JPH04316690A - Bleaching of lignocellulose material - Google Patents

Bleaching of lignocellulose material

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JPH04316690A
JPH04316690A JP8025591A JP8025591A JPH04316690A JP H04316690 A JPH04316690 A JP H04316690A JP 8025591 A JP8025591 A JP 8025591A JP 8025591 A JP8025591 A JP 8025591A JP H04316690 A JPH04316690 A JP H04316690A
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bleaching
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洋 大井
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Abstract

PURPOSE:To decrease the amount of chlorine-based bleaching chemicals and prevent the lowering of the viscosity of pulp by applying a specific pretreatment to a pulp composed of a lignocellulose material before oxygen bleaching, thereby effectively removing lignin from the pulp. CONSTITUTION:A pulp derived from a lignocellulose material is mixed with a nitrite and an acid and left standing preferably at 60-90 deg.C for 30min to 3hr to effect the pretreatment of the pulp. The pretreated pulp is subjected to oxygen bleaching. The nitrite is preferably sodium nitrite or potassium nitrite and the acid is preferably nitric acid, sulfuric acid or acetic acid. Preferably, the aqueous solution of the nitrite and the acid are separately added in two stages in the pretreatment.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、リグノセルロース材料
の漂白方法に関するものであり、さらに詳しくは、酸素
漂白処理における脱リグニンをさらに進め、且つパルプ
の粘度の低下が少ないリグノセルロース材料の漂白方法
に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for bleaching lignocellulosic materials, and more specifically, a method for bleaching lignocellulosic materials that further advances delignification in oxygen bleaching and reduces the decrease in pulp viscosity. It is related to.

【0002】0002

【従来の技術】リグノセルロース材料をアルカリで蒸解
したパルプには、クラフトパルプ、ポリスルフィドパル
プ、ソーダパルプ等が挙げられる。これらのパルプを多
くの用途、例えば製紙原料とするためには、これを漂白
する必要がある。例えば未漂白のクラフトパルプの漂白
では、着色原因物質である残存リグニンを除去するため
に、まず酸素漂白によって残存リグニンを40〜60%
程度除去し、続いて塩素、二酸化塩素、次亜塩素酸塩、
酸素、過酸化水素、水酸化ナトリウム等の漂白剤および
漂白助剤によってさらに残存リグニンを除去することが
行われている。製紙原料として強度の高い漂白クラフト
パルプを製造する場合には、パルプ繊維自体の強度を高
く保つために、パルプの粘度の低下を最小限にするよう
な漂白方法が行われている。このような漂白処理方法と
しては、酸素漂白処理を(O)、塩素および二酸化塩素
処理を(C+D)、アルカリ抽出処理を(E)、酸素強
化アルカリ抽出処理を(Eo)、次亜塩素酸塩処理を(
H)、二酸化塩素処理を(D)、過酸化水素処理を(P
)として表すと、 O→(C+D)→E→H→D、O→(C+D)→Eo→
D→E→D、またはO→(C+D)→Eo→H→P→D
等の処理順序で行われている。酸素漂白処理の漂白排液
は、通常、蒸解後のパルプの洗浄液に循環使用されてお
り、最終的には、蒸解排液とともに燃焼され、灰分を回
収し、例えば水酸化ナトリウム等の無機薬品に再生され
る。しかし、塩素系の処理段から排出される漂白排液は
、塩素イオンを含むために、上記の酸素漂白排液のよう
に、燃焼回収することができず、従って凝集沈殿法や活
性汚泥法で処理されている。このようなことから、塩素
系の処理段から排出される漂白排液中の塩素イオンや有
機塩素化合物の量を削減するためには、塩素系薬品の使
用量を低減することが必要である。この対策として、塩
素系処理の前段に行われる酸素漂白処理において、パル
プの脱リグニンをさらに進めることにより、塩素系薬品
の使用量を低減する方法が考えられるが、酸素漂白にお
けるアルカリ添加率、酸素圧、処理温度等を強化して脱
リグニンをさらに進めようとすると、パルプ繊維の強度
とパルプの粘度が低下してしまう。なお、パルプ繊維の
強度と粘度とは正の相関があるため、パルプの粘度はパ
ルプの繊維の強度の指標として広く採用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Examples of pulp produced by cooking lignocellulose material with alkali include kraft pulp, polysulfide pulp, and soda pulp. In order to use these pulps for many purposes, such as papermaking raw materials, it is necessary to bleach them. For example, when bleaching unbleached kraft pulp, in order to remove residual lignin, which is a substance that causes coloration, oxygen bleaching first removes residual lignin by 40 to 60%.
degree removal, followed by chlorine, chlorine dioxide, hypochlorite,
Bleaching agents and bleaching aids such as oxygen, hydrogen peroxide, and sodium hydroxide are used to further remove residual lignin. When producing high-strength bleached kraft pulp as a papermaking raw material, a bleaching method is used that minimizes the decrease in pulp viscosity in order to maintain the high strength of the pulp fiber itself. Such bleaching treatment methods include oxygen bleaching treatment (O), chlorine and chlorine dioxide treatment (C+D), alkaline extraction treatment (E), oxygen-enhanced alkaline extraction treatment (Eo), and hypochlorite treatment. Process (
H), chlorine dioxide treatment (D), hydrogen peroxide treatment (P)
), O→(C+D)→E→H→D, O→(C+D)→Eo→
D→E→D or O→(C+D)→Eo→H→P→D
The processing order is as follows. The bleaching effluent from oxygen bleaching is usually recycled as a cleaning solution for the pulp after cooking, and is ultimately burned together with the cooking effluent to recover the ash and convert it into inorganic chemicals such as sodium hydroxide. will be played. However, since the bleaching wastewater discharged from the chlorine-based treatment stage contains chlorine ions, it cannot be recovered by combustion like the oxygen bleaching wastewater mentioned above. being processed. For this reason, in order to reduce the amount of chlorine ions and organic chlorine compounds in the bleaching liquid discharged from the chlorine treatment stage, it is necessary to reduce the amount of chlorine chemicals used. As a countermeasure to this problem, it is possible to reduce the amount of chlorine-based chemicals used by further delignifying the pulp in the oxygen bleaching process that is performed before the chlorine-based process. If delignification is attempted to proceed further by increasing the pressure, treatment temperature, etc., the strength of the pulp fibers and the viscosity of the pulp will decrease. Note that since there is a positive correlation between the strength and viscosity of pulp fibers, the viscosity of pulp is widely used as an index of the strength of pulp fibers.

