JPH06207391A - 製紙用繊維の白色度、明るさおよび色度を高める方法 - Google Patents

製紙用繊維の白色度、明るさおよび色度を高める方法

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JPH06207391A
JPH06207391A JP5228824A JP22882493A JPH06207391A JP H06207391 A JPH06207391 A JP H06207391A JP 5228824 A JP5228824 A JP 5228824A JP 22882493 A JP22882493 A JP 22882493A JP H06207391 A JPH06207391 A JP H06207391A
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papermaking
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】光活性化剤の添加によって製紙用繊維またはそ
の混合物の白色度、明るさおよび色度を増加する方法を
提供する。 【構成】光活性化剤または光活性化剤混合物ならびに製
紙用繊維またはその混合物を水とよく混合する。これら
成分を１０乃至９０℃の温度範囲、最も好ましくは２０
乃至８５℃の温度範囲において３０分間以上、好ましく
は大気酸素との良好な混合を保証するため１乃至４時間
よく混合するのが望ましい。この混合中の懸濁物のpH価
は、好ましくは７．０乃至１１の範囲である。混合は攪
拌、循環ポンピングまたは空気の吹き込みによって都合
よく実施される。光活性化剤の量は使用される製紙用繊
維の量を基準にして、通常０．０００１乃至０．１％、
好ましくは０．０００５乃至０．０３％である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は製紙用繊維の白色度（whitenes
s)、明るさ(brightness)および、色度（chromaticity）
を高めるために、製紙用繊維またはその混合物に感光化
化合物（photosensitising compounds) を添加するこ
と、およびこの方法によって得られた製紙用繊維および
その使用に関する。本明細書において使用されている
“製紙用繊維”という言葉は、主として砕木パルプや化
学パルプのごとき木材パルプを意味するものと理解され
たい。
【０００２】活性塩素を使用する化学パルプ漂白方法の
環境への影響が論議され、パルプ工業において使用され
ている、過酸化水素、オゾン、酸素を含む漂白システム
が増加しつつある。しかしながら、無塩素漂白された化
学パルプを使用すると紙の強度の損失が生じることが判
明した。グラフイック紙用の木材パルプの製造において
は、白色度を増すための漂白が不可欠の工程であり、こ
の工程がパルプの品質および最終製品の品質を決定す
る。リグニン、リグニン型フェノールおよび抽出物質な
らびにこれらの分解生成物は、未漂白木材パルプの褐黄
色化を引き起こす原因である。共役二重結合および助色
団基が存在しているので、これらの化合物はすべて発色
系を形成する。その安定性を低下させることなく木材パ
ルプを漂白するのに適当な漂白剤は、炭水化物とリグニ
ンとを含有する漂白剤のみである。白色度を高めるに
は、発色基を、好ましくはスラッシングなしに、特定的
に分解することが必要である。その発色系は化学的に変
性されるけれどもいぜん存在しており、ある時間が経過
すると着色が再発する可能性がある。これが、木材パル
プの紙が甚だしい黄変傾向を示す理由である。
【０００３】砕木パルプの漂白の場合には、H2O2が高濃
度であっても必要なレベルの白色度が達成されないこと
が多く、通常はジチオン酸ナトリウムを使用する追加的
還元漂白を実施しなければならない。この二段工程法
は、コストの増加を招くのみならず、まだ存在している
H2O2を破壊してしまい、その殺生物作用が製紙の間もは
や利用できなくなってしまう。最新の漂白法であって
も、製紙用繊維はいぜん多少とも黄変を示す。所望範囲
の色度を達成するために製紙用繊維の黄ばみを減少した
い場合には、青色染料を添加しなければならず、赤味を
減らすためには緑青色染料を添加しなければならない。
このような染料の添加は、ある程度の白色度の損失を招
来し、かつ特に、明るさがきわめて顕著に低下する。
【０００４】したがって、本発明は光活性化剤の添加に
よって製紙用繊維またはその混合物の白色度、明るさお
よび色度を増加する方法に関する。この目的を達成する
ために、好ましくは、その他の補助成分たとえば硫酸ド
デシルのごとき界面活性剤、ホスフェートのごときキレ
ート剤、ゼオライトのごとき充填剤の存在下または不存
在下において、光活性化剤または光活性化剤混合物なら
びに製紙用繊維またはその混合物を水とよく混合する。
これら成分を１０乃至９０℃の温度範囲、最も好ましく
は２０乃至８５℃の温度範囲において３０分間以上、好
ましくは大気酸素との良好な混合を保証するため１乃至
４時間よく混合するのが望ましい。この混合中の懸濁物
のpH価は、好ましくは７．０乃至１１の範囲である。混
