JPH07509280A - 廃セルロース性紙製品の酸素脱リグニン化 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、漂白可能なセルロース性繊維バルブを製造する為の、廃セルロース性 材料の再生方法及び装置に関し、特に焼殺ボールの再生に関する。

発明の背景 段ポール容器は、通常ライナーポートと波形部材で造られる。大量に生産されて いる針葉樹材クラフトは、普通ライナーボードを製造する為に使用するバルブで あり、一方大量に生産されている生化学製品の広葉樹材は、通常波形部材を作る 為のバルブである。これらのバルブの一般的性質は、その高いリグニン含有量に ある。ライナーポートバルブは、約７０のカッパ（ｋａｐｐａ）に相当する、約 １０％のリグニンを含む。波形部材バルブは、約１２０のカッパに相当する、約 １８％のリグニンを含む。段ポール容器のリグニン含有量は、それ故、１２〜１ ４％程度で、約９０カツパに相当する（％リグニンχｋａｐｐａ　Ｘ　０．１５ ）。

古い段ホール容器（ＯＣＣ）は、昔から廃紙用と考えられているが、一般にゴミ 処理場に棄てられている。再生ライナーボード及び波形部材を作る為の古い段ボ ール容器の再生利用は、現在高々４０％である。古い段ホール容器の強度は、そ の使用と再生繊維含有量により、極めて低く、ＴＡＰＰＩ　Ｔ１３０法ての粘度 の約２８〜３２に相当する。比較として、未使用のライナーポート及び波形部材 バルブのＴＡＰＰ＋粘度は、５０〜６０である。

再生か可能で、然も高品質のライナーボードの製造に使用出来る古い段ボール容 器の割合を高める為に、古い段ボール容器を、アルカリの存在下で、酸素で脱リ グニン化する方法が、１９８５年のＴＡＰＰＩバルブ会議に提出された論文て、 Ａ、　ｄｅ　Ｒｕｖｏ、　Ｐ、Ａ、　Ｆａｒｎｓｔｒａ、ｎｄ及ＯＮ、　）Ｉａ ｇｅｎにより提案された。提案された古い段ホール容器の酸素脱リグニン化は、 古い段ポール容器の粘度を実質的に失うものであった。その論文で例示する様に 、酸素脱リグニン化で、古い段ポール容器のカンパが、７０から２８に減少され ると、古い段ホール容器の粘度は、５ＣＡＮ　Ｃ１０・６２の方法て２６５とい う低いものとなり、これはＴＡＰＰＩ　Ｔ−２３０法の３０に等しいものであっ た。

木材の節、木片、切片及び部分的に加熱処理されたチップと言った高カッパ未使 用パルブ不良品を経済的に漂白する為に、米国特許第４．４３５．２４９号は、 これらのバルブ不良品を、アルカリ物質の存在下に、酸素で脱リグニン化する事 を提案する。その目的は、それらのカッパを約９０から、それらが経済的に漂白 出来、環境基準にも合致したカッパである約２０〜３０へ減少する事であった。

これらの低いカッパバルブの漂白は、残留リグニン含量を実質的に除去し、バル ブに光沢を与え、木質部分のない（即ちリグニン無しを意味する）印刷紙及び筆 記用紙を製造するのに使用出来る様に設計される。

酸素脱リグニン化は、そのリグニン成分を減少するのに未漂白のバルブを使用す る時は、同時にセルロース成分も劣化させる事が知られている。この望ましくな いセルロース劣化は、又バルブ粘度の喪失として観察される事象に相当するもの である事が知られており、バルブが紙製造の為の最少粘度／強度を維持しつつ脱 リグニン化出来るカッパの低さがどの程度であるかを指示している。

それらの優良品質紙を製造するのに商業規模の製紙機を使用した、完全に漂白さ れたバルブの強度は極めて高いものである。これらのバルブには、少なくとも１ ０ｃｐのＴＡＰＰＩ粘度が、効率良く製紙機を運転し、十分な強度の紙を製造す る為の最少要件である。

針葉樹クラフトバルブの漂白は、３０〜３５の範囲のカッパの未漂白バルブで始 める。漂白コストを減少する為に、米国特許第４．９４６．５５６号は、未漂白 バルブのカッパを１０未満に減少する為に、酸素脱リグニン化の使用を提案した 。同様に、脱リグニン化に伴う粘度喪失を最少化する為に、酸素段階間に向流バ ルブ洗浄を伴う多段階酸素処理が、必要要件として提案された。更に、粘度保護 は、ＥＤＴＡの様なキレート剤が向流洗浄液に添加され、そして／又はバルブが ＤＴＰＡの様なキレート剤で前処理される時に見出された。米国特許の教示する 段階間パルプ洗浄は、酸素脱リグニン化の実施における複雑化並びにコストを実 質的に増加し、例えば、資金及び運転コストを二倍以上とする。

発明の要旨 本発明は、高カッパセルロース性廃棄物の酸素脱リグニン化中の強度低下は、二 つの要因、即ち過去の取扱中のセルロース性廃棄物の汚染度と、その廃棄物中に 存在する酸化リグニンの実質的量を溶解するのに必要な蒸解液（ｄｉｇｅｓｔｉ ｎｇｌｉｑＵＯｒ）の高い苛性濃度による事の知見に基づくものである。

