リグノセルロース物質の蒸解方法
【課題】連続蒸解釜を用いて、針葉樹リグノセルロース物質の蒸解収率および蒸解性を向上する針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法の提供。
【解決手段】針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、該各ゾーン毎に、蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５度未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を、対チップ１０〜３００質量％添加する針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
【解決手段】針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、該各ゾーン毎に、蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５度未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を、対チップ１０〜３００質量％添加する針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法に関する。
【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いる。
【０００３】
クラフト法の改良法としては、連続蒸解釜を用いたＭＣＣ法、ＥＭＣＣ法、ＩＴＣ法、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法などが提案されている。ＭＣＣ法は連続式蒸解釜への蒸解白液の添加を３分割し、一部を釜の中段や下段からチップと向流添加することで、蒸解工程の各段のアルカリ濃度を均一に保ち、過剰なアルカリによる木材中のセルロースの崩壊を抑制することでパルプ強度を向上する方法である。また、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法は黒液を抽出する工程と、抽出した黒液よりも溶解有機物の少ない液で液補充する工程を組み合わせることにより、蒸解工程を通して蒸解液中の溶解有機物を少なく保ち、均一な蒸解反応をなすことでパルプ強度を向上する方法である（特許文献１、２）。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。蒸解収率を向上させる方法としては、黒液を浸透ゾーンに戻し、蒸解のアルカリプロファイルを均一にし、低温長時間蒸解をする方法いわゆるＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法、ＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法（特許文献３、４、５、非特許文献１）が知られているが、本方法では従来の蒸解法の蒸解収率を１００とした場合、１０２〜１０３程度までしか向上できない。
【０００４】
また、パルプ収率の向上を目指した、蒸解液の改善や脱リグニン助剤などの開発も進み、前者ではポリサルファイド蒸解法、後者ではキノン化合物の添加などが挙げられる。これらのうち、ポリサルファイド蒸解は、蒸解白液を酸化して硫化ナトリウムをポリサルファイド硫黄に変換したり、蒸解白液に直接硫黄を添加することにより、ヘミセルロースの末端基を酸化保護して高アルカリ性の蒸解白液へのヘミセルロース溶出を抑えるためパルプ収率が向上するとしている（非特許文献２）。また、黒液や緑液を利用して蒸解時の硫化ソーダ濃度を高めて脱リグニン性を促進する方法が提案されている。（特許文献６）一方、キノン化合物を添加するキノン蒸解では、キノン化合物がセルロースの末端基を酸化保護してセルロースの溶出を抑制し、パルプ収率が向上するとしている（特許文献７、８）。これらポリサルファイド蒸解とキノン蒸解を組合せた蒸解法も検討されている（特許文献９）が、いずれも蒸解収率の向上効果と比較して薬品コストが大きく、さほど普及が進んでいないのが現状である。
【０００５】
前記ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法、ＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法をはじめ、蒸解黒液を利用する方法が提案されている。従来蒸解において広葉樹アルカリパルプ蒸解の黒液を針葉樹アルカリ蒸解に添加して蒸解することにより、パルプ収率を向上させる方法が提案されている（特許文献１０）が、蒸解温度やアルカリ添加率が高く、ストレーナーからの黒液抽出を行なわない従来蒸解では、広葉樹黒液を添加した際の白色度低下が大きい上、パルプ収率も低く、広葉樹黒液を添加して蒸解収率を向上させても、本発明で用いられる連続蒸解法で蒸解した場合のパルプ収率と同等となるに過ぎない。また、同一の蒸解装置において、浸透ゾーンの抽出黒液と蒸解ゾーンの抽出黒液を一緒にして浸透ゾーン開始時に添加する方法が提案されている（特許文献１１）が、この方法では蒸解を均一に行なえるために得られるパルプ品質が向上するが、蒸解収率を向上する効果はみられない。
【特許文献１】特表平８−５１１５８３号公報
【特許文献２】特表平１０−５０４６１４号公報
【特許文献３】米国特許第６０８６７１７号公報
【特許文献４】米国特許第６１２３８０７号公報
【特許文献５】米国特許６１５９３３６号公報
【特許文献６】特願２００８−４８１６０号明細
