ケミカルパルプ原材料配合管理方法
【課題】原料のリグノセルロース物質中のリグニン構造割合を管理することで、ケミカルパルプ製造において蒸解を効率よく行うことを目的とする。
【解決手段】ケミカルパルプの製造において、原料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸(ＶＡ)の合計のモル比(Ｓ＋ＳＡ)/（Ｖ＋ＶＡ)が2以上になるように、２種類以上の原料を混合して調整し、好ましくは前記原料に広葉樹材を含み、該広葉樹材として、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用するケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【解決手段】ケミカルパルプの製造において、原料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸(ＶＡ)の合計のモル比(Ｓ＋ＳＡ)/（Ｖ＋ＶＡ)が2以上になるように、２種類以上の原料を混合して調整し、好ましくは前記原料に広葉樹材を含み、該広葉樹材として、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用するケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケミカルパルプ原材料配合管理方法に関する。さらに詳しくは、ケミカルパルプ化原材料となるリグノセルロース物質中のリグニン構造割合を管理することで、効率よく蒸解を行うケミカルパルプ原材料配合管理方法関する。
【背景技術】
【０００２】
リグノセルロース物質を製紙原料として多くの用途に使用するためには、蒸解処理して化学パルプとするか、あるいはリファイナー等を用いて機械的に処理して機械パルプとする必要がある。これらのパルプは、必要に応じて漂白処理され、所望の白色度に調整された後、製紙原料として使用される。現在、所望の白色度、パルプ特性に調整しやすいことから化学パルプ化法が主として用いられ、特にクラフト法と呼ばれる蒸解 法は、薬品の再生が可能であり、使用原料の制限も少ない等の理由から化学パルプ化法の主流となっている。また、クラフトパルプ法は、装置の面でも発展してきており、連続蒸解釜と呼ばれる大量生産型でかつ大型のものが主流となってきている。
【０００３】
蒸解処理には多くのエネルギーと蒸解薬品が必要であり、化石化燃料の枯渇の問題や地球温暖化への影響、重油の高騰などから、省エネ化、高効率化が求められている。前記クラフトパルプ法はこれまでに種々の改良法が提案されている。連続蒸解釜では、ＭＣＣ法、ＥＭＣＣ法、ＩＴＣ法、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法などが提案されている。これらの改良法は何れも、パルプ品質を改良する方法である。
【０００４】
材料となるリグノセルロースからの検討としては、リグノセルロース物質中のリグニン芳香核構造には、メトキシル基を持たないパラヒドロキシフェニル核（Ｈ核）、メトキシル基を１つ持ったグアイアシル核（Ｇ核）、メトキシル基を２つ持ったシリンギル核（Ｓ核）が存在することが知られている。また、近年の研究では、リグノセルロース物質中のリグニン構造中にメトキシル基が多く存在すると、易蒸解性であることが示されている（非特許文献１、２、３、４）。
【０００５】
広葉樹材の場合、リグニン中のメトキシル基量が多いということは、リグニン芳香核構造中にＧ核に比べてＳ核が多いということと言い換えることができる。広葉樹単材で比較した場合、Ｓ核とＧ核の比（Ｓ／Ｇ比）が大きいほど蒸解性がよいことも示されている（非特許文献１、２、３、４）。
【０００６】
また、蒸解性の向上を目指して、遺伝子操作を用いて、人工的にＳ／Ｇ比を高くする方法も示されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００７】
しかし、それらは、単独の種類の材についてのみの記述であるため、実際のパルプ製造工程で行われているような、Ｓ／Ｇ比の異なる複数の種類の材が混合された状態での、Ｓ／Ｇ比と蒸解性の関係について調査された例はない。
【特許文献１】特開平１１−１１６７８４号公報
【特許文献２】特表２００４−５２００１５号公報
【非特許文献１】Ｃｈａｎｇ， Ｈ．Ｍ．及びＳａｒｋａｎｅｎ， Ｋ．Ｖ．， １９７３， Ｔａｐｐｉ ５６：１３２．
【非特許文献２】Ｃｈｉａｎｇ， Ｖ．Ｌ．及びＦｕｎａｏｋａ， Ｍ．， １９９０， Ｈｏｌｚｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ４４：３０９．
【非特許文献３】Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ， Ｋ．， １９６５， Ｓｃｉｅｎｃｅ １４８：５９５．
【非特許文献４】Ｓａｒｋａｎｅｎ， Ｋ．Ｖ．及びＨｅｒｇｅｒｔ， Ｈ．Ｌ．， １９７１， Ｌｉｇｎｉｎｓ： Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ， Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ， Ｋ．Ｖ． Ｓａｒｋａｎｅｎ ａｎｄ Ｃ．Ｈ． Ｌｕｄｗｉｇ， ｅｄｓ （Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ）， ４３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、原料のリグノセルロース物質中のリグニン構造割合を管理することで、蒸解を効率よく行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、蒸解を効率的に行うために、ケミカルパルプ原材料について種々検討した結果、単独の材のみならず、複数の材を混合したときであっても、木材中のＳ／Ｇ比と蒸解性の間に関係があることを見出し、それを管理するためにＳ／Ｇ値を求める際の簡便方であるアルカリ性ニトロベンゼン酸化により得られるＳ／Ｖ値に着目した。Ｓ／Ｖ値は原材料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比である。これにより、リグノセルロース物質の配合管理において、該リグノセルロース物質全体のシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比であるＳ／Ｖ比の値をリグノセルロース物質配合管理の指標として用いることで、効率的に蒸解を行えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本願は以下の発明を包含する。
（１）ケミカルパルプの製造において、原料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）が２以上になるように、２種類以上の広葉樹材を混合して調整するケミカルパルプ原料配合管理方法。
【００１１】
（２）前記広葉樹材は、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用する、（１）記載のケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケミカルパルプ化に供されるリグノセルロース物質の配合管理において、（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）を一定以上にすることによって、蒸解時に用いるアルカリ量を低減でき、および／または、蒸解時の温度を低減できるので、効率よくケミカルパルプを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で用いられるリグノセルロース物質は、好ましくは広葉樹材、さらに好ましくは広葉樹材の混合材である。Ｓ／Ｖ比の高い材と低い材を組み合わせてもＳ／Ｖ比を一定以上にすることにより、効率よく蒸解することが可能である。混合材として使う場合には、広葉樹材のみの混合材である必要はなく、針葉樹材や、竹や麻などの非木材と呼ばれるものと広葉樹材の混合物でもよく、Ｓ／Ｖ比が一定以上となるように混合されることのみ満たせば、それ以外については特に限定されるものではない。また、本発明に使用されるパルプを得るための蒸解法としては、クラフト蒸解、ポリサルファイド蒸解、ソーダ蒸解、アルカリサルファイト蒸解等の公知の蒸解法を用いることができるが、パルプ品質、エネルギー効率等を考慮すると、クラフト蒸解法、または、ポリサルファイド蒸解が好適に用いられる。
