JPS63282388A

JPS63282388A - 段ボール原紙の製造方法及びその方法によって製造された段ボール原紙

Info

Publication number: JPS63282388A
Application number: JP63041815A
Authority: JP
Inventors: フランク・ピー・ローリー
Original assignee: Westvaco Corp
Current assignee: Westvaco Corp
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1988-11-18
Also published as: NO880773L; SE8800610L; CA1289305C; NO880773D0; SE8800610D0; FI880870A0; FI880870A

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）この発明は酸素及びアルカリ処理により高収率化学木材
パルプの強度特性と精製性を高めるための方法に関する
。このようにパルプの特性を高めることで段ボール原紙
の製造に利点がもたらされる。

（従来技術）カッパ価・が約６０〜約１２０のリグニンを含有する硫
酸塩パルプは、無漂白の段ボール原紙を製造する場合に
一般に使用されている。この方法で製造された段ボール
原紙パルプは比較的高い収率（５５〜６０％）で良好な
強度特性のものが得られる。パルプ化の後に回収される
繊維を洗浄して乾燥させた後の重量は一般に蒸解プロセ
スに供された乾燥リグノセルロースの重量に対する重量
パーセントで表される。このようなパーセンテージが“
収率”と呼ばれるのである。リグノセルロース材料のロ
スによる収率の減少はいかなる場合であっても紙製造に
望ましくない。段ボール原紙の重要な強度特性としては
破裂強度と沿層方向（ｅｄａｅｗｉｓｅ）の圧縮強度と
の二つがある。所望の破裂強度と圧縮強度とを得るため
に段ボール原紙の形成前にパルプの精製が行なわれる。

精製作用によりパルプｌｉＭが小りｌ雑化されて潰され
、このようなパルプｌＩ雑によってより結合強度が優れ
かつ密な段ボール原紙が形成できる。段ボール原紙の密
度は破裂強度及び圧縮強度の高低に著しい相関を有して
いる。しかしながら、パルプは過度に厳密に精製するこ
とはできない。その理由は過度の厳密なＷｉ製によって
段ボール原紙製造機への給出がうまくいかなくなり、生
産速度が低下するからである。つまり、段ボール原紙の
密度は精製と製紙機への湿状態押付けの組合わせ条件に
より決定される。

パルプの酸素とアルカリによる脱リグニン化が市場にお
いて受容されているプロセスであることは一般によく知
られている。このようなプロセスは塩素含有化学薬品で
最終漂白を行う前の予漂白段階として、低収率の化学パ
ルプに一般に適用されている。その場合、パルプのカッ
パ価は通常３０〜３５の範囲から１５〜２０の範囲まで
減少しており、これはリグニン成分の４０〜４５％の減
少を意味している。

クレツペ等（にｊｅｔ）Ｉ）ｅ　ｅｔ　ａｌ、）は“高
収率パルプの酸素及びアルカリによる脱リグニン化”（
Ｄｅｌｉｇｎｉｆｙｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｙｉｅｌｄ　ｐ
ｕｌｐｓ　ｗｉｔｈ　ｏｘｉｇｅｎａｎｄ　ａｌｋａｌ
ｉ）　　（１９８５年刊ＴＡＰＰＩ第６８巻第７号第７
１頁）において１４０〜１５０の範囲のカッパ価を有す
る硫酸塩パルプを酸素及びアルカリにより脱リグニン化
し、１１０のカッパ価を有するパルプを：ｌｉ製できる
ことが示されている。しかしながら、こ我らの両者の処
理においては、酸素、アルカリ及びパルプは、パルプか
らのリグニンの除去に最適とされた温度（１０５°Ｃ）
及び圧力（０，５ｍＰａ、４．ＯＫｌ／ｃｉ　（５８ｐ
ｓｉｏ　）　）下で反応されている。高収率ソーダパル
プの脱リグニン化率と強度レベルは酸素及びアルカリ処
理の間の温度に著しく影響される。このため１００″Ｃ
を越える温度での反応では脱リグニン化率の範囲が増加
し、木材炭水化物の酸化分解が促進される。

