JPS61282491A - セルロ−スパルプおよびその製法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セルロース砕木パルプの製造方法および該方
法によって得られるバルブに関する。

［従来の技術］ セルロースバルブ、特に高収率砕木パルプを製造する方
法は多数知られている。これらの方法は、精砕砕木プロ
セス（ＲＭＰ（ｒｅｆｉｎｅｒ　　ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓ））、熱砕木プロセス（Ｔ　Ｍ　
Ｐ　（ｔｈｅｒｍｏ　−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　　ｐｒ
ｏｃｅｓｓｅｓ））、化学砕木プロセス（ＣＭ　Ｐ　（
ｃｈｅｎｉ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　　ｐｒｏｃｅｓｓ
ｅｓ））、および化学熱砕木プロセス（ｃｈｅｍｉ−ｔ
ｈｅｒｍｏ　　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅ
ｓ））を包含會るが、これらに限られるものではない。

長年にわたり開発されてきたこれらの方法は、実質的に
ＲＭＰ方法を基本として開発された乙のであり、方法間
の差は小さいと考えられるが、改良されたバルブ品質を
もたらす改良を、これらの方法は何している（必ずしら
常にではないが、しばしば収率が下がることもある）。

しかしながら、一般には、必要とされる紙の製造、ある
いは他の末端用途の性質を満足さ仕るのに必要な精砕エ
ネルギーの増加をたいていの改良された方法は、犠牲に
してきた。

砕氷バルブプラントは典型的には建設資金が低く、砕木
パルプは典型的には高収率であり、化学バルブよりも安
く製造できる。更に、化学パルプに伴う汚染問題を発生
させない。一般に砕木パルプは、化学パルプはど高品質
ではなく、従って、製造時の経済性と同時に要求される
品質の製品バルブにするために、砕木および化学パルプ
を組み合わせた技術がよく知られている。ＲＭＰ方法を
基本とする砕氷バルブ方法に於ける前述の改良により、
砕木パルプは、化学パルプの特性を有するようになり、
伝統的に化学パルプが使用されていた用途に於て、化学
パルプの全部または一部を砕木パルプに置き換えて使用
することができる。

例えば、カナダ国特許明細書第１０７１８０５．１１４
５１０６および１１４５１０７号には、化学パルプの代
替品として有用な砕木パルプの製造方法が開示されてい
る。これらの方法では、精砕段階後に、相当に人里の蒸
解薬品（例えば、亜硫酸ナトリウム水溶液）によりＴＭ
Ｐ、ＲＭＰまたはＴＣＭＰタイプの砕木パルプを処理ま
たは混合し、処理したバルブを圧力蒸解し、要すれば蒸
解（ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）段階後に更に精砕する必要が
ある。

アメリカ合衆国特許明細書第４５０２９１８号には、粒
状木材を亜硫酸ナトリウム水溶液で処理し、処理された
粒状木材を次に蒸解し、そして得られたバルブを、合格
部分と、不合格または長繊維部分とに分離するように精
砕するバルブ製造プロセスが開示されている。最終の製
品バルブを作るために、不合格部分は、更に亜硫酸ナト
リウム溶液で処理され、蒸解、精砕され、合格部分また
は少なくともその一部分および不合格部分を混合する。

［発明の構成］ 亜硫酸ナトリウム水溶液の第２回目の添加をセルロース
原料が第１精砕段階に入る前または入る時もしくは第１
精砕段階後に行い、薬品添加後蒸解を行うという２段階
蒸解および精砕により全バルブを処理できるという驚く
べき発見に基づき、本発明が完成された。末端用途のた
めのバルブの望ましい性質の多くが増加する一方、全パ
ルプが２段階の蒸解および精砕ステップで加工されるに
もかかわらず、本方＼法は、必要なエネルギーを著しく
節約できる。本方法は、特にラジアタマツ（ｐｉｎｕｓ
　　ｒａｄｉａｔａ）の心材および／またはラジアタマ
ツスラブ材、ユーカリ（ｅｕｃａｌｙｐＬｕｓ）および
ニューシーラント硬水（Ｎ　ｅｗ　　Ｚ　ｅａｌａｎｄ
　　ｈａｒｄｗｏｏｄｓ）に使用できるが、他の種類の
木材にも同様に適用できる。