【００１４】
Ｓ／Ｖ比は樹種によって一定の範囲にあるため、あらかじめＳ／Ｖ比が２以上になるように配合率を決定し蒸解を行うと効率よく蒸解することができる。無論、あらかじめ混合した材においてＳ／Ｖ比を測定・把握する方法も可能である。新規の配合時においても、同様の方法が可能である。
【００１５】
Ｓ／Ｖ比の測定方法
アルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比と蒸解性の関係からシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）が２以上になるように２種以上の広葉樹材を配合して調整することにより効率よく蒸解できる。夫々の値は単独の材を夫々アルカリ性ニトロベンゼン酸化により得られたものをガスクロマトグラフィーで分析して夫々の値を算出し、データーベース化して、Ｓ／Ｖ比が２以上になるようにチップの配合量を調整し蒸解する。Ｓ／Ｖ比が２未満の組み合わせで混合しての蒸解では蒸解エネルギーや蒸解時に用いるアルカリ量の増加のため好ましくない。
なお、リグノセルロース物質中のＳ／Ｖ比を例えば光学的手法を用い、非破壊状態で分析できる機械が開発されれば、このような機械を補助的に使用することも可能となる。
【００１６】
リグノセルロース物質である広葉樹材の中でも特にフトモモ科ユーカリ属に属する樹種が好ましい、これらは一般に成長性が良好であり、なおかつ非常に多くの樹種が属するため植林地に対して適した樹種を探すことが比較的容易である。また、現在パルプ原材料として用いられている広葉樹材の中では、蒸解性がよく高効率にパルプを得ることが可能である。さらに、フトモモ科ユーカリ属に属するものはＳ／Ｖ比が高いものが多い。なお、パルプ原材料として用いられているフトモモ科ユーカリ属の樹種には、ユーカリ・グロブラス、ユーカリ・グランディス、ユーカリ・ナイテンス、ユーカリ・ユーロフィラ、ユーカリ・カマルドレンシス、および、それらの雑種などがある。
【００１７】
広葉樹材のみを混合したリグノセルロースをクラフト蒸解する場合、クラフト蒸解液の硫化度は５〜７５％、好ましくは１５〜４５％、有効アルカリ添加率は絶乾木材質量当たり５〜３０質量％、好ましくは１０〜２５質量％、蒸解温度は１３０〜１７０℃で、蒸解方式は、連続蒸解法あるいはバッチ蒸解法のどちらでもよく、連続蒸解釜を用いる場合は、蒸解液を多点で添加する修正蒸解法でもよく、その方式は特に問わない。
【００１８】
Ｓ／Ｖ比を管理することで蒸解時のアルカリ添加率や蒸解温度を低下させることができる。蒸解時の条件を緩和することで、蒸解時の繊維の損傷が低減し、パルプ品質を向上することができる。さらには、蒸解後のパルプ収率も向上する。
【００１９】
蒸解に際して、使用する蒸解液に蒸解助剤として、公知の環状ケト化合物、例えばベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、アントロン、フェナントロキノン及び前記キノン系化合物のアルキル、アミノ等の核置換体、或いは前記キノン系化合物の還元型であるアントラヒドロキノンのようなヒドロキノン系化合物、さらにはディールスアルダー法によるアントラキノン合成法の中間体として得られる安定な化合物である９，１０−ジケトヒドロアントラセン化合物等から選ばれた１種或いは２種以上が添加されてもよく、その添加率は通常の添加率であり、例えば、木材チップの絶乾質量当たり０．００１〜１．０質量％である。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下に示す実施例、比較例においては、特に示さない限り、パルプのカッパー価の測定、蒸解後の残アルカリ量の測定を以下の方法で行った。また、リグノセルロース物質のＳ／Ｇ比を調べる方法として、最も一般的に用いられているアルカリ性ニトロベンゼン酸化を以下に記す方法で行った。なお、実施例及び比較例における薬品の添加率は絶乾パルプ質量当たりの質量％示す。
【００２１】
１．パルプのカッパー価の測定
カッパー価の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８２１１に準じて行った。
【００２２】
２．蒸解後の残アルカリ量の測定
蒸解後の黒液２０ｍｌを蒸留水５０ｍｌで希釈したものに、２００ｇ／Ｌ塩化バリウム水溶液３０ｍｌを加え、よく攪拌した。攪拌後、１Ｎ塩酸にてｐＨ１１．０になるまで滴定した。このときの塩酸滴定量から、残アルカリ量を計算した。計算方法は、塩酸滴下量×水酸化ナトリウム分子量×塩酸濃度÷サンプル取量で、水酸化ナトリウム量換算で求めた。
【００２３】
３．アルカリ性ニトロベンゼン酸化
木粉約２０ｍｇを精秤し、２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液４ｍｌとニトロベンゼン０．２４ｍｌと共に１０ｍｌ容ステンレスオートクレーブに封入し、１７０℃シリコンオイルバス中で２時間加熱処理を行った。反応後は十分に水冷し反応を停止させたのち、オートクレーブ内容物を取り出した。取り出したものには、内部標準物質としてエチルバニリンを加えた。分液ロートにて、１回１５ｍｌのジクロロメタンで３回抽出処理した。このときのジクロロメタンは廃棄した。抽出後の水層部は、４Ｎの塩酸を用いてｐＨ３にした後、２０ｍｌのジクロロメタンで２回、１５ｍｌのジエチルエーテルで１回抽出した。抽出後、ジクロロメタンとジエチルエーテルを混合し、無水芒硝にて脱水処理をした。十分に脱水後、芒硝を濾別し、ロータリーエバポレーターを用いてろ液を濃縮乾固した。濃縮乾固したものは、トリメチルシリル化剤を用いてＴＭＳ化した後、ガスクロマトグラフィーにて分析を行った。今回の実験では、得られたシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計モル量をＳ量、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計モル量をＶ量とした。
【００２４】
実施例、比較例の蒸解における条件およびパルプ収率、カッパー価等の結果については表１に示す。
なお、樹種、分類および／または産地の異なる単材のＳ／Ｖ比を測定した結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
実施例１
ユーカリ・グランディスチップ（豪州産）を絶乾１５０ｇ、ユーカリ・ナイテンスチップ（南アフリカ産）を絶乾１５０ｇ、ユーカリ・グロブラスチップ（豪州産）を絶乾６００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が４．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が４．０３であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１５．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．４の未漂白クラフトパルプを絶乾４１８ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．３ｇ／Ｌであった。
