JP2002069879A - セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法 - Google Patents
セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法Info
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Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素系薬品を軽減し、かつ従来使用されてい
る漂白法と比較してより効率的な、セルロース質繊維材
料のパルプの、改善された漂白方法を提供し、塩素及び
二酸化塩素の使用を減少させることで、よりクローズド
化された漂白工程を提供する。 【解決手段】 ケミカルパルプを製造する際のセルロー
ス質繊維材料のパルプの漂白方法であって、導入された
パルプを漂白ラインに連続的に供給しそしてオゾンと二
酸化塩素を用いて漂白するに際して、オゾンの添加地点
と二酸化塩素の添加地点との間でパルプの洗浄を行わず
に希釈水を添加してパルプ濃度を低くすることを特徴と
する、セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法。
る漂白法と比較してより効率的な、セルロース質繊維材
料のパルプの、改善された漂白方法を提供し、塩素及び
二酸化塩素の使用を減少させることで、よりクローズド
化された漂白工程を提供する。 【解決手段】 ケミカルパルプを製造する際のセルロー
ス質繊維材料のパルプの漂白方法であって、導入された
パルプを漂白ラインに連続的に供給しそしてオゾンと二
酸化塩素を用いて漂白するに際して、オゾンの添加地点
と二酸化塩素の添加地点との間でパルプの洗浄を行わず
に希釈水を添加してパルプ濃度を低くすることを特徴と
する、セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はケミカルパルプを製造す
る際のセルロース質繊維材料のパルプの漂白方法であっ
て、導入されたパルプを漂白ラインに連続的に供給しそ
してオゾンと二酸化塩素を用いて漂白する、セルロース
質繊維材料のパルプの漂白方法に関する。
る際のセルロース質繊維材料のパルプの漂白方法であっ
て、導入されたパルプを漂白ラインに連続的に供給しそ
してオゾンと二酸化塩素を用いて漂白する、セルロース
質繊維材料のパルプの漂白方法に関する。
【0002】
【従来の技術】塩素は強力な脱リグニン作用と白色度向
上作用をもち、セルロース質繊維材料のパルプ中の着色
構造のほとんどと反応し分解する。しかしながら、塩素
は環境に対して有害であると考えられている塩素化有機
化合物を形成し、さらに、その漂白排水は塩素イオンを
含むため、紙パルプ工場の排水が環境に与える影響に関
心が集まる中、塩素の使用に対する反対が増大しつつあ
る。このため、塩素に代わる、かつ塩素系薬品を軽減す
る薬品による漂白法が求められている。
上作用をもち、セルロース質繊維材料のパルプ中の着色
構造のほとんどと反応し分解する。しかしながら、塩素
は環境に対して有害であると考えられている塩素化有機
化合物を形成し、さらに、その漂白排水は塩素イオンを
含むため、紙パルプ工場の排水が環境に与える影響に関
心が集まる中、塩素の使用に対する反対が増大しつつあ
る。このため、塩素に代わる、かつ塩素系薬品を軽減す
る薬品による漂白法が求められている。
【0003】こういった背景の中、オゾンは塩素を完全
に代替できる公知の薬品としてセルロース質繊維材料の
パルプの漂白方法に関する特許が多く出されている。
に代替できる公知の薬品としてセルロース質繊維材料の
パルプの漂白方法に関する特許が多く出されている。
【0004】オゾン漂白排水は塩素イオンを含まないた
め、洗浄水の再利用が容易で、未晒洗浄工程に交流洗浄
して回収できる。排水の一部は金属イオンの蓄積やカル
シウムスケール防止のため系外に排出しなければならな
いが、毒性レベルはかなり低いか全く見られず、ダイオ
キシンなどの環境問題も起こさない。このことは、オゾ
ンを用いて塩素系薬品を軽減することで漂白工程全体の
毒性レベルが低くなることを示す。
め、洗浄水の再利用が容易で、未晒洗浄工程に交流洗浄
して回収できる。排水の一部は金属イオンの蓄積やカル
シウムスケール防止のため系外に排出しなければならな
いが、毒性レベルはかなり低いか全く見られず、ダイオ
キシンなどの環境問題も起こさない。このことは、オゾ
ンを用いて塩素系薬品を軽減することで漂白工程全体の
毒性レベルが低くなることを示す。
【0005】環境保護の観点から、オゾンは二酸化塩素
より著しくすぐれていることは知られているが、オゾン
は反応性が高くセルロース質繊維の粘度低下が著しいた
め、パルプに対して高い品質、特に、白色度、強度が要
求される場合、二酸化塩素の使用を完全に省略すること
は、現在では困難であるため、オゾン漂白に二酸化塩素