以上のように処理に比較的厳密な条件が有ることから、
パルプはマグネシウム塩（オーブン乾燥パルプ基準で０
．０５〜０，１５％）で処理することで炭水化物の分解
に対し安定化されている。これらの塩は、パルプの炭水
化物留分に関連する収率ロスを減少させるが、さらなる
脱リグニン化を可能とする。

（発明の目的）本発明は高強度の段ボール原紙を製造するための工業的
な方法を提供し、かつその！ｌｌ造に必要な精製エネル
ギーを減少さゼることを目的とする。

（発明の概要）本発明は上記目的を達成しつる改良された段ボール原紙
の製造方法を提供するもので、本方法は高収率硫酸塩パ
ルプに存在する残留リグニンをパルプ収率を減少させる
ことなく化学的に変化させる手段として酸素とアルカリ
を利用するもものである。本発明に採用されている処理
条件は従来の酸素及びアルカリによる脱リグニン化に採
用されていた条件よりも厳密ではなく（好ましくは７４
’Ｃ，０，１３ｍＰａ及び　１．０５　幻／ｃｉ　（１
５１）ｓｉ（１）　）、リグニン及び炭水化物のロスを
最小限とすることができる。

（実施例）高強度段ボール原紙（クラフトライナーボード）はクラ
フトパルプ（硫酸塩パルプ化により得られたパルプ）を
温和酸素及び温和アルカリで処理することによって得ら
れることがわかっている。アルカリ蒸解液中で蒸解され
た木材パルプから得られる高収率パルプ（収率５５％〜
６０％）を酸素及びアルカリで処理すると、従来の段ボ
ール原紙に比べ高密度かつ高強度の段ボール原紙が得ら
れる。酸素及びアルカリで処理したパルプは精製した場
合に、所定のウィリアムス・スローネス（Ｗｉｌｌａｍ
ｓ　Ｓｌｏｗｎｅｓｓ）及び所定の強度レベルに達する
までの時間が未処理のものに比べて速い。このことは、
このような処理を加えたパルプは従来のパルプに比べ精
製が容易であることを示すものである。ここにウィリア
ムス・スロー゛ネスとは１Ｍの水が３ｇのパルプを通過
するのに要する時間（秒）をいう。酸素及びアルカリに
よる処理はパルプを中濃度（８％〜２０％、望ましくは
１２％）に設定した上で、従来の酸素による脱リグニン
化の条件よりも低い温度かつ低い圧力下で行なわれる。

このようにして得られたパルプを段ボール原紙用に使用
した場合、得られた段ボール原紙の強度特性（破裂強度
、密度、圧縮強度）は同一カッパ価の従来のクラフトパ
ルプを使用して得た段ボール原紙の特性に比べて著しく
高い。この方法は高収率クラフトパルプ内に存在する残
余リグニンを変性させるもので、従来の酸素及びアルカ
リによる処理法のようにリグニンを溶解させることによ
ってパルプの収率を実質的に減するものとは異なる。　
以下、実験結果に基づいて詳細に説明する。なお、この
実験結果は実験室及び工場で得られた段ボール原紙用の
パルプを酸素及びアルカリで処理したものについての結
果である。

対照試料Ａこのパルプはサザンパイン（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｐｉｎ
ｅ）を原料として工場で生産されたクラフトパルプであ
り、そのカッパ価は９６．５であった。このパルプを実
験室において水洗し、カッパ価を８７．１まで下げた。

そして、バレービータ（Ｖａｌｌｅｙ　ａｅａｔｅｒ）
で叩解し、ウィリアムス・スローネス値の異なる種々の
パルプを調製し、これらのパルプを使用して試験用のハ
ンドシートを作った。

対照資料Ｂ対照資料Ａで使用したパルプを実験室用の酸素リアクタ
内で酸素の存在下、７８℃で１時間処理した。このパル
プの濃度は１２％、初期ｐＨは１０．９であった。上記
の処理後、水洗してカッパ価を所定の値に設定した。次
にこのパルプをバレービータで叩解し、ウィリアムス・
スローネス値の異なる種々のパルプをＩＱＩし、これら
のパルプを使用して試験用のハンドシートを作った。

