JPS61138790A

JPS61138790A - 針葉樹難蒸解材から高白色度の晒パルプの製造方法

Info

Publication number: JPS61138790A
Application number: JP25705684A
Authority: JP
Inventors: 御田　昭雄; 進柏原
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1986-06-26
Also published as: JPS6335758B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は難蒸解針葉樹材を硫黄をまったく使用せずにパ
ルプ化し、パルプから含塩素漂白剤をほんの僅かの食用
いて高白色度の晒パルプを製造する方法に関するもので
ある。

〔従来技術〕

従来、杉で代表される戴蒸解針葉樹材は、ＡＰ法（アル
カリ法）及びＫＰ法（クラフト法）でも容易にパルプ化
しなかった。しかし、これら針葉樹から得らるＫＰ（ク
ラフト法パルプ）は長繊維パルプであり、引裂強さが大
きいため、紙テープ及び紙紐用のパルプとして一部では
製造されたことがある。

しかし、これら難蒸解材から得られるＡＰ（アルカリ法
パルプ）及びＫＰ（クラフト法パルプ）は極めて漂白が
困難なため、これら原料材は単味で利用されず、また−
膜材への混入も嫌われて来た。

最近では、木材の不足から、杉林の間伐で大量に産出さ
れる難蒸解材を利用しようとする研究が多く発表される
ようになった。

しかし、ＡＰ法で得られるパルプ（ＡＰ）は白色度は低
く（ハンター白色度１７．１％）、リグニン含有量の指
標であるカッパー価は極めて高く、１５５にも達するこ
とが報告されている〔御田、相原他；紙バ技協誌３７，
６４４（１９８３））、この未晒ＡＰを従来一般に行わ
れているような多段漂白法で漂白して晒パルプを得よう
とするならば、第１段でカッパー価の０．２倍の塩素を
加えるとしても、対未晒ＡＰ１トン当り３１０ｋｇもの
塩素を使用することとなる。これでは環境対策のうえか
らも到底工業的に実施することは困難である。

一方、ＫＰ法でパルプ化した場合、カッパー価は４１程
度まで下げられるが、このようにして得られる未晒ＫＰ
は極めて難漂白性であった。しかし最近では、１０数％
の塩素使用を含む７段漂白や、酸素／アルカリ処理段を
含む６段漂白で白色度８０に近い晒パルプが得られるよ
うになったとの報告も見られる〔布田純；第５１回紙パ
ルプ研究発表会（東京１９８４年６月）、大径、住本；
紙バ技協誌３７，８２９（１９８３））。

本発明者らは、木材及び非木材にかかわらず広くセルロ
ース原料から良質で易漂白性のパルプを高収率かつ無公
害で得られる方法を求めて多年研究を続けて来た。そし
て、過酸化水素のアルカリ溶液に助剤としてＥＤＴＡや
ＤＴＰＡ等のキレート剤と、アントラキノン系安定剤を
添加して蒸解液とし、セルロース原料を加温処理する方
法（以下ＰＡ法と略称）を開発することにより、所期の
目的に近いパルプを得ることに成功した。なお同法によ
れば。

杉のようにもつとも難蒸解とされて来た材からでもカッ
パー価の低いパルプ（以下ＰＡＰと略称）が、無硫黄蒸
解で得られた。しかも同パルプは同程度のカッパー価を
示す未晒のＫＰに比べ、はるかに漂白が容易で、次亜塩
素酸塩１段漂白でもかなりの度までは晒せることが分か
った〔御田、相原他；紙パ技協誌３７，６４４（１９８
３））。しかし、ＩＥ白色度まで晒そうとして有効塩素
を対未晒ＰＡＰ２０％と極めて大量に加えてもハンター
白色度は６０％までしか上がらなかった。

〔目　　　的〕

本発明は、従来のＫＰ法とは異なり、杉で代表されるよ
うな難蒸解材でも無硫黄で蒸解でき、かつ従来のＡＰ法
、ＰＡ法と異なり、極めて少ない塩素系漂白剤を用いて
３段漂白で高白色・度の晒パルプを製造する方法を提供
することを目的とする。

〔構　　成〕

本発明者らは、ＰＡ法における蒸解条件を限定すること
により、易漂白性の未晒パルプを得るとともに、塩素系
漂白剤による上記パルプの漂白の前処理に過酸化水素の
アルカリ溶液による処理（以下Ｐａ処理と略称）を２回
繰返すことにより、難蒸解針葉樹材から無硫黄かつ省塩
素で高白色度の晒パルプを製造しうろことを見出し１本
発明を完成するに至った。

即ち、本発明者らは、従来針葉樹材としては最も戴蒸解
とされて来た杉１００％のチップを、今回過酸化水素の
アルカリ溶液に助剤としてアントラキノン系安定剤及び
ＥＤＴＡ等のキレート剤を添加した薬液を用いて１８０
℃で１時間処理することにより。