を組み入れる方法は公知の事実である。例えば特開平4-
289288ではパルプを一つの且つ同一の工程において、任
意の順序で、二酸化塩素とオゾンにより漂白し、またそ
の添加地点の間で中間の洗浄を行わない漂白方法が提示
されている。さらに特許番号第2934512号では、二酸化
塩素とオゾンを添加する順番として、二酸化塩素を添加
し次いでオゾンを添加する、と限定している。これは、
オゾン漂白に二酸化塩素を組み入れる場合、オゾン漂白
後に二酸化塩素漂白を行うシーケンス(ZD)か二酸化塩素
漂白後にオゾン漂白を行うシーケンス(DZ)かということ
になるが、オゾンの前に二酸化塩素漂白したパルプはリ
グニンが少なくなり、セルロースへの保護効果が小さい
ので、セルロースはオゾンの攻撃を受けやすい。さら
に、DZのオゾン排水は塩素イオンを含み、回収燃焼出来
ないので、ZDがDZよりも有利であると考えられる。しか
し、これらの例では中間洗浄を有しないことから後ろの
漂白段では前の漂白段の影響を直接的に受けることにな
る。すなわち、ZDの場合後段の二酸化塩素漂白の漂白条
件は前段のオゾン漂白段の漂白条件に左右されることに
なるが、当然のこととして二酸化塩素漂白とオゾン漂白
の最適な漂白条件はそれぞれ異なっており、後段の二酸
化塩素漂白は前段のオゾン漂白の条件に従わざるをえ
ず、最適な条件で二酸化塩素漂白を行うことはできなか
った。
より著しくすぐれていることは知られているが、オゾン
は反応性が高くセルロース質繊維の粘度低下が著しいた
め、パルプに対して高い品質、特に、白色度、強度が要
求される場合、二酸化塩素の使用を完全に省略すること
は、現在では困難であるため、オゾン漂白に二酸化塩素
を組み入れる方法は公知の事実である。例えば特開平4-
289288ではパルプを一つの且つ同一の工程において、任
意の順序で、二酸化塩素とオゾンにより漂白し、またそ
の添加地点の間で中間の洗浄を行わない漂白方法が提示
されている。さらに特許番号第2934512号では、二酸化
塩素とオゾンを添加する順番として、二酸化塩素を添加
し次いでオゾンを添加する、と限定している。これは、
オゾン漂白に二酸化塩素を組み入れる場合、オゾン漂白
後に二酸化塩素漂白を行うシーケンス(ZD)か二酸化塩素
漂白後にオゾン漂白を行うシーケンス(DZ)かということ
になるが、オゾンの前に二酸化塩素漂白したパルプはリ
グニンが少なくなり、セルロースへの保護効果が小さい
ので、セルロースはオゾンの攻撃を受けやすい。さら
に、DZのオゾン排水は塩素イオンを含み、回収燃焼出来
ないので、ZDがDZよりも有利であると考えられる。しか
し、これらの例では中間洗浄を有しないことから後ろの
漂白段では前の漂白段の影響を直接的に受けることにな
る。すなわち、ZDの場合後段の二酸化塩素漂白の漂白条
件は前段のオゾン漂白段の漂白条件に左右されることに
なるが、当然のこととして二酸化塩素漂白とオゾン漂白
の最適な漂白条件はそれぞれ異なっており、後段の二酸
化塩素漂白は前段のオゾン漂白の条件に従わざるをえ
ず、最適な条件で二酸化塩素漂白を行うことはできなか
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、塩素系薬品を軽減し、かつ従来使用されている漂白
法と比較してより効率的な、セルロース質繊維材料のパ
ルプの、改善された漂白方法を提供することにある。
は、塩素系薬品を軽減し、かつ従来使用されている漂白
法と比較してより効率的な、セルロース質繊維材料のパ
ルプの、改善された漂白方法を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、塩素及び二酸化塩素
の使用を減少させることで、よりクローズド化された漂
白工程を提供することにある。
の使用を減少させることで、よりクローズド化された漂
白工程を提供することにある。
【0008】本発明の更に別の目的は、より少ない数の
漂白工程を使用して、市場において一般的な白色度と強
度を有する漂白パルプを得る、セルロース質繊維のパル
プの改善された漂白方法を提供することにある。
漂白工程を使用して、市場において一般的な白色度と強
度を有する漂白パルプを得る、セルロース質繊維のパル
プの改善された漂白方法を提供することにある。
【0009】本発明の更に別の目的は、脱リグニンにお
ける選択性を増大させ、市場において一般的な白色度を
得ることにある。
ける選択性を増大させ、市場において一般的な白色度を
得ることにある。
【0010】本発明の更に別の目的は、漂白工程での操
業性を安定させることにある。
業性を安定させることにある。
【0011】本発明の更に別の目的は、同一漂白工程で
オゾン漂白に引き続き二酸化塩素漂白を行う場合に、後
段の二酸化塩素漂白をより適当な条件で漂白できるよう
にすることである。
オゾン漂白に引き続き二酸化塩素漂白を行う場合に、後
段の二酸化塩素漂白をより適当な条件で漂白できるよう
にすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によればこれらの
目的は、1つのかつ同一の工程において、最初、オゾン
を添加しついで二酸化塩素を添加することにより、オゾ
ンと二酸化塩素とにより漂白する際、オゾンと二酸化塩
素を添加するための前記地点の間で中間の洗浄を行わな
いで、希釈水を添加してパルプ濃度を低くすることを実
質的に特徴とするセルロース質繊維材料のパルプの漂白
方法により達成される。
目的は、1つのかつ同一の工程において、最初、オゾン
を添加しついで二酸化塩素を添加することにより、オゾ
ンと二酸化塩素とにより漂白する際、オゾンと二酸化塩
素を添加するための前記地点の間で中間の洗浄を行わな
いで、希釈水を添加してパルプ濃度を低くすることを実
質的に特徴とするセルロース質繊維材料のパルプの漂白
方法により達成される。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明に用いられるケミカルパ
ルプとしては、ソーダ法、サルファイト法、クラフト法
により製造されたものが挙げられる。また、材料として
は針葉樹、広葉樹の他に、ケナフやワラといったいわゆ
る非木材原料も考えられる。さらにクラフト法について
は修正法として、MCC、EMCC、ITC、Lo-solid法等が知ら
れているが、それらの方法に限定されず、また、酸素脱
リグニン処理を行ったものあるいは行っていないものの
どちらでもかまわない。
ルプとしては、ソーダ法、サルファイト法、クラフト法
により製造されたものが挙げられる。また、材料として
は針葉樹、広葉樹の他に、ケナフやワラといったいわゆ
る非木材原料も考えられる。さらにクラフト法について
は修正法として、MCC、EMCC、ITC、Lo-solid法等が知ら
れているが、それらの方法に限定されず、また、酸素脱
リグニン処理を行ったものあるいは行っていないものの
どちらでもかまわない。
【0014】本漂白工程に供給されかつ処理されるパル
プはオゾン漂白段では約6〜50重量%のパルプ濃度を有
し、二酸化塩素により処理されるパルプは約1〜6%の濃
度を有することが好ましい。オゾン処理においては、パ
ルプ濃度が6重量%未満の場合は、水への溶解度の低い
オゾンとの反応性が低下し適当ではない。また、パルプ
濃度が50重量%を超えると、パルプにおける繊維結合
が強くなり、後段漂白でパルプかフロック状になるため
適当でない。二酸化塩素処理においては、パルプ濃度が
1重量%未満の場合は、二酸化塩素とパルプとの反応性
が低下するので、また、6重量%を超える場合は、後段
の二酸化塩素漂白をより適当な条件で行えないので、い
ずれも好ましくない。
プはオゾン漂白段では約6〜50重量%のパルプ濃度を有
し、二酸化塩素により処理されるパルプは約1〜6%の濃
度を有することが好ましい。オゾン処理においては、パ
ルプ濃度が6重量%未満の場合は、水への溶解度の低い
オゾンとの反応性が低下し適当ではない。また、パルプ
濃度が50重量%を超えると、パルプにおける繊維結合
が強くなり、後段漂白でパルプかフロック状になるため
適当でない。二酸化塩素処理においては、パルプ濃度が
1重量%未満の場合は、二酸化塩素とパルプとの反応性
が低下するので、また、6重量%を超える場合は、後段
の二酸化塩素漂白をより適当な条件で行えないので、い
ずれも好ましくない。
【0015】発明の好ましい態様においては、オゾンは
前記初期工程と称し得る、前記工程の1つ又はそれ以上
の地点で添加される。かかる地点の各々において混合器
が使用される。
前記初期工程と称し得る、前記工程の1つ又はそれ以上
の地点で添加される。かかる地点の各々において混合器
が使用される。
【0016】オゾンは約2〜13重量%のオゾンを含有
するガスにより添加される。オゾン処理のラインは、1
系統あるいは2系統以上の複数ラインを設けて行うこと
ができ、さらにそれぞれのラインでの添加も1箇所ある
いは2箇所以上の複数とすることができる。即ち、オゾ
ンの漂白ラインを1つの流路とし、又は2以上の流路と
して分割し、前記各流路の1又は2以上の箇所において
オゾンを添加し、必要に応じて、オゾン漂白塔に装填す
る前に前記分割した流路を合流させることができる。ま
た、通常オゾン添加箇所には反応を均一にするためにパ
ルプ濃度に対応した公知の低濃度ミキサー、中濃度ミキ
サー、高濃度ミキサー等の混合機あるいは撹拌機を設置
する。
するガスにより添加される。オゾン処理のラインは、1
系統あるいは2系統以上の複数ラインを設けて行うこと
ができ、さらにそれぞれのラインでの添加も1箇所ある
いは2箇所以上の複数とすることができる。即ち、オゾ
ンの漂白ラインを1つの流路とし、又は2以上の流路と
して分割し、前記各流路の1又は2以上の箇所において
オゾンを添加し、必要に応じて、オゾン漂白塔に装填す
る前に前記分割した流路を合流させることができる。ま
た、通常オゾン添加箇所には反応を均一にするためにパ