墓且ユ対照試料Ａで用いたパルプを水酸化ナトリウム水溶液及
び十分な吊の水と混合し、濃度を１２％とした。水酸化
ナトリウムの投入量はパルプの乾燥ｆｆ１ｉに対して１
％とした。このパルプの初期１）１１は１２．１であっ
た。次に、このパルプを酸素リアクタ内で酸素圧１．０
５　Ｋ９／　ｃｉ　（１５１）ＳｉＱ）　、７８℃で１
時間処理した。この処理の後、パルプを水洗してカッパ
価を８１．１に調節した。さらに、このパルプをバレー
ビータで叩解し、ウィリアムス・スローネス値の異なる
種々のパルプをＷＪ製し、これらのパルプを使用して試
験用のハンドシートを作った。このパルプの最終的なｐ
ｔｌは１０．３であった。

１肛ユ対照試料Ａで用いたパルプを水酸化ナトリウム水溶液及
び十分な蚤の水と混合し、濃度を１２％とした。水酸化
ナトリウムの投入量はパルプの乾燥重量に対して２％と
した。このパルプの初期ｐ町は１２．２であった。次に
、このパルプを酸素リアクタ内で酸素圧１．０５　Ｋ９
／　ｃｍ　（１５ＤｓｉＯ）　、７８℃で１時間処理し
た。この処理の後、パルプを水洗してカッパ価を１７．
１に調節した。さらに、このパルプをバレービータで叩
解し、ウィリアムス・スローネス値の異なる種々のパル
プを調製し、これらのパルプを使用して試験用のハンド
シートを作った。このパルプの最終的なｐＨは１０．９
であった。

試料３対照試料Ａで用いたパルプを水酸化ナトリウム水溶液及
び十分な量の水と混合し、濃度を１２％とした。水酸化
ナトリウムの投入量はパルプの乾燥重量に対して５％と
した。このパルプの初１１ｐＨは１３．０であった。次
に、このパルプを酸素リアクタ内で酸素圧１．０５　Ｋ
ｌ／　ｃｊ　（１５１）Ｓｉｇ）　、７８℃で１時間処
理した。この処理の後、パルプを水洗してカッパ価を６
８．２に調節した。さらに、このパルプをバレービータ
で叩解し、ウィリアムス・スローネス値の異なる種々の
パルプを［１し、これらのパルプを使用して試験用のハ
ンドシートを作った。

上記各試料について、叩解時間、ウィリアムス・スロー
ネス、ハンドシートの密度及びパルプ強度の間の関係を
第１表に示す。

第１表かられかるように、酸素及びアルカリで処理した
パルプにおいては、無叩解く叩解時間０分）の場合のハ
ンドシート密度及び強度特性が未処理のものに比べて向
上する。第１図は叩解時間とウィリアムス・スローネス
との関係を示す。第１図から明らかなように、酸素及び
アルカリによ−る処理をすれば、短時間の叩解によって
パルプを所定のスローネス値にすることができる。この
ことはパルプを所定のスローネス値にするのにエネルギ
ーが少なくて済むことを意味し、産業上有利である。対
照試料Ｂの結果を見ると、向上を示した強度の中には酸
素リアクタ内のパルプに加えられた機械的処理に起因す
るものもある。しかしながら、そのような強度の向上弁
は酸素及びアルカリの添加後に表われたものと比べれば
極めて小さい。

酸素の存在下において、水酸化ナトリウムの投入量を増
加させると、パルプの強度特性が向上し、かつ所定の強
度及びスローネス値を得るための叩解時間が短縮される
。これは第２図、第３図及び第４図かられかることであ
る。そして、このような効果が最も顕著に表われている
のは、アルカリの添加率がパルプの乾燥Ｍ旦に対して５
％の場合である。

また、パルプを酸素及びアルカリで処理すると、パルプ
のカッパ価が減少する。以下の例に示されるように、カ
ッパ価の減少の度合は水酸化ナトリウムの投入の有無に
直接的に関係する。

原料パルプを酸素及びアルカリで処理したパルプと、こ
れと同じ原料パルプを蒸解してそのカッパ価を上記酸素
及びアルカリで処理したパルプのカッパ価に一致させた
パルプとの強度を比較した結果を第２表に示す。使用し
た試料は次の通りである。

