JPH11217783A - 樹脂分の少ないパルプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルプ製造に際し植物原料に含まれ蒸解や漂
白を阻害する樹脂による障害を解決し、樹脂分の少ない
パルプの製造を可能とする方法を提供する。 【解決手段】 植物原料から機械パルプ、化学パルプ及
び半化学パルプを製造する際に水と任意の割合で混ざり
合う極性の有機溶剤を水または蒸解薬液に加えてパルプ
化処理する。これにより樹脂分を溶出させパルプ化を容
易にするとともに樹脂分含有量の少ないパルプを製造す
ることを可能とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパルプの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セルロースは高等植物を構成する主要成
分であるが、これとともに多かれ少なかれ樹脂分（以下
樹脂、蝋及び油脂等アルコールベンゼン抽出物を総称す
る）を伴っている。パルプ工業はセルロース繊維を木材
及び非木材植物原料から抽出する工業であるが、通常、
原料中の樹脂分が微量のときはパルプの製造に障害とな
らないが、少量含まれていても機械パルプ製造の際には
樹脂障害が起こりやすい。通常量の樹脂分程度ではＫＰ
法、ＡＰ法及びＰＡ法（過酸化水素−アルカリ法）のよ
うにアルカリ性の蒸解薬液や、通常の多段漂白のように
アルカリ性の漂白液を用いれば分解除去されて、製造の
障害となったり製品の品質を損ねることは少なかった。
しかし、唐松、赤松、ユーカリ、ゴム廃材等のように樹
脂が多い木材や、バカス（砂糖きびの搾りかす）やバナ
ナの古木等のように表皮にワックスの多い非木材をパル
プ原料とするときは、パルプ化が阻害されるので、界面
活性剤を蒸解薬液や漂白液中に添加するなどして除去に
努めてきた。近年世界的な紙の需要の増加によりパルプ
原料が不足し、従来なら樹脂分が多くてパルプ原料とさ
れなかったものや、蒸解を阻害する樹脂分を含むため嫌
われてきた植物が混入するパルプ原料でも、パルプ工場
を受け入ざるを得なくなっている。原料中に含まれる樹
脂が蒸解や漂白を困難としたり、除去不充分な場合に
は、パルプに移行した樹脂分が抄紙工程でワイヤーやフ
ェルト等を汚して紙の生産性を著しく阻害するばかり
か、製品の紙に移行した樹脂分が著しく紙の商品価値を
損ねる例も多く、最近では一旦パルプとなったものを微
生物の生産する分解酵素を用いて処理し分解除去する方
法も報告されるようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パルプ製造
に際し植物原料に含まれ蒸解や漂白を阻害する樹脂によ
る障害を解決し、樹脂分の少ないパルプの製造を可能と
する方法を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至
った。即ち本発明によれば、植物原料から機械パルプ、
化学パルプ及び半化学パルプを製造する際に水と任意の
割合で混ざり合う極性の有機溶剤を水または蒸解薬液に
加えてパルプ化処理する。これにより樹脂分を溶出させ
パルプ化を容易にするとともに樹脂分含有量の少ないパ
ルプを製造することを可能とする方法を提供する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で用いるパルプ化の原料は
植物系原料であり、広く木質系植物原料及び非木質系植
物原料を包括する。木質系植物原料としては、赤松、唐
松、樅等の針葉樹、白樺、水楢、ブナ等の広葉樹、ジャ
イヤントイピルイピル、ラワン等の熱帯樹等の各種の樹
木からの木材が挙げられる。非木質系植物原料として
は、コウゾ、ミツマタ、ガンピ、アバカ、パイナップル
等の葉繊維、綿花、カポック等の種毛、竹、稲わら、麦
わら、バガス（砂糖きびの搾り粕）、トウモロコシ等の
イネ科植物の幹茎およびその厚皮等が挙げられる。これ
らの植物系原料は所望により適当な寸法に切断してパル
プ原料となる。本発明では水と任意の割合で混ざり合う
極性の有機溶剤を、パルプ化に用いる水又は水溶液に添
加して使用する。即ち、以下一部の例として挙げる。機
械パルプにあっては水と任意の割合で混ざり合う極性の