ルプ濃度に対応した公知の低濃度ミキサー、中濃度ミキ
サー、高濃度ミキサー等の混合機あるいは撹拌機を設置
する。
【0017】パルプのオゾンによる漂白は25〜80
℃、好ましくは、45〜65℃の温度で行われ、圧力は
負圧の状態から加圧された状態まで特に限定されない。
℃、好ましくは、45〜65℃の温度で行われ、圧力は
負圧の状態から加圧された状態まで特に限定されない。
【0018】本発明においては、オゾン漂白において、
添加したオゾンの10〜99%が反応したとき、希釈水
を添加して希釈した後、二酸化塩素を添加し二酸化塩素
漂白を行う。希釈水の添加は、オゾン反応後から二酸化
塩素投入までの間で1箇所または2箇所以上、任意に設
定できる。また、希釈水は、オゾン反応終了後、速やか
に添加するのが好ましい。このことにより、オゾン漂白
から二酸化塩素漂白に至る工程中でオゾンとリグニンと
の反応により生成するシュウ酸濃度を低下させることが
できるため、二酸化塩素工程でのシュウ酸塩スケールト
ラブルの抑制が可能となる。なお、オゾンの反応率は、
オゾン反応後のガス中の残存量を紫外線吸収法等を用い
て測定することにより求めることができる。また、希釈
水としては、新水、の他、これ以降の漂白段で発生する
非塩素漂白排水、例えばアルカリ抽出段、過酸化水素漂
白段等が使用できる。
添加したオゾンの10〜99%が反応したとき、希釈水
を添加して希釈した後、二酸化塩素を添加し二酸化塩素
漂白を行う。希釈水の添加は、オゾン反応後から二酸化
塩素投入までの間で1箇所または2箇所以上、任意に設
定できる。また、希釈水は、オゾン反応終了後、速やか
に添加するのが好ましい。このことにより、オゾン漂白
から二酸化塩素漂白に至る工程中でオゾンとリグニンと
の反応により生成するシュウ酸濃度を低下させることが
できるため、二酸化塩素工程でのシュウ酸塩スケールト
ラブルの抑制が可能となる。なお、オゾンの反応率は、
オゾン反応後のガス中の残存量を紫外線吸収法等を用い
て測定することにより求めることができる。また、希釈
水としては、新水、の他、これ以降の漂白段で発生する
非塩素漂白排水、例えばアルカリ抽出段、過酸化水素漂
白段等が使用できる。
【0019】さらに、二酸化塩素を添加する前に、希釈
水の添加に続いてアルカリ添加を行い、pH調整をするこ
とが好ましい。具体的には、pHの値が、二酸化塩素漂
白処理後において、3.5〜6.0、好ましくは、4.
0〜5.0の範囲になるようにアルカリ添加量を調整す
る。二酸化塩素漂白処理後のpHが3.5未満の場合、
あるいは6.0を越える場合には、いずれも二酸化塩素
漂白後のパルプ白色度が低下し好ましくない。二酸化塩
素処理時のpH調整を行うためのアルカリ添加の場所
は、オゾン反応後から二酸化塩素投入までのラインの間
で1または2以上の箇所で行うことができる。例えば、
希釈水の添加箇所が1箇所である場合、その前若しくは
後、又はその前後の両方において行うことができる。ま
た、希釈水の添加箇所が複数の場合であっても、その添
加箇所の間、前後の1箇所以上に添加することができ
る。アルカリを希釈水ラインに注入することもできる。
希釈水およびpH調整用のアルカリ添加後の攪拌は、パ
ルプ濃度が低くなっているため容易に行うことができ、
必要により低濃度パルプ用の攪拌機やポンプ、あるいは
ミキサーやインラインミキサー等が使用できる。また、
パルプのKN価が高いほどオゾンの反応選択性が高いこ
とから、本発明のオゾン・二酸化塩素漂白(以下、ZD
と略す)は、酸素脱リグニン(以下、Oと略す)がある
場合は、その後に適用(O−ZDと標記)、また、ない
場合には、初段に適用(ZD−と標記)することにより
白色度やパルプ強度等の品質面で最も好ましい結果が得
られる。具体的な品質シーケンスとして、ZD−、O−
ZD−はもちろん、それぞれの後段に他の漂白段、−
E、−E/P、−E−D、−E/P−D、等を組み合わ
せることができる。また、上記のように−O後、あるい
は初段ではなく、他の漂白後、例えば、−D−、−D−
E−、−D−E/P−、−A−、−A−P−、−A−P
−D−、−Z−、更にこれらそれぞれの前段で酸素脱リ
グニンを行うO−D−、O−D−E−、O−D−E/P
−、O−A−、O−A−P−、O−A−P−D−、O−
Z−、等の漂白後に−ZD漂白を組み合わせることがで
きる。この場合には、前記O段後、あるいは初段での適
用に比べ、オゾン漂白するパルプ中のリグニンが少ない
(KN価が低い)ことから、シュウ酸生成量も少なく、
更に二酸化塩素漂白処理後のpH3.5〜6.0に調整
することにより、白色度の点で特に好ましい結果が得ら
れる。なお、業界周知のことであるが、漂白において
は、それぞれの記号は、P(過酸化水素処理)、E(ア
ルカリ抽出処理)、D(二酸化塩素処理)、A(酸性処
理)を表している。
水の添加に続いてアルカリ添加を行い、pH調整をするこ
とが好ましい。具体的には、pHの値が、二酸化塩素漂
白処理後において、3.5〜6.0、好ましくは、4.
