JPH09512312A - セルロースパルプの酸素漂白 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 改良された酸素漂白プロセスであって、パルプは、多価アルコールが１０〜７０重量％含まれる水性有機媒体の中で漂白され、得られたパルプは、水性雰囲気中で同じ条件でカッパー価８mlまで漂白された同種パルプよりも、２.５cp以上高い粘度を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 セルロースパルプの酸素漂白発明の分野 本発明はセルロースパルプの酸素漂白に関する。より具体的には、本発明は水 性有機媒体中の酸素によるセルロースパルプの漂白に関する。発明の背景 木材パルプの酸素漂白は、クラフト法において、カッパー価を小さくし、パル プの白色度(brightness)を高めるために行なわれ、一般的には、その酸素漂白の 後に過酸化物及び／又は二酸化塩素、オゾンの如き他の漂白処理が行なわれる。 酸素漂白は、非常に安価な化学剤を使用するため、経済的な脱リグニン化方法と いえる。それゆえ、得られるパルプの特性が消費者の要求を満たすのであれば、 酸素処理段階でパルプのリグニン含有量を少なくすればするほど、漂白処理コス トを少なくすることができる。 実際のところ、酸素の使用はある程度限られている。その理由は、セルロース に関する選択性が乏しいためであり、例えばカッパー価約８mlのような低カッパ ー価のパルプを作るのに用いられると、パルプの粘度は著しく低下してしまう。 パルプ業界では、クラフトパルプ化機 構を変えることによってカッパー価を下げ、酸素漂白の役割を制限して少量のリ グニンだけを取り除く傾向にある。 酸素漂白段階で、パルプを取りまく水性媒体に有機添加剤を使用することは知 られている。これについては、ミツビシ・ペーパ・ミルズ・リミテッドに対して 発行された１９９３年３月２日公告の日本特許出願第５０−８６９８７号におい て、酸素漂白段階で少量の非イオン界面活性剤とエチレンジアミンテトラ酢酸の 誘導体を使用することが記載されており、公知の媒体濃縮酸素漂白法に匹敵する 低カッパー価を得ることができる。 サンヨー・ケミカル・インダストリーズ・リミテッドに対して発行された１９ ９３年７月２７日公告の日本特許第５１−８６９８７号には、エーテル化合物、 ポリオール及び脂肪族一価アルコールの存在下で、セルロースパルプを酸素又は 過酸化物で漂白することが記載されている。エーテル化合物は、多価アルコール 又はそのアルキレン酸化物の付加物(adduct)、望ましくはエチレングリコールか ら得られる。使用される有機添加剤の量はかなり少なく、得られる効果は格別の ものでないように思われる。即ち、得られる粘度は、カッパー価がほぼ同じであ る比較対照のパルプの粘度とほぼ同じである。 ミツビシ・ペーパ・ミルズ・リミテッドに対して発行された１９９３年１０月 ２６日公告の日本特許第５２− ７９９７９号には、酸素とポリエーテル型化合物の非イオン界面活性剤で漂白す ることにより得られた漂白パルプが記載してあり、有機金属塩とグリコールを含 んでもよいし、含まなくてもよい。得られたパルプは、洗浄をより容易に行なえ る利点があると記載されている。発明の簡単な説明 本発明の主たる目的は、セルロースパルプを水性有機媒体中で酸素漂白する新 規な方法を提供することであり、従来の酸素漂白されたパルプと比べて、所定の カッパー価に対する粘度の高い漂白パルプを生成するものである。 広義では、本発明は、セルロースパルプの漂白を行なう酸素漂白プロセスの改 良に関するもので、パルプをカセイアルカリ(caustic)と混合し、酸素漂白段階 でパルプのカッパー価を所望通り低下させることのできる量のカセイアルカリを 、パルプ全体に均一に分配させ、酸素漂白段階において多価アルコールを１０重 量％から７０重量％の間で含む水性媒体でパルプを取りまき、酸素漂白段階の酸 素圧力の作用下にてパルプを酸素で漂白し、酸素漂白されたパルプを生成するも ので、得られた酸素漂白パルプは、水の中に添加剤が実質的に含まれていないこ と以外は同じ条件で同じカッパー価８mlまで漂白された同様な針葉樹パルプより も、２.５cp以上高い粘度に相当する粘度を有している。 