【0003】そこで、酸素漂白において、脱リグニンを
促進すると同時に、パルプの粘度の低下を抑制するため
に、酸素漂白を行う前にパルプを前処理する、いわゆる
前処理酸素漂白法がいくつか提案されている。例えば、
サムエルソン(Samuelson)は、リグノセルロ
ース材料から製造されたパルプを二酸化窒素で前処理し
、続いて酸素漂白する方法を提案している(特公昭63
−50464、特公昭63−50465、特公昭63−
50466、特公昭63−50467、特公昭63−6
0158、特公昭64−2715)。サムエルソンの方
法は、前処理として高濃度あるいは中濃度のパルプをま
ず二酸化窒素(気体)で気相処理して残存リグニンを酸
化し、さらにニトロ化することにより改質し、続いて、
硝酸ナトリウムを加えて二酸化窒素を再生させ、上記の
反応を再び行わせた後に酸素漂白を行うものである(ジ
ャーナル・オブ・パルプ・アンド・ペーパーサイエンス
(J. Pulp Sci.)13巻、5号、J150
(1989年)、タッピージャーナル(Tappi J
. 73巻、2号、141頁(1990年))。また、
高濃度のパルプを上記のサムエルソンの方法と同様に二
酸化窒素で前処理するプレノックス(Prenox)と
いう名のパイロットプラントもある。さらに、リグノセ
ルロース材料から製造されたパルプを硫酸、塩酸、酢酸
等の酸で前処理し、続いて水で洗浄し、パルプの粘度を
促進する原因物質の金属イオンを除去し、これを酸素漂
白によって脱リグニンする方法もある(紙パ技協誌、3
8巻、12号、1179頁(1984年)、パルプ・ア
ンド・ペーパー(Pulp& Paper)、43巻、
9号、148頁(1969年)、パルプ・アンド・ペー
パー・マガジン・オブ・カナダ(Pulp & Pap
er Mag. Can.)、73巻、12号、102
頁(1972年))。
[0003] Therefore, in oxygen bleaching, in order to promote delignification and at the same time suppress the decrease in pulp viscosity, several so-called pretreatment oxygen bleaching methods have been proposed in which pulp is pretreated before oxygen bleaching. ing. for example,
Samuelson proposed a method of pretreating pulp made from lignocellulosic material with nitrogen dioxide, followed by oxygen bleaching (Japanese Patent Publication No. 63).
-50464, Tokuko Sho 63-50465, Tokuko Sho 63-
50466, Special Publication No. 63-50467, Special Publication No. 63-6
0158, Special Publication No. 64-2715). In Samuelson's method, as a pretreatment, pulp with high or medium concentration is first treated in the gas phase with nitrogen dioxide (gas) to oxidize the remaining lignin, and then modified by further nitration.
After adding sodium nitrate to regenerate nitrogen dioxide and performing the above reaction again, oxygen bleaching is performed (Journal of Pulp and Paper Science (J. Pulp Sci.) Vol. 13, No. 5) , J150
(1989), Tappi Journal (Tappi J
.. Vol. 73, No. 2, p. 141 (1990)). Also,
There is also a pilot plant named Prenox in which highly concentrated pulp is pretreated with nitrogen dioxide similar to the Samuelson method described above. Furthermore, the pulp produced from lignocellulosic materials is pretreated with acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and acetic acid, followed by washing with water to remove metal ions that are responsible for promoting pulp viscosity, and then oxygen bleaching. There is also a method of delignification by
Vol. 8, No. 12, p. 1179 (1984), Pulp & Paper, Vol. 43,
No. 9, p. 148 (1969), Pulp & Paper Magazine of Canada (Pulp & Pap
er Mag. Can. ), Volume 73, No. 12, 102
Page (1972)).

