JPS62223386A - パルプの製造方法 - 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】 童呈上皇剋■分！ 本発明は、木材、竹、わら等のリグノセルロース質物質
を有機溶媒中で加熱することにより、脱リグニンを行っ
てパルプ化する、いわゆる有ｊａ溶媒蒸解（オルガノソ
ルブパルピング）によるパルプの製造法に関する。

腫乏Ｊυえ翫 近年、従来の無機薬品を用いて蒸解を行うパルプ化に代
って、有機溶媒を蒸解液として用いて脱リグニンを行う
パルプ化（オルガノソルブパルビングと称せられる）に
関する方法が種々提案されている。

一方、リグノセルロース物質から分離されたリグニンを
熱分解あるいは水素化分解することによって、フェノー
ル類及びグリコール類を主成分とする有機物が得られる
こともよく知られている。

そこで上記有機溶媒蒸解における蒸解液としてフェノー
ル類もしくはグリコール類の混合物を主成分として使用
し、その補給溶媒として、上記分離されたリグニンの熱
分解物あるいは水素化分解物を利用することから成るパ
ルプ化プロセスが考えられる。

而して、上記のフェノール性有機溶媒を蒸解液として用
いるパルプ化（有機溶媒蒸解）に際しての問題点は、蒸
解により脱リグニンされて得られるパルプと蒸解に用い
た有機溶媒の分離処理にある。

すなわち、蒸解後のパルプを漂白乃至は抄紙工程により
祇にするには、パルプと蒸解液の分離を十分に行うこと
が必要であるが、蒸解液として有機溶媒を用いるパルプ
化では、前記有機溶媒が常温の水に難溶性であるため、
現在のパルプ化の主流である無機薬品による蒸解の場合
のように蒸解後のパルプを多量の水を使用して洗浄する
蒸解液の分離法は適用できない。このようなことから、
パルプから有機溶媒の洗浄分離に、水に易溶性の低級ア
ルコールを使用することが考えられるが、洗浄液からの
低級アルコールの回収を考慮すると工業上実用的とは言
えない。

ところで、蒸解液としての前記有機溶媒が熱水に溶解す
ることから、上記パルプから有機溶媒を洗浄分離するの
に熱水の使用が最も好ましいと言える。

しかし、パルプの熱水による洗浄工程では、蒸煮チップ
中の有機溶媒が熱水との相互溶解により徐々に希釈され
、その際、該有機溶媒中に溶解していたリグニン等の分
解物は溶解性を失って蒸煮チップ内に残留するようにな
る。

したがって、このようにして得られたパルプでは蒸解・
洗浄後のパルプ中に残存するリグニン等の不要物質の程
度を表わす指標であるカッパー価は、リグニン等に加え
て、本来洗浄によりチップ外へ拡散されるべき分解物ま
でも含んだ大きな値を示すことになり、その結果、この
パルプは脱リグニンの進んでいない低品位のパルプであ
るとの判定が与えられることになる。

また、カッパー価の低い高品位のパルプを得るためには
蒸解時間を長くする必要があり、その場合には、脱リグ
ニンの進行と共にパルプを構成するセルロース等の炭水
化物の崩壊溶出をもきたし、バルブ収率の低下の原因と
なる。

このような、有機溶媒を蒸解液として用いた従来の蒸解
法、すなわち、蒸解開始時に注入した蒸解液をそのまま
蒸解終了時まで使用する方法では、チップ内で可溶化し
たリグニンがチップ外へ拡散するための濃度勾配が不十
分であることから、上記の現象が起るものと思われる。

日が”しようとするｐ、占 本発明者は、有機溶媒蒸解によるパルプの製造における
上述した問題点に鑑み、蒸解後のパルプのリグニン分離
について検討した結果、上記有機溶媒からなる未使用の
新しい蒸解液を蒸解可能な温度下に蒸解工程における蒸
解末期段階に注入して蒸解中のリグノセルロース質物質
と向流的に接触させながら、順次蒸解工程の初期段階へ
移動させることにより蒸解を行うことにより、チップ並
びに蒸解により得られたバルブ中に存在する、既に可溶
化されたリグニン等の不要物質をバルブ外へ有効に拡散
させて分離し得ることの知見を得て本発明をなすに至っ
た。

したがって、本発明は、有機溶媒を蒸解液とする有機溶
媒蒸解パルプ化法において、蒸解中のチツブ内並びに蒸
解して得られたパルプ中に残留する、既に分解された可
溶化リグニン等の不要物質を十分にチップ並びにパルプ
外へ拡散させて分離し、リグニン残存量の少ないパルプ
を得る方法を提供することを課題とする。

以下本発明の詳細な説明する。

光皿■盪底 本発明の特徴は、リグノセルロース質物質を、フェノー
ル類もしくはフェノール類とグリコール類の混合物或は
これと水との混合物からなる有機溶媒を蒸解液として用
いて蒸解してパルプ化するパルプの製造方法において、
未使用の新しい上記蒸解液を、上記蒸解工程の末期段階
に注入して蒸解中のリグノセルロース質物質と向流的に
接触させながら、順次蒸解工程の初期段階へ移動させる
ことにより蒸解を行うことにある。