本発明は、比較的大量の蒸解薬品の添加を必要とする一
方、全添加量は、２回の添加に分けられ、第１添加量は
、好ましくはより少なく、好ましくは単純な混合段階よ
りむしろ含浸プロセスで行なわれる。

得られるパルプは微細なものは少なく、高い強度特性を
有し、かつ、少ないエネルギー消費量で製造される。例
えば、本発明の薬品の全添加量は、ＣＭＰ方法で必要と
される量と同程度であるが、ある種の木材種、特にマツ
および硬水／軟木混合物についてのＣＭＰ方法はどの大
量のエネルギーを必要としない。

本発明の目的は、精砕に必要なエネルギーを増加または
殆ど増加させることなく、化学パルプの代替品として使
用できる改良された品質の高収率パルプを供給するセル
ロース砕木パルプの製造方法を提供することにある。

広くは、本発明は、砕氷パルプ製造技術に関連した２段
またはそれ以上の薬品の添加および蒸解段階を使用する
セルロースパルプの製造方法から成るということができ
る。

本明細書で使用する「砕木パルプ製造」という用語は、
当業者にとっては通常の意味で用いられ、解きほぐされ
、分離された、紙や他の製品の製造に使用するのに適し
た、弔−のセルロース繊維およびその断片から主に成る
製品を生産するために、機械的作用によりセルロース物
質を粉砕する方法に及ぶ。

更に詳しくは、蒸解薬品を原料に含浸させ、含浸させた
原料を蒸解し、原料を主に繊維にするために、更に蒸解
薬品を添加し、原料を主に繊維にするために、得られた
混合物を機械的に精砕し、含浸および精砕された混合物
を蒸解し、および必要なら得られたパルプ製品を更に精
砕するステップから成る、粒状形態の原料からセルロー
スパルプを製造する方法から本発明は成る。

次に、添付の本発明の方法の模式的な流れ図（第１図）
を参照して、好ましい態様について本発明を更に詳しく
述べる。

本発明方法によると、好ましい態様では、木材チップは
ウオッシャ−１Ｏで洗浄され、サージ（ｓｕｒｇｅ）／
プレスチーミング（ｐｒｅ−ｓｔｅａｍｉｎｇ）缶１１
に運ばれる。この缶では、空気を除去し、チップを５ｏ
−ｔｏｏ℃の温度範囲に予熱するために、生蒸気が吹込
まれる。缶１１からのチップの排出は、余分な液分を除
去する圧縮スクリューフィーダーＩ２に、制御された速
度を保ち行なわれ、チップは乾燥度２０％以上に迄、除
水される。好ましい態様に於て、チップは乾燥度４０％
以上まで除水される。その後、チップは含浸装置１３（
好ましくは傾斜スクリューコンベヤー）に送られる。

蒸解薬品は、フィーダー装置１２および／または含浸装
置１３へ、あるいはその間に、１００°Ｃ以下、好まし
くは５０℃以下の温度で供給される。

これらの脱リグニン薬品は、主に亜硫酸ナトリウム類の
既知の組成の水溶液の形態であり、絶乾繊維に対し０．
５〜５％の活性薬品量に於て添加される。チップ内で蒸
気が凝縮することにより、チップ内へ液が吸収される。

含浸装置１３の溶液部分の滞留時間は５〜２０分、好ま
しくは７分以上である。

含浸装置Ｉ３の溶液部分から出る時、８０〜１００℃の
チップ温度に上げるために、チップは直接蒸気加熱され
てもよい。その後に、圧縮スクリュー、ロータリーパル
プまたはそれに類するような圧力シール装置１３ａによ
り、第１蒸解器１４へ含浸されたデツプが供給される。

蒸解器１　ｌｉ内の滞留時１１＋Ａは、３〜２０分、好
ましくは５〜１０分の範囲であり、気相反応を行うため
に、直接蒸気を吹込むことにより加熱する。第１蒸解器
１４の圧力は、０〜８００ｋＰａ、好ましくは２００〜
４００ｋＰａの範囲の超過圧力である。

