなければならない。ところが、同
じ条件下で、ｏ．ｄパルプ（乾燥器乾燥した）の０．２
％の過酸化水素を補給すると、ＰＯ漂白は同じカッパー
価を得るのに８０℃で行える。更に、前に述べたように
、単なる酸素脱リグニン反応よりもより高い粘度のＰＯ
パルプがこのカッパー価で得られる。
パルプを得るには、第一工程０漂白は３％苛性量で３０
分間１１０℃で行われなければならない。ところが、同
じ条件下で、ｏ．ｄパルプ（乾燥器乾燥した）の０．２
％の過酸化水素を補給すると、ＰＯ漂白は同じカッパー
価を得るのに８０℃で行える。更に、前に述べたように
、単なる酸素脱リグニン反応よりもより高い粘度のＰＯ
パルプがこのカッパー価で得られる。
酸素で脱リグニンされたパルプ（３％ＮａＯＨ，１１０
℃、３０分間）は、過酸化水素を補給した時も、しない
時も、更に第二工程で酸素あるいは過酸化水素を補給し
た酸素で脱リグニン化された。過酸化水素を補給した酸
化抽出もまた研究された。その結果は表■にまとめられ
ていろ。
℃、３０分間）は、過酸化水素を補給した時も、しない
時も、更に第二工程で酸素あるいは過酸化水素を補給し
た酸素で脱リグニン化された。過酸化水素を補給した酸
化抽出もまた研究された。その結果は表■にまとめられ
ていろ。
二工程の過酸化水素を補給した酸素脱リグニン法（ＰＯ
ＰＯ）によって、パルプ粘度をＯ−Ｏ脱リグニン法の水
準に保ちながら、７２％位のカッパー価の減少が可能で
ある。
ＰＯ）によって、パルプ粘度をＯ−Ｏ脱リグニン法の水
準に保ちながら、７２％位のカッパー価の減少が可能で
ある。
方、二工程Ｏ−０法では、脱リグニン反応は６１％位し
か達成されなかった。ｏ−ｐｏ脱リグニン法をｐｏ−ｏ
法と比較すると、後者はより完全な脱リグニン反応を結
果する。更に、ｐｏ−ｏ処理で脱リグニンされたパルプ
の粘度はより高く、よりよい脱リグニンと粘度を達成す
るには、過酸化水素の追加方法が重要であるという我々
の初期の観察を強めた。更に、単一工程の過酸化水素を
補給したＰＯパルプの酸化抽出は、二工程のＯ−０脱リ
グニン反応と同じ効果゛を持つことが示された。
か達成されなかった。ｏ−ｐｏ脱リグニン法をｐｏ−ｏ
法と比較すると、後者はより完全な脱リグニン反応を結
果する。更に、ｐｏ−ｏ処理で脱リグニンされたパルプ
の粘度はより高く、よりよい脱リグニンと粘度を達成す
るには、過酸化水素の追加方法が重要であるという我々
の初期の観察を強めた。更に、単一工程の過酸化水素を
補給したＰＯパルプの酸化抽出は、二工程のＯ−０脱リ
グニン反応と同じ効果゛を持つことが示された。
脱リグニンされたパルプの二工程Ｄ−Ｐ漂白は、ＰＯ−
ＰＯパルプでは最終的に８３．７％の明度となり、０−
０パルプのＤ−Ｐ漂白で【よ７９７％の明度であった。
ＰＯパルプでは最終的に８３．７％の明度となり、０−
０パルプのＤ−Ｐ漂白で【よ７９７％の明度であった。
二酸化塩素及び過酸化水素漂白の条件は、下のようにま
とめられる。
とめられる。
酸素及び過酸化水素を補給した酸素で脱リグニンされた
パルプの二工程漂白： 漂白条件 二酸化塩素（Ｄ） 過酸化水素（Ｐ）濃
度＝１０％ 濃度＝１２％時間＝１５時間 温度＝７０℃ ケイ酸ナトリウム＝ １． ０％ ＭｇＳＯ４＝０．２Ｓ％ 温度＝７０℃ 時間＝１０時間 工程配列： Ｏ−０−Ｄ−Ｐ， ＰＯ−ＰＯ−Ｄ−Ｐ
，０−（ＥＰ）Ｏ−Ｄ−Ｐ， ＰＯ−（ＥＰ）Ｏ−Ｄ
−Ｐ色一圭 酸素及び酸素を補給したアルカリ抽出の条件（化学物質
量は、ＯＤ．パルブを基準にしている）濃度（％） 水酸化ナトリウム（％） 過酸化水素（％） Ｍ匹ＳＯ４（％） 温度（’Ｃ） ２０ ０ １．５−３．Ｏ ｏ．ｏ−ｏ．ｓｏ ０． ５０ ８０−１１０ ２０ ０ ２０ ｏ−ｏ．ｓｏ （１． ５０ ７０ 反応温度の時間（分）３０−６０ 酸素圧（ｍＰａｓ） ０． ７６８酸素は
反応温度で２０分後になくなった。
パルプの二工程漂白： 漂白条件 二酸化塩素（Ｄ） 過酸化水素（Ｐ）濃
度＝１０％ 濃度＝１２％時間＝１５時間 温度＝７０℃ ケイ酸ナトリウム＝ １． ０％ ＭｇＳＯ４＝０．２Ｓ％ 温度＝７０℃ 時間＝１０時間 工程配列： Ｏ−０−Ｄ−Ｐ， ＰＯ−ＰＯ−Ｄ−Ｐ
，０−（ＥＰ）Ｏ−Ｄ−Ｐ， ＰＯ−（ＥＰ）Ｏ−Ｄ