本発明は、付随する粘度喪失を最少化しつつ、廃セルロース性材料を再生する方 法を提供するものである。廃棄物には、板紙、特に段ボールが含まれる。

更に、本発明は、再生板紙、特に再生段ポール、ライナーボード及び古い段ポー ル容器を提供するものである。

更に本発明は、廃セルロース性紙製品及び不良品バルブからの再生バルブ及びそ の製造法を提供するもので、この再生バルブは、廃棄物より低いカッパ数を有し 、紙製品製造において、部分的に又は単独バルブとして使用出来る。

更に本発明は、白色紙を製造する為の漂白に適する低カッパ数と高い粘度の再生 バルブの製造方法を提供するものである。

この様に、本発明は、第一のカッパ数を有する廃セルロース性紙製品を、セルロ ースに対して非有害的な酸水溶液で前処理し、この様に前処理した廃セルロース 性紙製品を、アルカリ物質の存在下に酸素脱リグニン化し、少なくともｌ０ｃｐ の粘度と、第一のカッパ数より低い第二のカッパ数を有するセルロース性繊維バ ルブを製造する事を含む、廃セルロース性紙製品の再生方法を提供するものであ る。

更に、本発明は、第一のカッパ数を有する廃セルロース性紙製品を、アルカリ物 質の存在下、水性媒体中で、酸素脱リグニン化し、該脱リグニン化条件を、該廃 セルロース性紙製品が、脱リグニン化中の任意の点て、廃セルロース性紙製品中 の残留リグニンの重量当り、乾燥重量で約５０％より多くないアルカリ物質に曝 され、少なくともＩ　Ｏｃｐの粘度と第一のカッパ数より低い第二のカッパ数を 有するセルロース性繊維バルブとなる様に設定する事を含む、廃セルロース性紙 製品の再生方法を提供するものである。

更に、本発明は、ａ）少なくとも１Ｏｃｐの粘度と１５〜３５のカッパ数を有す る、古い段ポール容器の再生繊維を含むセルロース性繊維バルブを漂白する工程 、ｂ）得られた漂白バルブを製紙操作で白色紙に成形する工程、及びＣ）成形さ れた白色紙を回収する工程を含む、木質のない白色紙の製造方法を提供するもの である。

本発明の特定の実施態様では、少なくとも７０のカッパ数を有する廃セルロース 性紙製品の酸素脱リグニン化で得られる、少なくともｌ０ｃｐの粘度と１５〜３ ５のカッパ数を有するセルロース性繊維バルブを提供する。更に、又別の実施態 様では、少なくとも１Ｏｃｐの粘度を有し、古い段ボール容器の漂白、再生繊維 を含み、バルブが白色紙製造において単独バルブとして使用出来る様な品質を有 する、漂白セルロース性繊維バルブを提供する。

好適な実施態様の説明 ｉ）　酸部処理 本発明の好ましい実施態様の１つは、廃セルロース性紙製品を、酸素脱リグニン 化の前に、鉱酸水溶液、より好ましくはセルロースに非有害的な酸で前処理する 事である。適当に、廃セルロース性紙製品は、２〜４のｐＨを維持するのに効果 的な溶液濃度を持つ酸水溶液で洗浄される。好適な酸は、硫酸水溶液の重量当た り、０．５〜１．　５重量％の濃度の硫酸である。他に適当な酸は、亜硫酸、次 亜塩素酸、塩酸及び硝酸を含む。硝酸は、腐食性の為、あまり好ましくない。塩 素系酸は、バルブ中に、いかなる形態の塩素の導入をも避けるか又は最小化する 為の一般基準に照らして、あまり好ましくない。

酸部処理は、２０〜６０°Ｃの温度、好ましくは約５０℃で、２０〜４０分、好 ましくは約３０分間行うのが適当である。廃セルロース性紙製品は、水て再泥化 され、酸水溶液か、再泥化された廃セルロース性紙製品に添加され、その後、酸 除去工程が、洗浄又は脱水又はその両方で適当に行われる。酸の除去は、その後 の酸素脱リグニン化工程でのアルカリ物質の廃棄を避けるのに適切なものである 。

Ｉｌ）　酸素脱リグニン化 本発明では、廃セルロース性紙製品は、アルカリ物質の存在下に酸素脱リグニン 化される。好ましいアルカリ物質は、アルカリ金属水酸化物、特に水酸化ナトリ ウムを含む。アルカリ物質は、脱リグニン化での酸化生成物の溶解に役立つもの で、その結果、それらを、望ましい再生バルブ製品である得られたセルロース性 繊維バルブから除去出来る。適当に、酸素Ｉｌｌ　ＩＪゲニン化は、水て再泥化 され、上述の酸部処理、それに続く洗浄及び／又は脱水の様な酸除去工程にかけ られた廃セルロース性紙製品に対し行われる。酸素脱リグニン化は、８０−１． ２０’Ｃの温度及び酸素で飽和される再泥化廃セルロース性紙製品の水性媒体を 維持する為の酸素圧のらとて行われる。一般に、４．２１〜８．４３ｋｇ／ｃｍ ２（６０−１２０ｐｓｉｇ）、好ましくは約７．０３ｋｇ／ｃｍ”　（１００ｐ ｓｉｇ）の酸素圧が適切である。酸素脱リグニン化は、一般に、温度により３０ 〜１２０分間行われる。一般に、約１０’ｃの操作温度の減少は、脱リグニン化 時間を二倍にし、一方約１０″Ｃの操作温度の増加は、脱リグニン化時間を半分 にする。