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サムエ
ルソンの二酸化窒素でパルプを前処理する方法は、気相
での処理のために、パルプに対する反応を均一に行うこ
とが難しく、前処理としての効果が小さいという問題が
ある。とくにプレノックスのパイロットプラントのよう
に高濃度パルプを気体の二酸化窒素で処理するためには
、パルプを圧搾する装置や粉砕する(毛羽立てる)装置
が必要となり、これらはいずれも工業的に実用化されて
いないのが現状である。また、前記のようなパルプを硫
酸、塩酸、酢酸等の酸で前処理する方法でも、その効果
は小さく、酸素漂白において脱リグニンを進行させると
、パルプの粘度の低下が著しくなるため、この方法も普
及していない。本発明は、上記のような従来の課題を解
決し、パルプの漂白処理において、塩素系薬品の使用量
を削減するために、酸素漂白処理における脱リグニンを
さらに進め、且つパルプの粘度が低下しないリグノセル
ロース材料の漂白方法を提供することを目的とするもの
である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, Samuelson's method of pre-treating pulp with nitrogen dioxide is difficult to uniformly react to the pulp because it is treated in the gas phase. The problem is that it is small. In particular, in order to treat high-concentration pulp with gaseous nitrogen dioxide, as in the Plenox pilot plant, equipment to compress the pulp and equipment to crush (fluff) the pulp are required, both of which are not commercially viable. The current situation is that this has not been done. In addition, the above-mentioned method of pre-treating pulp with acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, etc. has little effect, and when delignification progresses in oxygen bleaching, the viscosity of the pulp decreases significantly. is not widespread either. The present invention solves the conventional problems as described above, and in order to reduce the amount of chlorine-based chemicals used in the pulp bleaching process, the present invention further advances delignification in the oxygen bleaching process and does not reduce the viscosity of the pulp. It is an object of the present invention to provide a method for bleaching lignocellulosic materials.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、上記のような従来の課題を解決することができた
。すなわち本発明は、リグノセルロース材料から製造さ
れたパルプを、酸素漂白によって脱リグニンする方法に
おいて、まず、パルプに亜硝酸塩および酸を添加してパ
ルプを前処理し、続いて酸素漂白を行うことを特徴とす
る、リグノセルロース材料の漂白方法を提供するもので
ある。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies, the inventors of the present invention were able to solve the above-mentioned conventional problems. That is, the present invention provides a method for delignifying pulp produced from lignocellulosic material by oxygen bleaching, in which the pulp is first pretreated by adding nitrite and acid, and then oxygen bleaching is performed. The present invention provides a method for bleaching lignocellulosic materials.

【0006】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。 本発明の漂白方法は、リグノセルロース材料から製造さ
れたパルプに前処理として亜硝酸塩および酸を添加する
ことが特徴であり、続いて酸素漂白を行うものである。 従来の方法のように気体の二酸化窒素を用いて前処理を
行うものではない。ここでリグノセルロース材料とは、
複合セルロースの1つで、セルロースとリグニンとが物
理的あるいは化学的に堅く結合したもので、代表例とし
て木材、その他、竹、麻、ワラ、バガス等を意味するも
のである。 (前処理に使用できる薬品)前処理に用いることのでき
るパルプは、例えばリグノセルロース材料からアルカリ
で蒸解したパルプ等を挙げることができる。本発明方法
に使用できる亜硝酸塩は、とくに制限はない。例えば市
販の亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等を挙げること
ができる。また、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム水
溶液にNO2やNOを吸収させて調製した亜硝酸塩水溶
液も用いることができる。これは、パルプ漂白工場内の
ボイラー等の排ガス中や漂白排液を燃焼することにより
発生するNO2やNOを有効に利用することができるの
で好ましい。これらの亜硝酸塩をパルプに添加する際に
は、パルプと均一に混合されるように、通常、水溶液と
して添加される。
[0006] The present invention will be explained in more detail below. The bleaching method of the present invention is characterized by the addition of nitrite and acid as a pretreatment to the pulp produced from lignocellulosic material, followed by oxygen bleaching. Unlike conventional methods, pretreatment is not performed using gaseous nitrogen dioxide. What is lignocellulose material here?
It is a type of composite cellulose in which cellulose and lignin are tightly bound physically or chemically, and representative examples include wood, bamboo, hemp, straw, bagasse, etc. (Chemicals that can be used for pretreatment) Pulp that can be used for pretreatment includes, for example, pulp prepared by cooking lignocellulose material with an alkali. There are no particular limitations on the nitrite that can be used in the method of the present invention. For example, commercially available sodium nitrite, potassium nitrite, etc. can be mentioned. Furthermore, a nitrite aqueous solution prepared by absorbing NO2 or NO into a sodium carbonate or sodium hydroxide aqueous solution can also be used. This is preferable since it is possible to effectively utilize NO2 and NO generated in the exhaust gas of a boiler or the like in a pulp bleaching factory or by burning bleaching waste liquid. When these nitrites are added to pulp, they are usually added as an aqueous solution so that they are uniformly mixed with the pulp.

【0007】酸としては、無機酸および有機酸いずれも
使用できるが、その例としては硝酸、硫酸、塩酸、酢酸
等を挙げることができる。この組み合わせとしては、亜
硝酸ナトリウムと硝酸、硫酸および酢酸、亜硝酸カリウ
ムと硝酸、硫酸、および酢酸が後の燃焼回収にとって好
ましい。また、上記の異なる無機酸や有機酸を同時に用
いることもできる。
[0007] As the acid, both inorganic acids and organic acids can be used, examples of which include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, and acetic acid. Preferred combinations include sodium nitrite and nitric acid, sulfuric acid and acetic acid, potassium nitrite and nitric acid, sulfuric acid, and acetic acid for subsequent combustion recovery. Moreover, the above-mentioned different inorganic acids and organic acids can also be used simultaneously.

