JPS62275B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルロースを含む水性パルプを処理す
る方法に関する。

本発明の目的はセルロースを含むパルプを処理
する方法に関する指示事項を提供することにあ
り、具体的には処理で用いられる各作用剤を有効
に利用することができ、またパルプが色摂する応
用の分野とは無関係に、仕上処理パルプの諸強度
性間に最適の相互関係が与えられる。

本発明の目的を達成する方法は、パルプを粒子
の大きさ（せんいの長さ）によつて２以上の部分
に分別し、さらにその１以上の部分をオゾンで処
理することを特徴とする方法である。本発明の別
の特徴は、少くとも１のオゾン処理部分を他の１
以上のオゾン処理部分および未処理部分または両
者のいづれかと会合することによつて、仕上処理
パルプを製造することにある。

かゝる方法によつて仕上処理パルプが得られる
が、この仕上処理パルプの場合、紙の製造に際
し、その紙の引裂強さと引張強さをそれぞれ高い
値で最適に組合わせることができる。本発明によ
る方法に基づけば、オゾンをさらに有効に利用す
ることができるため、別々の各部分を処理する場
合の全オゾン消費量は、パルプ全体を同時にオゾ
ンで処理した場合より少ない。この理由は、各部
分が細かい粒子で成立つている場合、パルプ全体
では合計表面の非常に大きな部分に相当するた
め、品質改良の点から見ると、パルプの粒子の細
かい部分と粗らい部分両方を共にオゾン処理する
場合にくらべ、消費するオゾンの量が、通常、必
要量よりはるかに多量である事実のためである。

本発明による方法の更に別の特徴は、各部分が
オゾン処理に先だつてそれらの濃度を変えられる
ため、粒子の粗らい部分が液体の分離によつて濃
化されてから、固体含量が比較的高い状態でオゾ
ンにより処理される点にある。粒子の粗らい部分
から分離された液体は、事実上、粒子の細かい部
分に添加されるため、粒子の細かい部分は非常に
希釈された状態で処理される。

好ましくは、オゾンで処理すべき部分あるいは
各部分が、各部分が、各種大きさのパルプ粒子を
分離するため、多数のスクリーンを用いて分類す
るとよい。この場合、不合格物はオゾン処理して
から、さらに離解をうけさせてのち、各スクリー
ンに戻すことによつて、再選別を行なう。

チツプ含量の大きい木材パルプに選別をうけさ
す目的は、その木材パルプから大きいチツプ粒子
を分離することにある。というのは、例えば抄紙
機の場合、チツプ粒子が大きいとパルプとしては
不適当であるため、爾後を行なうべきでないから
である。これらのより大きい粒子にオゾン処理を
うけさせてから、それらをより小さい粒子に分類
しかつ各スクリーンに戻すことによつて再選別を
行なえば、不合格物をより一層有効に利用するこ
とができる。またオゾン処理法は、従来のストレ
ーナや選別設備に容易に適合することができるた
め、その中でセルロースを含むパルプの不合格物
の処理を行なう。

オゾン処理されている不合格のパルプを離解す
ることはより容易であるため、発明による方法
を、例えば従来のストレーナ設備に用いれば、離
解工程の負荷を軽減することにも寄与する。

選別設備やストレーナ設備の場合、本発明の根
底にある問題を解決するには、最も粒子の粗らい
不合格物から成る第１の部分にオゾン処理をうけ
させてから、１番目のジスインテグレータで離解
をうけさせてのち、その第１の部分を選別各段階
とは異なる段階スクリーンに供給することであ
り、さらに最も粒子の粗らい選別段階からの不合
格物から成る第２の部分を２番目のジスインテグ
レータに供給してのち、その第２の離解部分を段
階スクリーンに供給し、該段階スクリーンからの
合格物を１以上の他のストレーナ段階に供給する
ことにより更に選別を行つてから、その不合格物
を２番目のジスインテグレータに戻すことであ
る。

本発明による方法は従来の選別設備に容易に適
合することができる。その際、比較的小規模の改
造のほかは何等設備に手を加える必要がない。

理解さるべきことは、パルプのオゾン処理に関
連して、脱水作業と毛羽解砕作業も行なわれるこ
とである。これらの作業は、パルプのオゾン処理
をうけさせる前、実施する。オゾン処理につい
で、パルプはスラリー段階、すなわち、あくじる
と水をオゾン処理パルプに添加する段階、に進ん
で行く。