0〜5.0の範囲になるようにアルカリ添加量を調整す
る。二酸化塩素漂白処理後のpHが3.5未満の場合、
あるいは6.0を越える場合には、いずれも二酸化塩素
漂白後のパルプ白色度が低下し好ましくない。二酸化塩
素処理時のpH調整を行うためのアルカリ添加の場所
は、オゾン反応後から二酸化塩素投入までのラインの間
で1または2以上の箇所で行うことができる。例えば、
希釈水の添加箇所が1箇所である場合、その前若しくは
後、又はその前後の両方において行うことができる。ま
た、希釈水の添加箇所が複数の場合であっても、その添
加箇所の間、前後の1箇所以上に添加することができ
る。アルカリを希釈水ラインに注入することもできる。
希釈水およびpH調整用のアルカリ添加後の攪拌は、パ
ルプ濃度が低くなっているため容易に行うことができ、
必要により低濃度パルプ用の攪拌機やポンプ、あるいは
ミキサーやインラインミキサー等が使用できる。また、
パルプのKN価が高いほどオゾンの反応選択性が高いこ
とから、本発明のオゾン・二酸化塩素漂白(以下、ZD
と略す)は、酸素脱リグニン(以下、Oと略す)がある
場合は、その後に適用(O−ZDと標記)、また、ない
場合には、初段に適用(ZD−と標記)することにより
白色度やパルプ強度等の品質面で最も好ましい結果が得
られる。具体的な品質シーケンスとして、ZD−、O−
ZD−はもちろん、それぞれの後段に他の漂白段、−
E、−E/P、−E−D、−E/P−D、等を組み合わ
せることができる。また、上記のように−O後、あるい
は初段ではなく、他の漂白後、例えば、−D−、−D−
E−、−D−E/P−、−A−、−A−P−、−A−P
−D−、−Z−、更にこれらそれぞれの前段で酸素脱リ
グニンを行うO−D−、O−D−E−、O−D−E/P
−、O−A−、O−A−P−、O−A−P−D−、O−
Z−、等の漂白後に−ZD漂白を組み合わせることがで
きる。この場合には、前記O段後、あるいは初段での適
用に比べ、オゾン漂白するパルプ中のリグニンが少ない
(KN価が低い)ことから、シュウ酸生成量も少なく、
更に二酸化塩素漂白処理後のpH3.5〜6.0に調整
することにより、白色度の点で特に好ましい結果が得ら
れる。なお、業界周知のことであるが、漂白において
は、それぞれの記号は、P(過酸化水素処理)、E(ア
ルカリ抽出処理)、D(二酸化塩素処理)、A(酸性処
理)を表している。
【0020】
【本発明の作用】オゾンは反応性が高いため、添加量が
多すぎると脱リグニンの選択性が低くなる。しかし、よ
り少ない数の漂白工程を使用して、市場において一般的
な白色度と強度を有する漂白パルプを得るためには、オ
ゾンのセルロースへの攻撃を最小限にしつつ、脱リグニ
ンを促進する必要がある。
多すぎると脱リグニンの選択性が低くなる。しかし、よ
り少ない数の漂白工程を使用して、市場において一般的
な白色度と強度を有する漂白パルプを得るためには、オ
ゾンのセルロースへの攻撃を最小限にしつつ、脱リグニ
ンを促進する必要がある。
【0021】オゾンは水への溶解性が極めて低く、二酸
化塩素などの水への溶解性の高い薬品と比べて反応系が
不均一である。そのため、反応の早いオゾン漂白におい
ては、混合機での攪拌効率を向上させても、繊維中の結
合水は攪拌させないため、より繊維表面のリグニンと選
択的に反応する。その様な状態でオゾン添加量を増やし
た場合、繊維表面のセルロースに攻撃し、粘度低下が生
じる。そこで、それを解決するためには、オゾン漂白後
のパルプに希釈水を添加し、よく攪拌することで繊維表
面の低分子化したリグニンが水溶液中に遊離し、続いて
添加された二酸化塩素と、繊維内部に残存するオゾン未
反応のリグニンとが反応することで、脱リグニン選択性
が改善される。
化塩素などの水への溶解性の高い薬品と比べて反応系が
不均一である。そのため、反応の早いオゾン漂白におい
ては、混合機での攪拌効率を向上させても、繊維中の結
合水は攪拌させないため、より繊維表面のリグニンと選
択的に反応する。その様な状態でオゾン添加量を増やし
た場合、繊維表面のセルロースに攻撃し、粘度低下が生
じる。そこで、それを解決するためには、オゾン漂白後
のパルプに希釈水を添加し、よく攪拌することで繊維表
面の低分子化したリグニンが水溶液中に遊離し、続いて
添加された二酸化塩素と、繊維内部に残存するオゾン未
反応のリグニンとが反応することで、脱リグニン選択性
が改善される。
【0022】また、使用する樹種により、酸素漂白後の
カッパー価が変動することがある。このようなカッパー
価の変動に、オゾン添加量を変えて対処するのは、圧力
が変動し、操業上不安定になるため好ましくない。そこ
で、オゾン段に続く二酸化塩素段での添加量を変えるこ
とで、カッパー価変動に対処することが可能である。こ
の事実は特に、より少ない数の漂白工程を使用して、市
場において一般的な白色度と強度を有する漂白パルプを
得る場合に有利である。
カッパー価が変動することがある。このようなカッパー
価の変動に、オゾン添加量を変えて対処するのは、圧力
が変動し、操業上不安定になるため好ましくない。そこ
で、オゾン段に続く二酸化塩素段での添加量を変えるこ
とで、カッパー価変動に対処することが可能である。こ
の事実は特に、より少ない数の漂白工程を使用して、市
場において一般的な白色度と強度を有する漂白パルプを
得る場合に有利である。
【0023】オゾン漂白は一般にpH3付近の低pHで行わ
れる。そのため、二酸化塩素段では、二酸化塩素が添加
されることでさらに低いpHで漂白されることになる。し
かし、二酸化塩素漂白での最適終pHは3.8であるという
報告(W.H.Rapson, C.B.Anderson: Transaction, Tec
h. Sect.C.P.P.A. 3(2),52(1977))もあることから、二
酸化塩素の前にアルカリを添加し、pH調整をすることが
好ましい。その場合、パルプ濃度が中濃度である場合よ
りも低濃度の方が、pH調整がしやすいことが利点であ
る。
れる。そのため、二酸化塩素段では、二酸化塩素が添加
されることでさらに低いpHで漂白されることになる。し
かし、二酸化塩素漂白での最適終pHは3.8であるという
報告(W.H.Rapson, C.B.Anderson: Transaction, Tec
h. Sect.C.P.P.A. 3(2),52(1977))もあることから、二
酸化塩素の前にアルカリを添加し、pH調整をすることが
好ましい。その場合、パルプ濃度が中濃度である場合よ
りも低濃度の方が、pH調整がしやすいことが利点であ