多価アルコールの濃度は、水性媒体の重量を基準とし て３０％〜６０％の間の範囲が望ましい。 多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロー ル、ペンタエリトリトール、ジエチレングリコールからなる群から選択されるこ とが望ましい。 漂白液は、パルプの重量を基準として０.５０％〜２.０％の範囲の硫酸マグネ シウムを含むことが望ましい。 酸素漂白段階での温度は、６０℃〜９０℃の範囲が望ましい。 パルプのコンシステンシーは、３％と５０％の間が望ましく、２０％と４５％ の間がより望ましい。図面の簡単な説明 さらなる特徴、目的及び利点については、添付の図面に基づく発明の望ましい 実施例に関する以下の詳細な説明により明らかになるであろう。 図１は、本発明を組み込んだ漂白プロセスの概略説明図である。 図２は、カッパー価に対する粘度をプロットしたもので、漂白媒体におけるエ チレングリコールの含有率の影響を示している。 図３は、水性媒体に含まれる多価アルコールの種類毎に、カッパー価に対して 粘度をプロットしたものである。 図４は、エチレングリコール３０％含有水性媒体を用いて得られた結果と、プ ロピレングリコール３０％含有 水性媒体を用いて得られた結果を比較したものである。 図５は、エチレングリコールとジエチレングリコールが１０％含まれる媒体を 用いて得られるパルプについて、カッパー価が異なるときの粘度を比較したもの である。 図６は、同じ多価アルコールを含む水性媒体を用いて得られるパルプについて 、一方を従来の酸素漂白の処理温度で行ない、他方を従来より低い温度で行なっ たときのカッパー価に対する粘度を比較したものである。望ましい実施例の説明 図１に示されるように、本発明のプロセスでは、パルプはライン(10)を通じて 適当な容器(16)の中に供給され(ライン(10)中のパルプのコンシステンシーは通 常約３０％である)、ライン(12)からは多価アルコール、ライン(14)からはカセ イアルカリが容器(16)の中のパルプに加えられる(なお、硫酸マグネシウム(Ｍｇ ＳＯ₄)はライン(15)から添加してもよい)。パルプは、リグニンを所望通り除去 するのに適当な量のカセイアルカリと、パルプを保護するのに適当な量の多価ア ルコールを含む水性媒体(aqueous medium)の中にあり、低コンシステンシー(例 えば３％)で、ポンプにより、容器(16)からライン(18)を通ってシックナー(20) に送り込まれる。このシックナーで過剰な媒体は除去され、コンシステンシーは 、酸素漂白反応器(30)(酸素処理段階)の中で用いられる値まで高められる。シッ クナー(20)の中で除去された媒体は、 ライン(22)を経て容器(16)に戻される。 水性媒体の中には１０〜７０重量％の多価アルコールが含まれており、水性媒 体中のパルプは、酸素漂白処理段階(30)にて漂白される。水性媒体に含まれる量 が３０％と６０％の間にあるとき、最も良い結果が得られる。 水性媒体におけるパルプの最適コンシステンシーは、使用される酸素処理段階 の種類に応じて、高、低又は中コンシステンシー(つまり、３％と５０％の間)が 選択され、ライン(24)を通って酸素処理段階(30)に運ばれる。酸素処理段階では 、２０％〜４５％の範囲の高コンシステンシーで処理されることが望ましい。 ライン(26)から酸素が供給され、酸素はポンプ又はその他の混合器(28)により パルプと混合される。酸素と混合されたパルプは、次に、酸素漂白処理工程(酸 素処理工程)を行なう容器(30)の中に送り込まれ、ここで酸素漂白が行なわれる 。なお、必ずしも、酸素とパルプを予め(28)で混合させる必要はなく、全ての酸 素を、酸素処理工程の行なわれる容器(30)に直接添加してもよい。 一般的に、酸素処理工程における酸素圧力は、大気圧よりも高く、かつ酸素に よるリグニン除去を達成するのに必要な範囲内であり、例えば約５０psig以上で ある。 酸素処理工程での温度は、従来の酸素処理工程で行なわれる通常の温度であっ てよく、例えば約１００℃と１２５℃の間である。より高強度のパルプを所望す る場合、 処理温度は１００℃以下で、９０℃以下が望ましく、例えば６０℃〜９０℃の範 囲、特に６０℃〜８０℃の範囲まで低くすることが望ましく、所望される程度に まで脱リグニン処理を行なうために、保持時間を延ばすことが望ましい(他のパ ラメータを変える必要はない)。