カッパー価３６．７、ハンター白色度３０．１％の未晒
パルプを４２．５％の精選収率で得ることが出来た。同
パルプは後記第１表に示すように、使用アルカリ量を適
宜に調整した過酸化水素の溶液での処理（Ｐａ処理）を
２回繰返すことにより、１段処理では求められない効果
が得られた。すなわち、カッパー価は１２程度まで低下
し、一方ハンター白色度は６０％にまで上昇させること
が出来、かつアルカリの節約が可能となった。２段のＰ
ａ処理を行ったパルプは、後記第２表に示すように１段
処理または未処理のパルプに比べてはるかに少ない次亜
塩素酸塩を（有効塩素として２％）用いて処理するだけ
で。

ハンター白色度は７５％以上にまで上昇させることが出
来た。なお２段Ｐａ処理パルプは二酸化塩素５％を用い
て処理することにより、ハンター白色度を８０％までに
上昇させることに成功した。

本発明の実施に当っては、使用しうる木材は、杉、から
松等のいわゆる戴蒸解材１００％でもよく、当然易蒸解
材を任意の割合で混合した材でも使用可能である。パル
プ原料として使用しうる形態は通常の工場サイズのチッ
プが適用可能で、特にかんな屑状の薄片にしたり、鋸屑
状の細片にする必要はない。

蒸解薬液の液比の範囲は広いが１通常、液相蒸解であれ
ば３．５〜１０　Ｍ　／ｋｇ、好ましくは４．０〜５．
０　Ｑ／ｋｇであり、気相蒸解であれば１〜３．５０　
／ｋｇ、好ましくは１゜５〜３　Ｑ　／ｋｇであり、こ
のような液比は、製造操作を安定かつ容易に行うのに便
利である。

このことは同時にパルプ廃液を濃縮燃焼してエネルギー
と薬品を回収するのを経済的に行ううえがらも好ましい
。

蒸解薬液として使用する薬品は（以下対絶乾チップとし
て表示）、水酸化ナトリウム（以下Ｎａ２Ｏとして表示
）は、１７〜２８％、好ましくは１８〜２３％であり、
過酸化水素は１〜５％、好ましくは２〜３％で、ＥＤＴ
Ａ、　ＤＴＰＡ等のキレート剤は０．１−１．０％、好
ましくは０．２〜０．５％でアントラキノン系安定剤（
例えば、アントラキノン、アルキルアントラキノン等）
は０．０５〜１．５％好ましくは０．２〜０．７％であ
る。

蒸解温度は１７５〜２００℃で好ましくは１７５〜１９
０℃で、同温度における保持時間は、液相蒸解では３０
〜１２０分、好ましくは４５〜９０分、気相蒸解では１
５〜６０分、好ましくは２５〜４５分で、その間にカッ
パー価を４０以下の未晒パルプが得られるように蒸解す
ることを必要とする。

本発明の漂白工程で用いる塩素系漂白剤としては１次亜
塩素酸塩や、亜塩素酸塩、二酸化塩素等が挙げられる。

未晒パルプの第１段及び第２段のＰａ処理において、使
用する水酸化ナトリウムは第１段では２〜５％で、好ま
しくは２〜４％でハンター白色度が４５％以上になるよ
うその使用量を調整する。第２段では１〜５％で、好ま
しくは１〜３％でハンター白色度が５５％以上になるよ
うその使用量を調整する。各段で使用する過酸化水素は
０．５〜５％、好ましくは１〜３％である。処理温度は
５０〜１１０℃、特に７０〜９０℃であれば耐圧装置を
１必要とせず、かつ処理を迅速に行うことが出来るので
望ましい。各段における処理時間は１５〜１５０分で好
ましくは４５〜９０分である。

第３段の処理に次亜塩素酸塩を用いる場合は、その使用
量は（以下有効塩素として表示）０．５〜５％、好まし
くは１〜３％で、処理温度は１０〜７０℃、好ましくは
３０〜５０℃で、処理時間は３０〜２１０分、好ましく
は４５〜９０分である。また、二酸化塩素を用いる場合
は、その使用量は１〜ｌＯ％、好ましくは２〜５％で、
処理温度は４０〜１００℃、好ましくは６０〜９０℃で
、処理時間は３０〜３００分、好ましくは６０〜２１０
分である。

〔効　　果〕

本発明の適用範囲は広く、実施は容易であり、その効果
は著しいものがある。すなわち、従来難蒸解とされて来
た杉がパルプ化可能となることにより、従来杉の混入す
ることによって難蒸解となっていた針葉樹材が蒸解及び
漂白可能となった。

そして杉との混交林の間伐材や、杉を含む製材屑が選別
しないでもパルプ原料チップとして利用しうるようにな
った。そのため大幅の集材コストの引下げと、集荷量の
拡大が可能となる。またパルプ工業における多年の夢で
あったノンサルファクツキング（無硫黄蒸解）を可能と
し、漂白においても従来必要とされた塩素量を１７３〜
１／１０へと減少させ、クローリンフリーブリーチング
（無塩素漂白）に大幅に近づけ低公害化も可能となった
。

