JPH0718594A

JPH0718594A - パルプの漂白方法

Info

Publication number: JPH0718594A
Application number: JP16086893A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Harai; 清美原井; Takashi Oishi; 孝大石; Hiroshi Tsuchiya; 寛土屋; Mutsumi Takenaka; 睦美竹中
Original assignee: New Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】パルプの多段漂白方法の改良に関し、特に漂白
薬品として使用される塩素、次亜塩素酸塩、二酸化塩素
の塩素系化学薬品の使用量をゼロ又は減少させしかも白
色度の高いパルプを得る方法を提供する。【構成】蒸解後のパルプスラリーを、アルカリ条件下で
少なくとも２回の酸素脱リグニン処理を行った後、塩素
段、アルカリ抽出段、二酸化塩素段を経る漂白工程にお
いて、該アルカリ抽出段に、過酸化水素及びニトリルア
ミンを含有させることを特徴とするパルプの漂白方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルプの多段漂白方法
の改良に関し、特に漂白薬品として使用される塩素、次
亜塩素酸塩、二酸化塩素の塩素系化学薬品の使用量を減
少させ、しかも白色度の高いパルプを得る方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】化学パルプの製造は、主として木材の一
成分であるリグニンを除去するため、一般に木材チップ
を苛性ソーダ及び硫化ソーダの混合水溶液中で160 ℃前
後で加圧保持すること（蒸解工程）により行われる。

【０００３】脱リグニンを蒸解工程のみにより行うと、
リグニンの除去に伴いパルプの主成分であるセルロース
の分解溶出も平行して起こり、パルプ収率が低下すると
ともにパルプ品質も低下して、その様なパルプからつく
られる紙は腰のない強度の低いものになる。このため、
蒸解工程をパルプ中の残留リグニンが３〜５％程度にな
った時点で停止し、アルカリ性のパルプスラリーに酸素
ガスを混合・加圧して100 ℃前後で保持することによ
り、パルプ中の残留リグニンを1.5 〜2.5 ％とする（酸
素脱リグニン工程）方法が我国では一般的である。

【０００４】更にパルプの白色度を上げるために漂白処
理を行う。化学パルプの漂白に於いて、使用される化学
薬品としては、塩素（Ｃ）、次亜塩素酸ソーダ（Ｈ）、
二酸化塩素（Ｄ）などの塩素系漂白薬品が用いられてい
る。これらの漂白薬品を用いてパルプを漂白する場合、
効率的に白色度を向上させるために各薬品処理の組み合
わせ（漂白シーケンス）が検討され、多段漂白法と呼ば
れる技術が確立している。

【０００５】塩素処理は、蒸解後或いは酸素脱リグニン
後のパルプ中に残留するリグニンをその表面から分解さ
せることを目的としている。分解されたリグニンをパル
プ中から除去するために、アルカリ液で処理することで
効率的に溶出させることができる（アルカリ抽出：
Ｅ）。従って、塩素段（Ｃ）の後にはアルカリ抽出段
（Ｅ）を配するのが一般的であり、ＣＥと表示される。

【０００６】多段漂白の技術的開発の歴史は古く、反応
条件として、ｐＨ、反応温度、反応時間、更に薬品のコ
ストなどを考慮して、種々の漂白シーケンスが提案され
ている（例えば、ＣＥＨＤ、ＣＥＤＥＤ、（Ｃ＋Ｄ）Ｅ
ＨＤなど）。

【０００７】近年漂白排水中の有機塩素化合物の環境へ
の影響が問題視され、塩素、次亜塩素酸の使用を極力抑
えた漂白技術の開発が求められている。塩素使用量を低
減する Less chlorine bleaching、塩素を使用しない漂
白工程を目指した elementaly chlorine free （ＥＣ
Ｆ） bleaching、塩素化合物を全く使用しない totally
chlorine free( ＴＣＦ）bleaching など段階的に塩素
及び塩素化合物を使用しない漂白法へ指向しているのが
現状である。