保持時間を延ばすには、より大きな容器を使用 するだけでよい。多価アルコールを含有した媒体を用いて８０℃の温度で処理す ると、比較のためにカッパー価を同じ６mlとした対照(control)のパルプの粘度 が１２.５cpであるのに対し、粘度２１cpの漂白パルプを作ることができた。 パルプは酸素処理段階(30)にて、適当時間、通常は３０分以上(１００℃以下 の温度で処理するときの２倍以上の時間)維持された後、ライン(32)を通じて除 去される。 多価アルコールは、望ましくは(34)で洗浄することにより、パルプから取り除 かれる。洗浄されたパルプは、ライン(36)を通じて、次の漂白処理手段(38)まで 運ばれる。 洗浄器(34)で濾過された濾過物は、ライン(40)を経て、アルコール回収システ ムに運ばれる。このシステムでは、望ましくは、アルコールと水は第１ステージ (42)の中で分離され、水は(44)で示される如く蒸発させられる。多価アルコール と沈澱物質(precipitated materials)はライン(46)を通って第２ステージ(48)ま で運ばれ、ここで 沈澱物質はアルコールから分離される。沈澱物質は、望ましくは、ライン(50)を 通じて回収装置に戻されて焼却され、多価アルコールはライン(52)を通じてシス テムに再循環される。 使用される多価アルコールは、望ましくは、エチレングリコール、ジエチレン グリコール、プロピレングリコール、グリセロール及びペンタエリトリトールか らなる群から選択される。しかしながら、その他にも高価ではあるが、適当な多 価アルコールがあって、それらもおそらく使用可能であると思われる。 望ましくはエチレングリコールが使用され、エチレングリコール(及びその他 の多価アルコール)を使用する場合、水性漂白媒体中で約２５％〜３５％エチレ ングリコール(多価アルコール)の範囲内が望ましい。 硫酸マグネシウムをライン(15)を通じて水性媒体に添加し、漂白プロセス中の 水性媒体が、パルプの乾重量(望ましくは約１％)を基準として約０.５０〜２.０ 重量％の硫酸マグネシウムを含むと、所定のカッパー価におけるパルプの粘度が 改善されることを見出した。この改善は、漂白媒体が実質的にアルコールを含ま ない水性媒体の場合にも、或はまた前述した多価アルコールのどれかを含んでい る場合にも認められることは留意されるべきである。硫酸マグネシウムを用いる ことにより、約８mlのカッパー価で測定したときのパルプの粘度は、約１cp 〜約２cp改善される。実施例 全てのテストは、カッパー価２７.４ml、粘度２８.１cpである「べいつが(Wes tern hemlock)」のクラフトパルプを使用した。全てのテストは、コンシステン シー２５％のパルプについて、酸素処理段階での温度が１０５℃、圧力１００ps i、処理時間４５分の条件で行なった。但し、図６に示す低温テストについては 、温度８０℃、処理時間１８５分の条件で行なった。 投入されたパルプは水酸化ナトリウムと混合されて、例えば３％の低コンシス テンシーとされるが、漂白容器の中に入る前には２５％のコンシステンシーまで 濃縮される。各々の実験において、水酸化ナトリウムは、パルプの乾重量を基準 にして０.５％〜０.８％存在している。 ＭｇＳＯ₄が用いられるところでは、ＭｇＳＯ₄は、パルプ繊維の重量を基準に して１％存在している。 漂白媒体として水(アルコールなし)を用いて、比較のための対照例を作製し、 水性媒体に種々の多価アルコールと水の混合物を用いた他の実験例を作製した。 その結果を図２乃至図６に示している。 図２は、硫酸マグネシウム(１％)だけを含有する水性媒体中で酸素漂白された 比較用の対照パルプと、硫酸マグネシウムは含有せずエチレングリコール溶液の 含有量の異なる水性媒体の中で酸素漂白されたパルプについて、 カッパー価に対する粘度をプロットしたものである。 水性媒体中のグリコール濃度が５％のとき、どんな効果も認められないことが わかる。しかし、グリコール濃度が１０％のとき、カッパー価８mlで約２.５cp の粘度上昇が得られる。エチレングリコールの量が３０％まで増すと、カッパー 価８mlでの粘度改善は約７cpのオーダであった。 