【００２７】
実施例２
アカシア・メランシー（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（ミャンマー産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グランディス（南アフリカ産）チップを絶乾２００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（豪州産）チップを絶乾３００ｇ、ユーカリ・グロブラス（豪州産）チップを絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が３．０と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が３．０１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１６．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾４１４ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．８ｇ／Ｌであった。
【００２８】
実施例３
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（タイ産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（タスマニア産）チップを絶乾３００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（豪州産）チップを絶乾３００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．５と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．５１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１７．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４０９ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは４．２ｇ／Ｌであった。
【００２９】
実施例４
アカシア・マンギウム（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（ベトナム産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（豪州産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（豪州産）チップを絶乾１００ｇ、ユーカリ・グランディス（チリ産）チップを絶乾２００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化した結果、Ｓ／Ｖ比が２．０２であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４０４ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは５．０ｇ／Ｌであった。
【００３０】
実施例５
ユーカリ・グロブラスチップ（ニュージーランド産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が４．５５であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１４７℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０。２の未漂白クラフトパルプを絶乾４２７ｇ得た。このときの残アルカリは１．１ｇ／Ｌであった。
【００３１】
実施例６
アカシア・メランシー（パプアニューギニア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（タスマニア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・グロブラス（豪州産）チップを絶乾７００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が４．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化した結果、Ｓ／Ｖ比が３．９８であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１４９℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．４の未漂白クラフトパルプを絶乾４２０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１．３ｇ／Ｌであった。
【００３２】
実施例７
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（インドネシア産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（チリ産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・グランディス（豪州産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グロブラス（タスマニア産）チップを絶乾３００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が３．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が３．０１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５２℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４１６ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは２．０ｇ／Ｌであった。
【００３３】
実施例８
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（ラオス産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（豪州産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（タスマニア産）チップを絶乾で１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．０７であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５４℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾４０５ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．９ｇ／Ｌであった。
【００３４】
実施例９
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で８００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．０４であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾４０３ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは４．４ｇ／Ｌであった。
【００３５】
比較例１