せんいの粗らいパルプのオゾン処理は普通高い
濃度、つまり固体含量約30〜50％、の時行われ
る。また、水性パルプを粒子の粗らい１以上の部
分に分割すると、これら各部分の脱水が容易にな
るため、懸濁しているパルプの脱水は懸濁してい
る粒子（せんい）が粗らければ粗らいほどそれだ
け容易である。そのため、セルロースを含む高収
率パルプの場合、本発明によれば、各部分の細か
い物質の含量が低ければ脱水時間を十分削減する
ことができる。かゝる事実の必然的な結果とし
て、パルプ懸濁液の濃度を高めてからオゾン処理
を行なえば、電力が直接的に節約される。

次に、セルロースを含む高収率パルプとも言う
機械パルプの処理に関して、発明の説明を行な
う。しかし、理解さるべきことは、発明による方
法が、セルロースを含むパルプ一般に関しても応
用できることであり、またこのセルロースを含む
パルプ一般には、機械パルプのほか、化学機械パ
ルプ（半化学パルプ）と化学パルプ（亜硫酸また
は硫酸セルロース）が含まれる場合があることで
ある。

さて図面を参照して説明するに、本発明による
方法に基づく第１の実施例の工程系統図である第
１図において、１に示すのは摩砕装置またはリフ
アイナである。この装置は、短木もしくはチツプ
のような原料を加工して摩砕パルプや精砕パルプ
にする。これらのパルプは共通に、機械パルプか
セルロース含有高収率パルプと呼ぶことができ
る。

装置１から、精砂機械パルプは分別装置２に搬
送される。分別装置２でパルプは粒子の粗らい部
分と細かい部分とに分離される。粒子の粗らい部
分は脱水兼圧搾装置３に供給される。また粒子の
細かい部分は１部第１のオゾン発生器４に、さら
に１部混合容器５に、送られる。３′で示してあ
るように、脱水兼圧搾装置からのもどり水は、粒
子の細かい部分の１部と一緒にオゾン発生器４に
もたらされる。このオゾン発生器の中で、粒子の
細かい部分は、固体含量約0.1〜0.5％にまで希釈
される。脱水兼圧搾装置３からのもどり水の１部
が混合容器５に送られる。そのことは、これが、
破線６で表わしてある通りである。破線４′で示
されているように、分別装置２からの粒子の細ら
い未処理部分を直接混合容器５に通じることもで
きる。固体含量が約35〜50％である場合、粒子の
粗らい部分は、脱水兼圧搾装置３からフラツフア
ークへ送られる。そこで軽くふわふわした状態の
濃度にされてから、粒子の粗らい部分は、脱水兼
圧搾装置３を去る時とほぼ同じ固体含量を有する
状態で第２のオゾン発生器８に送られる。

オゾン発生器８でのオゾン処理が終つてから、
処理された粒子の粗らい部分は、混合容器５に直
接に送られるか、再摩砕装置９、例えばリフアイ
ナ、に送られるか、両者のどちらかの経路によつ
て送られる。混合容器に直接送られる場合は、こ
のことが破線９′で示してある通りであり、また
再摩砕装置に送られる場合は、その中で、前の処
理が終つてパルプに内部摩擦による破砕をうけさ
せる。

希望するなら、オゾン処理を終つた粒子の粗い
部分の一部を装置９の中で再摩砕することもで
き、残りの部分は直接混合容器５に送られる。

かゝる粒子の粗らい部分の配分は、最終パルプ
か、そのパルプを使用すべき紙製品、の品質如何
によつて異なる。

混合容器５の中で、別々に処理された粒子の細
かい部分と粒子の粗らい部分を会合する。仕上げ
の処理と混合をうけたパルプは以後、次に設置さ
れる、ここには図示されていない装置に送られ、
加工されて板紙や厚紙製品、などになる。