エチレングリコールの割合が７０％まで増えても、エチレングリコール３０％ のときの場合と比べてさらなる改善(カッパー価８ｍｌのとき)は殆んど得られな いか、得られたとしても僅かである。実際、カッパー価が低い(８ml以下)ところ では、エチレングリコールの割合を増やすことは不利であった。 図３は、多価アルコールは含有せず硫酸マグネシウム(１％濃度)を含有する水 性媒体中で酸素漂白されたパルプ(対照例)と、１０％の比較的低濃度の多価アル コール(硫酸マグネシウムを含まない)を含有する３種類の異なる水性媒体中で酸 素漂白されたパルプについて、カッパー価に対する粘度をプロットしたものであ る。多価アルコールが用いられると、酸素漂白されたパルプの粘度は著しく高く なる(対照例との比較)ことがわかる。つまり、エチレングリコール又はグリセロ ールが用いられたとき、粘度はカッパー価８mlで３.４cp上昇し、ペンタエリト リトールが用いられたとき、粘度は５.４cp上昇した。 媒体中に多価アルコールと共に１％硫酸マグネシウムを使用したときの効果を 調べるために、媒体中に硫酸マグネシウムを含む場合と含まない場合について、 エチレングリコール１０％を含有させてテストを行なった。比較のために、アル コールは含まないが硫酸マグネシウムを含む水(対照例)について同じテストを行 なった。エチレングリコールを使用した漂白パルプは、カッパー価８mlで対照例 より３cp以上の粘度改善が認められ、エチレングリコールを含む媒体にさらに硫 酸マグネシウムが含まれるとき、さらに１cp以上の粘度上昇が認められた。この ように、硫酸マグネシウムを多価アルコール含有媒体に添加すると、媒体が水( アルコールなし)のときと略同じ量だけ粘度の改善が認められることを示してい る。 図４は、エチレングリコールとプロピレングリコールを濃度３０％で比較した もので、２種類のグリコールとも、カッパー価が約８ml以上ではパルプ粘度につ いて同じ様な効果を示しており、脱リグニンがさらに行なわれると、エチレング リコールの方が大きな効果を有することを示している。 図５は、濃度１０％のエチレングリコールと濃度１０％のジエチレングリコー ルの効果を比較して示している。ジエチレングリコールとエチレングリコールは 、カッパー価が約８mlより上のところでは非常に似かよっているが、カッパー価 が８ml以下のところでは、エチレングリ コールの方がすぐれていることがわかる。 カッパー価が約８ml以下になるまで漂白するとき、エチレングリコールを使用 すると、どういうわけかどんな多価アルコールを用いた場合よりも予期せぬ改良 された結果が得られた。 実験では、酸素処理段階の温度は、従来の酸素処理漂白で通常採用される温度 よりもかなり低い温度が用いられた。エチレングリコール３０％を含む水性媒体 について、通常の温度(１０５℃)と時間(４５分)にて処理を行なったものと、比 較のために、同じ媒体について、８０℃の温度で１８５分間の酸素処理漂白を行 なったものを図６に示している。酸素処理工程での温度が低く、維持時間の長い パルプは、従来の温度と維持時間により得られたパルプよりも遥かにすぐれてい ることは明白である。 また、図６に示されるように、媒体として水を使用したとき、温度を低くした ときの効果、つまり１０５℃から８０℃にしたときの効果は無視することができ る程度であり、温度を低くしてもさほど効果も得られない。しかし、媒体として エチレングリコールを使用したとき、温度を１０５℃から８０℃まで低くすると 、上記の如く、予期し得ぬ程の利点がさらにもたらされる。 前記の知見は、酸素漂白処理中、パルプを取り囲む媒体中に多価アルコールを 用いることは、全体として無塩素の漂白プロセスにおけるオゾンの代替となるこ とを示 しており、酸素漂白処理は、従来のブラウンストック、又は本発明の酸素による さらなる脱リグニン処理の如く改良されたパルプ化により得られるブラウンスト ックを漂白することにより、カッパー価を６〜７mlまで低下させた後、過酸化物 の如き適当な無塩素剤(chlorine-fresequence)で漂白される。 全体として流出液なしのプロセス(effluent free process)を検討した場合、 本発明の改良された酸素処理工程を用いることは費用的に安く、漂白は少量の二 酸化塩素を用いて行なわれ、流出液はパルプから取り除かれ、ミルの回収システ ムに送られる。 