【0008】(薬品の添加量)亜硝酸塩の添加量は、処
理するパルプの乾燥重量に対して、亜硝酸イオン(NO
2−)として0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜
5重量%、さらに好ましくは1.5〜3重量%である。 酸の添加量は、処理するパルプの乾燥重量に対して、0
.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%、さら
に好ましくは2〜4重量%である。酸は、濃度10%程
度の希酸として添加するのがよい。この場合の酸の重量
とは、その希酸中の塩酸や硫酸等の重量を意味するもの
である。
(Amount of chemical added) The amount of nitrite added is determined based on the dry weight of the pulp to be treated.
2-) 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight
It is 5% by weight, more preferably 1.5 to 3% by weight. The amount of acid added is 0 based on the dry weight of the pulp to be treated.
.. The amount is 1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, and more preferably 2 to 4% by weight. The acid is preferably added as a dilute acid with a concentration of about 10%. The weight of acid in this case means the weight of hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. in the dilute acid.

【0009】(前処理)上記のような、薬品および添加
量で前処理を行う。前処理時のパルプの濃度、すなわち
含水パルプの全体重量に対するパルプの乾燥重量として
は、中濃度、例えば5〜17%、好ましくは8〜14%
、がよい。パルプ濃度が5%よりも低いと、処理量が増
加して処理効率が低下し、また17%よりも高いと反応
が不均一になるので好ましくない。前処理における反応
を均一に行い、この効果を最大にするためには、亜硝酸
塩水溶液と酸とは、2段に分けて別々に添加し、パルプ
と混合するのが好ましい。亜硝酸塩と酸の添加順序はど
ちらが先でもよい。すなわち、■  亜硝酸塩水溶液お
よび/またはNO2やNOのような窒素酸化物をアルカ
リに溶解した水溶液を予め調製し、これをパルプに添加
して混合し、続いて、別に調製した酸をパルプに添加し
て混合する。これとは逆に、■  調製した酸をパルプ
に添加して混合し、続いて、予め調製した亜硝酸塩水溶
液および/またはNO2やNOのような窒素酸化物をア
ルカリに溶解した水溶液をパルプに添加して混合する方
法のいずれであってもよい。このようにすると、亜硝酸
塩を酸に添加した溶液や、亜硝酸塩水溶液と酸とを混合
した溶液を用いるよりもよい結果が得られる。また、予
め酸性の亜硝酸塩溶液を調製すると、前処理に有効な成
分であるNO2−が分解されるので好ましくない。亜硝
酸塩水溶液または酸のいずれか一方が添加されたパルプ
は続いて混合されるが、その混合方法としては、例えば
カミヤ社製MCミキサー等の中濃度パルプ処理用のミキ
サー等を用いて混合する。次に、他の一方の薬品を添加
し、前記のように混合し、40〜95℃、好ましくは6
0〜90℃で、20分間〜5時間、好ましくは30分間
〜3時間保持して、水等でパルプを洗浄する。以上のよ
うにして、前処理が完了する。
(Pretreatment) Pretreatment is performed using the chemicals and amounts added as described above. The concentration of the pulp at the time of pretreatment, that is, the dry weight of the pulp relative to the total weight of the water-containing pulp, is a medium concentration, for example, 5 to 17%, preferably 8 to 14%.
, is good. If the pulp concentration is lower than 5%, the processing amount will increase and the treatment efficiency will decrease, and if it is higher than 17%, the reaction will become non-uniform, which is not preferable. In order to uniformly carry out the reaction in the pretreatment and to maximize this effect, it is preferable that the nitrite aqueous solution and the acid are added separately in two stages and mixed with the pulp. The nitrite and acid can be added in either order. That is, ■ Preparing an aqueous solution of nitrite and/or an aqueous solution of nitrogen oxides such as NO2 and NO dissolved in an alkali, adding this to the pulp and mixing it, and then adding a separately prepared acid to the pulp. and mix. Conversely, ■ the prepared acid is added to the pulp and mixed, and then a previously prepared aqueous solution of nitrite and/or an aqueous solution of nitrogen oxides such as NO2 and NO dissolved in alkali is added to the pulp. Any of the following methods may be used. In this way, better results can be obtained than using a solution in which nitrite is added to an acid or a solution in which an aqueous nitrite solution and an acid are mixed. Further, it is not preferable to prepare an acidic nitrite solution in advance because NO2-, which is an effective component in the pretreatment, is decomposed. The pulp to which either the nitrite aqueous solution or the acid has been added is subsequently mixed, using a mixer for medium consistency pulp processing such as MC mixer manufactured by Kamiya Co., Ltd., for example. Next, add one of the other chemicals and mix as above, at 40-95°C, preferably at 6°C.
The pulp is maintained at 0 to 90°C for 20 minutes to 5 hours, preferably 30 minutes to 3 hours, and the pulp is washed with water or the like. The preprocessing is completed as described above.