第１蒸解器Ｉ４からの製品は、既知の手順に従って計量
されながら、フィーダー／圧力シール装置１５により、
０〜６００ｋＰａ、好ましくは２００〜３００ｋＰａの
超過圧力で操作されろ第１精砕器１６（例えば、ディス
ク・リファイナー（ｄｉｓｋｒｅｒｉｎｅｒ）に供給さ
れる。第２蒸解器内１９ての次の反応のために、第１蒸
解器１６の製品原料に、更に既知組成の蒸解または蒸煮
薬品を添加する。

第１精砕器内で精砕作用により、存在するデツプ／パル
プ混合物と蒸煮薬品が混合される。亜硫酸塩系蒸煮薬品
の添加量は、絶乾繊維に対して２〜２０％、好ましくは
５〜１０％の範囲の活性薬品量である。

第１精砕６１６で生成するパルプおよび蒸気は、通常の
排出経路を経て、サイクロン１７に排出される。そこで
は、次の蒸解段階でのばらつきを、一定に制御するため
に、水および／または方法廃液が添加される。フィーダ
ー／圧力シール装置１８（好ましくは圧縮スクリュー）
によりサイクロン１７から、パルプおよび溶液が排出さ
れ、第２蒸解器１９に入れられる。１００〜８００ｋＰ
ａ、好ましくは３００〜６００ｋＰａの超過圧力範囲に
於て、第２蒸解器１９の滞留時間は２０〜１２０分、好
ましくは３０〜６０分の範囲である。

経路２０および２１を通じて水／廃液を第２蒸解器１９
の底部に注入し、これをパルプと混合することにより、
第２蒸解器１９からの排出が行なわれる。パルプを排出
する駆動力は、蒸解器の内圧により与えられる。一方、
蒸解器はスクリューコンベヤーまたは他の方法により排
出されてもよい。

排出されたパルプはウオッシャ−２２（好ましくはプレ
ス洗ｆｆトノステム）に移され、そこで洗浄され、プレ
スされ。フィーダー／圧力シール装置２３により第２精
砕器２４に送られる。第２精砕器は０〜６００ｋＰａ、
好ましくは２００〜３００ｋＰａの範囲の超過圧力に於
て操作することができる。第２精砕器２４から通常の排
出経路を通り、蒸気とパルプはサイクロン２５へ排出さ
れる。そこでは、第１精砕６１６からの蒸気とパルプの
場合と実質的に同じような方法で分離および排出される
。

次いで、得られたパルプは、レイテンシー・リムーバル
（ｌａｔｅｎｃｙ　　ｒｅｍｏｖａｌ）、スクリーニン
グ１洗浄および漂白のようなパルプ製造の通例に従って
処理される。得られたパルプ製品は乾燥されてもよく、
あるいはその最終用途に直接的または間接的にそのまま
使用されてもよい。

上述の方法は自由に修正することができる。例えば、精
砕器！６および２４に於ける精砕段階の一方または両方
をスクリューまたは他の排出装置、および輸送装置を用
いて大気圧下で行なってもよい。例えば、２段またはそ
れ以上の精砕段階が、第２蒸解器１９の前または後にあ
ってもよい。中間または後の精砕段階として規定される
パルプ製造方法から、第２蒸解器１９からのパルプは、
直接排出されてもよい。即ち、中間段階の洗浄および除
水を、第１段階の蒸解および第１段階の精砕の間に含ま
せることができる。たとえば、中間洗浄および除水をし
て、あるいはしないで、薬品添加、精砕、蒸解の段階を
加えることもできる。

第１段階の薬品の含浸／蒸煮に機械的混合システムを付
加してもよい。同様に第２蒸解段階に対しても、機械的
混合システムの第１精砕の後にセルロース原料を加えら
れてもよい。

中間の段階または蒸解後の段階の効果は、繊維の特性を
変化させることであり、いくらかは改良されるが、それ
よりも著しいのは最終用途に望ましい性質を達成するた
めに必要なエネルギー量を大きく減少させることにある
。

本発明の方法によれば、精砕に必要なエネルギーを全く
または殆ど増加させることなく、類似の既知の方法で得
られるパルプと少、なくとら同様か、あるいは一般的に
改良された性質の高収率砕木パルプを製造し得る。ある
種の化学砕木（ＣＭＰ）または化学熱砕木（ＣＴＭＰ）
プロセスの場合に通常であるような、より条虫の動力を
使用することなしに、混合された同じフリーネス水車で
硫黄の高含有虫を達成できる。このパルプはスルホン化
化学熱砕木パルプ（ＳＣＴＭＰ）として第１表中に引用
されている。