【０００８】塩素及び塩素化合物に替わる漂白薬品とし
ては、過酸化水素（H₂Ｏ₂)、オゾン（Ｏ₃)などが使用さ
れている。しかし、白色度などのパルプ品質や生産コス
トを考慮すると、実用上十分とは言えない。従って、現
時点では非塩素系漂白薬品と組み合わせ使用により、塩
素、次亜塩素酸塩及び二酸化塩素の使用量を、いかにし
てゼロ又は減少させるかが一つの課題である。

【０００９】具体的にはＥ段における酸素（Ｏ）の併用
（Ｅo)、Ｅ段における過酸化水素（Ｐ）併用（Ｅp)、Ｅ
段における酸素及び過酸化水素の併用（Ｅop）などが挙
げられる。

【００１０】過酸化水素を漂白薬品として使用すること
は、パルプ漂白においても新しいことではないが、その
化学的メカニズムはリグニンを分解するのではなく、リ
グニンの表面を無着色化することである。分解除去しな
い漂白であることから収率低下がなく、保存漂白と呼ば
れ、化学パルプよりもむしろ機械パルプ（ＧＰ、ＴＭ
Ｐ、ＣＴＭＰ）の漂白薬品として用いられてきた。

【００１１】本発明者等は、前記した漂白シーケンスの
うち、アルカリ抽出段で過酸化水素を使用する漂白シー
ケンスにおいて、過酸化水素（Ｐ）の持つ漂白効果をよ
り高めることが出来れば、アルカリ抽出段前で使用する
塩素（Ｃ）、アルカリ抽出段後に使用する次亜塩素酸ソ
ーダ（Ｈ）および二酸化塩素（Ｄ）の使用量をゼロまた
は減少させ得るのではないかと考えた。

【００１２】そこで、アルカリ抽出段で、過酸化水素を
使用する漂白シーケンスであるＯＣＥ_PＨＤによる漂白
方法において、過酸化水素の持つ漂白効果をより高める
方法を検討した。そして具体的に過酸化水素の持つ漂白
効果をより高めるためにニトリルアミンを活性剤として
併用した。

【００１３】しかし、上記シーケンスＯＣＥ_PＨＤに於
いては、期待した効果が得られなかった。その理由は多
分、ニトリルアミンの併用によって過酸化水素の漂白効
果を活性化し得る条件は整っているものの、パルプ側に
おいてリグニンの分解及びリグニンの塩素化が促進され
ていないため、アルカリに対する溶解性及びリグニンと
過酸化水素との反応が、何れも不充分であるためではな
いかと推測される。

【００１４】本発明者等は、更にアルカリ抽出段で過酸
化水素を使用する漂白シーケンスであるＯＯＣＥ_PＤに
よる漂白方法において、上記と同じように過酸化水素の
持つ漂白効果をより高めるために、活性剤の併用を検討
した。そして活性剤としてニトリルアミンを併用したと
ころ、優れた効果が得られることが確認された。そして
この漂白方法を採ると、これまでの漂白シーケンスであ
るＯＣＥ_PＨＤでは必須であった次亜塩素酸ソーダ
（Ｈ）の使用をゼロにし得ることが確認された。

【００１５】本発明者等は、この確認によって発明が課
題とする、漂白パルプの白色度・強度を低下させない
で、塩素（Ｃ）、二酸化塩素（Ｄ）の使用を減らし得る
漂白方法を完成したのである。因みに、ＯＯＣＥ_P1Ｅ_P2
Ｄの漂白シーケンスにおけるアルカリ抽出段において、
パルプスラリーに過酸化水素とニトリルアミンを一緒に
含有させる技術は未だ存在しない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、過酸化水素
を用いた漂白シーケンスであるＯＯＣＥ_PＤによる漂白
方法において、漂白パルプの白色度・強度を低下させな
いで、塩素(C) 及び二酸化塩素(D) の使用量を極力減ら
し得る漂白方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、蒸解後の
パルプスラリーを、アルカリ条件下で少なくとも２回の
酸素による脱リグニン処理を行った後、塩素段、アルカ
リ抽出段、二酸化塩素段を経る漂白工程に於いて、該ア
ルカリ抽出段に過酸化水素及びニトリルアミンを含有さ
せることを特徴とするパルプの漂白方法である。