酸素税リグニン化は、本発明の再生方法では、廃セルロース性紙製品に対して行 われる単独の脱リグニン化を一般に表す。

本発明のアルカリ性酸素脱リグニン化は、特に昇温時ては、古い段ポール容器を 汚染している粘着剤、接着剤及びホットメルト物質を溶解、除去するのに効果的 で、その結果クリーンなバルブが製造される。

アルカリ物質は、リグニン含有廃セルロース性紙製品が、廃セルロース性紙製品 中の残留リグニンの重量当り、乾燥重量で約５０％より多くないアルカリ物質に 曝される様な量で、酸素脱リグニン化で使用される。廃セルロース性紙製品の高 濃度アルカリ物質への曝露は、得られるバルブの繊維強度の顕著な喪失をもたら す。十分な強度の紙製品を製造する為には、再生バルブは、ＴＡＰＰＩ　Ｔ−２ ３０て測定して、少なくともｌ　Ｏｃｐの粘度を持つへきである。

本発明により、酸素脱リグニン化中の粘度又は強度の喪失は、廃セルロース性紙 製品が、脱リグニン化中の任意の点て、廃セルロース性紙製品中の残留リグニン の重量当り、乾燥重量で約５０％より多くないアルカリ物質に曝される様に、廃 セルロース性紙製品のアルカリ物質への曝露を調節する事によって避けられるか 又は最小化される。

アルカリ物質への廃セルロース性紙製品の曝露の調節は、アルカリ物質の投与量 を、酸素脱リグニン化中のリグニン含存廃セルロース性紙製品に対して順次に導 入する事によっても達成できる。アルカリ物質の各投与量は、廃セルロース性紙 製品中に含まれるリグニンの乾燥重量当り、アルカリ物質の乾燥重量で約５０％ より多くない。

特に、これは、リグニン含存廃セルロース性紙製品を、第一のの上流の酸素反応 器から、第一の酸素反応器の下流の第二の酸素反応器へ順次に供給する事により 、複数の分離独立した酸素反応器で達成出来る。この方法では、リグニン含有廃 セルロース性紙製品は、複数の酸素反応器を順次に通過して、低濃度のアルカリ 物質の存在下で、各反応器中で酸素脱リグニン化に曝される。

アルカリ物質のそれぞれ独立した少ない投与量又は割合は、リグニン含有廃セル ロース性紙製品中の残留リグニンの重量当り、アルカリ物質の乾燥重量で約５０ ％より多くない量である。反応器を通過するリグニン含有廃セルロース性紙製品 の流れは、上流の酸素反応器中のアルカリ物質が、処理されるリグニン含有廃セ ルロース性紙製品が、更に脱リグニン化の為に下流の反応器へ流れる前に、実質 的に完全に消費されるでしまう様な流れである。酸素とアルカリ物質は、各反応 器の入口から注入される。アルカリ物質が完全に消費されない場合は、アルカリ 物質の投与量の適切な低下が必要で、それにより下流の反応器のリグニン含有廃 セルロース性紙製品は、アルカリ物質の乾燥重量で約５０％より多くない状態に 曝される。これは、あまり効率の良い操作方法ではない事を表していることがわ かる。

酸素脱リグニン化は、この様に、中間の洗浄段階を必要としない、複数の、順次 に配置された酸素反応器で行われる。

１ｉｉ）　廃セルロース性紙製品 本発明は、比較的高いリグニン含有量の廃セルロース性紙製品で、特に、少なく とも７０のカッパ数、更に一般的には８０〜１８０のカッパ数を持つ、廃セルロ ース性紙製品の再生に関する。本発明において、［廃セルロース性紙製品」とは 、消費者によって使用され、廃品処理にかけられた工業紙製品を意味する。これ らは、使い棄て紙製品とも言えるが、この場合、それらは、消費者によって使用 され、その利用生命を全うしたか、或いはそれらが意図した必要性が満たされた ものであり、例えば、消費製品を包装するのに使用され、通常は、その製品の購 入後に、消費者によって捨てられる板紙包装を含む。この包装が捨てられるその 時点て、包装は、しばしば廃品処理と同様な、異なった取扱を受け、その取扱の 全てが、通常の知識が、その様な廃棄製品は、品質の良い紙製品を製造する為の 再生には不適当であると言う程度の為に、セルロース性繊維含有量の劣化をもた らす。通常、その様な廃棄板紙からの再生バルブは、低品位の、二流製品として 使用されか、他の紙製品のコスト削減の為に、未使用バルブとの混合で少量使用 されるにすぎない。

本発明では、古い段ポール容器は、廃セルロース性紙製品として、特に有用であ る。

本発明は、少なくとも７０のカッパを有する廃棄物の処理に関するものであるか 、少なくとも７０のカッパを存する廃棄物と、より低いカッパの廃棄物とを混合 し、その平均カッパを７０未満とする事が本発明の範囲内である事は理解される であろう。

１い後処理 酸素脱リグニン化で得られるセルロース性バルブ又は再生バルブは、ブラウンス トック（ｂｒｏｗｎｓｔｏｃｋ）として回収される。この物は、洗浄されて、再 生ブラウンストックバルブ及び脱リグニン化中に形成された無機化学品及び可燃 性有機物質を含むブラウンストック洗浄液又は淡黒色液を造る。