セルロースを含む高収率パルプ、すなわち機械
パルプとある程度は化学機械パルプも含めて、の
場合、オゾン処理から得られる最も顕著な成果は
主として強度の増加であるが、これら種類のパル
プの範囲内で、特に葉木で造るパルプに関し、白
色度の増加、すなわち漂白、も得られている。

オゾンを用いて処理されるセルロースを含む高
収率パルプは主として、化学パルプの代用品とし
て用いられ、各種の紙品質が得られる。

しかし、理解されるべきことは、説明した方法
が、化学パルプ、すなわち亜硫酸あるいは硫酸セ
ルロース、の処理にも使用できるということであ
る。

セルロースを含む高収率パルプの、特に機械パ
ルプの、諸強度性質の特徴は第１には、せんい部
分が長いこと、いわゆるＬ係数、と第２には、中
間部分の比表面（全表面１単位重量）、いわゆる
Ｓ係数、とに由来する。中間部分とは、前記の場
合、パルプのせんいの長さが一様である部分を意
味する。Ｌ係数はパルプのせんいの長さの配分に
関する標準を示すものと言うことができるのに対
して、Ｓ係数はせんいの形状に関する標準を示す
ものである。引裂強さは主として、Ｌ係数によつ
て左右され、またＬ係数とともに、すなわちせん
いの長い部分の増加とともに、増加する。しか
し、引張強さ、破裂強さ、および湿潤強さのよう
ないわゆる緊張品質は主としてＳ係数に左右され
たり、部分的にＳ係数に比例したりする。

摩砕したりすることでせんいを機械に曝露する
と、必然的にせんいの１部を切断することになる
ため、１種類の同じパルプで、引裂強さと引張強
さを両方共高い値にすることはできない。しか
し、普通の摩砕工程の場合にくらべると、デイス
クリフアイナや殊にプレツシヤリフアイナによれ
ば、木材パルプの引裂強さと引張強さの間に好ま
しい相互関係が得られる。

セルロースを含む高収率パルプをオゾン処理す
る場合、オゾン処理前パルプの粒子が粗らければ
粗らいほど、得られる引裂強さの増加はより大き
くなる。換言すれば、引裂強さはパルプのいわゆ
る「ろ水度」（脱水性）にしたがつて増加する。
他方、粒子の粗らいパルプは表面が粗らくなるの
で、例えば新聞や雑誌に使用される紙の製造には
適さない。かゝる製品の場合、パルプに一定の、
粒子がより細かい、部分を含めることにより、紙
製品の表面を平滑にしなくてはならない。

第１図の実施例に関して説明したように、セル
ロースを含むパルプを粒子の大きさによつて２以
上の部分に分離してから、各部分をどちらかにつ
いても個別処理を行なう本発明の場合、最終的な
仕上処理パルプの引張強さと引裂強さとの間に
は、非常に好ましい相互関係が得られる。引裂強
さと引張強さをそれぞれ高い値で組合せることを
特徴とするより最適な強度はさておき、本発明に
よる方法によると、オゾン利用がさらに可成一層
効果的に行なわれるため、全オゾン消費量は、パ
ルプ全体を―同じ性質を得るため―前述した分別
を行なうことなしにオゾンで処理した場合よりも
低い。従来のオゾン処理でオゾン消費量がより大
きい理由は、材料の細かい部分がパルプの全表面
の非常に大きな部分を占めているため、粒子の細
かい部分や粗らい部分をオゾンで別々に処理する
場合にくらべて必要なよりはるかに多量のオゾン
を消費するためである。

精砕パルプを粒子の大きさによつて２以上の部
分に分別すると必然的に、粒子の粗らい部分ある
いは各部分の脱水および圧搾が容易になる利点が
あるため、懸濁している粒子やせんいが粗らけれ
ば粗らいほど、パルプ懸濁液の脱水はそれだけ簡
単である。このように、セルロースを含む高収率
パルプに関しては脱水時間を十分に削減すること
ができる。すなわち、脱水兼圧搾装置３の中の居
留時間が最小値に削減される。