【0010】この前処理において、酸素を添加するとよ
い結果が得られる。酸素の添加時期は、前処理のどの段
階に添加してもよい。添加方法としては、いかなる方法
であってもよいが、酸素または酸素富化空気をパルプ混
合用ミキサーに圧入する方法等が挙げられる。添加量は
、0.1〜6%である。
Good results can be obtained by adding oxygen in this pretreatment. Oxygen may be added at any stage of the pretreatment. The addition method may be any method, but examples include a method of pressurizing oxygen or oxygen-enriched air into a pulp mixing mixer. The amount added is 0.1 to 6%.

【0011】また、前処理が完了した後、パルプを搾液
や洗浄を行うことなくアルカリを添加して引き続いて酸
素漂白を行うこともできる。このようにすると、パルプ
の搾液や洗浄に用いる装置が不必要となるため好ましい
。この場合のアルカリは、様々なアルカリを用いること
ができ、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、等
である。添加量は、前処理完了時のパルプの乾燥重量に
対し、0.1〜15重量%、好ましくは1〜5重量%で
ある。
[0011] Furthermore, after the pretreatment is completed, an alkali can be added to the pulp without squeezing or washing the pulp, followed by oxygen bleaching. This is preferable because it eliminates the need for equipment used for squeezing and washing the pulp. Various alkalis can be used as the alkali in this case, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and the like. The amount added is 0.1 to 15% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the dry weight of the pulp upon completion of pretreatment.

【0012】(酸素漂白)以上のように、パルプの前処
理を行った後、酸素漂白を行う。酸素漂白は、従来から
の方法で行うことができる。例えば、工業的に実用化さ
れている方法である、中濃度酸素漂白法および高濃度酸
素漂白法で行うことができる。
(Oxygen bleaching) After the pulp has been pretreated as described above, oxygen bleaching is performed. Oxygen bleaching can be performed by conventional methods. For example, it can be carried out by a medium concentration oxygen bleaching method or a high concentration oxygen bleaching method, which are industrially put into practical use.

【0013】[0013]

【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。以
下に示す実施例において、パルプのカッパー価の測定は
、TAPPI試験法T236cm−85およびパルプの
粘度の測定は、TAPPI試験法T230om−89に
従って行った。脱リグニン度D(%)は、未処理のパル
プのカッパー価をKu、酸素漂白後のパルプのカッパー
価をKoとすると、
[Examples] The present invention will be explained below with reference to Examples. In the examples shown below, the kappa number of the pulp was measured according to the TAPPI test method T236cm-85, and the viscosity of the pulp was measured according to the TAPPI test method T230om-89. The degree of delignification D (%) is expressed as follows, where Ku is the kappa number of untreated pulp and Ko is the kappa number of pulp after oxygen bleaching.

【0014】[0014]

【数1】D(%)=100×(Ku−Ko)÷Ku[Math. 1] D (%) = 100 x (Ku-Ko) ÷ Ku

【0
015】と定義した。なお、未処理のブナ材クラフトパ
ルプのカッパー価は20.9、粘度は54.8であり、
未処理のエゾマツ材クラフトパルプのカッパー価は30
.9、粘度は、32.6であった。
0
015]. In addition, the kappa number of untreated beechwood kraft pulp is 20.9, the viscosity is 54.8,
The kappa value of untreated Scots pine kraft pulp is 30.
.. 9. The viscosity was 32.6.

【0016】実施例1 (前処理) ブナ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わせて
134mlの水を加え、パルプ濃度を13%としたもの
をテフロン袋に入れ、これにNO2−イオンがパルプ乾
燥重量に対して1.5重量%となるように、3mlの1
5重量%亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、パルプと混
合した。さらに、これに硝酸がパルプ乾燥重量に対して
2重量%となるように、4mlの10%硝酸水溶液を添
加し、パルプと混合した。パルプ濃度は最終的に12%
とした。テフロン袋に入ったパルプを恒温槽内で60℃
に加温し、30分間保持して前処理を行った。前処理後
、パルプを水で洗浄した。 (酸素漂白)前処理パルプ4gをパルプ濃度を30%に
調製し、パルプの乾燥重量に対して水酸化ナトリウムを
2、3および5重量%および硫酸マグネシウムを1重量
%となるように、それぞれ2規定水酸化ナトリウム水溶
液を1、1.5および2.5mlおよび10%硫酸マグ
ネシウム水溶液を0.4ml添加して、パルプと混合し
た。最終的にパルプ濃度を22%とした。パルプは酸素
圧3.5kg/cm2の反応容器内で120℃に加温し
、反応容器をゆっくりと回転(15回/分)させて30
分間保持して酸素漂白を行った。酸素漂白後、パルプを
水で洗浄し、そのカッパー価と粘度を測定した。その結
果を表1に示す。
Example 1 (Pretreatment) A total of 134 ml of water was added to 20 g (dry weight) of beech wood kraft pulp to make the pulp concentration 13%, and the mixture was placed in a Teflon bag, and NO2- ions were added to the pulp. 3 ml of 1.5% by weight based on dry weight
A 5% by weight aqueous sodium nitrite solution was added and mixed with the pulp. Furthermore, 4 ml of a 10% nitric acid aqueous solution was added to this so that the amount of nitric acid was 2% by weight based on the dry weight of the pulp, and mixed with the pulp. The final pulp density is 12%
And so. Pulp in a Teflon bag is kept at 60℃ in a constant temperature bath.
Pretreatment was carried out by heating the sample to a temperature of 100.degree. C. and holding it for 30 minutes. After pretreatment, the pulp was washed with water. (Oxygen bleaching) Prepare 4 g of pretreated pulp to a pulp concentration of 30%, and add 2, 3 and 5% by weight of sodium hydroxide and 1% by weight of magnesium sulfate, respectively, based on the dry weight of the pulp. 1, 1.5 and 2.5 ml of normal sodium hydroxide aqueous solution and 0.4 ml of 10% magnesium sulfate aqueous solution were added and mixed with the pulp. The final pulp density was 22%. The pulp was heated to 120°C in a reaction vessel with an oxygen pressure of 3.5 kg/cm2, and the reaction vessel was slowly rotated (15 times/min) for 30 minutes.
Oxygen bleaching was performed by holding for a minute. After oxygen bleaching, the pulp was washed with water and its kappa number and viscosity were measured. The results are shown in Table 1.