アカシア・アウリカリフォルミスチップ（ベトナム産）を絶乾５００ｇ、ユーカリ・グランディス（豪州産）チップを絶乾４００ｇ合わせて９００ｇ採取混合し、Ｓ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．９０であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２０％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾３８７ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは９．３ｇ／Ｌであった。
【００３６】
比較例２
アカシア・マンギウムチップ（パプアニューギニア産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．１８であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２１．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３９０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１１．８ｇ／Ｌであった。
【００３７】
比較例３
アカシア・マンギウムチップ（インドネシア産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が０．７１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２２％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３８０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１２．３ｇ／Ｌであった。
【００３８】
比較例４
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で３００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ミャンマー産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（インドネシア産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グロブラス（チリ産）チップを絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．８１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２０％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．３の未漂白クラフトパルプを絶乾３８９ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１０．０ｇ／Ｌであった。
【００３９】
比較例５
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で５００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（インドネシア産）チップを絶乾で１５０ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（南アフリカ産）チップを絶乾で５０ｇ、ユーカリ・グロブラスチップ（豪州産）を絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．６と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．４９であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２１％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾３８２ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１０．２ｇ／Ｌであった。
【００４０】
比較例６
アカシア・マンギウム（ラオス産）チップを絶乾で２００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（豪州産）チップを絶乾で１５０ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で１５０ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（南アフリカ産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・グランディス（ニュージーランド産）チップを絶乾で１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．７６であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１６０℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３９０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．２ｇ／Ｌであった。
【００４１】
比較例７
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が０．８５であることを確した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１６８℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．５の未漂白クラフトパルプを絶乾３７３ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．３ｇ／Ｌであった。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表１の実施例１〜４と比較例１〜３を比較することから明らかなように、リグノセルロース物質を同一温度で蒸解して同一カッパー価のパルプを製造する場合、Ｓ／Ｖ比が大きいものほど、蒸解時のＡＡ添加率が少なくて済むことがわかる。逆に、Ｓ／Ｖ比が２．０未満の場合には蒸解時のＡＡ添加率を高くしなければならないだけでなく、蒸解後の残アルカリ量が非常に多くなり、エネルギー効率も悪くなることがわかる。
また、表１の実施例５〜８と比較例４〜７を比較することから明らかなように、リグノセルロース物質を同一ＡＡ添加率で蒸解して同一カッパー価のパルプを得る場合、Ｓ／Ｖ比が大きいほど、蒸解時の温度が低くて済むことがわかる。逆に、Ｓ／Ｖ比が２．０未満の場合蒸解温度を高くしなければならないのみならず、そのためにパルプ収率も悪くなることもわかる。
これらの結果は、リグノセルロース物質として単一チップ材を用いた場合だけでなく、複数のチップ材を混合した場合にも当てはまり、つまり、リグノセルロース物質のＳ／Ｖ比を管理することによって蒸解の製造工程を効率化、安定化させられることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケミカルパルプ原材料配合管理方法に関する。さらに詳しくは、ケミカルパルプ化原材料となるリグノセルロース物質中のリグニン構造割合を管理することで、効率よく蒸解を行うケミカルパルプ原材料配合管理方法関する。
【背景技術】
【０００２】