有機溶剤を添加した水を解繊に使用する。半化学パルプ
化法のうちＮＳＳＣ法（中性亜硫酸セミケミカル法）に
あっては水と任意の割合で混ざり合う極性の有機溶剤を
その蒸解薬液である亜硫酸ソーダと炭酸ソーダの水溶液
に添加したものを使用する。ＡＳＣ法（アルカリ性セミ
ケミカル法）にあっては水と任意の割合で混ざり合う極
性の有機溶剤を苛性ソーダの水溶液に添加して使用す
る。化学パルプ化法にあっては水と任意の割合で混ざり
合う極性の有機溶剤を各種化学パルプ化法の蒸解薬液中
に添加して用いる。ＫＰ蒸解法にあっては水と任意の割
合で混ざり合う極性の有機溶剤を硫化ソーダとカセイソ
ーダの混合液に添加して使用する。ＰＡ蒸解法にあって
は水と任意の割合で混ざり合う極性の有機溶剤をＰＡ蒸
解薬液（過酸化水素のアルカリ性溶液に所望により蒸解
助剤を加えた混合液）に添加して使用する。このように
本発明は実施が極めて容易であり、樹脂分の除去の効果
は大きく、樹脂分の含有量の小さい機械パルプ、半化学
パルプ及び化学パルプを得るのに適している。また樹脂
の除去により蒸解は促進され、精選パルプ収率の向上
を、化学パルプの蒸解にあっては粕率の低下とが期待で
きる。本発明でパルプの製造に用いる水と任意の割合で
混ざり合う極性の有機溶剤としては、アセトン、メチル
イソブチルケトン、ジメチルスルフォキシド、メトキシ
エタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ピリジ
ンメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジエチルセロ
ソルブ、ブチルセロソルブ、ノルマルアルキルピロリド
ン等が有効で、特にノルマルメチルロリドン（ＮＭＰ）
は少量の添加でも効果が顕著である。かつＮＭＰは構造
が単純であり合成が容易で資源的にも量産が可能であ
り、毒性がないため取扱が容易で工業的に取り入れやす
い。水と任意の割合で混ざり合う極性の有機溶剤、特に
ＮＭＰの添加の適量は原料植物中の樹脂含有量及びパル
プ化法によって異なる。機械パルプ化法にあっては対固
形分当たり水と任意の割合で混ざり合う極性の有機溶剤
の添加量が０．５０〜１０％、好ましくは１．０〜３．
０％で顕著な効果を示すが、ＮＭＰにあっては０．０２
〜２．０％、好ましくは０．１〜１．０％と少ない添加
量で、樹脂分が少ないシーズニングを行った材例えばえ
ぞ松等にあっては添加量を少なくしてよい。その添加方
法はポケットグラインダー、又はマガジングラインダ
ー、若しくはシングル又はダブルディスクリファイナー
等で解繊する際に、ＮＭＰは使用する水に添加して用
い、排水は解繊用に循環利用することはＮＭＰと水を有
効利用し節約するうえで好ましい。半化学パルプ及び化
学パルプの製造においては蒸解に際してＮＭＰを添加し
た蒸解薬液を用いるが、その添加量は植物原料に対して
対固形分０．０２〜２．０％、好ましくは０．１〜１．
０％で、樹脂分が多い、から松やゴム廃材等木質原料
や、ワックス分の多いバガス、稲わら、コットンリンタ
ー等の非木質原料にあっては多く、樹脂分の少ないシー
ズニングを行った材例えばえぞ松等の木質系の原料や麻
ぼろ、綿ぼろ等の非木質系の原料にあっては添加量は少
なくて良い。蒸解に際しては、それぞれの蒸解法に対応
する蒸解薬液にＮＭＰを添加して従来法と同様条件で蒸
解処理すればよく、これによって樹脂が除去されるとと
もに蒸解の促進が認められ、精選パルプの収率の上昇
と、化学パルプ化法においては粕率の低下とが認められ
た。また原料の輸送貯蔵に際し、水と任意の割合で混ざ
り合う極性の有機溶剤、特にＮＭＰを半化学パルプ及び
化学パルプの蒸解薬液に予め混合しておくことは、原料
の、樹脂分の除去と、保存性の向上と、蒸解の温和な進
行、精選パルプ収率の向上、及び粕率の低下をもたらす
ので望ましい。この際ＫＰ法においては、蒸解薬液が空
気中の酸素や炭酸ガスに触れることは硫化物を酸化した
り硫化水素が発生するため厳しい対策を必要とする。ま
た、中性亜硫酸法においては蒸解薬液が空気中の酸素に
触れて亜硫酸塩が酸化して蒸解能力を失うため気密にす
るなどの対策を必要としている。一方ＰＡ法においては
蒸解薬液は空気に触れても顕著な問題が起きないので厳
密な対策を必要としない。

