JPS6137393B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は過酸化物を用いてパルプを漂白した場
合に発生する排液の処理をクローズド化する方法
に関するものであり、更に詳しくは過酸化物の目
的で加えられるケイ酸ナトリウムの存在下に過酸
化物で標白を行なつた後のパルプスラリーに硫酸
アルミニウム若しくはアルミニウム系ミヨウバン
の特定量を添加することによつて、ケイ酸ナトリ
ウムの大部分をアルミニウム含有ケイ酸塩に転換
して不溶化し且つそのものをパルプに吸着させ
て、ケイ酸分を殆んど含まない漂白排液を得る処
理方法に係り、従来スケール生成による障害発生
のため実施不可能であつた過酸化漂白工程のクロ
ーズド化を可能ならしめると共に吸着させたアル
ミニウム含有ケイ酸塩を填料として利用すること
によつて不透明度および白色度の向上をも同時に
図る事に成功した新規な過酸化物漂白排液の処理
方法を開発したものである。パルプ漂白工程を無
公害型にするため、排液を完全に処理し系外に排
出しない所謂クローズドシステムは紙パルプ工業
界において強く要望されたものであり、このため
塩素を使用しない過酸化物漂白法が注目されて来
た。

過酸化物による漂白方法としては一般にアルカ
リの存在下に過酸化水素で漂白する方法がパルプ
特に砕木パルプ、リフアイナーメカニカルパル
プ、サーモメカニカルパルプ、ケミメカニカルパ
ルプなどの高収率パルプの漂白に賞用されている
方法であつて、パルプ成分の溶出を殆んど伴なわ
ずに比較的高白色度に到達させるとが可能であつ
て、色戻りも少ないという特色を有している。

しかしながら過酸化物は特にアルカリ性下にお
いて不安定であるので何らかの安定化措置を講じ
る必要があり、若し全く対策を採らない場合には
過酸化物の自己分解によつて得られる白色度が低
くなり、またその変動が激しいだけでなく、過酸
化物をアルカリと混合して漂白液を調整する際に
爆発の恐れがあり極めて危検である。従つて一般
には過酸化物の安定化剤としてケイ酸ナトリウム
を添加して過酸化物漂白を実施している。

ケイ酸ナトリウムを添加せずに過酸化物の安定
化を図る方法としては、アミノポリカルボン酸系
キレート化剤で漂白前に処理を行なうか、若しく
はキレート化剤の存在下に漂白作業を実施する事
によつて過酸化物の分解触媒である重金属を系外
に除去するか、または不活性化する方法が知られ
ている。しかし之等の方法では高価なキレー化剤
を多量に用いてもケイ酸ナトリウムを添加した場
合の様な効果を得る事ができず経済的に不利であ
る。

以上の様な理由から過酸化物漂白においてはケ
イ酸ナトリウムを添加する事が不可欠なものであ
るが、このケイ酸ナトリウムが漂白排液中に残留
するので過酸化物漂白工程をクローズド化して排
水処理問題の解決をすること、および用水の節減
を図ろうとすると、排液の循環系統および濃縮燃
焼系統にスケールが生成するという重大な障害を
招くので従来は過酸化物漂白工程をクローズド化
する事は不可能であつた。

しかしながら排液を回収せずにそのまま廃棄す
る事は環境問題上、許容される可きでないから凝
集沈殿処理などの系外処理を行なう必要があるの
であるが、過酸化物漂白排液は凝集沈殿処理の効
果が小さく、しかも多類の費用を投じてもなお充
分に処理し得ないのが現状である。

以上述べた如く従来の過酸化物漂白法では漂白
工程のクローズド化が不可能であり、一方排液を
完全且つ経済的に処理する方法も未まだ確立され
ていないから紙パルプ工業においては過酸化物漂
白工程を無公害型にする方法の出現が強く要望さ
れているのが現状である。

本発明者らは過酸化物漂白工程をクローズド化
し得る方法について鋭意研究を重ねた結果、過酸
化物による漂白時にケイ酸ナトリウムを使用して
も漂白後のパルプスラリーに硫酸アルミニウム若
しくはアルミニウム系ミヨウバンを添加すること
によつてケイ酸ナトリウムの大部分がアルミニウ
ム含有ケイ酸塩に転換して不溶化し且つそれがバ
ルプに容易に吸着される事を見出した。

更に本発明者らはパルプに吸着されたアルミニ
ウム含有ケイ酸塩を通常の抄紙方法によつて容易
に紙中に保持せしめ、紙に加えられる填料の一部
として利用できる事を見出した。