−Ｐ色一圭 酸素及び酸素を補給したアルカリ抽出の条件（化学物質
量は、ＯＤ．パルブを基準にしている）濃度（％） 水酸化ナトリウム（％） 過酸化水素（％） Ｍ匹ＳＯ４（％） 温度（’Ｃ） ２０ ０ １．５−３．Ｏ ｏ．ｏ−ｏ．ｓｏ ０． ５０ ８０−１１０ ２０ ０ ２０ ｏ−ｏ．ｓｏ （１． ５０ ７０ 反応温度の時間（分）３０−６０ 酸素圧（ｍＰａｓ） ０． ７６８酸素は
反応温度で２０分後になくなった。
６０
０１４１
Ｕ
二工和Ｗレ忙素を袖給した酸素リグニン反応味さらしパ
ルプ二カッパー価＝２８． ３，粘度＝２４． ０ｍＰ
ａｓ，明度＝２２４％ＩＳＯ）表■ 二工菌釦ノグニン反応からのパルブ特性の要約パルプ持
性 ｏ ｚｏ ｏ ＰＯ ｌ ０．２ 第二工ネ朝免リグニン反応 ０−０２．００ ０−ＰＯＩＯ０．５ ０−ＰＯｌ０１．Ｏ ｐｏ−ｏｚｏｏ ＰＯ−ＰＯ ２［ ０．５ ＰＯ−ＰＯ ２［ １．０ ８Ｂ １８， ２ Ｉｓ． ３
３２． ３８５ １７．４ １＆９
３１９１７，８ １６．９ １６８ １６，２ １５，８ １６．０ １１ １４．７ １４２ １７６ １８２ １７９ ３３［ ３：｛５ ３？Ｌ８ ３５５ ３８８ ３９２ ０−０ １１０ １．０
Ｂ．０ Ｇ、０ １１．６ １６．０ ４
＆２０−ＰＯ １１０ １．０
６．０ ０．５ １０，９ １５．１
４２．７０−（ＥＰ）０ ７０ １．５
５．０ ０．２ １４，２ １６．４
３＆５ＰＯ−０ １１０ １．０
６．０ ０．５ ９，８ １５，８
４４．４ＰＯ−ＰＯ １１Ｇ １．０
６．０ Ｇ．５ ８，５ １５．９
４７．４ＰＯ−（ＥＰ）０ ７０ １．５
５．０ ０．４ １２．３ １７．２
４０．４
ルプ二カッパー価＝２８． ３，粘度＝２４． ０ｍＰ
ａｓ，明度＝２２４％ＩＳＯ）表■ 二工菌釦ノグニン反応からのパルブ特性の要約パルプ持
性 ｏ ｚｏ ｏ ＰＯ ｌ ０．２ 第二工ネ朝免リグニン反応 ０−０２．００ ０−ＰＯＩＯ０．５ ０−ＰＯｌ０１．Ｏ ｐｏ−ｏｚｏｏ ＰＯ−ＰＯ ２［ ０．５ ＰＯ−ＰＯ ２［ １．０ ８Ｂ １８， ２ Ｉｓ． ３
３２． ３８５ １７．４ １＆９
３１９１７，８ １６．９ １６８ １６，２ １５，８ １６．０ １１ １４．７ １４２ １７６ １８２ １７９ ３３［ ３：｛５ ３？Ｌ８ ３５５ ３８８ ３９２ ０−０ １１０ １．０
Ｂ．０ Ｇ、０ １１．６ １６．０ ４
＆２０−ＰＯ １１０ １．０
６．０ ０．５ １０，９ １５．１
４２．７０−（ＥＰ）０ ７０ １．５
５．０ ０．２ １４，２ １６．４
３＆５ＰＯ−０ １１０ １．０
６．０ ０．５ ９，８ １５，８
４４．４ＰＯ−ＰＯ １１Ｇ １．０
６．０ Ｇ．５ ８，５ １５．９
４７．４ＰＯ−（ＥＰ）０ ７０ １．５
５．０ ０．４ １２．３ １７．２
４０．４
図１は酸素及び過酸化水素を補給した酸素脱リグニン反
応により得られるパルプの特性を示す。 図２は、苛性量がＯ及びＰＯパルプへ与える影響を示す
。 図３は、反応温度がＯ及びＰＯバルブへ与える影響を示
す。 特許出ｍ人 エフ エム シー コーポレーション同
ノースカロライナステートユニバーシティ米占度 （ｙｎＰａ．ｓ） ，釆占度 （ｍＰａ．ｓ）
応により得られるパルプの特性を示す。 図２は、苛性量がＯ及びＰＯパルプへ与える影響を示す
。 図３は、反応温度がＯ及びＰＯバルブへ与える影響を示
す。 特許出ｍ人 エフ エム シー コーポレーション同
ノースカロライナステートユニバーシティ米占度 （ｙｎＰａ．ｓ） ，釆占度 （ｍＰａ．ｓ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、蒸解釜からのスラリー中のリグノセルロース繊維を
、繊維の強度の有意な損失なしに、脱リグニン化するた
めに、分子酵素を使用する方法であって、以下の工程：
ａ、蒸解釜からのスラリーから第一液体部分を抽出する
ことによって、スラリーを濃縮し、 ｂ、工程（ａ）からの充分に濃いスラリーを第一反応混
合物中へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重量で８％
から２５％の濃度にし、但し上記反応混合物は１．５％
から４％の水酸化ナトリウムに相当する充分なアルカリ