合は攪拌、循環ポンピングまたは空気の吹き込みによっ
て都合よく実施される。光活性化剤の量は使用される製
紙用繊維の量を基準にして、通常０．０００１乃至０．
１％、好ましくは０．０００５乃至０．０３％である。
【０００５】これによって得られる触媒漂白された製紙
用繊維の懸濁物は、その後乾燥することもできるが、し
かしその形態でそのまますぐにさらに加工することもで
きる。本新規な方法の付加的な１つの利点は、得られた
漂白製紙用繊維の強度にある。
【０００６】本方法のいま１つの利点は、本方法が触媒
作用的に進行し、そして光活性化剤（触媒）が製紙用繊
維によって保留されることにより黄変の再発を防止する
ことができることである。したがって、本光活性化剤を
通常の漂白工程と組み合わせることも有利である。光活
性化剤は、通常の漂白工程の前、間または後に添加する
ことができる。実際的理由から、漂白剤と光活性化剤と
を同時的に添加するのが好ましい。
【０００７】本新規方法によって漂白された製紙用繊維
は、白色度、明るさおよび色度が改善されているのみで
なく、黄変傾向の減少ならびに強度特性の向上という利
点をも示す。本発明の方法のための使用に適する光活性
化剤は、光力学的効果（photodynamic effect ）を有す
るすべての染料である。代表例をあげればエオシン、ロ
ーズベンガル、フルオレセイン、クロロフィル、ポルフ
ィリン化合物、メチレンブルーおよびこれら混合物であ
る。好ましい染料は、水溶性フタロシアニン、たとえば
アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシ
ウム、鉄、ナトリウムまたはカリウムのフタロシアニン
金属錯塩である。これら化合物は、単独または混合して
使用することができる。
【０００８】好ましい光活性化剤は、下記式（１）の化
合物およびその混合物である。
【化３】 （式中、MePCは亜鉛、マンガンまたはアルミニウムフタ
ロシアニン環系、Ｙは水素、アルカリ金属またはアンモ
ニウム、好ましくは水素、カリウムまたはナトリウム、
ｖは１乃至４の数、好ましくは２乃至４の数、Ｒはフッ
素、塩素、臭素またはヨウ素、好ましくは塩素または臭
素、ｘは０乃至８の任意の数、好ましくは（MePCが亜鉛
またはアルミニウムフタロシアニン環系の場合）０．８
乃至２の任意の数である）。
【０００９】光活性化剤およびその製造方法は当技術分
野で一般に公知であり、いくつかのものは繊維材料の漂
白に使用されている（英国特許第Ａ−１３７２０３６号
明細書、米国特許第３９２７９６７号明細書、ドイツ国
特許第Ａ−２６１３９３６号明細書、ドイツ国特許第Ａ
−２８１２２７８号明細書参照）。驚くべきことに、こ
れら参考文献に記載されている条件とは対照的に、光の
照射およびビルダー物質ならびに洗浄剤の添加の必要が
ない。本発明の方法に用いるのに好適な製紙用繊維は、
典型的には化学パルプ、砕木パルプ、故紙またはこれら
の混合物を含む。木材パルプの例は、砕木（ＧＰ）、圧
力砕木（ＰＧＷ）、リファイナー機械パルプ（ＲＭ
Ｐ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）およびケミサ
ーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）などである。
【００１０】さらに本発明は、本新規方法によって処理
された製紙用繊維とその混合物、およびこれらのパルプ
工業および、特に製紙工業における使用にも関する。さ
らにまた、本発明は本新規方法によって処理された製紙
用繊維からつくられた紙にも関する。本製紙用繊維およ
びその混合物は、パルプ工業および、特に製紙工業にお
いて使用される。この用途に使用するために、本製紙用
繊維にさらにその他の成分、たとえば蛍光増白剤、バイ
ンダーたとえばラテックス、アクリル酸またはスチレン
重合体、またはそれらの共重合体；充填剤およびその他
の助剤、たとえばポリエチレングリコールまたはグリコ
ールエーテルを配合することができる。光活性化剤とジ
フェニルビスチリルのごとき蛍光増白剤とを組み合わせ
ることによって、特に有益な相乗効果を得ることもでき
る。
【００１１】以下、本発明を実施例によってさらに説明
する。これら実施例は本発明を限定するものではない。
実施例中のパーセントは、特に別途記載のない限り、重
量パーセントである。“ｏ．ｄ．”（＝オーブン乾燥）
という用語は製紙用繊維のグラム単位による乾燥重量に
かかわるものである。
【００１２】実施例１ 表１に記載した製紙用繊維の３．０ o.d. に相当する量
（Ａは５６．６ｇ；Ｂは２００ｇ）を秤量して、ねじ蓋
つきの１リットル容量ポリエチレンフラスコに入れる。
蒸留水５００mlを添加した後、表１に記載されているそ
の他の成分を加え、そして必要により水酸化ナトリウム
溶液でpHを調整する。フラスコの蓋を閉じ、この混合物
を機械的振とう機にかけて１時間激しく振とうする。反
応時間終了後、表に指示されている場合には、硫酸を用
いてpH６に調整する。３リットル（実験１乃至８）また
は７リットル（実験９乃至２０）まで希釈した後、この
混合物からRapid-Koethen 抄紙機で紙を抄き、乾燥（９
５℃で７分間）後、ドイツ規格ＤＩＮ ５３１４５ pa