すなわち本発明方法はケイ酸ナトリウムの存在
下に過酸化物で漂白した後のパルプスラリーに、
ケイ酸ナトリウム中のケイ酸分に対して酸化アル
ミニウム換算で５％以上200％以下のアルミニウ
ムを含む硫酸アルミニウム若しくはアルミニウム
系ミヨウバンを添加する事によりケイ酸ナトリウ
ムの大部分をアルミニウム含有ケイ酸塩に転換し
て不溶化し且つパルプに吸着させる事を特徴とす
る過酸化物漂白排液の処理方法であり、漂白工程
を完全にクローズド化し得ることと併せて紙の不
透明度および白色度を向上させる方法を提供する
ものである。本発明で添加する水溶性アルミニウ
ム化合物を硫酸アルミニウム若しくはアルミニウ
ム系ミヨウバンに限定する理由は、他の水溶性ア
ルミニウム化合物として考えられる塩化アルミニ
ウムは濃縮、燃焼時に塩素の存在により腐食など
の問題を惹起するので好ましくなく、殊更塩素を
用いない漂白法として過酸化物漂白法を採用した
意義を失うからである。

硫酸アルミニウム若しくはアルミニウム系ミヨ
ウバンの添加量は過酸化物漂白排液中のケイ酸ナ
トリウムの除去率を如何に設定するかによつて決
定すべきであり、この際PHを４〜７に調整する事
が必要である。

以下本発明方法を本発明者らが行なつた詳細な
実験結果に基づき説明する。

本発明方法を効果的に実施するためには硫酸ア
ルミニウム若しくはアルミニウム系ミヨウバンの
添加量を慎重に選定する必要がある事が判明し
た。すなわち、硫酸アルミニウム若しくはアルミ
ニウム系ミヨウバン中のアルミニウム分の量がケ
イ酸ナトリウム中のケイ酸部分に対して酸化アル
ミニウム換算量で５％以下の場合にはケイ酸分除
去効率が極めて小さく、また酸化アルミニウム量
が200％以上の場合にはケイ酸除去効果がレベル
オフし著量のアルミニウムが排液中に残存するの
で排液の濃縮燃焼の際に問題となる。

従つて本発明方法における硫酸アルミニウム若
しくはアルミニウム系ミヨウバンの添加量は一般
にはケイ酸ナトリウム中のケイ酸部分に対して酸
化アルミニウムとして５％以上200％以下となる
様にすべきであり、好ましくは20％以上100％以
下が推奨される。

次に硫酸アルミニウム若しくはアルミニウム系
ミヨウバン添加時のパルプ濃度および温度がケイ
酸分除去効果およびパルプの不透明度と白色度の
向上効果に及ぼす影響は存在しない事が明らかと
なつた。すなわち、本発明方法においては硫酸ア
ルミニウム若しくはアルミニウム系ミヨウバン添
加時のパルプ濃度が0.5〜25％および温度が20〜
90℃であればよく、従つて本発明方法はケイ酸ナ
トリウムを使用する過酸化物漂白であれば如何な
る物にも適用できる。

また硫酸アルミニウム若しくはアルミニウム系
ミヨウバン処理の時間の影響もなく、一般に１〜
120分でよい。なお過酸化物としては過酸化水
素、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、などの
ハイドロパーオキサイドまたはその塩あるいは過
酢酸などの過カルボン酸またはその塩が挙げられ
るが、過酸化水素が最も一般的である。

本発明方法においては漂白パルプ濃度が比較的
低い場合には漂白後のパルプスラリーに直接硫酸
アルミニウム若しくはアルミニウム系ミヨウバン
を添加すればよく、また漂白が比較的高濃度で実
施される場合には漂白後のパルプスラリーを適宜
希釈し、之等の薬品の分散が均一に行なわれる様
にすればよい。

また処理温度によつて影響されないから漂白後
のパルプスラリーを加熱または冷却する必要は全
くなく、更に処理時間が短くて済むので殊更大容
量の処理槽を設ける必要もない。なお漂白後のパ
ルプスラリーから排液を一旦分離し、該排液に之
等の薬品を添加してアルミニウム含有ケイ酸塩を
生成せしめ、次いで再度パルプと混合しても差支
えない。

本発明方法では硫酸アルミニウム若しくはナト
リウム系ミヨウバンは固体若しくは水溶性の形で
添加されるが、成る可くは水溶液の形で加える事
が望ましい。なおアルミニウム系ミヨウバンとし
ては、その構成要素である１価金属が排液の濃縮
燃焼系統に障壁を引き起こさないものであれば何
でもよく、例えばナトリウムミヨウバン、カリウ
ムミヨウバンなどが使用される。