パルプの品質に関しては、粒子の粗らい部分と
細かい部分の双方をオゾンで処理することが必要
であるが、粒子の細かい部分を非常に低い濃度で
処理すると、結果的に電力が正味で節約できるこ
とになり、また粒子の細かい部分の低い濃度が塩
基性パルプの水衡の範囲内で構成される。パルプ
全体のオゾン処理を低い濃度で行なわない理由
は、反応過程を良くするには、個々の粒子が完全
に水相で相互に分離されねばならず、また水相に
添加されるオゾンを任意に利用できなければなら
ないからである。非分別パルプに関する場合、こ
のことは0.1％程度の濃度、すなわち乾燥パルプ
毎キログラム当り水１トンを意味する。かゝる事
実のため大きな空間を必要とし、また、電力を消
費する輸送装置には非常に不適当である。

オゾンによる処理で強度の増加が得られるの
は、個々のせんいの表面反応のためであるから、
この接触表面をできるだけ大きくすることによつ
て、オゾンをできるだけ利用できるようにするこ
とが望ましい。膨潤薬を添加すれば、これができ
る。なお、いくつかの種類のリグニンに関して
は、小量のあくじる（NaOH）を加えると、３倍
の体積増加が得られている。各種のパルプ部分が
オゾン発生器４と８の中に居留している時、それ
らのパルプ部分にこの薬品を添加する。表面がで
きるだけオゾンを利用できるようにするには、分
散剤を用いることによつて、各分子の液面での分
布を最も好ましい状態にすることができる。分散
剤の添加を行なうのは粒子の細かい部分のオゾン
処理中であることが好ましい。それは、このこと
がオゾン発生器４によつて示されている通りであ
る。望ましい場合は、表面活性剤か溶剤をパルプ
各部分に添加することができる。

工程を純粋に経済的に見れば、粒子の粗らい部
分だけをオゾンで処理することが最も好ましい。
多層紙、厚紙、あるいは板紙のような大多数の最
終製品に関しては、各種のパルプ小部分や部分
を、例えば３つの平行な層、に分離しておけば、
このことを行なうことができるので有利である。
この場合、２つの外側の層に粒子の細かい材料か
らなる部分を用いれば光学上および印刷上の性質
がよくなるので好ましいのに対して、中間層に粒
子の粗らい部分を用いると、仕上紙製品の強さが
適度になる。

粒子の粗らい部分だけのオゾン処理を説明する
工程系統図が第２図に示してある。この場合、オ
ゾン発生器４は省略してある。分別装置２からの
粒子の細かい部分は混合容器５に直接送られ、そ
こでオゾン処理されたり再精砕されたりした粒子
の粗らい部分と会合する。望ましい場合、再摩砕
装置９からのパルプは段階スクリーンや再リフア
イナに搬送することができる。

第３図には、本発明に基づく方法の別の実施例
の工程系統図が示したある。この場合も、第１図
に関して説明したのと同じブロツクを用いてあ
る。第３図の工程系統図が第１図の線図と異なる
点は、オゾン発生器４と混合容器５ととの間に別
の混合容器１０が挿入してあることである。この
混合容器１０に対して、部分的に既処理であつた
り未処理であつたりする粒子の細かい部分のパル
プが、他のパルプ懸濁液、例えば未処理の機械パ
ルプ、セルロース、など、と一緒に搬送される。
それは、このことが線１１で示してある通りであ
る。混合容器１０からの既処理と未処理の粒子の
細かい部分と未処理のセルロースを含む任意のパ
ルプとの混合物は、混合容器５の中のオゾン処理
された粒子の粗らい部分と会合する。この際、粒
子の粗らい部分は、オゾン発生器８から直接か、
再摩砕装置９を経由したか、両者のどちらの経路
で、供給される。

第３図による方法で別の混合容器１０を使用す
る理由は、線４′を経て供給される未処理の粒子
の細かい材料は結合性が弱いため、実質上粒子の
粗らい部分から成つている非常に結合力の強いせ
んいの中立化に寄与するためである。換言すれ
ば、粒子の細かい材料は、結合力の強いせんいを
「焼きつける」傾向がある。第３図による工程系
統図において、この状態の改善を努めた点は、オ
ゾンで処理されるべきパルプの部分から線４′を
経て除去された粒子の細かい部分の１部を線１１
で示されているような別のセルロースを含むパル
プと混合し、さらに混合容器１０の中でその別の
セルロースを含むパルプとの十分な混合を行なつ
てからはじめて前に述べた１部をオゾン既処理の
流子の細かい材料と一緒に、混合容器５の中にあ
るオゾン既処理の粒子の粗らい部分に添加する点
である。かゝる方法により、粒子の細かい材料
の、粒子の粗らい部分を混合すべきパルプに関す
る、濃度を十分に削減できるため、結合力の強い
オゾン処理せんいが焼きつく可能性を削減するこ
とができる。