リグノセルロース物質を製紙原料として多くの用途に使用するためには、蒸解処理して化学パルプとするか、あるいはリファイナー等を用いて機械的に処理して機械パルプとする必要がある。これらのパルプは、必要に応じて漂白処理され、所望の白色度に調整された後、製紙原料として使用される。現在、所望の白色度、パルプ特性に調整しやすいことから化学パルプ化法が主として用いられ、特にクラフト法と呼ばれる蒸解 法は、薬品の再生が可能であり、使用原料の制限も少ない等の理由から化学パルプ化法の主流となっている。また、クラフトパルプ法は、装置の面でも発展してきており、連続蒸解釜と呼ばれる大量生産型でかつ大型のものが主流となってきている。
【０００３】
蒸解処理には多くのエネルギーと蒸解薬品が必要であり、化石化燃料の枯渇の問題や地球温暖化への影響、重油の高騰などから、省エネ化、高効率化が求められている。前記クラフトパルプ法はこれまでに種々の改良法が提案されている。連続蒸解釜では、ＭＣＣ法、ＥＭＣＣ法、ＩＴＣ法、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法などが提案されている。これらの改良法は何れも、パルプ品質を改良する方法である。
【０００４】
材料となるリグノセルロースからの検討としては、リグノセルロース物質中のリグニン芳香核構造には、メトキシル基を持たないパラヒドロキシフェニル核（Ｈ核）、メトキシル基を１つ持ったグアイアシル核（Ｇ核）、メトキシル基を２つ持ったシリンギル核（Ｓ核）が存在することが知られている。また、近年の研究では、リグノセルロース物質中のリグニン構造中にメトキシル基が多く存在すると、易蒸解性であることが示されている（非特許文献１、２、３、４）。
【０００５】
広葉樹材の場合、リグニン中のメトキシル基量が多いということは、リグニン芳香核構造中にＧ核に比べてＳ核が多いということと言い換えることができる。広葉樹単材で比較した場合、Ｓ核とＧ核の比（Ｓ／Ｇ比）が大きいほど蒸解性がよいことも示されている（非特許文献１、２、３、４）。
【０００６】
また、蒸解性の向上を目指して、遺伝子操作を用いて、人工的にＳ／Ｇ比を高くする方法も示されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００７】
しかし、それらは、単独の種類の材についてのみの記述であるため、実際のパルプ製造工程で行われているような、Ｓ／Ｇ比の異なる複数の種類の材が混合された状態での、Ｓ／Ｇ比と蒸解性の関係について調査された例はない。
【特許文献１】特開平１１−１１６７８４号公報
【特許文献２】特表２００４−５２００１５号公報
【非特許文献１】Ｃｈａｎｇ， Ｈ．Ｍ．及びＳａｒｋａｎｅｎ， Ｋ．Ｖ．， １９７３， Ｔａｐｐｉ ５６：１３２．
【非特許文献２】Ｃｈｉａｎｇ， Ｖ．Ｌ．及びＦｕｎａｏｋａ， Ｍ．， １９９０， Ｈｏｌｚｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ４４：３０９．
【非特許文献３】Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ， Ｋ．， １９６５， Ｓｃｉｅｎｃｅ １４８：５９５．
【非特許文献４】Ｓａｒｋａｎｅｎ， Ｋ．Ｖ．及びＨｅｒｇｅｒｔ， Ｈ．Ｌ．， １９７１， Ｌｉｇｎｉｎｓ： Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ， Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｅａｃｔｉｏｎ， Ｋ．Ｖ． Ｓａｒｋａｎｅｎ ａｎｄ Ｃ．Ｈ． Ｌｕｄｗｉｇ， ｅｄｓ （Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ）， ４３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、原料のリグノセルロース物質中のリグニン構造割合を管理することで、蒸解を効率よく行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、蒸解を効率的に行うために、ケミカルパルプ原材料について種々検討した結果、単独の材のみならず、複数の材を混合したときであっても、木材中のＳ／Ｇ比と蒸解性の間に関係があることを見出し、それを管理するためにＳ／Ｇ値を求める際の簡便方であるアルカリ性ニトロベンゼン酸化により得られるＳ／Ｖ値に着目した。Ｓ／Ｖ値は原材料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比である。これにより、リグノセルロース物質の配合管理において、該リグノセルロース物質全体のシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比であるＳ／Ｖ比の値をリグノセルロース物質配合管理の指標として用いることで、効率的に蒸解を行えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本願は以下の発明を包含する。
（１）ケミカルパルプの製造において、原料となるリグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）が２以上になるように、２種類以上の広葉樹材を混合して調整するケミカルパルプ原料配合管理方法。
【００１１】
（２）前記広葉樹材は、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用する、（１）記載のケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケミカルパルプ化に供されるリグノセルロース物質の配合管理において、（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）を一定以上にすることによって、蒸解時に用いるアルカリ量を低減でき、および／または、蒸解時の温度を低減できるので、効率よくケミカルパルプを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で用いられるリグノセルロース物質は、好ましくは広葉樹材、さらに好ましくは広葉樹材の混合材である。Ｓ／Ｖ比の高い材と低い材を組み合わせてもＳ／Ｖ比を一定以上にすることにより、効率よく蒸解することが可能である。混合材として使う場合には、広葉樹材のみの混合材である必要はなく、針葉樹材や、竹や麻などの非木材と呼ばれるものと広葉樹材の混合物でもよく、Ｓ／Ｖ比が一定以上となるように混合されることのみ満たせば、それ以外については特に限定されるものではない。また、本発明に使用されるパルプを得るための蒸解法としては、クラフト蒸解、ポリサルファイド蒸解、ソーダ蒸解、アルカリサルファイト蒸解等の公知の蒸解法を用いることができるが、パルプ品質、エネルギー効率等を考慮すると、クラフト蒸解法、または、ポリサルファイド蒸解が好適に用いられる。
【００１４】
Ｓ／Ｖ比は樹種によって一定の範囲にあるため、あらかじめＳ／Ｖ比が２以上になるように配合率を決定し蒸解を行うと効率よく蒸解することができる。無論、あらかじめ混合した材においてＳ／Ｖ比を測定・把握する方法も可能である。新規の配合時においても、同様の方法が可能である。
【００１５】
Ｓ／Ｖ比の測定方法
アルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比と蒸解性の関係からシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計のモル比（Ｓ＋ＳＡ）／（Ｖ＋ＶＡ）が２以上になるように２種以上の広葉樹材を配合して調整することにより効率よく蒸解できる。夫々の値は単独の材を夫々アルカリ性ニトロベンゼン酸化により得られたものをガスクロマトグラフィーで分析して夫々の値を算出し、データーベース化して、Ｓ／Ｖ比が２以上になるようにチップの配合量を調整し蒸解する。Ｓ／Ｖ比が２未満の組み合わせで混合しての蒸解では蒸解エネルギーや蒸解時に用いるアルカリ量の増加のため好ましくない。