ブラウンストック液の濃縮物も作る事が出来る。有機成分の燃焼で、熱エネルギ ーが発生し、これは、酸前処理或いは酸素脱リグニン化の温度を上げる為の熱の １部として、その工程に利用出来る。一般的な副生成物の炭酸ナトリウムは、濃 縮物の燃焼中に溶融塊を形成し、水に溶解出来、生石灰と反応して炭酸カルシウ ムの沈殿を伴って水酸化ナトリウムとなり、これは酸素脱リグニン化工程へ再循 環出来る。

再生バルブは、新たな工業紙製品の単独成分として直接使用してもよいし、未使 用バルブと混合してもよい。

再生バルブは、白色紙製品か必要とされる所では、漂白に掛けても良い。

■）　再生バルブ 本発明の再生バルブは、１５〜３５のカッパ数、通常は２０〜３０のカッパ数を 有し、少なくともｌ０ｃｐの粘度、通常は１０〜＋５ｃｐの粘度を有する。

セルロース性繊維バルブは、特に、少なくとも３０のＩＳＯ輝度を有し、少なく ともＩｌｋｍの繊維強度を有する紙を造る。

ＩｓＯ輝度の優れた特性と繊維強度が、高い粘度と低いカッパとの兵役で達成さ れるのは、本発明の特筆すべき利点である。

この性質の再生バルブが、古い段ボール容器の様な廃セルロース性紙製品の酸素 脱リグニン化の使用で製造出来た事は驚くべき事である。何故ならば、第一に、 酸素脱リグニン化は、セルロース性繊維バルブの粘度及び強度を甚だしく減少さ せる事が知られており、第二に、古い段ボール容器は、繊維含有量の劣似特に強 度特性に関しての劣化を創り出すものとして認識されている紙製品の老化の為に 、品質の良いバルブの製造には不適当と一般に考えられていたがらである。

バルブの高輝度は、一般的には少なくとも３０で、再生バルブから製造される白 色紙製品の輝度を増加する為のその後の操作において、必要とされる漂白剤を少 なくする事を意味する。

本発明の再生バルブの優れた物性は、再生バルブが、新たな工業紙製品の単独の 成分として直接使用出来る程のものである。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に係る洗浄済セルロース性紙製品を再生する為の再生装置と方法 を模式的に例示するものである。

図２は、本発明の方法を含む、異なる酸素脱リグニン化方法での、カッパ数と、 再生バルブの粘度変化を例示するものである。

図面を参照しての好適実施態様の説明 図１で、再生装置ＩＯは、パルパー１２、酸性化タンク１４及び酸素反応器Ｉ６ 、Ｉ８及び２０を含む。再生装置ＩＯは、更にスクリーニング／クリーニングタ ンク２２、デカ−（ｄｅｃｋｅｒ）　２４及び洗浄機２６を含む。

パルパー１２は、廃セルロース性紙製品の為の供給入口ライン２８、補給水の為 の水入口ライン３０、循環水入口ライン３２及び異物出口ライン３４を含む。

ライン３６は、パルパー１２と酸性化タンク１４とを連絡し、酸入ロライン３７ は、酸性化タンク１４と連絡する。

ライン３８は、酸性化タンク１４とスクリーニング／クリーニングタンク２２と を連絡し、ライン４０は、スクリーニング／クリーニングタンク２２とデカ−２ ４を連絡する。

スクリーニング／クリーニングタンク２２は、異物出口ライン４１を有し、デカ ー２４は、希釈水ライン４２と下水溝ライン４６を有する。

循環水ライン３２は、デカ−２４とパルパー１２を連絡し、分岐ライン４４は、 循環水ライン３２どライン３８とを連絡する。

ライン４８は、デカ−２４と上流の酸素反応器１６とを連絡し、ライン５０は、 上流の酸素反応器１６と中間の酸素反応器１８とを連絡し、ライン５２は、中間 の酸素反応器１８と下流の酸素反応器２０とを連絡する。

酸素ライン５４は、酸素分岐５６．５８及び６０を有し、それぞれライン４８． ５０及び５２に連絡する。

ライン６２は、下流の酸素反応器２０と洗浄機２６とを連絡する。

洗浄機２６は、シャワー水ライン６４、ブラウンストック洗浄液ライン６６及び 生成物ライン６８を含む。

苛性ライン７０は、苛性分岐７２．７４及び７６を含み、これらは、それぞれラ イン４８．５０及び５２に連絡する。

本発明の方法を、図１を参照して、更に説明する。

廃セルロース性紙製品は、供給入口ライン２８を通してパルパー１２に供給され る。パルパー１２で、廃セルロース性紙製品は、水入口ライン３０及び循環水入 口ライン３２を経た水て再泥化される。パルパー１２に留まる異物は、異物出口 ライン３４から除去される。

水性再泥化バルブは、パルパー１２からライン３６を経て酸性化タンク１４へ供 給され、そこでバルブは、酸入ロライン３７から導入された硫酸で、約２〜４の ｐＨに酸性化される。酸性化は、約５０°Ｃの温度で、約３０分間で起こる。