【0017】比較例1 前処理を行わないブナ材クラフトパルプを実施例1と同
じ方法で酸素漂白し、パルプのカッパー価と粘度を測定
した。その結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Beechwood kraft pulp without pretreatment was oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 1.

【0018】比較例2 ブナ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わせて
60mlの水を加え、パルプ濃度を25%としたものを
回転羽根を用いて毛羽立て、容量2lの反応容器内に入
れて中の空気を脱気した。この中にパルプの乾燥重量の
2%に匹敵する0.28mlの液体二酸化窒素をすべて
気化させたものを添加して、パルプを振盪し、5分後に
空気を容器内に入れ、さらに5分間パルプを振盪して前
処理を行った。前処理温度は、25℃とした。前処理終
了後、パルプを水で洗浄し、実施例1と同様の方法で酸
素漂白を行い、パルプのカッパー価と粘度を測定した。 その結果を表1に示す。
Comparative Example 2 A total of 60 ml of water was added to 20 g (dry weight) of beech wood kraft pulp to make the pulp concentration 25%, fluffed using a rotary blade, and placed in a reaction vessel with a capacity of 2 liters. The air inside was removed. To this, 0.28 ml of liquid nitrogen dioxide equivalent to 2% of the dry weight of the pulp was added completely vaporized, the pulp was shaken, and after 5 minutes air was introduced into the container, and the pulp was heated for another 5 minutes. Pretreatment was performed by shaking. The pretreatment temperature was 25°C. After the pretreatment, the pulp was washed with water, oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 1.

【0019】比較例3 ブナ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わせて
143mlの水、およびこれに硝酸がパルプ乾燥重量に
対して2重量%となるように、4mlの10%硝酸水溶
液を添加し、パルプと混合した。パルプ濃度は最終的に
12%とした。テフロン袋に入ったパルプを恒温槽内で
60℃に加温し、30分間保持して前処理を行った。前
処理終了後、パルプを水で洗浄し、実施例1と同様の方
法で酸素漂白を行い、パルプのカッパー価と粘度を測定
した。その結果を表1に示す。
Comparative Example 3 A total of 143 ml of water was added to 20 g (dry weight) of beech wood kraft pulp, and 4 ml of a 10% nitric acid aqueous solution was added to this so that the nitric acid amount was 2% by weight based on the dry weight of the pulp. and mixed with pulp. The final pulp concentration was 12%. The pulp in a Teflon bag was heated to 60° C. in a constant temperature bath and held for 30 minutes for pretreatment. After the pretreatment, the pulp was washed with water, oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 1.

【0020】[0020]

【表1】[Table 1]

【0021】実施例2 (前処理)エゾマツ材クラフトパルプ20g(乾燥重量
)に、合わせて134mlの水を加え、パルプ濃度を1
3%としたものをテフロン袋に入れ、これにNO2−イ
オンがパルプ乾燥重量に対して3重量%となるように、
6mlの15重量%亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、
パルプと混合した。さらに、これに硝酸がパルプ乾燥重
量に対して4重量%となるように、8mlの10%硝酸
水溶液を添加し、パルプと混合した。パルプ濃度は最終
的に12%とした。テフロン袋に入ったパルプを恒温槽
内で90℃に加温し、3時間保持して前処理を行った。 前処理後、パルプを水で洗浄し、実施例1と同様の方法
で酸素漂白を行い、パルプのカッパー価と粘度を測定し
た。その結果を表2に示す。
Example 2 (Pretreatment) A total of 134 ml of water was added to 20 g (dry weight) of Scots pine kraft pulp, and the pulp concentration was adjusted to 1.
3% and put it in a Teflon bag, so that NO2- ion is 3% by weight based on the dry weight of the pulp.
Add 6 ml of 15% by weight aqueous sodium nitrite solution,
mixed with pulp. Furthermore, 8 ml of a 10% nitric acid aqueous solution was added to this so that the amount of nitric acid was 4% by weight based on the dry weight of the pulp, and mixed with the pulp. The final pulp concentration was 12%. The pulp in a Teflon bag was heated to 90° C. in a constant temperature bath and held for 3 hours for pretreatment. After the pretreatment, the pulp was washed with water, oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 2.