る。
【0024】オゾン漂白はオゾンがより低温の方がその
分解が抑制されることから、一般にはできるだけ低温で
行われる。一方、二酸化塩素は逆に温度が高いほうが反
応性が良好であると考えられ、両者の漂白条件における
ふさわしい温度は全く逆の傾向になる。しかし本発明に
おいては、その漂白の中間地点において希釈水を添加す
る際に温度調整を行うことが可能である。すなわち、前
段のオゾン漂白のおいてはより適当なできるだけ低い温
度で漂白を行い、その後より温度の高い水により希釈す
ることにより加温した後に二酸化塩素漂白を行うことが
可能となる。
分解が抑制されることから、一般にはできるだけ低温で
行われる。一方、二酸化塩素は逆に温度が高いほうが反
応性が良好であると考えられ、両者の漂白条件における
ふさわしい温度は全く逆の傾向になる。しかし本発明に
おいては、その漂白の中間地点において希釈水を添加す
る際に温度調整を行うことが可能である。すなわち、前
段のオゾン漂白のおいてはより適当なできるだけ低い温
度で漂白を行い、その後より温度の高い水により希釈す
ることにより加温した後に二酸化塩素漂白を行うことが
可能となる。
【0025】オゾン漂白の利点として、漂白工程全体の
排水中の塩素イオン濃度が低くなることは、公知の事実
である。一例として、オゾン及び二酸化塩素による処理
の後にアルカリ抽出を行い、最後に二酸化塩素で処理す
る場合、オゾン段後の希釈水は最終二酸化塩素漂白の排
水が利用できる。一般に、二酸化塩素漂白の排水は高い
塩素イオン濃度のため、回収ボイラーにはまわせないた
め、二酸化塩素漂白後の洗浄水として利用され、系外に
排出されるが、本発明の場合は希釈水としての有効利用
が可能である。さらに最終漂白段での未反応二酸化塩素
を再びパルプの漂白に利用することが可能である。
排水中の塩素イオン濃度が低くなることは、公知の事実
である。一例として、オゾン及び二酸化塩素による処理
の後にアルカリ抽出を行い、最後に二酸化塩素で処理す
る場合、オゾン段後の希釈水は最終二酸化塩素漂白の排
水が利用できる。一般に、二酸化塩素漂白の排水は高い
塩素イオン濃度のため、回収ボイラーにはまわせないた
め、二酸化塩素漂白後の洗浄水として利用され、系外に
排出されるが、本発明の場合は希釈水としての有効利用
が可能である。さらに最終漂白段での未反応二酸化塩素
を再びパルプの漂白に利用することが可能である。
【0026】さらに、パルプ濃度が低いということは、
分解物がより多く繊維から溶出し、洗浄がより強化され
るため、後段へ有機物、金属およびシュウ酸の持ち込み
量が減る。それにより、漂白性が向上するとともに、ス
ケールの防止、金属による過酸化水素の自己分解反応の
抑制が可能となる。
分解物がより多く繊維から溶出し、洗浄がより強化され
るため、後段へ有機物、金属およびシュウ酸の持ち込み
量が減る。それにより、漂白性が向上するとともに、ス
ケールの防止、金属による過酸化水素の自己分解反応の
抑制が可能となる。
【0027】図1に本発明による漂白システムの一例を
示す。前工程から送られてきたパルプは1のポンプにお
いて送り出され、2の中濃度ミキサーにおいてオゾンガ
スと混合される。そして、3のオゾン漂白塔において反
応した後、反応後のオゾン排ガス(未反応のオゾンガス
および酸素ガスは)9において排出される。さらにブロ
ータンク4中において残りのガスも排出される。その
後、11において希釈水を、12においてアルカリを投
入され、パルプ濃度やpHの調整がなされる。さらに13
において二酸化塩素が投入され5の低濃度ミキサーでパ
ルプと二酸化塩素混合された後、6の二酸化塩素漂白塔
において漂白された後14のパイプを通じて次の工程へ
と運ばれることになる。
示す。前工程から送られてきたパルプは1のポンプにお
いて送り出され、2の中濃度ミキサーにおいてオゾンガ
スと混合される。そして、3のオゾン漂白塔において反
応した後、反応後のオゾン排ガス(未反応のオゾンガス
および酸素ガスは)9において排出される。さらにブロ
ータンク4中において残りのガスも排出される。その
後、11において希釈水を、12においてアルカリを投
入され、パルプ濃度やpHの調整がなされる。さらに13
において二酸化塩素が投入され5の低濃度ミキサーでパ
ルプと二酸化塩素混合された後、6の二酸化塩素漂白塔
において漂白された後14のパイプを通じて次の工程へ
と運ばれることになる。
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
示すが、本発明は勿論かかる実施例に限定されるもので
はない。また、パルプ物性の測定は次の試験法を用いて
行った。 ・カッパー価: JIS P8211:1998 ・白色度 : JIS P8148:1993 ・pH : JIS Z8802:1984 [実施例1]広葉樹チップを連続蒸解釜で蒸解した後、
酸素脱リグニンを行ってカッパー価11.3のパルプを得
た(以下の実施例、比較例ではこのパルプを用いた)。
この酸素脱リグニン後のパルプを、オゾン添加率0.5重
量%(対絶乾パルプ)、パルプ濃度10重量%、反応温度
50℃、反応時間10分、処理pH2.9でオゾン漂白を行っ
た。それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.5重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは5.5であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、二酸化塩素添加率0.13重量%(対絶乾パ
ルプ)、パルプ濃度3.5重量%、反応温度60℃、反応
時間30分で二酸化短素漂白を行なった。その時の二酸化
塩素漂白後pHは4.2で、得られたパルプのISO白色度は6
3.5%であった。このときの漂白条件および結果を表1
に示す。 [実施例2]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.53重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは6.4であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは4.4で、得られた