第４図には、第１図に関して論じた際と同じブ
ロツクを含む工程系統図の形式で、本発明のさら
に別の実施例が示してある。第４図による線図が
第１図による線図と異なる点は、第１図の場合の
破線４′と６が述去されているのに対して、オゾ
ン発生器８と４との間に、オゾン発生器８の中に
ある濃度が高く粒子の粗らいパルプをオゾン処理
した結果生じる有機化合物を伝達するための輸送
通路１２を示してあることである。これらの有機
化合物は大底の場合表面活性剤であるため、オゾ
ン発生器の中でのオゾンと濃度が低く粒子の細か
い部分間の反応速度の増加に寄与する。

オゾン処理パルプの諸性質を更に改善するた
め、オゾン処理前後の適切な段階で、パルプに適
当な薬品を添加することができる。

紙パルプ業界におけるパルプのオゾン処理に関
する通常の方法と比較する場合、発明による方法
の必然の結果として、必要なオゾンの量が３分の
１にまで減少される。この事実は、運営経費を削
減することのほか、資本経費を十分に削減するこ
とにも関係する。そのほか、この方法によれば、
最適な強度性質を示すパルプ製品が得られるし、
また個々の処理段階は通過がより容易であり、か
つ通過の際の電力消費は最小限である。このこと
が言えるのは、パルプ部分の脱水工程の粒子がよ
り粗らいからだけではなく、オゾン処理パルプが
未処理パルプより離解が一層容易であるからであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による方法に基づく第１の実
施例の工程系統図、第２図は、第１図に示してあ
る実施例の変形の工程系統図、第３図は、本発明
の別の実施例の工程系統図、第４図は、本発明に
基づくさらに別の実施例の工程系統図である。 １……摩砕装置、２……分別装置、３……脱水
兼圧搾装置、５，１０……混合装置、８……オゾ
ン発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルプを粒子の大きさ（せんいの長さ）によ
   つて２以上の部分に分割し、かつその１以上の部
   分をオゾンで処理するセルロースを含む水性パル
   プの処理方法において、各部分の濃度をオゾン処
   理の前に変え、粒子の粗い部分を液体の分離によ
   つて濃化しかつ固体含量が比較的高い状態でオゾ
   ンにより処理し、粒子の粗い部分から分離した液
   体を粒子の細かい部分に添加し、粒子の細い部分
   を非常に希釈な状態でオゾン処理し、上記のよう
   にオゾン処理された部分に会合して仕上処理パル
   プを造ることを特徴とする方法。 ２ 粒子の細かいパルプ部分をオゾンで処理して
   から、まだオゾン処理が終つていない粒子の細か
   い部分と混合すること、およびその混合物をオゾ
   ン処理が終つている粒子の粗い部分と会合するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 粒子の粗い各部分のオゾン処理中に放出され
   る有機各化合物を粒子の細かい各部分と会合し、
   会合の時期がその粒子の細かい部分のオゾンによ
   る処理の前かその最中であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 粗い粒子を含みかつ固体含量が高い１以上の
   部分にアルカリ性の環境における離解をうけさせ
   る時期を、該部分のオゾン処理後でしかも他の各
   部分との混合前とすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ５ オゾンによる処理の前またその最中に分散
   剤、表面活性剤、あるいは溶剤を粒子の細かい１
   以上の部分に添加することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ６ 各部分を別々の紙匹に合わせて地合構成し、
   該紙匹を仕上げ処理パルプ紙匹に合わせて重ね合
   わせることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ７ 各部分の粒子の細かい材料部分を有する紙匹
   と粒子の粗らい部分を有する紙匹とに地合構成す
   ること、および各紙匹を粒子の粗らい部分を中間
   層とすることにより、重ね合わせることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の方法。