なお、リグノセルロース物質中のＳ／Ｖ比を例えば光学的手法を用い、非破壊状態で分析できる機械が開発されれば、このような機械を補助的に使用することも可能となる。
【００１６】
リグノセルロース物質である広葉樹材の中でも特にフトモモ科ユーカリ属に属する樹種が好ましい、これらは一般に成長性が良好であり、なおかつ非常に多くの樹種が属するため植林地に対して適した樹種を探すことが比較的容易である。また、現在パルプ原材料として用いられている広葉樹材の中では、蒸解性がよく高効率にパルプを得ることが可能である。さらに、フトモモ科ユーカリ属に属するものはＳ／Ｖ比が高いものが多い。なお、パルプ原材料として用いられているフトモモ科ユーカリ属の樹種には、ユーカリ・グロブラス、ユーカリ・グランディス、ユーカリ・ナイテンス、ユーカリ・ユーロフィラ、ユーカリ・カマルドレンシス、および、それらの雑種などがある。
【００１７】
広葉樹材のみを混合したリグノセルロースをクラフト蒸解する場合、クラフト蒸解液の硫化度は５〜７５％、好ましくは１５〜４５％、有効アルカリ添加率は絶乾木材質量当たり５〜３０質量％、好ましくは１０〜２５質量％、蒸解温度は１３０〜１７０℃で、蒸解方式は、連続蒸解法あるいはバッチ蒸解法のどちらでもよく、連続蒸解釜を用いる場合は、蒸解液を多点で添加する修正蒸解法でもよく、その方式は特に問わない。
【００１８】
Ｓ／Ｖ比を管理することで蒸解時のアルカリ添加率や蒸解温度を低下させることができる。蒸解時の条件を緩和することで、蒸解時の繊維の損傷が低減し、パルプ品質を向上することができる。さらには、蒸解後のパルプ収率も向上する。
【００１９】
蒸解に際して、使用する蒸解液に蒸解助剤として、公知の環状ケト化合物、例えばベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、アントロン、フェナントロキノン及び前記キノン系化合物のアルキル、アミノ等の核置換体、或いは前記キノン系化合物の還元型であるアントラヒドロキノンのようなヒドロキノン系化合物、さらにはディールスアルダー法によるアントラキノン合成法の中間体として得られる安定な化合物である９，１０−ジケトヒドロアントラセン化合物等から選ばれた１種或いは２種以上が添加されてもよく、その添加率は通常の添加率であり、例えば、木材チップの絶乾質量当たり０．００１〜１．０質量％である。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下に示す実施例、比較例においては、特に示さない限り、パルプのカッパー価の測定、蒸解後の残アルカリ量の測定を以下の方法で行った。また、リグノセルロース物質のＳ／Ｇ比を調べる方法として、最も一般的に用いられているアルカリ性ニトロベンゼン酸化を以下に記す方法で行った。なお、実施例及び比較例における薬品の添加率は絶乾パルプ質量当たりの質量％示す。
【００２１】
１．パルプのカッパー価の測定
カッパー価の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８２１１に準じて行った。
【００２２】
２．蒸解後の残アルカリ量の測定
蒸解後の黒液２０ｍｌを蒸留水５０ｍｌで希釈したものに、２００ｇ／Ｌ塩化バリウム水溶液３０ｍｌを加え、よく攪拌した。攪拌後、１Ｎ塩酸にてｐＨ１１．０になるまで滴定した。このときの塩酸滴定量から、残アルカリ量を計算した。計算方法は、塩酸滴下量×水酸化ナトリウム分子量×塩酸濃度÷サンプル取量で、水酸化ナトリウム量換算で求めた。
【００２３】
３．アルカリ性ニトロベンゼン酸化
木粉約２０ｍｇを精秤し、２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液４ｍｌとニトロベンゼン０．２４ｍｌと共に１０ｍｌ容ステンレスオートクレーブに封入し、１７０℃シリコンオイルバス中で２時間加熱処理を行った。反応後は十分に水冷し反応を停止させたのち、オートクレーブ内容物を取り出した。取り出したものには、内部標準物質としてエチルバニリンを加えた。分液ロートにて、１回１５ｍｌのジクロロメタンで３回抽出処理した。このときのジクロロメタンは廃棄した。抽出後の水層部は、４Ｎの塩酸を用いてｐＨ３にした後、２０ｍｌのジクロロメタンで２回、１５ｍｌのジエチルエーテルで１回抽出した。抽出後、ジクロロメタンとジエチルエーテルを混合し、無水芒硝にて脱水処理をした。十分に脱水後、芒硝を濾別し、ロータリーエバポレーターを用いてろ液を濃縮乾固した。濃縮乾固したものは、トリメチルシリル化剤を用いてＴＭＳ化した後、ガスクロマトグラフィーにて分析を行った。今回の実験では、得られたシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計モル量をＳ量、バニリン（Ｖ）とバニリン酸（ＶＡ）の合計モル量をＶ量とした。
【００２４】
実施例、比較例の蒸解における条件およびパルプ収率、カッパー価等の結果については表１に示す。
なお、樹種、分類および／または産地の異なる単材のＳ／Ｖ比を測定した結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
実施例１
ユーカリ・グランディスチップ（豪州産）を絶乾１５０ｇ、ユーカリ・ナイテンスチップ（南アフリカ産）を絶乾１５０ｇ、ユーカリ・グロブラスチップ（豪州産）を絶乾６００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が４．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が４．０３であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１５．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．４の未漂白クラフトパルプを絶乾４１８ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．３ｇ／Ｌであった。
【００２７】
実施例２
アカシア・メランシー（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（ミャンマー産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グランディス（南アフリカ産）チップを絶乾２００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（豪州産）チップを絶乾３００ｇ、ユーカリ・グロブラス（豪州産）チップを絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が３．０と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が３．０１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１６．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾４１４ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．８ｇ／Ｌであった。
【００２８】
実施例３
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（タイ産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（タスマニア産）チップを絶乾３００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（豪州産）チップを絶乾３００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．５と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．５１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１７．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４０９ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは４．２ｇ／Ｌであった。