【特許文献７】特開昭５２−３７８０３号公報
【特許文献８】特開昭５３−４５４０４号公報
【特許文献９】特開２００２−１１５１９０号公報
【特許文献１０】特許昭５６−１７４７４号公報
【特許文献１１】特許３８３２３７３号公報
【非特許文献１】具延、「ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法及びＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法の蒸解パルプの収率評価法」、平成１５年度 紙パルプ技術協会 年次大会 講演予稿集、ｐ４９〜５９
【非特許文献２】山口章、「工場チップのポリサルファイド蒸解」、紙パ技協誌、第３３巻第８号、ｐ１〜９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、連続蒸解釜を用いて針葉樹リグノセルロース物質の蒸解収率および蒸解性を向上する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する連続蒸解装置を用いて蒸解する方法において、蒸解収率を向上する方法について種々検討を重ねた結果、浸透ゾーンに広葉樹リグノセルロースパルプを蒸解して得られた黒液を添加することで、脱リグニンを大幅に促進でき、蒸解収率を大幅に増加できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本願発明は以下の発明を包含する。
（１）針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、前記各ゾーン毎に蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を対チップ１０〜３００質量％添加する針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
（２）前記蒸解装置に添加する蒸解白液の８０質量％以上を該浸透ゾーンの頂部に添加する（１）記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（３）前記蒸解ゾーンのストレーナーで抽出した黒液の一部を該浸透ゾーンに添加する（１）又は（２）のいずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（４）前記浸透ゾーンに添加する黒液が、対チップ５０〜２００質量％である（１）〜（３）のいずれか１項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（５）前記浸透ゾーンの液比が２〜４である（１）〜（４）のいずれか１項記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明者によれば、浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する連続蒸解装置において、蒸解釜に少なくとも２つのストレーナーが設けられ、該ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンに添加する連続蒸解法において、針葉樹リグノセルロース物質を蒸解する際に、蒸解温度を１６５℃未満に保ちながら、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られる黒液を該浸透ゾーンに添加することで、脱リグニンを大幅に促進でき、蒸解収率を大幅に増加できる、リグノセルロース物質の蒸解方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、例えば図１に示すように、上部から底部にかけて、浸透ゾーン（Ａ）を有する浸透ベッセル、また、上部から底部にかけて、蒸解ゾーン（Ｂ）、洗浄ゾーン（Ｃ）を順に有する連続蒸解釜、好ましくは、さらに蒸解ゾーン（Ｂ）が上部蒸解ゾーン（Ｂ１）と中部蒸解ゾーン（Ｂ２）と下部蒸解ゾーン（Ｂ３）に別れた連続蒸解釜が用いられる。各々のゾーンは、ストレーナーにより区切られる。本発明においては、浸透ゾーンが連続蒸解釜上部に設置された１ベッセル蒸解装置においても好適に用いられる。例えば図１の場合には、リグノセルロース物質に蒸解液導入管２から蒸解白液が添加された後、浸透ゾーン（Ａ）を出るまでの工程が浸透ゾーン、木釜の頂部からストレーナ−３までの工程が上部蒸解ゾーン、ストレーナー３からストレーナー４までの工程が中部蒸解ゾーン、ストレーナー４からストレーナー５までの工程が下部蒸解ゾーン、ストレーナー５からパルプが木釜から出るまでの工程が洗浄ゾーンである。本発明において、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満である。最高温度が１６５℃以上の場合には、蒸解中のヘミセルロース成分等の溶出によるパルプ収率の低下が大きい。
【００１１】
本発明においては、必ず蒸解白液が洗浄ゾーンを除く、前記各ゾーンに１ヶ所以上添加される。例えば、図１の場合、蒸解白液は蒸解液導入管２によって浸透ゾーン、蒸解液導入管１によって蒸解ゾーンに分割添加される。蒸解白液の添加比率としては、浸透ゾーンへの添加比率が、全白液の５０質量％以上である。浸透ゾーンへの添加比率がこれより少ない場合、浸透ゾーンでのアルカリが不足し、脱リグニンが進まなくなる。有効アルカリ添加率は総計で絶乾木材重量当たり１０〜３０質量％、好ましくは１５〜２５質量％である。本発明において、浸透ゾーンの白液添加比率が８０質量％以上であることが好ましい。浸透ゾーンへの白液添加比率を高め、浸透ゾーンのアルカリ濃度を上げることで、チップへのアルカリ浸透が進み、続く蒸解ゾーンで脱リグニンが進みやすくなり、発明の効果がさらに大きくなる。
