JPH03260188A - パルプ製造方法 - Google Patents

パルプ製造方法

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JPH03260188A
JPH03260188A JP2415715A JP41571590A JPH03260188A JP H03260188 A JPH03260188 A JP H03260188A JP 2415715 A JP2415715 A JP 2415715A JP 41571590 A JP41571590 A JP 41571590A JP H03260188 A JPH03260188 A JP H03260188A
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JP
Japan
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pulp
lignin
fibrous material
test
enzyme
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JP2415715A
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English (en)
Inventor
Marja Vaheri
マリヤ ヴァヘリ
Helena Ryynaenen
ヘレナリューナネン
Aino Kunnas
アイノ クンナス
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Stora Enso Oyj
Original Assignee
Enso Gutzeit Oy
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/08Mechanical or thermomechanical pulp
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/006Pulping cellulose-containing materials with compounds not otherwise provided for
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

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】
本発明はリグニン含有のセルロース繊維状物からメカニ
カルパルプを製造する方法に関する。 [0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする問題点】丸太
材、木材チップ、チップまたはリファイニングされたパ
ルプのようなリグニン含有の繊維状物からのメカニカル
パルプの製造は主として機械的方法によって行なわれる
。メカニカルパルプの製造は摩擦の利用を基礎に置く。 圧縮−解放工程中に上記木材にエネルギーが伝えられ、
摩擦熱を発生する。その摩擦熱が、個々の繊維が解放さ
れ得るように木材を軟化させる。 [0003] パルプ製造の目的は、木材組織を分解して繊維状としそ
の繊維を紙および板紙製造用の原料に通した形状に加工
することである。木材繊維の自然の機能は、まさに、こ
の目的の逆であり、すなわち、木材は、可能な限り堅固
な支持構造体を形成すべぐ機能する。 [0004] 繊維は、主としてリグニンから成る中間ラメラによって
相互に結合している。 化学パルプの製造においては、この中間ラメラは、薬品
を用いて溶解する。溶解時、繊維は損傷を受けずに分離
できるが、リグニン以外に木材中のヘミセルロースまで
もがある程度溶解し、木材中の繊維含有量のほぼ半分し
か取り出せない。 すなわち収率は、50%である。機械的な方法では、繊
維を引き離すことができるように、水と熱、そして機械
的応力を繰り返し与えることによってリグニンを軟化さ
せる。この工程で繊維はつぶれる力板収率は96%〜9
8%と高い。 [0005] メカニカルパルプは、木材中で相互に結合している繊維
を、木材を砕木砥石に押圧摩砕するか、木材チップをデ
ィスクリファイナ−でリファイニングするかのいずれか
によって分離させることにより製造する。前者によって
製造されるパルプは一般に砕木パルプと呼ばれ、後者に
よって製造されるパルプは一般にリファイナーメカニカ
ルパルプと呼ばれる。後者のリファイニング法を更に改
良したものに、熱を用いる方法(得られるパルプをTM
P、サーモメカニカルパルプという)や熱に加えて更に
薬品を用いる方法(得られるパルプをCTMP、ケミサ
ーモメカニカルバルブと呼ぶ)がある。 [0005] 機械的なパルプ製造方法では、パルプの収率が高く、木
材重量の数パーセントしかロスがない。従って、パルプ
トン当たりの木材コストが低い。他方、この方法は、エ
ネルギー消費量が太きし)ので、エネルギーコストが重
要なファクターである。又、強烈な機械処理は、繊維を
損傷させ、このパルプから製造される紙の強度を低下さ
せる。このため、メカニカルパルプの用途は品質要求水
準の低い製品に限られる。 [0006] 研究の始まった初期に、メカニカルパルプの強度時性は