この様に処理されたバルブは、酸性化タンク１４からスクリーニング／クリーニ ングタンク２２へ供給され、そこでバルブのスクリーニング／クリーニングが起 こり、異物が、異物出口ライン４１から除去される。かくしてスクリーニングさ れクリーニングされたバルブはライン４０を経てデカ−２４へ供給され、希釈水 ライン４２から導入された水で洗浄される。デカ−２４中の水の１部は、循環水 ライン３２を経てパルパー１２へ、そして分岐ライン４４を経てライン３８へ循 環される。

この様に調製されたバルブは、酸素脱リグニン化の為のものであり、ライン４８ ．５０及び５２を使用して、酸素反応器１６．１８及び２０を経て順次に供給さ れる。酸素ガスは、酸素ライン５４を経て導入され、酸素分岐５６．５８及び６ ０に送られ、これらはそれぞれ反応器１６．１８及び２０の上流のライン４８． ５０及び５２に送られる。酸素が適当に導入されると、酸素反応器１６．１８及 び２０て酸素飽和が起こり、反応器は、８０〜１２０℃の温度に維持され、バル ブは、廃セルロース性紙製品の脱リグニン化を効果的にする為に、３０〜１２０ 分間、各反応器で維持される。

苛性、即ぢ水酸化ナトリウムはライン７０を経て、ライン５６．５８及び６０を 経てそのラインに酸素を導入する丁度その上流点にある、それぞれのライン４８ ．５０及び５２に連絡する苛性分岐７２．７４及び７６へ導入される。苛性の導 入は、各酸素反応器１６．１８及び２０中の苛性量が、廃セルロース性紙製品中 の残留リグニンの重量当り、乾燥重量で５０％を越えないものである様に調節さ れる。

脱リグニン化されたバルブは、酸素反応器２０から洗浄機２６へ供給され、シャ ワー水ライン６４からの水で洗浄される。ブラウンストック洗浄液は、ライン６ ６から除去され、脱リグニン化されたバルブは、生成物ライン６８から除去され る。

脱リグニン化されたバルブは、バルブとして紙製造工業に使用しても良く、或い は、まず始めに漂白プラントでの漂白に掛けても良い。

ライン６６から除去されるブラウンストック洗浄液は、液の有機可燃成分を燃焼 して、再生装置１０の熱エネルギーの発生に使用してもよく、苛性はその液から 再生して、苛性ライン７０に供給する。

実施例 次の実施例は、本発明の特異性並びに従来技術に対する改良を例示するものであ る。実施例において、生成量及び化学品供給量は、全てバルブの乾燥重量当たり の重量％て表示される。

実施例１ 市販の段ホール廃品を、水て再泥化し、硫酸を、乾燥廃品材料当り１％添加した 。元の廃品材料は、８２．８のカッパと２６．７ｃｐのＴＡＰＰＩ粘度を有して いた。再泥化され、酸洗いされた、５％のコンシスチンシーの廃品材料を、５０ °Ｃて３０分間維持し、その後水で洗浄し、１０％コンシスチンシーまて脱水し た。この様に調製した廃品材料を、５％の苛性（ＮａＯＨ）と０．５％の硫酸マ グネシウム（ＭｇＳＯ，）て、１００°Ｃて、７．０３ｋｇ／ｃｍ”　（１００ ｐｓｉｇ）の酸素圧下て、混合物のｐＨが、全てのＮａＯＨが消費された事を示 す約１０．５まで減少するまで約２５分間蒸解した。ＮａＯＨを、再び４％添加 し、追加のＮａＯＨが実質的に消費されるまで酸素脱リグニン化を続けた。３％ のＮａＯＨを再び添加し、そのＮａＯＨ添加量が消費されるまで酸素脱リグニン 化を繰り返した。完了までに合計１２％のＮａＯＨが使用された。この結合廃品 処理方法工程で、元の廃品材料に対し収率８２％でバルブ製品が得られた。再生 バルブ製品は、２５゜３のカッパ、＋２．２ｃｐの粘度、３９．６のＩＳＯ輝度 及び１２ｋｍの繊維強度を有していた。　実施例２ ５％、４％及び３％の代わりに、２％のＮａＯＨ投与量を５回均等に使用した以 外は、実施例１と同様にして、廃品材料の処理を行った。再生バルブ製品は、３ ２４のカッパ、１４．４ｃｐの粘度、３３．９のＩＳＯ輝度及び１２に、、ｍの 繊維強度を有していた。

実施例３ 実施例１と同し市販廃品材料を、約１０％のコンシスチンシーまて水て再泥化し た。再泥化した廃品材料を、２％のＮａＯＨと０５％の硫酸マグネシウムで、１ ００°Ｃて、７．０３ｋｇ／ｃｍ２（Ｉ　ＯＯｐｓｉｇ）の酸素圧下て、全ての ＮａＯＨか消費されるまで約１５分間蒸解した。ＮａＯＨを、再び２％添加し、 新たな追加ＮａＯＨの全てを消費する為に、酸素脱リグニン化を再び行った。２ ％のＮａＯＨ注入と酸素脱リグニン化処理工程を、合計１０％のＮａＯＨが消費 されるまで繰り返した。元の廃品材料に対する収率は８４％で、最終再生バルブ 製品は、３２，４のカッパ、ＩＯ，６ｃｐの粘度、３２．１のＩＳＯ輝度及び１ １．６ｋｍの繊維強度を有していた。　実施例４ 実施例Ｉと同様に、市販廃品材料を、再泥化し、酸洗いした。この廃品材料を、 １２％のＮａＯＨと０．５％の硫酸マグネシウムで、＋００°Ｃて、７．０３ｋ ｇ／ｃｍ”（’　Ｉ　００　ｐｓｉｇ）の酸素圧下て、約１２０分間蒸解した。