【００２９】
実施例４
アカシア・マンギウム（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（ベトナム産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（豪州産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（豪州産）チップを絶乾１００ｇ、ユーカリ・グランディス（チリ産）チップを絶乾２００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化した結果、Ｓ／Ｖ比が２．０２であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４０４ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは５．０ｇ／Ｌであった。
【００３０】
実施例５
ユーカリ・グロブラスチップ（ニュージーランド産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が４．５５であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１４７℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０。２の未漂白クラフトパルプを絶乾４２７ｇ得た。このときの残アルカリは１．１ｇ／Ｌであった。
【００３１】
実施例６
アカシア・メランシー（パプアニューギニア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（タスマニア産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・グロブラス（豪州産）チップを絶乾７００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が４．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化した結果、Ｓ／Ｖ比が３．９８であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１４９℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．４の未漂白クラフトパルプを絶乾４２０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１．３ｇ／Ｌであった。
【００３２】
実施例７
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（インドネシア産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（チリ産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・グランディス（豪州産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グロブラス（タスマニア産）チップを絶乾３００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が３．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が３．０１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５２℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾４１６ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは２．０ｇ／Ｌであった。
【００３３】
実施例８
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（ラオス産）チップを絶乾で１００ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（豪州産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・ナイテンス（タスマニア産）チップを絶乾で１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．０７であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５４℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾４０５ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．９ｇ／Ｌであった。
【００３４】
実施例９
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で８００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が２．１と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が２．０４であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾４０３ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは４．４ｇ／Ｌであった。
【００３５】
比較例１
アカシア・アウリカリフォルミスチップ（ベトナム産）を絶乾５００ｇ、ユーカリ・グランディス（豪州産）チップを絶乾４００ｇ合わせて９００ｇ採取混合し、Ｓ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．９０であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２０％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．１の未漂白クラフトパルプを絶乾３８７ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは９．３ｇ／Ｌであった。
【００３６】
比較例２
アカシア・マンギウムチップ（パプアニューギニア産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．１８であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２１．５％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３９０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１１．８ｇ／Ｌであった。
【００３７】
比較例３
アカシア・マンギウムチップ（インドネシア産）を絶乾 ９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が０．７１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２２％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３８０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１２．３ｇ／Ｌであった。