、叩解度により、また結合剤又は針葉樹クラフトパルプ
(NKP)を加えることによって変化させることができ
るということが立証されている。 [0007] しかし、叩解度を上げると、製造コストが上昇し、抄紙
特性(脱水性)が悪くなるという欠点が生じる。また、
クラフトパルプをメカニカルパルプに加えることは、コ
ストの面から、一般にはできるだけ回避される。 [0008] 繊維間の結合を強化するなめ、結合剤が使用される。紙
の強度特性は、この繊維間結合に大きく依存する。これ
まで最も広く使用されている乾燥紙力強化剤はカチオン
澱粉である。微細繊維およびフィラーの含有量の高い木
材パルプに対して、必要な澱粉量は0.5〜2%である
。これを超える量の澱粉を使用すると、実際上、紙の品
質だけでなくマシンの操業性も必ず悪くなる。 [0009]
【問題を解決するための手段および作用】本発明の目的
は、メカニカルパルプの強度特性を向上させる方法を提
供することである。本発明は、繊維状物を薬品処理及び
/又は酵素処理して、結合剤を該繊維状物中のリグニン
に結合させることを特徴とする。本発明によると、酵素
及び/又は化学薬品を使用することによって、適当な分
子をリグニンの酸化され易い遊離基に付加させることが
できる。結合剤を化学反応で繊維表面に結合させれば、
繊維の強度特性が向上する。必要なら、逆効果を及ぼさ
ずに、使用する結合剤の量を増加することができる。結
合剤と繊維間の結合は、ラジカルを生成する酸化酵素ま
たは酸化剤のいずれかを使用することによって生じる。 [0010] 強度時性は、酵素処理を行なうことによって向上させる
ことができる。すなわち、メカニカルパルプを、親水性
基を含むある種の物質、例えば炭水化物やタンパク質の
存在下に処理し酵素をリグニンに作用させる酵素処理に
より強度特性を向上させることができる。リグニンまた
はリグニン誘導体が反応混合物中に存在するならば、異
なる方法で製造したメカニカルパルプでも化学結合を首
尾よく生成させることができる。
【001月 酵素又は薬品のいずれかによって酸化処理を行なう目的
は、繊維のリグニン中にラジカルを生成させパルプ強度
特性を実質的に向上させるようにそのラジカルと結合剤
を化学結合させることである。ラジカルを生成させるた
め使用する物質は、好ましくは、ラッカーゼ、リグニン
ペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ、または
、二酸化塩素、オゾン、第一鉄イオン共存過酸化水素の
ようなラジカル生成酸化剤である。好ましく用いられる
酵素の例としては、白色腐朽菌によって産生される酵素
、例えば、フングスコリオルス ペルシキュルムA工旦
旦us  Coriolus  versiculnm
)が産生するラッカーゼが挙げられる。酵素処理中のパ
ルプの温度は、10〜90’Cの範囲、好ましくは4゜
〜70℃の範囲であり、pHは2.0〜10.0の範囲
、好ましくは4.0〜80の範囲である。更に、酸化還
元電位は比較的高くなければならず、酵素処理の場合で
約100〜600mV、好ましくは300〜5oom■
、薬品処理の場合は200mV以上である。 [0012] 【実施例】 次に本発明を実験に基づいた実施例によって詳細に説明
するが、本発明はこの実施例により何ら限定されるもの
でない。 [0013] 実施例1 再生紙および再生板紙から作られた再生紙パルプ20g
(絶対時重量)を濃度が2.5%になるように水で希釈
した。 [0014] この混合物を40℃に加熱し、パルプ量の5%の澱粉〔
アミツル(Amis。 1)202)を加え、十分に撹拌した。パルプ量の0.
5%の二酸化塩素水希釈液を反応混合物に加え、40℃
で2時間反応を続行させた。 [0015] 反応終了後、パルプを20倍量の水で洗浄し、濃縮して
分析した。 [0016] パルプ強度を含む結果を第1表に示す。 [0017] 上記試験(試験5)の他に、3つの比較試験(試験1.
2.3)と2つの追加試験(試験4、りを行なった。こ
れらの結果も第」表に示す。これらの試験は次のように
行なった。 [0018]
【表1】 [0019] 試験1 (比較試験):パルプに関し二酸化塩素処理を
行なわず、澱粉も加えなかった。 それ以外の試験方法および分析は上記試験5に従って行
なった。 [00201 試験2(比較試験):パルプに関し二酸化塩素処理を行
なわなかった。それ以外の試験方法および分析は上記試
験5に従って行なった。 [0021] 試験3(比較試験):二酸化塩素処理を行なわなかった
。対パルプ量で1090の澱粉をパルプに加えた。 [0022] 試験4:パルプは二酸化塩素で処理したが、澱粉は加え
なかった。その他の試験方法および分析は上記試験5に
従った。この試験によって示される方法は、本発明の範
囲に入る。 [0023] 試験6:対パルプ量で10%の澱粉を添加した後、パル
プを二酸化塩素で処理した。その他の試験方法および分
析は上記試験5に従った。この試験によって示される方
法は、本発明の範囲に入る。 [0024] 実施例2 未晒TMPパルプをイオン交換水で洗浄し、遠心分離を
行なった。このパルプにクエン酸ナトリウムバッファー
を加えて緩衝化させた後、2.5%濃度に希釈し、40
℃まで加熱した。対パルプ量で5%の澱粉(酸化澱粉、