発明を説明したが、当該分野の専門家であれば、添付の請求の範囲に規定され た発明の範囲から逸脱することなく変形をなし得るであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年４月１７日 【補正内容】 ［英文明細書第２頁］ 付加物(adduct)、望ましくはエチレングリコールから得られる。使用される有機 添加剤の量はかなり少なく、得られる効果は格別のものでないように思われる。 即ち、得られる粘度は、カッパー価がほぼ同じである比較対照のパルプの粘度と ほぼ同じである。 ミッビシ・ペーパ・ミルズ・リミテッドに対して発行された１９９３年１０月 ２６日公告の日本特許第５２−７９９７９号には、酸素とポリエーテル型化合物 の非イオン界面活性剤で漂白することにより得られた漂白パルプが記載してあり 、有機金属塩とグリコールを含んでもよいし、含まなくてもよい。得られたパル プは、洗浄をより容易に行なえる利点があると記載されている。発明の簡単な説明 本発明の主たる目的は、セルロースパルプを水性有機媒体中で酸素漂白する新 規な方法を提供することであり、従来の酸素漂白されたパルプと比べて、所定の カッパー価に対する粘度の高い漂白パルプを生成するものである。 広義では、本発明は、セルロースパルプの漂白を行なう酸素漂白プロセスの改 良に関するもので、パルプをカセイアルカリ(caustic)と混合し、酸素漂白段階 でパルプのカッパー価を所望通り低下させることのできる量のカセイアルカリを 、パルプ全体に均一に分配させ、酸素 漂白段階において多価アルコールを１０重量％から７０重量％の間で含む水性媒 体でパルプを取りまき、酸素漂白段階の酸素圧力の作用下にてパルプを酸素で漂 白し、酸素漂白されたパルプを生成するもので、得られた酸素漂白パルプは、水 の中に添加剤が実質的に含まれていないこと以外は同じ条件で同じカッパー価８ mlまで漂白された同様な針葉樹パルプよりも、２.５×１０³Ｐａ.ｓ(２.５cp)以 上高い粘度に相当する粘度を有している。 多価アルコールの濃度は、水性媒体の重量を基準として３０％〜６０％の間の 範囲が望ましい。 多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロー ル、ペンタエリトリトール、ジエチレングリコールからなる群から選択されるこ とが望ましい。 漂白液は、パルプの重量を基準として０.５０％〜２.０％の範囲の硫酸マグネ シウムを含むことが望ましい。 酸素漂白段階での温度は、６０℃〜９０℃の範囲が望ましい。 ［英文明細書第４頁〜第８頁］ シックナー(20)の中で除去された媒体は、ライン(22)を経て容器(16)に戻される 。 水性媒体の中には１０〜７０重量％の多価アルコールが含まれており、水性媒 体中のパルプは、酸素漂白処理段階(30)にて漂白される。水性媒体に含まれる量 が３０％と６０％の間にあるとき、最も良い結果が得られる。 水性媒体におけるパルプの最適コンシステンシーは、使用される酸素処理段階 の種類に応じて、高、低又は中コンシステンシー(つまり、３％と５０％の間)が 選択され、ライン(24)を通って酸素処理段階(30)に運ばれる。酸素処理段階では 、２０％〜４５％の範囲の高コンシステンシーで処理されることが望ましい。 ライン(26)から酸素が供給され、酸素はポンプ又はその他の混合器(28)により パルプと混合される。酸素と混合されたパルプは、次に、酸素漂白処理工程(酸 素処理工程)を行なう容器(30)の中に送り込まれ、ここで酸素漂白が行なわれる 。なお、必ずしも、酸素とパルプを予め(28)で混合させる必要はなく、全ての酸 素を、酸素処理工程の行なわれる容器(30)に直接添加してもよい。 一般的に、酸素処理工程における酸素圧力は、大気圧よりも高く、かつ酸素に よるリグニン除去を達成するのに必要な範囲内であり、例えば約７.２５ＫＰａ( ５０ps ig)以上である。 酸素処理工程での温度は、従来の酸素処理工程で行なわれる通常の温度であっ てよく、例えば約１００℃と１２５℃の間である。より高強度のパルプを所望す る場合、処理温度は１００℃以下で、９０℃以下が望ましく、例えば６０℃〜９ ０℃の範囲、特に６０℃〜８０℃の範囲まで低くすることが望ましく、所望され る程度にまで脱リグニン処理を行なうために、保持時間を延ばすことが望ましい (他のパラメータを変える必要はない)。