JPS61231292A

JPS61231292A - パルプの製造方法

Info

Publication number: JPS61231292A
Application number: JP6955385A
Authority: JP
Inventors: 彰榊原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-10-15

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】本発明は木材その他リグノセルロース物質を酢酸単独ま
たは酢酸及び水との混合物の媒体中で加熱することによ
るパルプの製造法に関する。

木材、竹、バガス、わらその他のリグノセルロース物質
（以下簡単に木材等という）を化学パルプ化法により脱
リグニン化してパルプを製造する従来法、たとえばパル
プ化剤として含硫黄薬剤を使用する方法では発生する廃
液、悪臭等の公害対策に巨額の出費を余儀なくされてい
る。また木材成分の中、セルロースのみが対象とされ、
他の主要成分、ヘミセルロース及びリグニンは顧慮され
ていない。従ってその利用も十分ではないが、それは、
これらの成分が変質しているか、相互の分離が困難なこ
とによるものである。

本発明はこうした背景において、硫黄を含む薬剤を用い
ず、自動的に自給される媒体を蒸解液とする無公害かつ
多目的な新規パルプ製造法を提供するものである。すな
わち、本発明は、木材等を酢酸または酢酸と水の混合物
からなり、酢酸の量が５０容量％以上、好ましくは８０
容量％以上である媒体中で約１００〜２００℃、好まし
くは１２０〜１９０℃の温度で加熱することによりパル
プ化を行うものである。

木材等を有機溶媒によって脱リグニンを行う方法は、例
えば米国誌、　タラピー（Ｔａｐｐｉ）、１９７４年第
５７巻、第８号〔オルガノソルブ　パルピイング　ウィ
ズ　アクウエアス　アルコール　（Ｏｒｇａｎｏｓｏｌ
ｖ　　ｐｕｌｐｉｎｇ　　ｗｉｔｈ　　ａｑｕｅｏｕｓ
ａｌｃｏｈｏｌ）　）、　同じく〔インダストリアル　
エンジニアリング　ケミストリイ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａ
ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈｅ＋ｍ１ｓｔ、ｒｙ）
）第２８巻、第１１号、米国特許第３，５８５，１０４
号、同第２，７７２，９６８号等に記載された各種アル
コール類を蒸解液として用いる方法および米閾誌、ケム
テック（Ｃｈｅｍｌｌ、ｅｃｈ）１９５７年８月号に記
載されたフェノールを硫酸。

塩酸等の強酸触媒の存在下に蒸解液として用いる方法、
および米国誌、パルプアンドペーパー　（Ｐｕｌｐ　＆
　Ｐａｐｅｒ）　１９８３年９月号に記載されたギ酸お
よび触媒による蒸解法などで知られている６しかしなが
ら、これらにおける方法では生成パルプについての性状
の関する記載が不十分なため、工業的実施に対する信頼
性に乏しいと判断されるものや、低沸点アルコールを用
いるものにおいては、それに由来する蒸気圧が非常に高
くなり、またギ酸のような強有機酸を用いるものでは装
置の腐食の問題があると判断されるもの、あるいはトリ
エチレングリコールやブタノール等の高価な薬剤を用い
るためユーティリティコストが高くなるもの、脱リグニ
ンが不十分なため、以後の漂白工程に支障があるものな
ど、工業化に関して種々に問題点を内在している。さら
に、これら従来法においては生成パルプの性状において
も問題がある。

次の表１は酢酸と水の割合を変化し、広葉樹ブナ材チッ
プを蒸解した結果の一部である。

（以下余白）表１　ブナチップの酢酸蒸解結果２　１８０　　９０　１０：１　５０．９　　　５．３
３　１８０　１２０　１（）：１　５０．８　　　３．
６４　１８０　　６０　　９：１　４９．６　　　５．
０　　’５　１８０　　６０　　８：２　４７．７　　
　４．８６　１８０　　６０　　７：３　４５．２　　
　３．６７　１８０　　９０　　８：２　４８．６　　
　５．３８　１８０　　９０　　７：３　　’１３．８
　　　４．７９　１８０　１２０　　９：ｌ　　４８．
３　　　４．７１０　１８０　１２０　　８：２　４５
．０　　　４．８１１　１８０　１２０　　７：３　４
４．１　　　６．２１２　１６０　　０　１０：１　８
５．４　　２０．７１３　１６０　　３０　１０：ｌ　
　５５．７　　１１．７１４　１６０　　６０　１０！
　　４９．９　　　７．９１５　１６０　１２０　　Ｌ
Ｏ：１　４９．３　　　５．７１６　１６０　１８０　
１０：１　４７．６　　　５．４すなわち、この方法に
よる脱リグニンはきわめて迅速で、１６０℃、３０〜６
０分においてもパルプ化が進行し、５０〜５６％の収率
を与える。この場合、当然ながら脱リグニンは脱ヘミセ
ルロースと競争反応となる。しかし、酢酸の割合が水に
対して増大するにつれて、脱リグニン反応が優先して（
る。バルブシートの強度的性質の１例は１８０℃、６０
分、酢酸：水、１０：１の場合。