rt １の基準に適合する装置をその白色度を使用して測
定する。下記式（２）および（３）の光活性化剤を０．
１％溶液として使用した。
【化４】
【表１】 パルプＡ＝湿潤木材パルプ、固形分５．３％ パルプＢ＝漂白短繊維パルプ（広葉樹クラフトパルプ）
固形分１．５％ ａ＝pH調節せず ９／６＝pHを最初９．０に調整、そして反応後は６．０
に調整 Rewesol ＝特殊ゼオライト 表１に記載した結果は、光活性化剤を使用して漂白され
た試料は未漂白対照（実験番号１と１４）よりも白色度
が増加していることを示している。式（２）および
（３）の光活性化剤は、対応するマンガン化合物に置き
換えることもできる。
【００１３】実施例２ 実施例１で得られた試料を表２に記載した期間貯蔵し、
しかる後に白色度を測定した。表２の実験番号は表１に
対応する。
【表２】 表２の結果は、未処理の紙（実験番号１および１４）の
黄変の傾向が、光活性化剤によって処理された紙よりも
明らかに大きいことを示している。
【００１４】実施例３ ５０ o,d. の木材パルプ（ＳＱＷ）を使用してバッグ漂
白を実施した。これは、７０℃の温度、pH７．５で２時
間常に混合しながら表３に記載した薬品をスプレーびん
から砕木パルプにスプレーすることによって行われた。
【表３】 表３の結果は、過酸化物漂白を使用した場合においてさ
え、光活性化剤を添加することによって明るさの目立っ
た損失を伴うことなく白色度の一層の増加と色度の移動
（shift ）が達成可能であることを示している。
【００１５】実施例４ 製紙用繊維の６．０ o.d. に相当する量（Ａは３０．２
ｇ；Ｂは３０．７ｇ）を秤量して、１リットル容量ポリ
エチレンフラスコに入れる。蒸留水８００mlを添加した
後、表４に記載されている量の助剤を加える。この混合
物を室温において約４時間激しく攪拌する（ブランク試
験は除く）。この混合物からRapid-Koethen 抄紙機で紙
を抄き、乾燥（９５℃で７分間）後、ＤＩＮ ５３１４
５ part １の基準に適合する装置を使用してその白色
度を測定した。
【表４】 パルプＡ＝サーモケミカル木材パルプ、固形分１９．９
％ パルプＢ＝故紙、固形分１９．５％
【００１６】実施例５ 原紙コーティングのためのサーモメカニカル木材パルプ
（ＴＭＰ）（原液コンシステンシー約６％）を直接工業
的生産現場から取り出し、表５に記載されている量の光
活性化剤（２）を添加した。各バッチを、原液コンシス
テンシー３％のo.d.サーモメカニカル木材パルプ（ＴＭ
Ｐ）２０ｇと共に５５℃において定常的に攪拌しながら
加工した。
【表５】
【００１７】実施例６ パルプ試料、すなわち複数枚のパルプボードを化合物
（２）の０．００１％溶液に約５分間浸漬し、そのあと
昼光下室温において乾燥した。表６に示した数値は、未
漂白試料と上記のごとく漂白された試料との白色度の測
定によって得られた値である。
【表６】
【００１８】実施例７ ５０ o,d. の木材パルプを使用してバッグ漂白を実施し
た。これは、下記の漂白液を含有しているスプレーびん
から、定常的に攪拌しながら、表３に記載した薬品を木
材パルプにスプレーすることによって行われた。 漂白条件： 原液コンシステンシー 約２０％ 水ガラス ２．８％ ＮａＯＨ ２．７％ Ｈ2 Ｏ2 ２．５％ 温度 ７０℃ 漂白時間 ２．５時間 漂白後、その原液を硫酸を用いて約pH７まで酸性化し、
そして木材パルプ１kgにつき化合物（２）を８０mg添加
した。化学助剤薬品を添加するため、この砕木木材パル
プをpH８．５で３％まで稀釈した。得られた混合物から
Rapid-Koethen 抄紙機で紙を抄き、乾燥（９５℃で７分
間）後、ＤＩＮ ５３１４５ part１の基準に適合する
装置を使用してその紙シートの白色度を測定した。さら
に、この紙シートの強度をBrecht-Imset（引き裂き強度
試験）、ＤＩＮ５３１１５により、そして引き裂き長さ
をＤＩＮ ５３１１２によって測定した。
【表７】

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光活性化剤を添加することによって製紙
    用繊維またはそれらの混合物の白色度、明るさおよび色
    度を高める方法。
  2. 【請求項２】 光活性化剤または光活性化剤混合物、製
    紙用繊維またはその混合物ならびにその他の任意成分を
    水と混合して水性懸濁物を形成する請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 懸濁物のpH価が７．０乃至１１の範囲で
    ある請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 各成分を３０分間以上よく攪拌する請求
    項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 各成分を１乃至４時間よく攪拌する請求
    項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 各成分を１０乃至９０℃の温度範囲にお