【００１８】第２の発明は、蒸解後のパルプスラリー
を、アルカリ条件下で少なくとも２回の酸素脱リグニン
処理を行った後、塩素段、アルカリ抽出段、二酸化塩素
段を経る漂白工程に於いて、該アルカリ抽出段に、酸
素、過酸化水素及びニトリルアミンを含有させることを
特徴とするパルプの漂白方法である。

【００１９】

【作用】本発明は、蒸解後のパルプスラリーについて酸
素脱リグニンが少なくとも２回行われる漂白シーケンス
において構成されるものであるが、この２回行われる酸
素脱リグニンは、いずれもアルカリの存在下で行われ
る。アルカリ条件下でないと脱リグニン効果が得られな
いからである。

【００２０】上記の酸素脱リグニンの後は、塩素（Ｃ）
漂白が行われ、塩素段の後には、アルカリ抽出処理を行
う。このアルカリ抽出段では、苛性ソーダ（Ｅ）と過酸
化水素（Ｐ）およびニトリルアミンが添加され、苛性ソ
ーダによるリグニンの溶出と過酸化水素による漂白が行
われる。

【００２１】上記のアルカリ抽出段の後には、二酸化塩
素（Ｄ）による漂白が行われる。

【００２２】本発明は、酸素脱リグニンが少なくとも２
回と塩素漂白を行うＯＯＣＥ_PＤの漂白シーケンスにお
けるアルカリ抽出段（Ｅ）において、第１の発明の場合
は、苛性ソーダ（Ｅ）と過酸化水素（Ｐ）を添加するに
際し、ニトリルアミンを含有させること、及び第２の発
明では、該アルカリ抽出段（Ｅ）で、苛性ソーダ（Ｅ）
と酸素（Ｏ）と過酸化水素（Ｐ）を添加するに際し、ニ
トリルアミンを含有させることにより、例えば従来のＯ
ＣＥ_PＨＤの漂白シーケンスでは得られない優れた漂白
効果が得られる理由については、正確には判らないが、
本発明者等は、ＯＯＣＥ_PＤの漂白シーケンスでは、ア
ルカリ抽出段の前に、酸素漂白が少なくとも２回と塩素
漂白が行われているため、リグニンの分解度及びリグニ
ンの塩素化が促進されていて、アルカリに対してより可
溶性となり、アルカリ抽出段で添加する過酸化水素がニ
トリルアミンの併用によって活性化されることとが、う
まく作用してより優れた脱リグニン・漂白効果が発揮し
得るのではないかと推測している。

【００２３】アルカリ抽出段で、過酸化水素を添加する
際に、過酸化水素の活性剤としてニトリルアミンを一緒
に含有させることによって優れた漂白効果が得られれ
ば、その分、漂白パルプの白色度・強度を低下させない
で、塩素（Ｃ）および二酸化塩素（Ｄ）の使用量を減少
させることが出来る訳であり、本発明の課題もここにあ
る。

【００２４】而して、パルプの脱リグニン・漂白方法と
して、例えば従来のＯＣＥ_PＨＤの漂白シーケンスで
は、塩素（Ｃ）、二酸化塩素（Ｄ）の量を従来通り使用
して得られるパルプの白色度は通常86〜88％である。こ
の白色度を維持するのに本発明者等の実験によれば、Ｏ
ＯＣＥ_PＤの漂白シーケンスにおいて、アルカリ抽出段
に、過酸化水素及びニトリルアミンを一緒に含有させる
ことにより、或いはアルカリ抽出段に、酸素、過酸化水
素及びニトリルアミンを一緒に含有させることによっ
て、塩素（Ｃ）の使用量は1/4 程度にそして二酸化塩素
（Ｄ）の使用量は1/2 程度にまで、それぞれ減少させ得
ることが確認できた。