フリーネス４０１ｍ　Ｑ　　（ＰＦＩミル４０００回転
）、　密度０．７０ｇ／ａｉ？、裂断長８．４８に＋ｉ
、比引裂度９０．５．比破裂度４．９７−耐折強度１５
６９回で、比引裂度以外はクラフトパルプ並みの強度を
示した。また叩解が容易で省エネルギー型の方法である
ことがわかる。

針葉樹アカニジマツの蒸解結果を表２に示す。

表２　アカニジマツチップの酢酸蒸解結果２１　１８０
　　６０　　１０：１　６１．８　　　１０．３２２　
１８０　　６０　　８：２　５５．２　　　８．２２３
　１８０　　６０　　７：３　５３．７　　　１０．７
２４　１８０　　６０　　５：５　５７．２　　　２０
．６２５　１８０　　９０　　　ＬＯ：０　７３．３　
　　１７．１２６　１８０　　９０　　１０：１　５ｇ
、２　　　６．１２７　１８０　　９０　　１０：ｌ　
　５９．０　　　６．６２８　１８０　　９０　　８：
２　５４．９　　　７．０２９　１８０　　９０　　７
：３　５２．３　　　９．２３０　２００　　６０　　
１０＝１　５６．０　　　５．６ＡＳＷ　　酢酸：水これは同一温度、時間において溶媒組成を変化し、脱リ
グニン効果をしらべたものであるが。

この場合も水の量が増加するにつれて脱リグニンよりも
説ヘミセルロースが進行する。従って、水の量はできる
だけ少量とし、酢酸を主体とする蒸煮が望ましい。ちな
みに、１８０℃、９０分、酢酸二本、１０：１の場合に
は比較的脱リグニンが選択的に起こっている。

本発明は、これら従来提案されているオルガノソルブ法
、あるいは既存のＫＰ法、ＳＰ法などの無機薬品を用い
る脱リグニン法と異なり、蒸解中にヘミセルロース分子
中のアセチル基が加水分解されて酢酸を生ずるから、工
程中の酢酸損失は自動的に補給されることとなり、別個
の薬液製造の工程を全く必要としない。木材チップから
生ずる酢酸の量はパルプ１トン当り、広葉樹で４０〜６
０Ｋｇ、針葉樹で約３０Ｋｇと推算され、工程中の酢酸
損失は多く見積もっても、バルブ１トン当り２０〜２５
Ｋｇと考えられるから自給は十分可能である。これは他
のあらゆるパルプ化法と根本的に異なる特徴である。従
ってエネルギー的にきわめて有利となる。反応液中に溶
解しているリグニンとヘミセルロースは酢酸の大半を蒸
留によって回収後、水を加えるとリグニンのみが沈でん
するのでヘミセルロースとの分離は容易である。またこ
れら２次分はほとんど変質を受けていないので、化学工
業原料あるいは高度有効利用のための原料としてすぐれ
たものとなる。リグニンの一部は工程内の燃料に供する
。

この方法のクローズド化は最も容易であり、仮りに廃水
中に酢酸の混入があったとしても、活性汚泥法で容易に
除去することができる。

以下、本発明の方法を第１図に揚げた工程図に従って説
明する。

木材等の原料チップ槽ｌからのチップはダイジェスタ−
２の頂部より装入され、ダイジェスタ−の塔下部のライ
ン３より導入された蒸解液と向流かつ連続的に接触し１
反応が行われる。

反応温度は１００〜２００℃、とくに１２０〜１９０℃
の範囲が好ましい。１００℃以下の温度では反応が遅く
経済性を損う、一方、２００℃以上の高温ではダイジェ
スタ−内の蒸気圧が高くなり、装置の設計上不利となる
とともにセルロースの加水分解を促進するため製品パル
プの性状を悪化するので好ましくない、、原料チップに
対する蒸解液の量はチップ重量ｌに対して３〜１０、と
くに５〜８の量が経済的に好適量である。反応に要する
時間は他の条件因子により変化するが、一般的に３０分
〜数時間、多くの場合３０〜９０分である。