必要エネルギーを減少さＵｏながらも、より良い白色度
、吸光度、軟度および繊維可撓性を与えろ同じフリーネ
ス水阜における高スルホン化を、蒸解／精砕方法処理は
可能ならしめる。清浄な繊維の分離、微細繊維の少ない
改良された収率および改良されたバルク、引裂強度、引
張強度、伸び、破裂強度および他の湿潤時および乾燥時
ウヱブ（ｗｅｂ）特性が、この方法により達成される。

本発明の方′法の試験を行ない、未漂白のスクリーニン
グした洗浄パルプ（６０ｇｓｍ手すき祇を用いて５ＣＡ
Ｎ標準についてテストした）に対し、本発明方法、ＲＭ
ＰおよびＣＭ　Ｐパルプの特性の結果を第１表に示す。

漂白段階前のパルプ製品は少量の繊維の束（即ち、実質
的には１０％以下、好ましくは実質的にゼロ）を含む。

本発明方法は、軟材、軟材の混合物および軟材と硬材の
混合物に使用することができる。最後の場合、他の高収
率方法を使用する場合より、より良い品質が得られる。

第１表中のメッンユサイズは、バラエル・マクネット（
Ｂａｕｅｒ　　ＭｃＮｅｔｔ）法で測定する。結束繊維
含有型は、ツマ−ビル（Ｓ　ｏｍｍｅｒｖ　ｉ　ｌ　ｌ
ｅ）法で測定する。表中の全ての結果は、ラジアタマツ
スラブ材（製材所の残分）チップについての試験結果で
ある。全ての試験は、６０ｇ５ｍの手すき紙について１
、Ｓ、Ｏ，標準により行う。

市販のニューシーラントの木材種を使用して、本発明の
実施例、従来の化学熱砕木パルププロセス（ＣＴＭＰ）
および精砕砕木パルププロセス（ＲＭＰ）をパイロット
プラントで実施した。

実施例１ 軟材デツプ（ラジアタマツ、製材屑スラブ）について、
水分的６０％てＩＩＭ　Ｐプロセスを実施した。

チップは、大気圧下でダブル・ディスク・リファイナー
（ｄｏｕｂｌｅ　　ｄｉｓｋ　　ｒｅｆｉｎｅｒ）を２
回通して精砕した。第１表中のＲＭＰの欄に結果を示す
が、これが他の方法のパルプとの比較の基準となる。

実施例２ 従来のＣＴ　Ｍ　Ｐプロセスを実施した。になる木材種
および単一種のチップの混合物（第１表参照）を、約９
５℃で１０分間スチーミング缶で処理した。凝縮液を排
出し、所定の最終硫黄含有量になるように十分な濃度の
冷たい蒸解薬品（例えば亜硫酸ナトリウム）を缶に供給
した。蒸解溶液は外部熱交換器を循環させることにより
約９５℃に加熱し、その後、溶液は除去した。含浸さ仕
たチップに直接蒸気を５分間吹込み、約１３０℃で蒸解
させた。蒸解デツプをスクリューコンベヤーで排出し、
超過圧力約２　ｂａｒの加圧ダブル・ディスク・リファ
イナーに供給した。同じ圧力下で同じリファイナーに、
得られたパルプを２回通して再精した。

この方法の結果を、第１表中のＣＴＭＰの欄に示す。

実施例３ 本発明の方法を実施した。異なる木材種および単一種の
チップの混合（第１表参照）を、約９５℃で１０分間ス
チーミング缶で処理した。凝縮液を排出し、所定の最終
硫黄含有量になるように十分な濃度の冷たい蒸解薬品（
例えば亜硫酸ナトリウム）を缶に供給した。蒸解溶液は
外部熱交換器を循環させることにより約９５℃に加熱し
、その後、溶液は除去した。含浸させたチップに直接蒸
気を５分間吹込み、約１３０℃で蒸解させた。