【００２５】塩素（Ｃ）の使用量及び二酸化塩素（Ｄ）
の使用量を上記した程度の量に減少させる為には、アル
カリ抽出段で含有させる過酸化水素及びニトリルアミン
の適性量は、前者がパルプ（絶乾）100 重量部に対して
0.5 〜5.0 重量部、より好ましくは１〜３重量部であ
り、後者がパルプ（絶乾）100 重量部に対して0.05〜2.
0 重量部、より好ましくは0.2 〜0.6 重量部である。

【００２６】過酸化水素の使用量が、パルプ（絶乾）10
0 重量部に対して0.5 重量％以下では、過酸化水素の効
果を充分に発揮させることが出来ず、また5.0 重量％を
越えて使用しても、それ以上の効果は期待出来ず、従っ
て必要性に乏しい。また、ニトリルアミンの使用量は、
パルプ（絶乾）100 重量部に対して0.05重量％以下で
は、過酸化水素を活性化させるには不充分であり、また
2.0 重量％を越えて使用しても、それ以上の効果は期待
出来ず、従って必要性に乏しい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を記載する。しかし本
発明がこれらの実施例のみに限定されないことは勿論で
ある。

【００２８】以下に示す実施例において、パルプのＯ
段、Ｃ段、Ｅp 段及び／又はＥop段、Ｈ段、Ｄ段の脱リ
グニンおよび漂白実験は次の手法によった。

【００２９】（Ｏ₂段脱リグニン実験）広葉樹パルプ10
0g（絶乾）を、ステンレス製回転型オートクレープにパ
ルプ濃度が８％となる様に分取し、ＮaOH を所定の添加
率（通常 1.7％対乾燥パルプ）で加えた後、Ｏ₂ガスを
ゲージ圧３Kg/cm²まで圧入し、電熱フード内で加熱しな
がら回転攪拌する。昇温は105 ℃まで30分で上げ、105
℃で60分間保持する。反応終了後、試料を取り出し、吸
引濾過により脱水洗浄した。

【００３０】（塩素（Ｃ）段実験）Ｏ₂処理を施したパ
ルプ80g （乾燥）をポリエチレン製の袋に取り、3.5 ％
濃度にした後、塩酸によりｐＨを3.0 〜3.5 に調節す
る。所定量の塩素液（実施例の表に明示）を加えて、40
℃の湯浴中に45分間浸漬する。その間数回にわたり手で
よくもみ、攪拌効果を持たせる。反応終了後、試料を取
り出し吸引濾過により脱水洗浄した。

【００３１】（アルカリ抽出（Ｅ）段実験）Ｃ段で処理
したパルプ70ｇ（絶乾）をポリエチレン製の袋に取り、
10％濃度にした後、所定量のＮaOH （実施例の表に明
示）を加えて必要な反応温度（実施例の表に明示）の湯
浴中に浸漬する。反応時間は100 分間とし、その間４〜
５回袋を取り出し手でもみ、攪拌効果を持たせる。反応
終了後、試料を取り出し吸引濾過によ脱水洗浄した。

【００３２】（次亜塩素酸ソーダ（Ｈ）段実験）Ｅ段処
理したパルプ60ｇ（絶乾）をポリエチレン製の袋に取
り、10％濃度にした後、次亜塩素酸ソーダを0.7 ％添加
し、60℃の湯浴中に浸漬する。反応時間は100 分間と
し、その間４〜５回袋を取り出し手でもみ、攪拌効果を
持たせる。反応終了後、試料を取り出し吸引濾過によ脱
水洗浄した。