反応が終了したパルプはダイジェスタ−２の塔底から取
り出され、フラッシュ塔４で随伴した１部の酢酸を分離
しこれをダイジェスタ−２に還流すると共に、パルプは
洗浄器５に送られライン５′から入る水で水洗されてパ
ルプ受器６に送られ製品となる。

洗浄器５からの排水はライン７により、リグニン・ヘミ
セルロース回収系に送られるがライン８から図示されな
い水処理系などへ排出される。

次に脱リグニン反応に供された蒸解液はダイジェスタ−
２の上部からライン９反応液貯留槽ｌＯを経て蒸留器１
１へ送られ、酢酸蒸気は凝縮器１２で凝縮後ライン３か
らフラッシュ塔４からライン１３により送られてくる酢
酸と合してダイジェスタ−２に還流される。なお、ライ
ン１３の途中にある凝縮器等は省略されている。

蒸留器１１で酢酸を分離後の蒸解液はリグニン・ヘミセ
ルロース槽１４で洗浄器５からの排水と合し１次の分離
器１５に送られ、ここでリグニンとヘミセルロース水溶
液として分けられ、リグニンはリグニン処理系１６へま
たヘミセルロースはヘミセルロース処理系１７へ送られ
夫々有効に利用するようになっている。例えばリグニン
は燃料として使用し残部は化学工業原料とすればよいし
、ヘミセルロースは更に加水分解して単糖とするか、フ
ルフラールに変換すればよい。

以上の説明から、明らかなように１本発明によれば木材
等のパルプ化を系内における自動的自給による薬剤によ
り蒸解される。蒸解液中に含まれるリグニンおよびヘミ
セルロースは一部を燃料とした後、他の部分を工業薬品
としで取出すもので、系外に排出され環境に悪影響を及
ぼすことのないプロセスを実現することはきわめて容易
である。更に脱リグニン、パルプ収率およびバルブシー
ト強度において優れ、針葉樹、広葉立等いずれの場合に
も高品質のパルプが得られ、かつ著しく省エネルギー的
である等１本発明はパルプ製造の問題点をすべて解消し
たものである。

次に本発明の実施例によって説明する。

実施例１ブナチップ１００ｇに溶媒７００ｇ　（酢酸１０部、水
１部）を加え、１．８Ｑオートクレーブ中に装入した後
、１８０℃、４０分蒸解してえられたパルプの性状は表
３の通りである。

表　　　　３樹　　　　種　　　　　　　　　　　　　　　ブ　ナパ
ルプ収率％　　　　　　　　　　５２．３クラ一ソンリ
グニン％　　　　　　４．３（パルプ中重量％）フリーネスｍＱ　　　　　　　　　　４０１（Ｐ１４ミ
ル回転数　　　　　　　　４０００）裂断長Ｋｍ　　　
　　　８．４８比破裂度　　　　　　　４．９７比引裂度　　　　　　　９０．５耐折強度、回　　　　　１５６９実施例２アカニジマツチップ１００ｇに溶媒８００ｇ　（酢酸１
０部、水０．８部）を加え、１．８０オートクレーブ中
に装入した後、１８０℃９０分蒸解してえられたパルプ
の性状は表４の通りである。

表　　　　４樹　　　種　　　　　　　　　アカニジマツパルプ収率
％　　　　　　　　　５６．５クラ一ソンリグニン％　
　　　　　５．８フリ一ネスｍ　Ｑ　　　　　　　　　
　３９８（ＰＦＩミル回転数　　　　　　　　４０００
）裂断長に＋＊　　　　　　　１１．９比破裂度　　　　　　　８．５比引裂度　　　　　　　１０Ｂ、２耐折強度１回　　　　　２３５１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の工程を示した説明図である。 ■・・・チップ槽　　　　　２・・・ダイジェスタ−３
・・・ライ　ン　　　　　４・・・フラッシュ塔５．５
′・・・洗浄器　　　６・・・パルプ受器７・・・ライ
ン　　　８・・・ライン９・・・ライ　ン　　　　　ＩＯ・・・反応液貯留槽１
１・・・蒸留器　　　１２・・・凝縮器１３・・・ライ
ン

Claims

【特許請求の範囲】

１、木材その他リグノセルロース物質を酢酸または酢酸
と水からなり、酢酸量が５０容量％以上、好ましくは８
０容量％以上である混合物を蒸解液として加熱すること
を特徴とするパルプの製造方法。