中力チオン)をパルプに加えたのち、十分に撹拌した。 水で希釈したラッカーゼ(活性630U/ m 1 )
を上記混合物に対して0.1%加え、パルプを注意深く
撹拌した。酵素反応を温度40℃で2時間続けた。この
間、一定間隔でパルプを攪拌し、反応終了後、パルプを
洗浄した。 [0025] 洗浄後、80〜85℃で10分間加熱処理することによ
り酵素活性を失活させた。最後に、パルプを濃縮し、遠
心分離し、均質化した。 [0026] 上記パルプから100g/m2のシート〔スカンジナビ
ア規格67 (SCAN−67)記載の方法に従い〕を
複数枚作成し、回転ドライヤーで乾燥した。シ−トの紙
特性は、スカンジナビア紙パルプ標準規格に従って測定
した。 [0027] パルプ強度を含むシートの測定結果を第2表に示す。 [0028] 上記試験(試験2)に加えて、比較試験(試験1)およ
び2つの追加試験(試験3および4)を行なった。これ
ら試験の結果も第1表に示す。これらの試験は次のよう
に行なった。 [0029] 試験1 (比較試験):パルプに関し、酵素処理と澱粉
添加のいずれも行なわなかった。パルプの洗浄と分析は
上記試験2に従った。 [0030] 試験3:予め対パルプ量で5%のペプトンを澱粉の代り
に反応液に加え、パルプの酵素処理を行なった。その他
の処理方法は、上記試、験2に従った。この試、験によ
って示される方法は、本発明の範囲に入る。 [0031] 試験4:パルプにつき、酵素処理の代りに、二酸化塩素
による酸化処理を行なった。用いた二酸化塩素の量は対
パルプ量0,1%であった。 その他の処理方法ま上記
試験2に従った。この試、験によって示される方法は、
本発明の範囲に入る。 [0032] 試験結果から明らかなように、酸化剤が二酸化塩素であ
るがラッカーゼであるかに関係なく同じように強度を増
加させることができる。またこの結果から、澱粉の他に
、ペプトンも酸化処理と同時に使用してパルプの強度を
増加させることができることが分かる。 [0033] パルプに結合剤として澱粉を加えるだけでも期待したよ
うに強度を増したが、本発明の酸化処理を予め行なった
場合の方が明らかにパルプ強度の増加が大きいことが試
験結果から明白である。 [0034] 本発明は上記の具体例に限定されず、下記特許請求の範
囲に規定する範囲内で多様であることは、 当技術分野の者にとって明らかである。 [0035]
【表2】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維状物を化学薬品処理及び/又は酵素処
    理して該繊維状物中のリグニンに結合剤を結合させるこ
    とを特徴とする繊維状物からメカニカルパルプを製造す
    る方法。
  2. 【請求項2】繊維状物の化学薬品処理及び/又は酵素処
    理中に、該繊維状物中のリグニンにラジカルを生成させ
    、該ラジカルを化学結合によって結合剤と結合させるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】結合剤が親水性物質、好ましくは炭水化物
    及び/又はタンパク質であることを特徴とする請求項1
    または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】ラジカルを生成させるため用いる物質が、
    ラジカルを生成する酸化酵素及び/又は酸化剤、好まし
    くはラッカーゼ、リグニンペルオキシダーゼ、マンガン
    ペルオキシダーゼ、第一鉄イオン共存過酸化水素、二酸
    化塩素またはオゾンの単独または混合物であることを特
    徴とする請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】酵素処理の温度範囲が10〜90℃、好ま
    しくは40〜70℃、そして、pH範囲が2.0〜10
    .0、好ましくは4.0〜0.8であることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】メカニカルパルプを製造する方法において
    、リグニンに作用する酵素及び/又は化学薬品を結合剤
    と共に用いてパルプの強度特性を向上させる方法。
  7. 【請求項7】酵素及び/又は化学薬品としてラジカルを
    生成する酸化酵素及び/又は酸化剤を用いることを特徴
    とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】結合剤として好ましくは炭水化物類及び/
    又はタンパク質類を用いることを特徴とする請求項6に
    記載の方法。
  9. 【請求項9】酸化酵素及び/又は酸化剤がラッカーゼ、
    リグニンペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ
    、第一鉄イオン共存過酸化水素、二酸化塩素またはオゾ
    ンの単独または混合物であることを特徴とする請求項6
    に記載の方法。
JP2415715A 1989-12-12 1990-12-12 パルプ製造方法 Pending JPH03260188A (ja)

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