【０００６】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこの実施例によって限定されるもの
ではない。また、以下に記す％はいずれも対絶乾％であ
る。

【０００７】実施例１ シーズニング処理をしていないエゾマツの丸太（リグニ
ン２３．３％、ホロセルロース６０．４％、灰分０．３
％、アルコールベンゼン抽出物４．１％）１，０３５ｋ
ｇをパルプ原料とした。これにジオキサンを対固形分
７．０％を加えた水を３，５００ｌを掛けながらポケッ
トグラインダーで機械処理し、砕木パルプ１，００３ｋ
ｇを得た。得られたパルプはアルコールベンゼン抽出物
０．７％、灰分０．０５％、ハンター白色度４４．６
％、裂断長１．６ｋｍ、比破裂強さ１．６、比引き裂き
強さ４９と樹脂分が少なく良質なパルプであった。

【０００８】実施例２ ピス（髄質）を除去した湿潤バガス（砂糖きびの搾り
粕、固形分５１．２％、ホロセルロース６２．３％、リ
グニン１８．４％、灰分０．７％、アルコールベンゼン
抽出物３．２％）２００ｋｇを半化学パルプ原料とし
た。これにＮＭＰを対固形分０．２％を加えたＰＡ蒸解
薬液（過酸化水素−アルカリ混合溶液）１５０ｌを加え
て混合撹拌したのち輸送し、屋根付きの工場土場でさら
に、１ヵ月貯蔵するとともに、緩和な化学反応を進行さ
せた。１００℃、１０分の熱処理の後ティスクリファイ
ナーで解繊処理を行い、未晒のＣＧＰ（ケミグランドパ
ルプ）を７８％の収率で得た。得られたパルプはアルコ
ールベンゼン抽出物０．２％、灰分０．０５％、ハンタ
ー白色度４８．９％、裂断長３．８ｋｍ、比破裂強さ
３．２、比引き裂き強さ６８であった。

【０００９】実施例３ 砂糖きびのラインド（幹茎部の厚い皮部分：固形分８
５．２％、以下対固形分表示：アルコールベンゼン抽出
物２．４％、灰分０．９％、ホロセルロース６８．２
％、リグニン１７．４％、）にＮＰＰを対固形分０．１
％を加えたＰＡ蒸解薬液（以下対固形分表示で、ＮａＯ
ＨをＮａ₂Ｏモル換算で１６％、Ｈ₂Ｏ₂を３％、ＥＤＴ
Ａを０．３％、ＭｇＯを０．１％）を液比１．８ｌ／ｋ
ｇとなるように加え１３０℃で１．５時間の気相蒸解を
行い、粕率１．５％、精選未晒パルプ（化学パルプ）を
４８．３％の収率で得た。得られた未晒パルプは灰分
０．０５％、アルコールベンゼン抽出物０．０３％、カ
ッパー価５、ハンター白色度４８．９％、裂断長４．５
ｋｍ、比破裂強さ２．８、比引き裂き強さ８９であっ
た。

【００１０】実施例４ アバカ（固形分８５．２％、アルコールベンゼン抽出物
２．４％、灰分０．９％、ホロセルロース７８．２％、
リグニン１７．４％、）にＮＭＰを対固形分０．１％を
加えたＮＳＰ（中性亜硫酸法）蒸解薬液（以下対固形分
表示で、Ｎａ₂ＳＯ₃１５％、Ｎａ₂ＣＯ₃を６％）を液比
６．５ｌ／ｋｇとなるように加え１６５℃で３．５時間
の気相蒸解を行い、粕率０．８％、精選未晒パルプ収率
は６３．３％であった。得られた未晒パルプは灰分０．
０２％、アルコールベンゼン抽出物０．０５％、カッパ
ー価５．３、ハンター白色度６８．９％、裂断長８．５
ｋｍ、比破裂強さ５．８、比引き裂き強さ１８９の樹脂
分が少なく良質のパルプであった。

【００１１】実施例５ シベリア唐松チップ（固形分８５．１％、アルコールベ
ンゼン抽出物１２．３％、灰分０．２％、ホロセルロー
ス６０．９％、リグニン２２．８％、）にＮＭＰを対固
形分０．３％を加えたＫＰ蒸解薬液（全アルカリＮａ₂
Ｏとして２３．２％、硫化度３０％）で液比５．５ｌ／
ｋｇ、最高温度１７２℃、同保持時間２．５時間で蒸解
を行った。粕率は１．９％で精選未晒パルプの収率は４
６．８％であった。同未晒パルプは灰分０．０２％、ア
ルコールベンゼン抽出物０．０８％、カッパー価２８、
ハンター白色度１６．３％、裂断長６．８ｋｍ、比破裂
強さ４．３、比引き裂き強さ１１２と樹脂分が少なく優
れたパルプであった。