【0022】実施例3 エゾマツ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わ
せて134mlの水を加え、パルプ濃度を13%とした
ものをテフロン袋に入れ、これにNO2−イオンがパル
プ乾燥重量に対して3重量%となるように、6mlの1
5重量%亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、パルプと混
合した。さらに、これに硝酸がパルプ乾燥重量に対して
4重量%となるように、8mlの10%硝酸水溶液を添
加し、パルプと混合した。パルプ濃度は最終的に12%
とした。続いて、テフロン袋内に25℃、1気圧で80
0mlの酸素を封入した。さらにこれを恒温槽内で90
℃に加温し、3時間保持して前処理を行った。前処理後
、パルプを水で洗浄し、実施例1と同様の方法で酸素漂
白を行い、パルプのカッパー価と粘度を測定した。その
結果を表2に示す。
Example 3 A total of 134 ml of water was added to 20 g (dry weight) of Scots pine kraft pulp to make the pulp concentration 13%, and the mixture was placed in a Teflon bag, and NO2- ions were added to the dry weight of the pulp. 6 ml of 1 ml to give 3% by weight
A 5% by weight aqueous sodium nitrite solution was added and mixed with the pulp. Furthermore, 8 ml of a 10% nitric acid aqueous solution was added to this so that the amount of nitric acid was 4% by weight based on the dry weight of the pulp, and mixed with the pulp. The final pulp density is 12%
And so. Next, in a Teflon bag at 25℃, 80℃ at 1 atm.
0 ml of oxygen was sealed. Furthermore, this was heated to 90°C in a constant temperature bath.
Pretreatment was carried out by heating to ℃ and holding for 3 hours. After the pretreatment, the pulp was washed with water, oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 2.

【0023】実施例4 エゾマツ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わ
せて134mlの水を加え、パルプ濃度を13%とした
ものをテフロン袋に入れ、これにNO2−イオンがパル
プ乾燥重量に対して3重量%となるように、6mlの1
5重量%亜硝酸ナトリウム水溶液を添加し、パルプと混
合した。さらに、これに硝酸がパルプ乾燥重量に対して
4重量%となるように、8mlの10%硝酸水溶液を添
加し、パルプと混合した。パルプ濃度は最終的に12%
とした。続いて、テフロン袋内に25℃、1気圧で80
0mlの酸素を封入した。さらにこれを恒温槽内で90
℃に加温し、3時間保持して前処理を行った。前処理後
、直ちにテフロン袋内のパルプに、パルプの乾燥重量に
対して水酸化ナトリウムを3または5重量%および硫酸
マグネシウムを1重量%となるように、それぞれ2規定
水酸化ナトリウム水溶液を7.5または12.5mlお
よび10%硫酸マグネシウム水溶液を2ml添加して、
パルプと混合した。最終的にパルプ濃度を11%とした
。パルプは酸素圧3.5kg/cm2の反応容器内で1
20℃に加温し、30分間保持して酸素漂白を行った。 酸素漂白後、パルプを水で洗浄し、そのカッパー価と粘
度を測定した。その結果を表2に示す。
Example 4 A total of 134 ml of water was added to 20 g (dry weight) of Scots pine kraft pulp to make the pulp concentration 13%, and the mixture was placed in a Teflon bag, and NO2- ions were added to the dry weight of the pulp. 6 ml of 1 ml to give 3% by weight
A 5% by weight aqueous sodium nitrite solution was added and mixed with the pulp. Furthermore, 8 ml of a 10% nitric acid aqueous solution was added to this so that the amount of nitric acid was 4% by weight based on the dry weight of the pulp, and mixed with the pulp. The final pulp density is 12%
And so. Next, in a Teflon bag at 25℃, 80℃ at 1 atm.
0 ml of oxygen was sealed. Furthermore, this was heated to 90°C in a constant temperature bath.
Pretreatment was carried out by heating to ℃ and holding for 3 hours. Immediately after the pretreatment, 7.5% of a 2N aqueous sodium hydroxide solution was added to the pulp in a Teflon bag so that the amount of sodium hydroxide was 3 or 5% by weight and the amount of magnesium sulfate was 1% by weight based on the dry weight of the pulp. 5 or 12.5 ml and 2 ml of 10% magnesium sulfate aqueous solution,
mixed with pulp. The final pulp density was 11%. The pulp is heated in a reaction vessel with an oxygen pressure of 3.5 kg/cm2.
Oxygen bleaching was performed by heating to 20°C and holding for 30 minutes. After oxygen bleaching, the pulp was washed with water and its kappa number and viscosity were measured. The results are shown in Table 2.

【0024】比較例4 前処理を行わないエゾマツ材クラフトパルプを、実施例
1と同じ方法で酸素漂白し、パルプのカッパー価と粘度
を測定した。その結果を表2に示す。
Comparative Example 4 A kraft pulp made of Scots pine without pretreatment was oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 2.