パルプのISO白色度は64.7%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例3]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.6重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは6.9であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは4.6で、得られた
パルプのISO白色度は63.7%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例4]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.8重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは10.4であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは6.6で、得られた
パルプのISO白色度は61.6%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例5]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した。ここでは、ア
ルカリを添加しなかったが、その時のパルプスラリーの
pHは3.0であった。さらにその状態のパルプスラリー
を、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行った。そ
の時の二酸化塩素漂白後pHは2.8で、得られたパルプのI
SO白色度は61.3%であった。このときの漂白条件および
結果を表1に示す。 [比較例1]実施例1.と同じ条件でオゾン漂白を行っ
た後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、そのまま
のパルプ濃度10.0重量%の状態で二酸化塩素漂白を行っ
た。その時のパルプスラリーのpHは2.9であった。さら
にその状態のパルプスラリーを、実施例1と同じ条件で
二酸化塩素漂白を行った。その時の二酸化塩素漂白後pH
は2.6で、得られたパルプのISO白色度は59.5%であっ
た。このときの漂白条件および結果を表1に示す。
示すが、本発明は勿論かかる実施例に限定されるもので
はない。また、パルプ物性の測定は次の試験法を用いて
行った。 ・カッパー価: JIS P8211:1998 ・白色度 : JIS P8148:1993 ・pH : JIS Z8802:1984 [実施例1]広葉樹チップを連続蒸解釜で蒸解した後、
酸素脱リグニンを行ってカッパー価11.3のパルプを得
た(以下の実施例、比較例ではこのパルプを用いた)。
この酸素脱リグニン後のパルプを、オゾン添加率0.5重
量%(対絶乾パルプ)、パルプ濃度10重量%、反応温度
50℃、反応時間10分、処理pH2.9でオゾン漂白を行っ
た。それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.5重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは5.5であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、二酸化塩素添加率0.13重量%(対絶乾パ
ルプ)、パルプ濃度3.5重量%、反応温度60℃、反応
時間30分で二酸化短素漂白を行なった。その時の二酸化
塩素漂白後pHは4.2で、得られたパルプのISO白色度は6
3.5%であった。このときの漂白条件および結果を表1
に示す。 [実施例2]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.53重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは6.4であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは4.4で、得られた
パルプのISO白色度は64.7%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例3]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.6重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは6.9であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは4.6で、得られた
パルプのISO白色度は63.7%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例4]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した後、アルカリを
0.8重量%(対絶乾パルプ)添加した。その時のパルプ
スラリーのpHは10.4であった。さらにその状態のパルプ
スラリーを、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行
った。その時の二酸化塩素漂白後pHは6.6で、得られた
パルプのISO白色度は61.6%であった。このときの漂白
条件および結果を表1に示す。 [実施例5]実施例1と同じ条件でオゾン漂白を行った
後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水を添
加してパルプ濃度3.5重量%に調整した。ここでは、ア
ルカリを添加しなかったが、その時のパルプスラリーの
pHは3.0であった。さらにその状態のパルプスラリー
を、実施例1と同じ条件で二酸化塩素漂白を行った。そ
の時の二酸化塩素漂白後pHは2.8で、得られたパルプのI
SO白色度は61.3%であった。このときの漂白条件および
結果を表1に示す。 [比較例1]実施例1.と同じ条件でオゾン漂白を行っ
た後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、そのまま
のパルプ濃度10.0重量%の状態で二酸化塩素漂白を行っ
た。その時のパルプスラリーのpHは2.9であった。さら
にその状態のパルプスラリーを、実施例1と同じ条件で
二酸化塩素漂白を行った。その時の二酸化塩素漂白後pH
は2.6で、得られたパルプのISO白色度は59.5%であっ
た。このときの漂白条件および結果を表1に示す。
【表1】