ここでいう“リグノセルロース質物質”とは、木材、竹
、わら等の通常パルプの原料として用いられる物質を意
味する。

課題を解ンするための 本発明で蒸解液として用いる有機溶媒は、上述のように
、フェノール類もしくはフェノール類とグリコール類の
混合物或はこれと水との混合物であって、これらの有機
物質と水との混合割合が５容量部＝５容量部乃至１０容
量部：０容量部、好ましくは７容量部＝３容量部から８
容量部：２容量部のものである。

上記有機溶媒からなる蒸解液は、原料としてのリグノセ
ルロース質物質（以下木材等と称する）の細片（以下チ
ップと称する）　１ｋｇに対し、４〜６１の液比で用い
、耐圧容器中でチップを蒸煮して蒸解を行う。この際の
、蒸解温度は１５０℃〜２００℃好ましくは１６０℃〜
１９０℃、更に好ましくは１７５℃〜１８５℃であり、
また、蒸解時間は、パルプの使用目的により必要とされ
る脱すグニン度を考慮して決められる。

なお、上記蒸解液として、リグニン又はリグニンとヘミ
セルロースを熱分解もしくは水素化分解して得る留分を
単独或は水と混合したものを用いるのが工業上得策であ
る。すなわち、上記留分は、前述した如く、フェノール
類を主成分として含有しており、また、フェノール類の
ほかにグリコール類も含有するものであるので、本発明
における有機溶媒として有効に使用し得る。

ここでいう上記フェノール類としては、フェノール、０
−、ト及びｐ−クレゾール、０−ｌｍ−及びｐ−エチル
フェノール、キシレノール（６個の異性体ヲ含む）、パ
ラノルマルプロピルフェノール、グアヤコール、クレオ
ゾール、４−エチルグアヤコール、カテコール及びメト
キシカテコール等を例示でき、グリコール類としてはエ
チレングリコール等を例示し得る。

本発明は、上述の蒸解液を用いてチップを蒸解する工程
において、その蒸解末期段階に未使用の新しい上記蒸解
液を注入して蒸解中のチップに向流的に接触させながら
、順次蒸解工程の初期段階へ移動させて蒸解を行うこと
である“向流蒸解”とも称さられるべき蒸解法によりパ
ルプ化を行うものである。

ここで、新しい蒸解液を上述の如くして注入して移動さ
せるには、流通式並びに回分式のいずれの蒸解装置も適
用できるが、回分式の場合には必要とされる蒸解度の程
度に応じて回分槽の数を増やし、各回分槽に蒸解液を向
流的に移送させるとよい。なお、蒸解工程へ注入する新
しい蒸解液は、蒸解温度に加熱保持して注入して、注入
による蒸解工程での温度低下を避けるように留意する。

有機溶媒を蒸解液として用いる蒸解工程においては、チ
ップ中のリグニンの分解、分解されたリグニンの蒸解液
による可溶化及び可溶化リグニンの蒸解チップ外への拡
散が順次に行われるべきである。しかし、従来の有機溶
媒蒸解では、前述した如く、蒸解開始時に注入した蒸解
液をそのまま蒸解終了時まで使用するために、蒸煮チッ
プ内で可溶化したリグニンがチップ外へ十分拡散されず
に残留することが避けられなかった。

ところが、本発明に従って、上述のように向流蒸解を行
うと、蒸解工程の末期段階に注入された新しい蒸解液は
チップと向流的に接触しながら、次第に脱リグニンの進
んでいない初期段階へと移動していくので、蒸解初期段
階から末期段階へ進むに従って、蒸解により得られたパ
ルプ内・外の分解リグニンの濃度差が大きくなり、その
結果蒸煮チップ内で可溶化したリグニンはチップ外へ拡
散し易くなるため、設定された蒸解条件に対してリグニ
ンの残存量の少ないパルプを得ることができるようにな
る。

以上述べたとおり、本発明によると、従来の有機溶媒蒸
解によるパルプ化にみられる問題点である蒸解により得
られるパルプ中に可溶化されたリグニンが残留し、その
ためカッパー価が見掛上高くなるという欠点が節易な操
作で解消されて、リグニン等の不要物質の含有量の少な
いパルプを得ることができる。

したがって、本発明は、有機溶媒蒸解法によるパルプの
工業的製造上有益であると言える。

以下実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ クレゾール（Ｓ）と水（Ｗ）との割合が８容量対２容ｉ
　（ｓ／ｗ　；８／２）の混合物を蒸解液として木材チ
ップ１ｋｇに対して５１の蒸解液を用い、既にＩｋｇの
木材チップを２時間蒸解した廃液を蒸解液とし、新たな
木材チップ１ｋｇを１８５℃、１時間蒸煮した。