保持時間を延ばすには、より大きな容器 を使用するだけでよい。多価アルコールを含有した媒体を用いて８０℃の温度で 処理すると、比較のためにカッパー価を同じ６mlとした対照(control)のパルプ の粘度が１２.５×１０³Ｐａ.ｓ(１２.５cp)であるのに対し、粘度２１×１０³ Ｐａ.ｓ(２１ｃｐ)の漂白パルプを作ることができた。 パルプは酸素処理段階(30)にて、適当時間、通常は３０分以上(１００℃以下 の温度で処理するときの２倍以上の時間)維持された後、ライン(32)を通じて除 去される。 多価アルコールは、望ましくは(34)で洗浄することにより、パルプから取り除 かれる。洗浄されたパルプは、ライン(36)を通じて、次の漂白処理手段(38)まで 運ばれる。 洗浄器(34)で濾過された濾過物は、ライン(40)を経て、 アルコール回収システムに運ばれる。このシステムでは、望ましくは、アルコー ルと水は第１ステージ(42)の中で分離され、水は(44)で示される如く蒸発させら れる。多価アルコールと沈澱物質(precipitated materials)はライン(46)を通っ て第２ステージ(48)まで運ばれ、ここで沈澱物質はアルコールから分離される。 沈澱物質は、望ましくは、ライン(50)を通じて回収装置に戻されて焼却され、多 価アルコールはライン(52)を通じてシステムに再循環される。 使用される多価アルコールは、望ましくは、エチレングリコール、ジエチレン グリコール、プロピレングリコール、グリセロール及びペンタエリトリトールか らなる群から選択される。しかしながら、その他にも高価ではあるが、適当な多 価アルコールがあって、それらもおそらく使用可能であると思われる。 望ましくはエチレングリコールが使用され、エチレングリコール(及びその他 の多価アルコール)を使用する場合、水性漂白媒体中で約２５％〜３５％エチレ ングリコール(多価アルコール)の範囲内が望ましい。 硫酸マグネシウムをライン(15)を通じて水性媒体に添加し、漂白プロセス中の 水性媒体が、パルプの乾重量(望ましくは約１％)を基準として約０.５０〜２.０ 重量％の硫酸マグネシウムを含むと、所定のカッパー価におけるパルプの粘度が 改善されることを見出した。この改善 は、漂白媒体が実質的にアルコールを含まない水性媒体の場合にも、或はまた前 述した多価アルコールのどれかを含んでいる場合にも認められることは留意され るべきである。硫酸マグネシウムを用いることにより、約８mlのカッパー価で測 定したときのパルプの粘度は、約１×１０³Ｐａ.ｓ(１cp)〜約２×１０³Ｐａ.ｓ (２cp)改善される。実施例 全てのテストは、カッパー価２７.４ml、粘度２８.１×１０³Ｐａ.ｓ(２８.１ cp)である「べいつが(Western hemlock)」のクラフトパルプを使用した。全ての テストは、コンシステンシー２５％のパルプについて、酸素処理段階での温度が １０５℃、圧力１４.５０ＫＰａ(１００psi)、処理時間４５分の条件で行なった 。但し、図６に示す低温テストについては、温度８０℃、処理時間１８５分の条 件で行なった。 投入されたパルプは水酸化ナトリウムと混合されて、例えば３％の低コンシス テンシーとされるが、漂白容器の中に入る前には２５％のコンシステンシーまで 濃縮される。各々の実験において、水酸化ナトリウムは、パルプの乾重量を基準 にして０.５％〜０.８％存在している。 ＭｇＳＯ₄が用いられるところでは、ＭｇＳＯ₄は、パルプ繊維の重量を基準に して１％存在している。 漂白媒体として水(アルコールなし)を用いて、比較の ための対照例を作製し、水性媒体に種々の多価アルコールと水の混合物を用いた 他の実験例を作製した。 その結果を図２乃至図６に示している。 図２は、硫酸マグネシウム(１％)だけを含有する水性媒体中で酸素漂白された 比較用の対照パルプと、硫酸マグネシウムは含有せずエチレングリコール溶液の 含有量の異なる水性媒体の中で酸素漂白されたパルプについて、カッパー価に対 する粘度をプロットしたものである。 水性媒体中のグリコール濃度が５％のとき、どんな効果も認められないことが わかる。しかし、グリコール濃度が１０％のとき、カッパー価８mlで約２.５× １０³Ｐａ.ｓ(２.５cp)の粘度上昇が得られる。