本発明方法は全てのパルプに適用可能であり、
アルミニウム含有ケイ酸塩はパルプに強固に吸着
されるのでパルプの水度を低くして繊維の表面
積を大しくする必要もない。なお硫酸アルミニウ
ム若しくはアルミニウム系ミヨウバン処理後のパ
ルプスラリーから排液を分離する装置としては通
常用いられている分離装置、例えばドラム式真空
フイルターで充分である。

本発明方法によつてパルプに吸着されるナトリ
ウム含有ケイ酸塩の量は僅かであるので、後続の
抄紙工程に何等支障を来たすものではなく、また
紙の強度が低下することもない。

しかし本発明方法によつて紙中に保持されるア
ルミニウム含有ケイ酸塩の比散乱係数は極めて高
く、高級填量である二酸化チタンのそれに匹敵す
るので微量でも填料としての効果を発揮するので
ある。

以上詳述した如く本発明方法は過酸化物漂白工
程のクローズド化を可能ならしめたものであり、
且つ紙の不透明度および白色度を向上させる事が
できるので公害対策的にも経済的にも有利であ
り、紙パルプ工業の発展に寄与する処が極めて大
きいのである。

次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明す
る。

実施例 １ 広葉樹チツプから製造したサルフアイト系ケミ
メカニカルパルプ（水度640mlCSF）を過酸化
水素添加量１％、水酸化ナトリウム添加量0.8
％、ケイ酸ナトリウム（JIS3号水ガラス）添加量
５％（％は何れも対絶乾パルプ）、パルプ濃度20
％80℃、３時間の条件で漂白した。漂白後のパル
プスラリーに、ケイ酸ナトリウム中のケイ酸分に
対する酸化アルミニウム量が40％となる様に100
ｇ/濃度の硫酸アルミニウム水溶液を添加した
後、60℃で15分間処理した。次いで、パルプ濃度
を８％に希釈して紙で過した液のケイ酸分
濃度は71ppmに過ぎなかつた。また、水洗後の
パルプからJIS法に従つて調整した坪量62ｇ/m²の
手抄紙は、不透明度が89％、白色度が57％であつ
た。

一方比較のため、同一のパルプについて同一条
件下で過酸化水素漂白を行ない、漂白後のパルプ
スラリーを水で希釈してパルプ濃度８％とし、
紙で過を行なつた。この場合には液のケイ酸
分濃度は1300ppmであつた。また、このパルプ
から得た秤量62ｇ/m²の手抄紙は、不透明度が87
％、白色度が56％であつた。

なお、本発明方法によつて得た手抄紙にアルミ
ニウム含有ケイ酸塩が保持されていることが、電
子顕微鏡観察およびＸ線マクアナライザ−分析に
よつて確認された。他方、比較手抄紙にはケイ素
もアルミニウムも全く含まれていなかつた。

実施例 ２ 実施例１の条件に準じケイ酸ナトリウムを５％
加熱して過酸化水素漂白を行なつた。ただし、パ
ルプの水度は330mlCSF、過酸化水素添加量は
３％、水酸化ナトリウム添加量は２％であつた。
漂白後のパルプスラリーをパルプ濃度１％に希釈
してから、ケイ酸ナトリウム中のケイ酸分に対す
る酸化アルミニウム量が98％となる様に130ｇ/
硫酸アルミニウムナトリウム（ナトリウムミヨウ
バン）水溶液を添加した後25℃で５分間処理し、
次いで紙で過を行なつた。この過を８倍に
濃縮した液のケイ酸分濃度は僅か92ppmであつ
た。また、水洗後のパルプからJIS法に従つて調
整した坪量50ｇ/m²の主抄紙は、不透明度が74
％、白色度が71％であつた。

比較として同一のパルプについて同一条件下で
過酸化水素漂白を行ない、漂白後のパルプスラリ
ーを水でパルプ濃度１％に希釈した後紙で過
した。この液を８倍に濃縮した液のケイ酸部濃
度は1300ppmであつた。また、このパルプから
得た坪量50ｇ/m²の手抄紙は、不透明度が73％、
白色度が69％であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケイ酸ナトリウムの存在下で過酸化物を用い
   て漂白した後のパルプスラリーに、硫酸アルミニ
   ウム若しくはアルミニウム系ミヨウバンを酸化ア
   ルミニウム換算でケイ酸ナトリウム中のケイ酸分
   に対し５％以上200％以下添加してケイ酸ナトリ
   ウムの大部分をアルミニウム含有ケイ酸塩に転換
   させて不溶化し且つパルプに吸着させ排液を系外
   に排出すること無く濃縮、燃焼する事を特徴とす
   る過酸化物漂白排液のクローズド化処理方法。