【0025】比較例5 エゾマツ材クラフトパルプ20g(乾燥重量)に、合わ
せて60mlの水を加え、パルプ濃度を25%としたも
のを回転羽根を用いて毛羽立て、容量2lの反応容器内
に入れて中の空気を脱気した。この中にパルプの乾燥重
量の2%に匹敵する0.28mlの液体二酸化窒素をす
べて気化させたものを添加して、パルプを振盪し、5分
後に空気を容器内に入れ、さらに5分間パルプを振盪し
て前処理を行った。前処理温度は、25℃とした。前処
理終了後、パルプを水で洗浄し、実施例1と同様の方法
で酸素漂白を行い、パルプのカッパー価と粘度を測定し
た。 その結果を表2に示す。
Comparative Example 5 A total of 60 ml of water was added to 20 g (dry weight) of Scots pine kraft pulp to give a pulp concentration of 25%, which was fluffed using a rotary blade and placed in a reaction vessel with a capacity of 2 liters. The air inside was removed. To this, 0.28 ml of liquid nitrogen dioxide equivalent to 2% of the dry weight of the pulp was added completely vaporized, the pulp was shaken, and after 5 minutes air was introduced into the container, and the pulp was heated for another 5 minutes. Pretreatment was performed by shaking. The pretreatment temperature was 25°C. After the pretreatment, the pulp was washed with water, oxygen bleached in the same manner as in Example 1, and the kappa number and viscosity of the pulp were measured. The results are shown in Table 2.

【0026】[0026]

【表2】[Table 2]

【0027】表1および表2から判るように、本発明方
法は、広葉樹および針葉樹材パルプいずれにおいても適
用することができる。また、本発明方法は、従来の二酸
化窒素で処理する方法や酸で洗浄処理する方法よりも優
れていることが明確に示されている。また、表2から判
るように、前処理に酸素を添加したほうが優れた結果を
示していることが判る。さらに、前処理したパルプの搾
液および洗浄を行わないほうが優れた結果を示している
ことが判る。
As can be seen from Tables 1 and 2, the method of the present invention can be applied to both hardwood and softwood pulps. Furthermore, it has been clearly shown that the method of the present invention is superior to conventional methods of treatment with nitrogen dioxide and methods of cleaning with acid. Furthermore, as can be seen from Table 2, it can be seen that adding oxygen to the pretreatment showed better results. Furthermore, it can be seen that better results are obtained when the pretreated pulp is not squeezed or washed.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明方法では、とくに、脱リグニン薬
品として液体を用いているため、従来の気体の二酸化窒
素を用いる方法よりも、均一にパルプと薬品が反応する
ことができるため、リグノセルロース材料から製造され
たパルプに含まれるリグニンを効果的に除去することが
できる。その結果、塩素系漂白薬品の使用量を低減する
ことができ、白色度が高く、さらに強度の高いパルプ繊
維を製造することができる。さらに、本発明方法におい
て使用される亜硝酸塩と酸は、酸素漂白処理の排液や蒸
解排液とともに燃焼回収することができる。
Effects of the Invention In the method of the present invention, in particular, since a liquid is used as the delignification chemical, the pulp and the chemical can react more uniformly than in the conventional method using gaseous nitrogen dioxide. The lignin contained in the pulp produced from the material can be effectively removed. As a result, the amount of chlorine bleaching chemicals used can be reduced, and pulp fibers with high whiteness and strength can be produced. Furthermore, the nitrite and acid used in the method of the present invention can be burned and recovered together with the oxygen bleaching effluent and cooking effluent.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  リグノセルロース材料から製造された
パルプを、酸素漂白によって脱リグニンする方法におい
て、まず、パルプに亜硝酸塩および酸を添加してパルプ
を前処理し、続いて酸素漂白を行うことを特徴とする、
リグノセルロース材料の漂白方法。
1. A method for delignifying pulp produced from lignocellulosic material by oxygen bleaching, comprising first pretreating the pulp by adding nitrite and acid to the pulp, followed by oxygen bleaching. Characterized by
Method for bleaching lignocellulosic materials.
【請求項2】  亜硝酸塩と酸とを2段に分けて別々に
パルプに添加する、請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the nitrite and acid are added separately to the pulp in two stages.
【請求項3】  パルプの前処理に酸素を添加する、請
求項1または2のいずれか1項に記載の方法。
3. A method according to claim 1, wherein oxygen is added to the pulp pretreatment.
【請求項4】  パルプの前処理後に、パルプを搾液お
よび/または洗浄せずにこれにアルカリを添加して酸素
漂白を行う、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
方法。
4. The method according to claim 1, wherein after the pretreatment of the pulp, oxygen bleaching is performed by adding an alkali to the pulp without squeezing and/or washing the pulp.
【請求項5】  パルプの乾燥重量に対して、亜硝酸塩
の添加量が、亜硝酸イオン(NO2−)として0.1〜
10重量%、且つ酸の添加量が、0.1〜10重量%、
処理温度が40〜95℃、処理時間が20分〜5時間、
パルプ濃度が5〜17%で前処理を行う、請求項1ない
し4のいずれか1項に記載の方法。
5. The amount of nitrite added is 0.1 to 0.1 as nitrite ions (NO2−) based on the dry weight of the pulp.
10% by weight, and the amount of acid added is 0.1 to 10% by weight,
Processing temperature is 40 to 95°C, processing time is 20 minutes to 5 hours,
5. The method according to claim 1, wherein the pretreatment is carried out at a pulp concentration of 5 to 17%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2012502770A (en) * 2008-09-22 2012-02-02 ゲノ エルエルシー Conversion of nitrogen dioxide (NO2) to nitric oxide (NO)
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