本方法の実施に当っては装置簡便で、操作が容易かつ短
時間ですみ操業に伴う環境負荷も極めて小さいことは工
業化を有利に導くものである。すなわち、未晒パルプの
製造用の装置はステンレス製またはステンレスが内張す
してあれば、バッチ釜でも連続釜でも使用可能で蒸解時
間は１時間前後ですむためバッチではチップの釜詰から
ブローまでの１サイクルに４時間位ですむ、このことは
、ＳＰ法では１２〜２０時間に及ぶのに比べ、パルプの
生産性を極めて大きいものにする。また漂白は３段以内
ですみ、いずれも平圧ですむ（特にＰａ処理及び次亜塩
素酸塩漂白では有害ガスも発生しない）ので、従来のＫ
Ｐ法の漂白が塩素や二酸化塩素及び高圧酸素等を用いる
５〜７段漂白装置によらなければならず、重装備である
のに比べて、工場の建設が経済的で極めで有利である。

本発明は従来のＫＰ法からの変換も容易であるが、特に
ＳＰ法からの変換が容易なことは、特筆に値する。すな
わち、現在人絹、スフ工業の衰退により需要が激減した
溶解用のＳＰの工場は、ＫＰ法に転換するのには巨額の
費用を必要とし、かつ国内においてはパルプの生産量が
減少しているため、経済的にも転換が容易でなかったが
、本方法への転換であれば蒸解釜はそのまま使用でき蒸
解サイクルが本方法では１７３〜１／４と短かいため未
晒パルプの生産性は３〜４倍に上がり、かつ漂白装置が
３段以内ですむため殆どそのまま転用が可能である。ま
た晒排水も１〜２段目では晒薬品としてアルカリ性の過
酸化水素溶液を用いているので、この排水に水酸化ナト
リウムと過酸化水素等を補給すめばパルプの蒸解薬液と
なるし、パルプの蒸解廃液は濃縮燃焼すればアルカリと
蒸気及び電力の回収が可能となる。従って廃棄される有
機炭素の量は極限まで抑えられる。そして、本性を実施
することにより未利用資源のパルプ化による大幅な省資
源化、省力化と同時に省エネルギー化及び無公害化をも
同時に推進することが期待できる。

以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説明する。

実施例１杉チップ（絶乾量として）１０００ｇに対し水酸化ナト
リウム２００ｇ、過酸化水素３０ｇ、アントラキノン（
ＡＱ）３ｇ、　ＥＤＴＡ３ｇを含む蒸解薬液を液比５　
Ｑ　／ｋｇとなるよう注加し、１８０℃まで加熱し、同
温度で１時間保持して蒸解を行った。蒸解物は水洗後８
／１０００カットフラットスクリーンで精選し、精選パ
ルプ（カッパー価３６．７、ハンター白色度３０．１％
）４２．５％と粕０．９％を取得した。

この工程を第１工程とし、第１工程で得た精選パルプに
対し水酸化ナトリウム３０ｇ、過酸化水素３０ｇを加え
、９０℃で１時間Ｐａ処理することにより、パルプのカ
ッパー価は１５．２に低下し、ハンター白色度は４８％
に上昇した。以上の工程を第２工程の第１段とし、さら
に第２工程の第２段としてＰａ処理を繰返すことにより
、カッパー価はさらに１１まで低下し、ハンター白色度
は６０％に上昇した。

次に、Ｐａ２段処理を行って得られたパルプに対し、第
３工程として次亜塩素酸ナトリウムを３％加え５０℃で
１時間処理することにより、ハンター白色度７８％の高
白色度のパルプを対未晒パルプを９２％の晒歩留で得た
。前記結果を第１表及び第２表に示す。

第１表は過酸化水素のアルカリ溶液による処理（Ｐａ処
理）の効果、特にアルカリの使用量とパルプのカッパー
価、ハンターの白色度及び晒歩留との関係を示す。第２
表は次亜塩素酸塩漂白におけるＰａ段の前処理の効果、
特に晒歩留及びハンター白色度と有効塩素量との関係を
示す。

実施例２実施例１で示したＰａ２段処理によって得られたカッパ
ー価１１、ハンター白色度６０％の杉のパルプに対し二
酸化塩素を５％加え７５°Ｃで３時間処理することによ
りハンター白色度８２％のパルプを対未晒パルプ９１％
の晒歩留で得た。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）過酸化水素のアルカリ溶液に助剤としてアントラ
キノン系安定剤及びキレート剤を添加したものを蒸解薬
液とし、針葉樹難蒸解材を１７５〜２００℃で処理し、
カッパー価４０以下の未晒パルプを得るのを第１工程と
し、第１工程で得られた未晒パルプを過酸化水素のアル
カリ溶液で２段処理し、カッパー価１５以下、ハンター
白色度６０％以上のパルプを得るのを第２工程とし、カ
ッパー価１５以下のパルプを塩素系漂白剤で高白色度に
なるまで処理することを第３工程とし、第１工程、第２
工程及び第３工程の順で処理することを特徴とする針葉
樹難蒸解材から高白色度の晒パルプの製造方法。