この廃品材料の蒸解は、全てのＮａＯＨが消費されるか、ｐＨが！０．５まで減 少するまて行われた。最終バルブ製品は、２７のカッパ、１０．４ｃｐのＴＡＰ ＰＩ粘度、３９．７のＩＳＯ輝度及び１１．５ｋｍの繊維強度を有していた。

比較例５ 実施例２と同様に再泥化した市販廃品材料を、８％のＮａＯＨと０．　５％の硫 酸マグネシウムで蒸解し、全てのＮａＯＨが消費されるまで、１００℃で、７． ０３ｋｇ／ｃｍ２（１００ｐｓｉｇ）の酸素圧下で、脱リグニン化を行った。廃 品材料に対する収率は８５％で、バルブ製品は、３７．７のカッパ、８．７ｃｐ のＴＡＰＰＩ粘度、２７．８のＩＳＯ輝度及び１０．５ｋｍの繊維強度を存して いた。

比較例６ 実施例４と同様に市販廃品材料の処理を、酸前処理無しで、１２％のＮａＯＨ投 与量で行った。バルブ製品は、２４のカッパ、５．２ｃｐのＴＡＰＰＴ粘度、３ ５６のＩＳＯ輝度及び７．５に＋ｎの繊維強度を有していた。

比較例７ 実施例２と同様に再泥化した市販廃品材料を、米国特許第４．９４６．５５６号 に開示されている様に、０．５％のＤＴＰＡで処理した。ＤＴＰＡ処理した廃品 材料を、次いて１２％のＮａＯＨと０．　５％の硫酸マグネシウムで蒸解し、７ ．０３ｋｇ／ｃｍ”（１００ｐｓｉｇ）の酸素圧下て、１２０分間脱リグニン化 を行った。バルブ製品は、２３．９のカッパ、５．９ｃｐのＴＡＰＰＩ粘度、３ ６．２のＩＳＯ輝度及び７゜８ｋｍの繊維強度を有していた。

比較例８ ＤＴＰＡに代えて０５％のＥＤＴＡを使用した以外は、比較例７と同様の処理を 行った。バルブ製品は、２４のカッパ、５．８ｃｐのＴＡＰＰＩ粘度、３６゜４ のＩＳＯ輝度及び７．６ｋｍの繊維強度を有していた。

比較例９ 硫酸添加後に、直ちに１％の二酸化塩素を添加し、得られた混合物を２５°Ｃで ２０分間維持した以外は、実施例１と同様の処理を行った。苛性の投入量は、６ ％、５９６及び３％であった。バルブ製品は、１９．７のカッパ、Ｉｌ、８ｃｐ のＴＡＰＰＩ粘度、４４．８のＩＳＯ輝度を有していた。

上記実施例のカッパ、輝度、粘度及び繊維強度の結果は、次の標準試験法を使っ て得られた。

カッパ：　ＴＡＰＰＩ法Ｔ−２３６又はＣＰＰＡ法Ｅ１法帖１　ＴＡＰＰＩ法Ｔ −４５２又はＣＰＰＡ法Ｅ１法帖１・　ＴＡＰＰＩ法Ｔ−２３０又はＣＰＰＡ法 Ｇ２４、繊維強度・　ＴＡＰＰＴ法Ｔ−２０５又はＣＰＰＡ法Ｃ４法止４物性試 験ハンドシート（ゼロスパン引張り破断長さ）。

図２では、５つの場合のカッパ数に対する再生バルブの粘度のプロットを示す。

比較例は、酸部処理無しで、廃セルロース性紙製品の、水酸化ナトリウムへの曝 露を低くする為の工程無しで廃セルロース性紙製品と接触させる場合に、廃セル ロース性紙製品中のリグニン重量当たり、乾燥重量で５０％より多い量の苛性の 使用を含む。全ての粘度は低く、全てｌ　Ｏｃｐ以下である事が分かる。

ＤＴＰＡプロットは、比較例のプロットと同し条件を使用するが、米国特許第４ 、９４６．５５６号のキレート剤ＤＴＰＡを含む。粘度は比較例に比へて僅かに 良い程度であるが、１ｏｃｐ以下である。

酸プロットは、通常の酸素脱リグニン化と共に、本発明による特定条件の確定無 しに、本発明の酸処理を使用する。その様な条件下では、比較例並びにｌｏｃｐ 以上の粘度を持つＤＴＰＡプロットに対し著しい改善がある事が分かる。

５Ｘプロツトは、酸部処理は使用しないが、図１に例示のタイプの模式を使用し 、苛性の５回分添で、廃セルロース性紙製品の苛性への曝露が、本発明により調 節される本発明の方法のものである。結果は、酸部処理単独の結果と比較出来る ものである事が分かる。

Ａ５Ｘ及びＡ３Ｘプロットは、酸部処理と、図１に例示のタイプの模式を基にし た５回及び３回の投与量で、苛性への曝露の調節とを使用する本発明の好ましい 方法の場合であり、カッパ数に比例して、高粘度が得られる事が分かる。

