JP6522274B2 - 溶解クラフトパルプの製造方法。 - Google Patents
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水熱処理工程
本発明ではクラフト蒸解を行う前の前処理として、チップに対して水熱処理を行って、木材チップ中のヘミセルロース分を水溶性の糖に分解して、除去する。前処理としての水熱処理(前加水分解)は、木材チップを高温の水で処理することによって実施される。添加する水は、熱水でも水蒸気の状態でもよい。加水分解の進行によって有機酸等が生成するので、処理液のpHは2〜5となるのが一般的である。
[式中、Tはある時点の絶対温度を表す]
本発明における水熱処理は、Pファクター(Pf)が350〜900となる範囲で行うことが好ましく、500〜800がさらに好ましい。Pfが350未満であれば、ヘミセルロースの除去が不十分となり、ヘミセルロースを除去したことによる脱リグニン性の向上効果も少なくなる。また、Pfが900を超えると、加水分解が過剰となりα−セルロース分が減少してパルプ収率の低下を招くとともに、リグニンの縮合により、後に続くクラフト蒸解工程における蒸解性の悪化を招いてしまう。
次いで、前加水分解処理後の木材チップは、前加水分解液を除去し、チップを十分に水で洗浄して回収する。不十分な洗浄では、後続の蒸解工程において悪影響が生じる場合がある。
洗浄後のチップは、蒸解液と共に蒸解釜へ投入され、一般的な条件でクラフト蒸解に供する。また、MCC、EMCC、ITC、Lo−solidなどの修正クラフト法の蒸解に供しても良い。また、1ベッセル液相型、1ベッセル気相/液相型、2ベッセル液相/気相型、2ベッセル液相型などの蒸解型式なども特に限定はない。好ましくは、蒸解を終えた未晒パルプは蒸解液を抽出後、ディフュージョンウォッシャーなどの洗浄装置で洗浄する。洗浄後の未晒パルプのカッパー価は、針葉樹の場合、10〜22にすることが好ましく、12〜20としてもよい。広葉樹の場合、5〜20にすることが好ましく、6〜16としてもよい。
[式中、Tはある時点の絶対温度を表す]
本発明においては、蒸解後得られた未漂白パルプは、必要に応じて、種々の処理に供することができる。
本発明においては、クラフト蒸解で得られたパルプに酸素脱リグニン処理を行う。本発明に使用される酸素脱リグニンは、公知の中濃度法あるいは高濃度法を好適に適用できる。中濃度法の場合はパルプ濃度が8〜15質量%、高濃度法の場合は20〜35質量%で行われることが好ましい。酸素脱リグニンにおけるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用することができ、酸素ガスとしては、深冷分離法からの酸素、PSA(Pressure Swing Adsorption)からの酸素、VSA(Vacuum Swing Adsorption)からの酸素等が使用できる。
本発明においては、酸素脱リグニン処理したパルプを漂白するが、漂白工程において酸処理段を設ける。上述したように、溶解クラフトパルプの灰分が多い場合、パルプの品質に影響を与える。そこで本発明では、比較的温和な条件でパルプを酸処理し、パルプに含まれる灰分を除去する。本発明において酸処理は、パルプ濃度0.5〜15質量%、pH2.5〜5.5、温度20〜80℃、処理時間10〜120分の条件で行うことが好ましい。使用する酸としては、硫酸、塩酸、硝酸、亜硫酸、亜硝酸や、二酸化塩素発生装置の残留酸などの鉱酸が挙げられ、好適には硫酸である。
[実施例1]
ラジアータパインの木材チップを、篩い分け器(ジャイロシフター)を使用して篩い分けし、サイズが9.5〜25.4mmの木材チップを得た。
回転型オートクレーブを用い、この木材チップに液比3.2(L/kg)となるように水を加え、温度170℃にて30分間、Pファクター=550で水熱処理(前加水分解)を行った。
前加水分解終了後、チップと前加水分解液とを300メッシュ濾布で分離し、チップの15倍量の60℃温水で30秒間手もみ洗浄を行った。