【００３３】（２酸化塩素（Ｄ）段実験）Ｈ段処理した
パルプ50ｇ（絶乾）をポリエチレン製の袋に取り、10％
濃度にした後、所定量の２酸化塩素（実施例中に明示）
を添加し、ＨClにより調整した後70℃の湯浴中に浸漬す
る。反応時間は160 分間とし、その間２〜８回袋を取り
出し手でもみ、攪拌効果を持たせる。反応終了後、試料
を取り出し吸引濾過によ脱水洗浄した。

【００３４】パルプ特性評価として、Ｏ₂脱リグニン前
後のカッパー価、白色度の測定は各々JIS P 8211、JIS
P 8206に従った。比較例１は、１段Ｏ₂処理後、通常の
ＣＥＨＤの多段漂白処理を行った例である。比較例２
は、１段Ｏ₂処理後、Ｃ段の塩素添加率を1/2 に下げ、
Ｅp₁ 段にＨ₂O₂２部、ニトリルアミンの0.2 部を加
え、更に次段にＥp₂としてＨ₂O₂２部、ニトリルアミン
の0.2 部で処理してＤ段につなげた例である。比較例１
に較べてCl₂添加量1/2 、ＮaClO添加量ゼロ、ClO₂添加
量約80％で、白色度は同レベルを保ち、パルプ粘度数が
あがっていることからパルプの損傷はかなり改善されて
いることがわかる。

【００３５】実施例１は、一次Ｏ₂段に続き同様の処理
を２次Ｏ₂段として行い、Cl₂の添加量を比較例１の1/
4 に下げ、Ｅp₁、Ｅp₂を表に示した条件で行いＤ段での
ClO₂添加量を比較例１の約1/2 に低下させた例である。
得られたパルプの白色度は比較例と同じレベルを保ち、
粘度数が高いことから漂白薬品としてCl₂、ＮaClO及び
ClO₂の低減させるための手段として本発明の効果は大き
いことがわかる。

【００３６】実施例２は、更に、Ｅp₁段にＯ₂を圧入
し、Ｅop₁として漂白シーケンスを組んだ例である。Cl
₂、ClO₂共実施例１に較べて約20％更に低減され、所謂
LessCl₂漂白法として本発明はパルプの漂白反応によ
る劣化を伴うことなく、通常の漂白シーケンスから得ら
れる白色度を維持できる効果を持っている。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、漂
白シーケンスＯＯＣＥ_PＤによる漂白方法において、ア
ルカリ抽出段において、過酸化水素及びニトリルアミン
を含有させることにより、またアルカリ抽出段におい
て、酸素、過酸化水素及びニトリルアミンを含有するこ
とによって、漂白パルプの白色度・強度を低下させない
で塩素(C) 、及び二酸化塩素(D) の使用量を極力減らし
得る優れた効果が得られることが確認された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹中睦美徳島県阿南市豊益町吉田１番地神崎製紙株式会社富岡工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸解後のパルプスラリーを、アルカリ条件
下で少なくとも２回の酸素脱リグニン処理を行った後、
塩素段、アルカリ抽出段、二酸化塩素段を経る漂白工程
に於いて、該アルカリ抽出段に、過酸化水素及びニトリ
ルアミンを含有させることを特徴とするパルプの漂白方
法。
【請求項２】蒸解後のパルプスラリーを、アルカリ条件
下で少なくとも２回の酸素脱リグニン処理を行った後、
塩素段、アルカリ抽出段、二酸化塩素段を経る漂白工程
に於いて、該アルカリ抽出段に、酸素、過酸化水素及び
ニトリルアミンを含有させることを特徴とするパルプの
漂白方法。
【請求項３】ニトリルアミンの含有量が、パルプ100 重
量部（乾燥）に対して0.05〜2.0 重量部である請求項１
又は２記載のパルプの漂白方法。
【請求項４】過酸化水素とニトリルアミンを含有させる
際のパルプスラリーの温度が50〜90℃である請求項１又
は２記載のパルプの漂白方法。