エチレングリコールの量が３０ ％まで増すと、カッパー価８mlでの粘度改善は約７×１０³Ｐａ.ｓ(７cp)のオー ダであった。 エチレングリコールの割合が７０％まで増えても、エチレングリコール３０％ のときの場合と比べてさらなる改善(カッパー価８ｍｌのとき)は殆んど得られな いか、得られたとしても僅かである。実際、カッパー価が低い(８ml以下)ところ では、エチレングリコールの割合を増やすことは不利であった。 図３は、多価アルコールは含有せず硫酸マグネシウム(１％濃度)を含有する水 性媒体中で酸素漂白されたパルプ(対照例)と、１０％の比較的低濃度の多価アル コール(硫酸マグネシウムを含まない)を含有する３種類の異な る水性媒体中で酸素漂白されたパルプについて、カッパー価に対する粘度をプロ ットしたものである。多価アルコールが用いられると、酸素漂白されたパルプの 粘度は著しく高くなる(対照例との比較)ことがわかる。つまり、エチレングリコ ール又はグリセロールが用いられたとき、粘度はカッパー価８mlで３.４×１０³ Ｐａ.ｓ(３.４cp)上昇し、ペンタエリトリトールが用いられたとき、粘度は５. ４×１０³Ｐａ.ｓ(５.４cp)上昇した。 媒体中に多価アルコールと共に１％硫酸マグネシウムを使用したときの効果を 調べるために、媒体中に硫酸マグネシウムを含む場合と含まない場合について、 エチレングリコール１０％を含有させてテストを行なった。比較のために、アル コールは含まないが硫酸マグネシウムを含む水(対照例)について同じテストを行 なった。エチレングリコールを使用した漂白パルプは、カッパー価８mlで対照例 より３×１０³Ｐａ.ｓ(３cp)以上の粘度改善が認められ、エチレングリコールを 含む媒体にさらに硫酸マグネシウムが含まれるとき、さらに１×１０³Ｐａ.ｓ( １cp)以上の粘度上昇が認められた。このように、硫酸マグネシウムを多価アル コール含有媒体に添加すると、媒体が水(アルコールなし)のときと略同じ量だけ 粘度の改善が認められることを示している。 図４は、エチレングリコールとプロピレングリコールを濃度３０％で比較した もので、２種類のグリコールと も、カッパー価が約８ml以上ではパルプ粘度について同じ様な効果を示しており 、脱リグニンがさらに行なわれると、エチレングリコールの方が大きな効果を有 することを示している。 図５は、濃度１０％のエチレングリコールと濃度１０％のジエチレングリコー ルの効果を比較して示している。ジエチレングリコールとエチレングリコールは 、カッパー価が約８mlより上のところでは非常に似かよっているが、カッパー価 が８ml以下のところでは、エチレングリコールの方がすぐれていることがわかる 。 カッパー価が約８ml以下になるまで漂白するとき、エチレングリコールを使用 すると、どういうわけかどんな多価アルコールを用いた場合よりも予期せぬ改良 された結果が得られた。 実験では、酸素処理段階の温度は、従来の酸素処理漂白で通常採用される温度 よりもかなり低い温度が用いられた。エチレングリコール３０％を含む水性媒体 について、通常の温度(１０５℃)と時間(４５分)にて処理を行なったものと、比 較のために、同じ媒体について、８０℃の温度で１８５分間の酸素処理漂白を行 なったものを図６に示している。酸素処理工程での温度が低く、維持時間の長い パルプは、従来の温度と維持時間により得られたパルプよりも遥かにすぐれてい ることは明白である。 また、図６に示されるように、媒体として水を使用し たとき、温度を低くしたときの効果、つまり１０５℃から８０℃にしたときの効 果は無視することができる程度であり、温度を低くしてもさほど効果も得られな い。しかし、媒体としてエチレングリコールを使用したとき、温度を１０５℃か ら８０℃まで低くすると、上記の如く、予期し得ぬ程の利点がさらにもたらされ る。 前記の知見は、酸素漂白処理中、パルプを取り囲む媒体中に多価アルコールを 用いることは、全体として無塩素の漂白プロセスにおけるオゾンの代替となるこ とを示しており、酸素漂白処理は、従来のブラウンストック、又は本発明の酸素 によるさらなる脱リグニン処理の如く改良されたパルプ化により得られるブラウ ンストックを漂白することにより、カッパー価を６〜７mlまで低下させた後、過 酸化物の如き適当な無塩素剤(chlorine-fresequence)で漂白される。 