性と、繊維の乾燥器乾燥した重量を基準として過酸化水
素の０．０１％から１％を含む、 ｃ、第一反応混合物を８０℃から１１０℃の温度で、３
０から６０分間、６２０から８６０ｋＰａ（７５−１１
０ｐｓｉｇ）の部分圧で分子酸素の存在下に保ち、 ｄ、そこから第二液体部分を抽出することによって、工
程（ｃ）からの第一反応混合物を濃縮し、 ｅ、工程（ｄ）からの充分に濃いスラリーを第二反応混
合物へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重量で、８％
から２５％の濃度にし、但し上記反応混合物は、１．５
％から４％の水酸化ナトリウムに相当する充分なアルカ
リ性と、０％から０．５％の過酸化水素を含む、 ｆ、第二反応混合物を７０℃から１１０℃の温度で、３
０から６０分間、１７０から８６０ｋＰａ（２０−１１
０ｐｓｉｇ）の部分圧で分子酸素の存在下に保ち、 ｇ、第二反応混合物から単一酸素工程により脱リグニン
された繊維に比し同等か強い強度を持つ脱リグニンされ
た繊維を回収することより成ることを特徴とする方法。 ２、第二反応混合物も又、繊維の乾燥器乾燥重量を基準
として０．０１％から１％の過酸化水素を含むことを特
徴とする請求項１記載の方法。 ３、反応混合物が、０．１％から０．５％の過酸化水素
を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、第二反応混合物が０．１％から０．５％の過酸化水
素を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。 ５ 第一及び第二両反応混合物が、０．１％から０．５
％の過酸化水素を含むことを特徴とする請求項２記載の
方法。 ６、蒸解釜からのスラリー中のリグノセルロース繊維を
脱リグニン化した物を、二酸化塩素工程、そして続いて
の過酸化物工程により漂白する方法であって、蒸解釜か
らのスラリー中のリグノセルロース繊維を以下の工程：
ａ、蒸解釜からのスラリーから第一液体部分を抽出する
ことによって、スラリーを濃縮し、 ｂ、工程（ａ）からの充分に濃いスラリーを第一反応混
合物中へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重量で８％
から２５％の濃度にし、但し上記反応混合物は１．５％
から４％の水酸化ナトリウムに相当する充分なアルカリ
性と、繊維の乾燥器乾燥した重量を基準として過酸化水
素の０．０１％から１％を含む、 ｃ、第一反応混合物を８０℃から１１０℃の温度で、３
０から６０分間、６２０から８６０ｋＰａ（７５−１１
０ｐｓｉｇ）の部分圧で分子酸素の存在下に保ち、 ｄ、そこから第二液体部分を抽出することによって、工
程（ｃ）からの第一反応混合物を濃縮し、 ｅ、工程（ｄ）からの充分に濃いスラリーを第二反応混
合物へ入れ、乾燥器乾燥した基準での繊維重量で、８％
から２５％の濃度にし、但し上記反応混合物は、１．５
％から４％の水酸化ナトリウムに相当する充分なアルカ
リ性と、０％から０．５％の過酸化水素を含む、 ｆ、第二反応混合物を７０℃から１１０℃の温度で、３
０から６０分間、１７０から８６０ｋＰａ（２０−１１
０ｐｓｉｇ）の部分圧で分子酸素の存在下に保ち、 ｇ、第二反応混合物から蒸解釜のスラリーからの繊維に
比較して、強い強度を持つ、脱リグニンされた繊維を回
収する、により脱リグニンすることを特徴とする方法。 ７、第二反応混合物も又、繊維の乾燥器乾燥した重量を
基準として０．０１％から１％の過酸化水素を含むこと
を特徴とする請求項６記載の方法。 ８、第一反応混合物が０．１％から０．５％の過酸化水
素を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。 ９、第二反応混合物が０．１％から０．５％の過酸化水
素を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。 １０、第一及び第二両反応混合物が、０．１％から０．
５％の過酸化水素を含むことを特徴とする請求項７記載
の方法。
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