対照試料にのパルプはサザンバインを原料として実験室で調製され
たクラフトパルプであり、そのカッパ価は９８．１であ
った。このパルプをバレービータで叩解し、ウィリアム
ス・スローネス値の異なる種々のパルプを調製し、これ
らのパルプを使用して試験用のハンドシートを作った。

江五基旦旦このパルプはサザンバインを原料として実験室で調製さ
れたクラフトパルプであり、そのカッパ価は６８゜６で
あった。このパルプをバレービータで叩解し、ウィリア
ムス・スローネス値の異なる種々のパルプを調製し、こ
れらのパルプを使用して試験用のハンドシートを作った
。

試料４対照試料Ｃで用いたパルプを水酸化ナトリウム水溶液及
び十分な吊の水と混合し、濃度を１２％とした。水酸化
ナトリウムの投入量はパルプの乾燥重石に対して５％と
した。このパルプの初期ｐＨは１３．０であった。次に
、このパルプを酸素リアクタ内で酸素圧１．０５　Ｋ９
／ｃｉ　（１５１）Ｓｉｇ）　、７８℃で１時間処理し
た。この処理の後、パルプを水洗してカッパ価を７５．
５に調節した。さらに、このパルプをバレービータで叩
解し、ウィリアムス・スローネス値の菫なる種々のパル
プを１４製し、これらのパルプを使用して試験用のハン
ドシートを作った。このパルプの最終的なｐＨは１１．
５であった。

第２表から明らかなように、酸素及−びアルカリで処理
したパルプは叩解時間が同一である場合には、他の２つ
のクラフトパルプに比べて圧縮強度、破裂強度、引張り
破壊強度及びハンドシート密度が著しく高い。したがっ
て、酸素及びアルカリで処理してカッパ価を低下させた
場合、硫酸塩パルプ化段階でカッパ価を同程度まで減少
させた場合に比べて強度特性の向上性が高いといえる。

以上、特定の材料及び手順を例に挙げてこの発明を説明
したが、この発明の範囲は上記例に限定されるものでは
なく、目的に合わせて種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に従って、処理されるパルプの叩解時間を調
整することによる段ボール原紙パルプの特性の制御能を
示すグラフで、第１図はパルプの酸素とアルカリとによ
る処理とウィリアムス・スローネスとの関係を様々な叩
解時間に関連して示した図、第２図はパルプの酸素とア
ルカリとによる処理と段ボール原紙の圧縮強度との関係
を様々な叩解時間に関連して示した図、第３図はパルプ
の酸素とアルカリとによる処理と段ボール原紙の破裂強
度との関係を様々な叩解時間に関連して示した図、第４
図はパルプの酸素とアルカリとによる処理と段ボール原
紙の引張り破壊強度との関係を様々な叩解時間に関連し
て示した図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素及びアルカリで処理された化学パルプを使用
した段ボール原紙の製造方法であって、前記パルプを酸
素及びアルカリで処理することによって紙の強度特性及
びパルプの精製性を向上させる段階を有し、前記酸素及
びアルカリによる処理がパルプ中のリグニン及び炭水化
物成分を実質的に減少させない条件下で実施される方法
。
（２）前記化学パルプがアルカリ蒸解液中のリグノセル
ロースの蒸解によって調製される特許請求の範囲第１項
記載の方法。
（３）前記化学パルプが高収率パルプである特許請求の
範囲第２項記載の方法。
（４）前記化学パルプが硫酸塩パルプである特許請求の
範囲第３項記載の方法。
（５）前記高収率パルプのカッパ価が約６０から約１２
０である特許請求の範囲第４項記載の方法。
（６）前記酸素及びアルカリによる処理が約５０℃から
約１００℃の温度範囲下及び最高１０．５ｋｇ／ｃｍ＾
２（１５０ｐｓｉｇ）の圧力下で実施される特許請求の
範囲第５項記載の方法。
（７）酸素との反応が起る前に前記化学パルプ内にアル
カリが投入される特許請求の範囲第６項記載の方法。
（８）アルカリの投入量が前記の化学パルプ乾燥重量に
対して約０．５％から約５％である特許請求の範囲第７
項記載の方法。
（９）前記処理されたパルプのカッパ価が約６８．２か
ら約８１．１である特許請求の範囲第８項記載の方法。
（１０）特許請求の範囲第１項記載の方法によって製造
された段ボール原紙。