【００１２】実施例６ 赤松チップ（固形分８６．３％、アルコールベンゼン抽
出物９．４％、灰分０．２％、ホロセルロース６３．２
％、リグニン２４．４％、）にＮＭＰを対固形分０．２
％を加えたＰＡ蒸解薬液（以下対固形分表示で、ＫＯＨ
をＮａ₂Ｏモル換算で２０％、Ｈ₂Ｏ₂を３％、ＤＴＰＡ
を０．３％、ＭｇＯを０．１％）を液比１．６ｌ／ｋｇ
となるように加え一週間保存後１５５℃で１．５時間の
気相蒸解を行い、未晒パルプを４９．８％の収率で得
た。得られた未晒パルプは灰分０．０２％、アルコール
ベンゼン抽出物０．０４％、カッパー価２５、ハンター
白色度３８．３％、裂断長６．９ｋｍ、比破裂強さ４．
７、比引き裂き強さ１２２であった。

【００１３】比較例１ 実施例１で示したパルプ化で、ジオキサンを加えず従来
法でパルプ化を行い得られたパルプを分析したところア
ルコールベンゼン抽出物量は２．６％であった。

【００１４】比較例２ 実施例３で示したＰＡ法のパルプ化で、ＮＭＰを加えず
蒸解したが、粕率は３．８％で精選未晒パルプの収率は
４８．３％であった。得られた精選未晒のアルコールベ
ンゼン抽出物０．９％であった。

【００１５】比較例３ 実施例４で示した溶剤を加えたＮＳＰ法によるアバカの
液相蒸解と比較のため、ＮＭＰを加えずに蒸解を行った
が、粕率は２．７％で精選未晒パルプの収率は６１．５
％であった。また得られた精選パルプのアルコールベン
ゼン抽出物は１．１％であった。

【００１６】比較例４ 実施例５で示した、水と相互に溶解する極性の有機溶剤
を加えたＫＰ法によるシベリア唐松チップのパルプ化と
比較のため、ＮＭＰを加えずに蒸解を行ったが、粕率は
３．８％で精選未晒パルプの収率は４２．８％であっ
た。得られた精選パルプのアルコールベンゼン抽出物は
１．８％であった。

【００１７】

【発明の効果】水と相互に溶解する極性の有機溶剤特
に、ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）を機械的、半化学
的及び化学的解繊によって植物繊維原料からパルプを得
る際に添加することにより、樹脂分の多い原料から樹脂
分の除去が可能となり、樹脂分の少ないパルプが得られ
るようになった。即ち、機械的解繊にあっては注加する
水に、半化学及び化学的解繊にあっては蒸解薬液中に対
セルロース原料比０．０２〜５％を添加することによっ
て所期の目的が達成される他、樹脂分の多い原料でも蒸
解や解繊が容易に行われるようになり、精選パルプの収
率の向上、さらに化学パルプの製造にあっては粕率が低
下した。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材及び非木材セルロース原料から化学
   パルプ、械的パルプ及び半化学パルプ等の製造工程で、
   用いる水又は水溶液に、水と相互に溶解する極性の有機
   溶剤を添加することを特徴とする樹脂分の少ないパルプ
   の製造方法。
2. 【請求項２】 水と相互に溶解する極性の有機溶剤とし
   てノルマル−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加して
   セルロース原料を処理する請求項１の方法。
3. 【請求項３】 化学パルプ又は半化学パルプを製造する
   際の、蒸解薬液に水と相互に溶解する極性の有機溶剤を
   添加して蒸解を行うことを特徴とする請求項１及び２の
   方法。
4. 【請求項４】 水と相互に溶解する極性の有機溶剤を添
   加するＰＡ法（過酸化水素−アルカリ法）の蒸解薬液に
   アントラキノン類、シュウ酸、酸素のうち少なくとも１
   種が含まれる請求項１及び２の方法。
5. 【請求項５】 砕木パルプ、レファイナーパルプ、サー
   モメカニカルパルプ等機械パルプを製造する際に、注加
   水に水と相互に溶解する極性の有機溶剤を添加して解繊
   を行うことを特徴とする請求項１、及び２の方法。
6. 【請求項６】 未晒パルプの漂白精製の工程で、漂白液
   に、水と相互に溶解する極性の有機溶剤を添加して漂白
   することを特徴とする請求項１、及び２の方法。
7. 【請求項７】 未晒パルプ及び晒パルプの精選工程にお
   いて、工程で用いる処理水中に水と相互に溶解する極性
   の有機溶剤を添加して精選することを特徴とする請求項
   １、及び２の方法。
8. 【請求項８】 パルプ廃液を濃縮燃焼し、得られる灰か
   らアルカリを回収し、蒸解薬液を再生してパルプ化に利
   用する請求項１、２、３及び４の方法。