蒸解廃液を分離後、得られた１時間蒸煮チップを既に１
ｋｇの木材チップを同上の量及び組成で１時間蒸解した
廃液を蒸解液とし１８５℃で１時間蒸煮した。蒸解廃液
を分離後、得られた計２時間蒸煮したチップに同上量及
び組成の未使用の混合物からなる蒸解液を用いて１８５
℃で１時間蒸煮した（以下、向流蒸解という）、液を分
離した後、熱水により３時間蒸煮後のチップ（パルプ）
をパルプ中のクレゾール量がガスクロマトグラフで定量
出来ない程度まで洗浄して（以下熱水洗浄という）、カ
ッパー価を測定した結果、３５．０であった。

一方、比較例として、Ｓ／Ｗ　；　８／２のクレゾール
と水の混合物５１を蒸解液として、木材チップ１ｋｇを
１８５℃、３時間蒸解（以下、通常蒸解という）後、パ
ルプを熱水洗浄し、カッパー価を測定した結果、５２．
５であった。

実施例２ Ｓ／Ｗ　；　７／３のクレゾール混合物を蒸解液として
木材チップ１ｋｇに対し７１の蒸解液を用い実施例１と
同様な向流蒸解を行い、得られたパルプを熱水洗浄後カ
ッパー価を測定した結果、３１．０であった。

一方、比較例として、Ｓ／Ｗ　；　７／３の組成のクレ
ゾールと水との混合物を蒸解液として木材チップＩｋｇ
に対してｌの蒸解液を用いて通常蒸解を行い、得られた
パルプを熱水洗浄した後、カッパー価を測定した結果、
５１．０であった。

実施例３ Ｓ／Ｗ　；　８／２の組成のクレゾール混合物を蒸解液
として木材１ｋｇに対し９１の蒸解液を用い実施例１と
同様な向流蒸解を行い、得られたパルプを熱水洗浄後カ
ッパー価を測定した結果、２９．０であった。

一方、比較例として、Ｓ／Ｗ　：　８／２の組成のクレ
ゾールと水との混合物を蒸解液として木材１ｋｇに対し
て９１の蒸解液を用いて通常蒸解を行い、得られたパル
プを熱水洗浄した後、カッパー価を測定した結果、５０
．０であった。

実施例４ 蒸解液混合物の内、有機溶媒としてフェノール２０容量
部、クレゾール５０容景部、２．４．キシレノール２０
容量部、エチルベンゼン１０容量部の組成の混合溶媒を
水と８容量：２容量の割合で混合した蒸解液を木材チッ
プ１ｋｇに対して６２を用いて実施例１と同様の向流蒸
解を各段１時間１０分ずつ、合計３時間３０分の蒸解後
、得られたパルプを熱水洗浄後カッパー価を測定した結
果、３５．０であった。

一方、比較例として、溶媒組成が同一の蒸解液を木材チ
ップ１ｋｇに対し６ｊ！を用いて通常蒸解を１８５℃で
３時間３０分行い、熱水洗浄して得られたパルプをカッ
パー価測定した結果、５５．０であった。

実施例５ 蒸解液混合物の内、有機溶媒としてフェノール２０容量
部、クレゾール５０容量部、２．４．キシレノール２０
容量部、テトラリン１０容量部の組成の混合溶媒を水と
５容Ｎ：５容量の割合で混合した蒸解液を木材チップ１
ｋｇに対して７１を用いて実施例１と同様の向流蒸解を
各段１時間２０分ずつ、合計４時間の蒸解を１７５℃で
行い、得られたパルプを熱水洗浄後カッパー価を測定し
た結果、４０．０であった。

一方、比較例として、溶媒組成が同一の蒸解液を木材チ
ップ１ｋｇに対し７１を用いて通常蒸解を１７５℃で４
時間かけて行った。得られたパルプをカッパー価測定し
た結果、６４．０であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）リグノセルロース質物質を、フェノール類もしく
   はフェノール類とグリコール類の混合物或はこれと水と
   の混合物からなる有機溶媒を蒸解液として用いて蒸解し
   てパルプ化するパルプの製造方法において、未使用の新
   しい上記蒸解液を、上記蒸解工程の末期段階に注入して
   蒸解中のリグノセルロース質物質と向流的に接触させな
   がら、順次蒸解工程の初期段階へ移動させることによる
   り蒸解を行うことを特徴とするパルプの製造方法。
2. （２）フェノール類及びフェノール類とグリコール類の
   混合物が、リグニンもしくはリグニンとヘミセルロース
   の熱分解物または水素化分解物である特許請求の範囲第
   （１）項記載のパルプの製造方法。
3. （３）蒸解液は、フェノール類もしくはフェノール類と
   グリコール類の混合物と水とを５容量部：５容量部乃至
   １０容量部：０容量部の割合、好ましくは７容量部：３
   容量部乃至８容量部：２容量部の割合で混合してなる有
   機溶媒である特許請求の範囲第（１）項記載のパルプの
   製造方法。
4. （４）蒸解を１５０℃〜２００℃、好ましくは１７５℃
   〜１８５℃で行う特許請求の範囲第（１）項記載のパル
   プの製造方法。
5. （５）未使用の新しい蒸解液を蒸解温度下に注入する特
   許請求の範囲第（１）項記載のパルプの製造方法。