図２は、酸部処理の使用或いは苛性だけの曝露の調節の何れかでも本発明の利点 はもたらされるが、酸部処理と苛性の曝露調節の両方の使用により一層良好な結 果かもたらさられる事を証明する。

操作において、この方法は、廃セルロース性紙製品の重量当たり、７〜１４重量 ％の酸素を特に必要とする。本発明の顕著なカッパ減少を達成する為には、酸素 は、各段階で一般に５重量％迄の量で、ここて述へられた様に複数段階で導入さ れ、各段階は、処理条件下の水溶液混合物を飽和するだけの酸素量を使用する。

ＰＣＴ／ＣＡ　９３１０００６６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第一のカッパ数を有する廃セルロース性物質を含む廃セルロース性紙製品を 、鉱酸水溶液で前処理する工程、 前処理した廃セルロース性紙製品を、アルカリ物質の存在下で、単独の脱リグニ ン化として、酸素脱リグニン化し、少なくとも１０ｃｐの粘度と１５から３５の 第二のカッパ数を有するセルロース性繊維バルブを造る工程で、前記第一のカッ パ数は、前記第二のカッパ数より少なくとも１０大きいものである、廃セルロー ス性紙製品の再生方法。 ２．鉱酸水溶液が、硫酸水溶液である、請求の範囲１記載の方法。 ３．第一のカッパ数が７０より大きい、請求の範囲２記載の方法。 ４．酸素脱リグニン化が、前処理した廃セルロース性紙製品を、順次に導入され るアルカリ物質の投与量のアルカリ物質に曝す工程を含み、アルカリ物質への廃 セルロース性紙製品の曝露は、アルカリ物質の各投与量が、廃セルロース性紙製 命中のリケニンの重量当り、アルカリ物質の乾燥重量で約５０％より多くない様 な条件下で行われる、請求の範囲２記載の方法。 ５．廃セルロース性紙製品が古い段ボール容器であり、アルカリ物質が水酸化ナ トリウムであり、廃セルロース性紙製品が、順次に導入されるアルカリ物質の投 与量のアルカリ物質に曝され、各投与量は、廃セルロース性紙製品中のリグニン の重量当り、アルカリ物質の乾燥重量で約５０％より多くないものである、請求 の範囲２記載の方法。 ６．アルカリ物質が水酸化ナトリウム水溶液である、請求の範囲１、２、３又は ４記載の方法。 ７．廃セルロース性紙製品が古い段ボール容器である、請求の範囲６記載の方法 。 ８．前処理が２０℃〜６０℃の温度で行われ、鉱酸水溶液が、前処理でｐＨを２ 〜４とするのに十分なものであり、酸素脱リグニン化が、温度８０℃〜１２０℃ で、酸素圧４．２１〜８．４３ｋｇ／ｃｍ２（６０〜１２０ｐｓｉｇ）で行われ る、請求の範囲６記載の方法。 ９．セルロース性繊維バルブが、少なくとも３０のＩＳＯ輝度と、少なくとも１ １ｋｍの繊維強度を有する、請求の範囲１、２、３、４、５、７又は８記載の方 法。 １０．第一のカッパ数を有する廃セルロース性紙製品を、アルカリ物質の存在下 で、酸素脱リグニン化し、該脱リグニン化条件を、該廃セルロース性紙製品が、 脱リグニン化中の任意の点で、廃セルロース性紙製品中のリグニンの重量当り、 乾燥重量で約５０％より多くないアルカリ物質に曝され、少なくとも１０ｃｐの 粘度と第一のカッパ数より低い第二のカッパ数を有するセルロース性繊維パルプ となる様に設定する事を含む、廃セルロース性紙製品の再生方法。 １１．廃セルロース性紙製品が、順次に導入されるアルカリ物質の投与量のアル カリ物質に曝され、アルカリ物質への廃セルロース性紙製品の曝露は、アルカリ 物質の各投与量が、廃セルロース性紙製品中のリグニンの重量当り、アルカリ物 質の乾燥重量で約５０％より多くないものである、請求の範囲１０記載の方法。 １２．アルカリ物質が水酸化ナトリウム水溶液である、請求の範囲１１記載の方 法。 １３．廃セルロース性紙製品が古い段ボール容器である、請求の範囲１２記載の 方法。 １４．酸素脱リグニン化が、温度８０℃〜１２０℃で、酸素圧４．２１〜８．４ ３ｋｇ／ｃｍ２（６０〜１２０ｐｓｉｇ）で行われる、請求の範囲１０、１１、 １２又は１３記載の方法。 １５．第一のカッパ数が７０より大きく、第二のカッパ数が１５〜３５である、 請求の範囲１０、１１、１２又は１３記載の方法。 １６．セルロース性繊維パルプが、少なくとも３０のＩＳＯ輝度と、少なくとも １１ｋｍの繊維強度を有する、請求の範囲１５記載の方法。 １７．第一のカッパ数が８０〜１８０であり、第二のカッパ数が２０〜３０であ り、鉱酸が硫酸水溶液であり、アルカリ物質が水酸化ナトリウム水溶液であり、 セルロース性繊維パルプが、少なくとも３０のＩＳＯ輝度と、少なくとも１１ｋ ｍの繊維強度を有するものである、請求の範囲１記載の方法。 １８．廃セルロース性紙製品が古い段ボール容器である、請求の範囲１７記載の 方法１９．前処理が、ｐＨ２〜４で、２０℃〜６０℃の温度で行われ、酸素脱リ グニン化が、湿度８０℃〜１２０℃で、酸素圧４，２１〜８．４３ｋｇ／ｃｍ２ （６０〜１２０ｐｓｉｇ）で行われる、請求の範囲１８記載の方法。 ２０．廃セルロース性紙製品が、順次に導入されるアルカリ物質の投与量のアル カリ物質に曝され、アルカリ物質への廃セルロース性紙製品の曝露は、アルカリ 物質の各投与量が、廃セルロース性紙製品中のリグニンの重量当り、アルカリ物 質の乾燥重量で約５０％より多くないものである、請求の範囲１９記載の方法。 ２１．次の工程を含む、古い段ボール容器からセルロース性繊維パルプを製造す るための再生方法。 ｉ）８０〜１８０のカッパ数を有する古い段ボール容器を水で再泥化する工程、 ｉｉ）工程ｉ）の再泥化した古い段ボール容器をｐＨ２〜４で、硫酸水溶液で前 処理する工程、 ｉｉｉ）この様に前処理した、工程ｉｉ）からの古い段ボール容器を、水酸化ナ トリウム水溶液の存在下で、温度８０℃〜１２０℃で、酸素圧４．２１〜８．４ ３ｋｇ／ｃｍ２（６０〜１２０ｐｓｉｇ）で、カッパ数が、２０〜３０に低下す るのに十分な時間、酸素脱リグニン化する工程、 ｉｖ）工程ｉｉｉ）から、２０〜３０のカッパ数と、１０〜１５ｃｐの粘度を有 するセルロース性繊維パルプを回収する工程。 ２２．工程ｉｉｉ）が、前処理された古い段ボール容器を、順次に導入される水 酸化ナトリウムの投与量の水酸化ナトリウムに曝す工程を含み、水酸化ナトリウ ムの各投与量が、古い段ボール容器中のリグニンの重量当り、水酸化ナトリウム の乾燥重量で約５０％より多くないものである、請求の範囲２１記載の方法。 ２３．少なくとも７０のカッパ数を有する廃セルロース性紙製品の酸素脱リグニ ン化で得られる、少なくとも１０ｃｐの粘度と１５〜３５のカッパ数を有するセ ルロース性繊維パルプ。 ２４．少なくとも３０のＩＳＯ輝度と、少なくとも１１ｋｍの繊維強度を有する 、請求の範囲２３記載のバルブ。 ２５．次の工程を含む、木質のない白色紙の製造方法。 ａ）少なくとも１０ｃｐの粘度と１５〜３５のカッパ数を有する、古い段ボール 容器の再生繊維を含むセルロース性繊維パルプを漂白する工程、ｂ）得られた漂 白バルブを製紙操作で白色紙に成形する工程、ｃ）成形された白色紙を回収する 工程。 ２６．工程ａ）のセルロース性繊維パルプが、少なくとも３０のＩＳＯ輝度と、 少なくとも１１ｋｍの繊維強度を有する、請求の範囲２５記載の方法。 ２７．工程ａ）のセルロース性繊維パルプが、古い段ボール容器の酸素脱リグニ ン化で得られる、請求の範囲２５記載の方法。 ２８．工程ａ）のセルロース性繊維パルプが、未使用のパルプと混合される、請 求の範囲２５、２６又は２７記載の方法。 ２９．古い段ボール容器の再生繊維を含む漂白セルロース性繊維パルプを含む木 質のない白色紙であって、該白色紙が少なくとも１１ｋｍの繊維強度を有し、該 パルプが少なくとも１０ｃｐの粘度を有する木質のない白色紙。 ３０．漂白セルロース性繊維パルプが、１５〜３５のカッパ数を有する再生繊維 の未漂白パルプを漂白して得られる、請求の範囲２９記載の白色紙。 ３１．未漂白パルプが、少なくとも７０のカッパ数を有する古い段ポール容器の 酸素脱リグニン化で得られる、請求の範囲３０記載の白色紙。 ３２．漂白セルロース性繊維パルプが、単独のパルプ成分である、請求の範囲２ ９、３０又は３１記載の白色紙。 ３３．漂白セルロース性繊維パルプが、未使用のパルプと混合される、請求の範 囲２９、３０又は３１記載の白色紙。 ３４．少なくとも１０ｃｐの粘度を有し、古い段ボール容器の漂白した再生繊維 を含み、白色紙の製造で、単独のパルプとして使用される様な品質を有する漂白 セルロース性繊維パルプ。 ３５．相当する未漂白パルプが、少なくとも３０のＩＳＯ輝度を有し、漂白パル プが、少なくとも１１ｋｍの繊維強度を有する、請求の範囲３４記載の漂白セル ロース性繊維パルプ。 ３６．未漂白パルプが、１５〜３５のカッパ数を有する、請求の範囲３５記載の 漂白セルロース性繊維パルプ。 ３７．未漂白パルプが、古い段ボール容器の酸素脱リグニン化で得られる、請求 の範囲３５又は３６記載の漂白セルロース性繊維パルプ。 ３８．酸素脱リグニン化が、複数段階で行われ、合計酸素含有量が廃物の重量当 り、７〜１４重量％であり、各段階の酸素含有量が５重量％までである、請求の 範囲１、２、３、４、５、７、８、１０、１１、１２、１３、１６、１７、１８ 、１９、２０、２１又は２２記載の方法。