蒸解させたチップをスクリューコンベヤーにより排出し
、加圧のダブル・ディスク・リファイナーに供給した。

リファイナーへの供給時に、第２蒸解薬品（亜硫酸ナト
リウム溶液）を、所定の最終バルブ硫黄含有崖になるた
めに必要な濃度に於て添加した。パルプ／溶液混合物を
リファイナーで発生した蒸気により、最初の蒸煮缶に戻
しく吹込み）、１６０°Ｃに於いて約６０分間蒸解さ仕
た。

蒸解パルプを排出し、第２回目の精砕を行った。

両方の精砕段階は、超過圧力約２ｂａｒで行った。

本発明方法の結果を、第１表中のＳ　ＣＴ　Ｍ　Ｐの欄
に示す。

実施例４ 実施例３の方法を実施轢た。第２段階目のりファイナ−
の人口に於いて、更に添加された蒸解薬品をパルプは含
在し、第３段階目の蒸解を行い、その後に第３段階目の
精砕を行った。この方法の結果を第１表中の最ら右のＳ
Ｃ’ｒＭＰの欄に示す。

代表的な砕木パルプミルの精選／洗浄の機能を模擬する
ために、前述の実施例の全ての最終のパルプを洗浄し、
０．ｌ６ｍｍのフラットスクリーンで精選した。

本発明の方法で得られたパルプは、種々の特性、特に引
張強度、破裂、空気抵抗を改良するための更に精砕を進
展さ仕るに予想外に適し、その選ばれた最終用途に於い
て、その性能を向上さＵ・ろ。

この進展させていないおよび進展させた段階に於いて、
ティソノユ、機賊的印刷グレード、リニアーボードおよ
び板材のような（これらの乙のに限らないが、）種々の
紙およびフラヅフィングパルブなどの最終用途に於いて
、化学バルブの直接または一部分の代替品として適して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の流れ図である。 １０・・・ウォッノヤー、 １１・・・サージ／プレスチーミング缶、１２・・・フ
ィーダー装置、１３・・・含浸装置、１３ａ・・・圧力
シール装置、１４・・・第１蒸解器１５・・・フィーダ
ー／圧力シール装置、１６・・・第１精砕器、１７・・
・サイクロン、１８・・・フィーダー／圧力シール装置
、１９・・・第２蒸解器、２２・・・ウオッシャ−１２
３・・・フィーダー／圧力シール装置、２４・・・第２
精砕器、２５・・・サイクロン。 特許出願人　力クストン・ペーパー・ミルズ・リミテッ
ド　目！・１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒状形体の木材材料からセルロースパルプを製造す
   る方法であって、 蒸解薬品を材料に含浸させ、 含浸させた材料を蒸解させ、 更に、蒸解薬品を添加し、主に全繊維になるように得ら
   れた混合物を機械的に精砕し、 更に、含浸しかつ精砕した混合物を蒸解するステップか
   ら成る方法。 ２、第２の蒸解ステップから得られたパルプ製品を、機
   械的な作用により、更に精砕する特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３、１００℃以下の温度に於て、絶乾繊維の約０．５〜
   ５％の範囲の活性薬品量で、粒状材料に含浸させること
   により、化学薬品を加える特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の方法。 ４、粒状材料の含浸を、約５〜２０分間にわたり行う特
   許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５、約８０〜１００℃の範囲に於て、含浸させた粒状材
   料を第１蒸解器に供給し、約０〜８００ｋＰａの範囲の
   超過圧力で、約５〜１０分間、その中で直接蒸気加熱す
   る特許請求の範囲第３または第４項項記載の方法。 ６、第１蒸解器からの製品に更に蒸解薬品を添加し、該
   製品を第１精砕器に於て精砕し、該蒸解薬品は、亜硫酸
   塩であり、その量は、活性薬品として絶乾繊維の約２〜
   ２０％である特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７、製品が第１精砕器で精砕される前に、更に蒸解薬品
   を加える特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８、更に蒸解薬品を第１精砕器内で添加する特許請求の
   範囲第６項記載の方法。 ９、第１精砕器からのパルプおよび液を、約１００〜８
   ００ｋＰａの範囲の超過圧力で、約３０〜６０分間蒸解
   する特許請求の範囲第６〜８項のいずれかに記載の方法
   。 １０、特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の方
   法により得られるセルロースであって、満足すべき収率
   および低い比エネルギー消費量を保ちながらも改良され
   た結合能力、長繊維割合および低い微細繊維含有量を有
   するセルロースパルプ。