    いてよく攪拌する請求項２乃至５のいずれかに記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 各成分を２０乃至８５℃の温度範囲にお
    いてよく攪拌する請求項２乃至５のいずれかに記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 光活性化剤の量が、製紙用繊維の量を基
    準にして０．０００１乃至０．１％である請求項１記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 光活性化剤の量が、製紙用繊維の量を基
    準にして０．０００５乃至０．０３％である請求項８記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】 光活性化剤が、光力学的効果を有する
    染料である請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 光活性化剤が、エオシン、ローズベン
    ガル、フルオレセイン、クロロフィル、ポルフィリン化
    合物、メチレンブルーおよびこれらの混合物からなる群
    より選択される請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 光活性化剤が、水溶性フタロシアニン
    である請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグ
    ネシウム、カルシウム、鉄、ナトリウムまたはカリウム
    のフタロシアニン金属錯塩を使用する請求項１２記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 マンガンのフタロシアニン金属錯塩を
    使用する請求項１２記載の方法。
  15. 【請求項１５】 下記式（１）の化合物の１つまたは１
    つ以上を使用する請求項１記載の方法。 【化１】 （式中、MePCは亜鉛またはアルミニウムフタロシアニン
    環系、Ｙは水素、アルカリ金属またはアンモニウム、ｖ
    は１乃至４の数、Ｒはフッ素、塩素、臭素またはヨウ
    素、ｘは０乃至８の数である。）。
  16. 【請求項１６】 下記式（１）の化合物の１つまたは１
    つ以上を使用する請求項１３記載の方法。 【化２】 （式中、MePCはマンガンフタロシアニン環系、Ｙは水
    素、アルカリ金属またはアンモニウム、ｖは１乃至４の
    数、Ｒはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素、ｘは０乃至
    ８の数である。）。
  17. 【請求項１７】 Ｙが水素、カリウムまたはナトリウ
    ム、 ｖが２乃至４の数、 Ｒが塩素または臭素、 ｘが０乃至２の数である式（１）の化合物の１つまたは
    １つ以上を使用する請求項１５または１６記載の方法で
    ある。
  18. 【請求項１８】 MePCが亜鉛またはアルミニウムフタロ
    シアニン環系であり、そしてｘが０．８乃至２の任意の
    数である式（１）の化合物の１つまたは１つ以上を使用
    する請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 製紙用繊維が、化学パルプ、砕木パル
    プ、故紙およびそれらの混合物からなる群より選択され
    る請求項１記載の方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１乃至１９のいずれかに記載の
    方法によって製造された製紙用繊維またはその混合物。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の製紙用繊維またはそ
    の混合物のパルプ工業における使用。
  22. 【請求項２２】 請求項２０記載の製紙用繊維またはそ
    の混合物の製紙における使用。
  23. 【請求項２３】 請求項１乃至１９のいずれかに記載の
    方法による製紙用繊維から製造された機械木材パルプ
    紙。
  24. 【請求項２４】 通常の漂白工程の前、間または後にお
    いて光活性化剤または光活性化剤混合物を添加する請求
    項１乃至１９のいずれかに記載の方法。
  25. 【請求項２５】 光活性化剤または光活性化剤混合物の
    添加の前、間または後において蛍光増白剤を添加する請
    求項１乃至１９のいずれかに記載の方法。
JP5228824A 1992-09-14 1993-09-14 製紙用繊維の白色度、明るさおよび色度を高める方法 Pending JPH06207391A (ja)

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DE4230655A DE4230655A1 (de) 1992-09-14 1992-09-14 Verfahren zur Verbesserung von Weißgrad, Helligkeit und Farbort von Faserstoffen
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