【００３８】
比較例４
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で３００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（ミャンマー産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（インドネシア産）チップを絶乾で２００ｇ、ユーカリ・グロブラス（チリ産）チップを絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．８１であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２０％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．３の未漂白クラフトパルプを絶乾３８９ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１０．０ｇ／Ｌであった。
【００３９】
比較例５
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で５００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（インドネシア産）チップを絶乾で１００ｇ、アカシア・メランシー（インドネシア産）チップを絶乾で１５０ｇ、ユーカリ・ユーロフィラ（南アフリカ産）チップを絶乾で５０ｇ、ユーカリ・グロブラスチップ（豪州産）を絶乾１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．６と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．４９であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ２１％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１５５℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．０の未漂白クラフトパルプを絶乾３８２ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは１０．２ｇ／Ｌであった。
【００４０】
比較例６
アカシア・マンギウム（ラオス産）チップを絶乾で２００ｇ、アカシア・アウリカリフォルミス（豪州産）チップを絶乾で１５０ｇ、アカシア・メランシー（ベトナム産）チップを絶乾で１５０ｇ、ユーカリ・カマルドレンシス（南アフリカ産）チップを絶乾で３００ｇ、ユーカリ・グランディス（ニュージーランド産）チップを絶乾で１００ｇ、合わせて９００ｇ採取混合しＳ／Ｖ比が１．９と予想される混合チップとした。そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が１．７６であることを確認した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１６０℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．２の未漂白クラフトパルプを絶乾３９０ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．２ｇ／Ｌであった。
【００４１】
比較例７
アカシア・マンギウム（ベトナム産）チップを絶乾で９００ｇ採取し、そのうち、１００ｇを分取し、アルカリ性ニトロベンゼン酸化し、Ｓ／Ｖ比が０．８５であることを確した。残りのチップ８００ｇを、液比４、絶乾チップ重量当たり有効アルカリ１８％、蒸解液の硫化度２５％、蒸解温度１６８℃、蒸解時間１２０分の条件下で実験用間接加熱用オートクレーブを用いてクラフト蒸解し、その後廃液とパルプを分離し、パルプを１０カットのスクリーンプレートを備えたフラットスクリーンで精選してカッパー価２０．５の未漂白クラフトパルプを絶乾３７３ｇ得た。このときの蒸解後の残アルカリは３．３ｇ／Ｌであった。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表１の実施例１〜４と比較例１〜３を比較することから明らかなように、リグノセルロース物質を同一温度で蒸解して同一カッパー価のパルプを製造する場合、Ｓ／Ｖ比が大きいものほど、蒸解時のＡＡ添加率が少なくて済むことがわかる。逆に、Ｓ／Ｖ比が２．０未満の場合には蒸解時のＡＡ添加率を高くしなければならないだけでなく、蒸解後の残アルカリ量が非常に多くなり、エネルギー効率も悪くなることがわかる。
また、表１の実施例５〜８と比較例４〜７を比較することから明らかなように、リグノセルロース物質を同一ＡＡ添加率で蒸解して同一カッパー価のパルプを得る場合、Ｓ／Ｖ比が大きいほど、蒸解時の温度が低くて済むことがわかる。逆に、Ｓ／Ｖ比が２．０未満の場合蒸解温度を高くしなければならないのみならず、そのためにパルプ収率も悪くなることもわかる。
これらの結果は、リグノセルロース物質として単一チップ材を用いた場合だけでなく、複数のチップ材を混合した場合にも当てはまり、つまり、リグノセルロース物質のＳ／Ｖ比を管理することによって蒸解の製造工程を効率化、安定化させられることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケミカルパルプの製造において、原料とするリグノセルロース物質の配合を該リグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸(ＶＡ)の合計のモル比が(Ｓ＋ＳＡ)/（Ｖ＋ＶＡ)＝２/１以上になるよう２種以上の広葉樹材を配合して調整するケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【請求項２】
前記広葉樹材は、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用することを特徴とする、請求項１記載のケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【請求項１】
ケミカルパルプの製造において、原料とするリグノセルロース物質の配合を該リグノセルロース物質をアルカリ性ニトロベンゼン酸化した時に得られるシリンガアルデヒド（Ｓ）とシリンガ酸（ＳＡ）の合計と、バニリン（Ｖ）とバニリン酸(ＶＡ)の合計のモル比が(Ｓ＋ＳＡ)/（Ｖ＋ＶＡ)＝２/１以上になるよう２種以上の広葉樹材を配合して調整するケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【請求項２】
前記広葉樹材は、少なくとも１種以上のフトモモ科ユーカリ属に属する材を使用することを特徴とする、請求項１記載のケミカルパルプ原材料配合管理方法。
【公開番号】特開２０１０−９５８１６（Ｐ２０１０−９５８１６Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６７３２４（Ｐ２００８−２６７３２４）
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００１２２２９８）王子製紙株式会社 (2,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（０００１２２２９８）王子製紙株式会社 (2,055)
【Ｆターム（参考）】
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