続いて、再び回転型オートクレーブを用い、150℃、85分間、クラフト蒸解薬液の浸透を行った後、蒸解温度158℃で210分間、H−ファクター(Hf)=1500で蒸解を行った。薬液は、活性アルカリ添加率(AA)16.5%で、活性アルカリ105g/L(Na2O換算値)、NaOH75.6g/L(Na2O換算値)、Na2S29.4g/L(Na2O換算値)、硫化度28%の組成で、木材チップと蒸解薬液との液比は3.2(L/kg)とした。
蒸解終了後、得られた未漂白パルプについて酸素脱リグニン処理を行い、続いて、二酸化塩素処理(D1)−アルカリ抽出/過酸化水素処理(Ep)−二酸化塩素処理(D2)−酸処理(A)を行って漂白溶解クラフトパルプを得た。処理条件は以下の通りであり、薬品の添加量は対絶乾パルプ重量に対するものである。
・酸素脱リグニン処理:パルプ濃度10質量%、酸素添加量3.5質量%、水酸化ナトリウム添加量3.0%、酸化マグネシウム添加量0.04%、温度98℃、60分間
・二酸化塩素処理(D1):パルプ濃度10質量%、二酸化塩素添加量1.2質量%、温度55℃、60分間
・アルカリ抽出/過酸化水素処理(Ep):パルプ濃度10質量%、水酸化ナトリウム添加量0.93質量%、過酸化水素添加量1.03質量%、温度70℃、90分間
・二酸化塩素処理(D2):パルプ濃度10質量%、二酸化塩素添加量0.66質量%、温度75℃、240分間
・酸処理(A):パルプ濃度3質量%、pH5.0(8N硫酸により調整)、温度40℃、30分間
・灰分:105℃恒温乾燥器で絶乾にしたパルプを15〜25gを精秤し、525℃電気炉にて2時間燃焼、分解し、灰化させた。電気炉に入れる前のパルプの絶乾重量に対する得られた灰の割合を灰分とした。
・粘度:ISO5351に従って測定した。
・白色度:JIS P 8209に従って手抄きシートを作製し、JIS P 8148:2001に準じてISO白色度を測定した。
酸処理(A)のpHを4.0(8N硫酸により調整)とした以外は、実施例1と同様にして、漂白溶解クラフトパルプを製造した。得られた酸処理前後の漂白溶解クラフトパルプの灰分、及び酸処理後の漂白溶解クラフトパルプ白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
酸処理(A)のpHを3.0(8N硫酸により調整)とした以外は、実施例1と同様にして、漂白溶解クラフトパルプを製造した。得られた酸処理前後の漂白溶解クラフトパルプの灰分、及び酸処理後の漂白溶解クラフトパルプ白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
酸処理(A)のpHを7.2とした以外は、実施例1と同様にして、漂白溶解クラフトパルプを製造した。得られた酸処理前後の漂白溶解クラフトパルプの灰分、及び酸処理後の漂白溶解クラフトパルプ白色度、粘度を以下の方法にて測定し、結果を表1に示した。
Claims (3)
- (a)針葉樹材を含む木材チップに、木材チップと水の液比が1.0〜5.0L/kgとなるように水を添加し、下式:
Pファクター=∫exp(40.48−15106/T)dt
[式中、Tは、水熱処理のある時点における絶対温度である]
で表される水熱処理のPファクターが350〜900となるように温度150〜180℃で15〜400分間、耐圧性容器において水熱処理して木材チップに含まれるヘミセルロースを加水分解する工程、
(b)処理後の木材チップを洗浄して木材チップを回収する工程、
(c)回収した木材チップを、120〜180℃にて60分以上240分以下、耐圧性容器において木材チップと薬液の液比を1.0〜4.5L/kgとしてクラフト蒸解してパルプを製造する工程、
(d)クラフト蒸解したパルプに酸素脱リグニン処理を施す工程、
(e)酸素脱リグニン処理後のパルプを漂白する工程、
を含む、溶解クラフトパルプの製造方法であって、前記酸素脱リグニン処理後のパルプを漂白する工程において、酸処理段を設け、当該酸処理段は過酸化物を添加しないことを特徴とする溶解クラフトパルプの製造方法。 - 前記酸処理段をpH2.5〜5.5、温度20〜80℃、処理時間10〜120分の条件で行う、請求項1に記載の方法。
- 針葉樹材がカラマツ属及び/またはマツ属である請求項1〜2のいずれかに記載の方法。
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