全体として流出液なしのプロセス(effluent free process)を検討した場合、 本発明の改良された酸素処理工程を用いることは費用的に安く、漂白は少量の二 酸化塩素を用いて行なわれ、流出液はパルプから取り除かれ、ミルの回収システ ムに送られる。 発明を説明したが、当該分野の専門家であれば、添付の請求の範囲に規定され た発明の範囲から逸脱することなく変形をなし得るであろう。 請求の範囲 １．セルロースパルプ(10)を漂白するための改良された酸素漂白プロセスであっ て、パルプ(10)をカセイアルカリ(14)と混合(16)し、酸素漂白段階(30)でパルプ のカッパー価を所望通り低下させることのできる量のカセイアルカリを、パルプ 全体に均一に分配させ、酸素漂白段階(30)において、酸素漂白を行なえる圧力下 の酸素雰囲気中でパルプを酸素で漂白するもので、該プロセスの特徴とするとこ ろは、多価アルコールを１０重量％乃至７０重量％の間の範囲で含有する水性媒 体(24)の中にあるパルプが、酸素漂白段階(30)で漂白され、漂白されたパルプは 、水の中に添加剤が実質的に含まれていないこと以外は同じ条件の下で同じカッ パー価８mlまで漂白された同様な針葉樹パルプよりも、２.５×１０³Ｐａ.ｓ(２ .５cp)以上高い粘度を有することにある。 ２．多価アルコール(12)は、水性媒体(24)の重量を基準にして３０％〜６０％を 占めている請求項１に記載のプロセス。 ３．多価アルコール(12)は、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ セロール、ペンタエリトリトール、ジエチレングリコールからなる群から選択さ れる請求項１又は２に記載のプロセス。 ４．多価アルコール(12)はエチレングリコールである請求項３に記載のプロセス 。 ５．水性媒体(24)は、パルプの重量を基準にして０.５％〜２.０％の硫酸マグネ シウムを含んでいる請求項１乃至４の何れかに記載のプロセス。 ６．酸素漂白段階(30)での温度は、６０℃〜９０℃の範囲である請求項１乃至５ の何れかに記載のプロセス。 ７．酸素漂白段階(30)で漂白を行なう間、パルプのコンシステンシーは２０％〜 ４５％の範囲内である請求項１乃至６の何れかに記載のプロセス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セルロースパルプを漂白するための改良された酸素漂白プロセスであって、 パルプをカセイアルカリと混合し、酸素漂白段階でパルプのカッパー価を所望通 り低下させることのできる量のカセイアルカリを、パルプ全体に均一に分配させ 、酸素漂白段階において１０重量％乃至７０重量％の多価アルコールを含む水性 媒体でパルプを取りまき、酸素漂白段階では酸素漂白を行なえる圧力の酸素雰囲 気下でパルプを酸素漂白し、漂白されたパルプを生成するもので、得られた漂白 パルプは、水の中に添加剤が実質的に含まれていないこと以外は同じ条件で同じ カッパー価８mlまで漂白された同様な針葉樹パルプよりも、２.５cp以上高い粘 度と同等の粘度を有している。 ２．多価アルコールは、水性媒体の重量を基準にして３０％〜６０％含まれてい る請求項１に記載のプロセス。 ３．多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロ ール、ペンタエリトリトール、ジエチレングリコールからなる群から選択される 請求項１に記載のプロセス。 ４．多価アルコールはエチレングリコールである請求項３に記載のプロセス。 ５．多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレ ングリコール、グリセロール、ペンタエリトリトール、ジエチレングリコールか らなる群から選択される請求項２に記載のプロセス。 ６．多価アルコールはエチレングリコールである請求項５に記載のプロセス。 ７．水性媒体は、パルプの重量を基準にして０５％〜２.０％の範囲の硫酸マグ ネシウムを含んでいる請求項１乃至６の何れかに記載のプロセス。 ８．酸素漂白段階での温度は、６０℃〜９０℃の範囲である請求項１乃至７の何 れかに記載のプロセス。 ９．酸素漂白段階で漂白を行なう間、パルプのコンシステンシーは２０％〜４５ ％の範囲内である請求項１乃至８の何れかに記載のプロセス。