【発明の効果】以上のように、比較例1のようにオゾン
漂白を行った後、それに続いて洗浄を行なうことなし
に、またpH調整を行うことなしに、そのままの状態で
二酸化塩素漂白を行った場合に得られたパルプのISO白
色度は59.5%であった。これに比べ、実施例5のように
オゾン漂白を行った後、それに続いて洗浄を行なうこと
なしに、希釈水を添加してパルプ濃度を調整した後、二
酸化塩素漂白を行った場合に得られたパルプのISO白色
度は61.3%で、また、実施例2のようにオゾン漂白を行
った後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水
を添加してパルプ濃度を調整した後、さらにアルカリを
添加しpHを調整した後、二酸化塩素漂白を行った場合
に得られたパルプのISO白色度は64.7%で、いずれも比
較例1に比べ明らかに高くなっていることが確認され
た。また、色相に関しても、TAPPI T524 0m-79に規定
される対抗色尺度の一つであるa値においても比較例1
と、実施例5および実施例2との間に明らかな差が確認
された。
漂白を行った後、それに続いて洗浄を行なうことなし
に、またpH調整を行うことなしに、そのままの状態で
二酸化塩素漂白を行った場合に得られたパルプのISO白
色度は59.5%であった。これに比べ、実施例5のように
オゾン漂白を行った後、それに続いて洗浄を行なうこと
なしに、希釈水を添加してパルプ濃度を調整した後、二
酸化塩素漂白を行った場合に得られたパルプのISO白色
度は61.3%で、また、実施例2のようにオゾン漂白を行
った後、それに続いて洗浄を行なうことなしに、希釈水
を添加してパルプ濃度を調整した後、さらにアルカリを
添加しpHを調整した後、二酸化塩素漂白を行った場合
に得られたパルプのISO白色度は64.7%で、いずれも比
較例1に比べ明らかに高くなっていることが確認され
た。また、色相に関しても、TAPPI T524 0m-79に規定
される対抗色尺度の一つであるa値においても比較例1
と、実施例5および実施例2との間に明らかな差が確認
された。
【図1】 本発明による漂白システムの一例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮西 孝則 東京都北区王子5−21−1 日本製紙株式 会社技術研究所内 Fターム(参考) 4L055 AC05 AD05 AD08 AF09 BB15 BB18 BB22 EA20 EA25 EA31 EA32 FA20 FA22
Claims (11)
- 【請求項1】 ケミカルパルプを製造する際にセルロー
ス質繊維材料のパルプを漂白する方法において、導入さ
れたパルプを漂白ラインに連続的に供給し、そのパルプ
を漂白ライン中で、オゾンを添加し次いで二酸化塩素を
添加することによりオゾンと二酸化塩素とにより漂白す
る工程において、オゾンの添加地点と二酸化塩素の添加
地点との間でパルプの洗浄を行わずに希釈水を添加して
パルプ濃度を低くすることを特徴とするセルロース質繊
維材料のパルプの漂白方法。 - 【請求項2】 オゾンにより処理されるパルプは約6〜5
0%のパルプ濃度を有し、二酸化塩素により処理される
パルプは約1〜6%の濃度を有する請求項1に記載の方
法。 - 【請求項3】 二酸化塩素の添加量が二酸化塩素として
絶乾パルプ1トン当たり0.1〜20kg、好ましくは0.5〜10k
gの範囲で添加する請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 オゾンの添加量が絶乾パルプ1トン当た
り0.5kg〜10kgである請求項1〜3に記載の方法。 - 【請求項5】 オゾンの漂白ラインを1つの流路とし、
又は2以上の流路として分割し、前記各流路の1又は2
以上の箇所においてオゾンを添加し、必要に応じてオゾ
ン漂白塔に装填する前に前記分割した流路を合流させる
請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 オゾンの10〜99%が反応した後に二酸化
塩素を添加する請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 オゾン及び二酸化塩素を用いる連続的漂
白を20〜80℃の温度で行う請求項1〜6のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項8】 希釈水の添加が希釈水の添加は、オゾン
反応後から二酸化塩素投入までのラインの間で1または
2以上の箇所で行う請求項1〜7のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項9】 二酸化塩素処理時のpH調整を行うため
のアルカリ添加を、オゾン反応後から二酸化塩素投入ま
でのラインの間で1または2以上の箇所で行う請求項1
〜8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 アルカリを希釈水ラインに注入する請
求項1〜8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 二酸化塩素漂白処理後のpHを3.5
〜5.0、好ましくはpH4.0〜5.0の範囲とする
請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000266868A JP2002069879A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法 |
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| JP2000266868A JP2002069879A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法 |
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|---|---|
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| JP2000266868A Pending JP2002069879A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セルロース質繊維材料のパルプの漂白方法 |
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