【００１２】
本発明において、蒸解補助剤として公知のポリサルファイドや環状ケト化合物、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、木材チップの絶乾重量当たり０．００１〜１．５質量％である。また、その他使用できる蒸解助剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等のキレート剤や、各種界面活性剤等が挙げられ、特に限定されるものではない。これらの蒸解助剤は、蒸解白液同様に分割添加することが可能であり、添加場所も限定されるものではない。
【００１３】
本発明においては、針葉樹および広葉樹の両方を扱っているパルプ工場で容易に入手できる広葉樹の蒸解抽出液または蒸解黒液を、針葉樹を蒸解する際の浸透ゾーンに添加して蒸解する。装置上可能であれば、浸透ゾーンより前のスチーミングベッセルやチップビンに広葉樹蒸解黒液を添加することもできる。また、チップビン、スチーミングベッセル、浸透ゾーンが一体型の装置に対しても広葉樹黒液を添加することができる。蒸解法としては、クラフト蒸解法が好適であるが、公知のソーダ蒸解やソーダ−アントラキノン蒸解に対しても好適に用いることができる。
【００１４】
本発明においては、広葉樹黒液を針葉樹に添加して蒸解することにより、広葉樹黒液に豊富に含まれるキシランが針葉樹パルプに吸着することでパルプ収率が大幅に増加し、かつ広葉樹黒液中のアルカリ分及び硫黄化合物が脱リグニンを促進すると考えられる。自己の針葉樹黒液を用いる場合には、黒液中のアルカリ分による脱リグニン効果は得られるが、硫黄化合物による脱リグニン効果が弱いため脱リグニンの促進は限定され、黒液中のキシラン含有量も低いためにパルプ収率の増加も限定される。
【００１５】
本発明において、広葉樹の蒸解黒液を対チップ１０〜３００質量％、より好ましくは５０〜２００質量％添加して蒸解する。蒸解黒液の添加量が対チップ１０質量％未満では、広葉樹黒液から供されるキシラン量が少ないため、浸透ゾーンおよび蒸解ゾーンにおいてキシラン濃度が低すぎてパルプに吸着できず、蒸解収率が増加しないために適さない。一方、広葉樹蒸解黒液の添加量が対チップ３００質量％を超えると、浸透ゾーンにおけるアルカリ濃度が低くなり、蒸解性が悪化するために適さない。広葉樹蒸解黒液の添加量が５０〜２００質量％においては、浸透ゾーンにおけるキシラン濃度、アルカリ濃度ともに好適であり、蒸解収率および蒸解性共に大幅に向上するために好ましい。
【００１６】
本発明において、浸透ゾーンにおける液比は２〜４が好ましい。液比を２未満にすると、原料に蒸解白液が十分に浸透しない場合がある上に、原料が釜内を沈降し難くなり不均一蒸解となるため適さない。一方、液比が４より大きくなると浸透ゾーンでのアルカリ濃度が低くなり、続く蒸解ゾーンで脱リグニンが進み難くなるために発明の効果が得難くなる。
【００１７】
本発明の浸透ゾーンおよび蒸解ゾーンにおいては、向流蒸解および並流蒸解に関して、特に限定するものではなく、状況に応じて向流蒸解および並流蒸解が適宜選択される。例えば、蒸解ゾーンを上部蒸解ゾーンと下部蒸解に分けた場合には、向流蒸解＋向流蒸解、向流蒸解＋並流蒸解、並流蒸解＋並流蒸解、並流蒸解＋向流蒸解の４つの組み合わせが可能である。これらの選択は、原料となるリグノセルロース物質の性状や、操業性、経済性、パルプ品質等を考慮して行なわれる。本発明において、少なくとも１ヶ所以上のストレーナーから黒液が抽出される。広葉樹蒸解黒液を添加するとパルプの白色度が低下するという問題があるが、ストレーナーから黒液を抽出することで白色度低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明においては、エネルギー回収の観点から、広葉樹蒸解黒液に加えて自己の針葉樹黒液を蒸解ゾーンのストレーナーから抽出して浸透ゾーンに添加することが好ましい。蒸解に必要なエネルギーを効率的に回収できるので、蒸気使用量を削減することが可能である。
【００１９】
本発明の洗浄ゾーンにおける条件は、特に限定されるものではないが、釜内での洗浄の効率化を考慮すると、向流洗浄とするのが好ましい実施形態である。
【００２０】
本発明では、前記未漂白パルプは、洗浄、粗選及び精選工程を経て、公知のアルカリ酸素漂白法により脱リグニンすることもできる。本発明に使用されるアルカリ酸素漂白法は、公知の中濃度法或いは高濃度法がそのまま適用できるが、現在、汎用的に用いられているパルプ濃度が８〜１５％で行われる中濃度法が好ましい。
【００２１】
前記中濃度法によるアルカリ酸素漂白法において、アルカリとしては苛性ソーダあるいは酸化されたクラフト白液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。前記酸素ガスとアルカリは中濃度ミキサーにおいて中濃度のパルプスラリーに添加され、混合が十分に行われた後、加圧下でパルプ、酸素及びアルカリの混合物を一定時間保持できる反応塔へ送られ、脱リグニンされる。
【００２２】
酸素ガスの添加率は、絶乾パルプ質量当たり０．５〜３質量％、アルカリ添加率は０．５〜４質量％、反応温度は８０〜１２０℃、反応時間は１５〜１００分、パルプ濃度は８〜１５％であり、この他の条件は公知のものが適用できる。本発明では、アルカリ酸素漂白工程において、上記アルカリ酸素漂白を連続して複数回行い、できる限り脱リグニンを進めるのが好ましい実施形態である。
【００２３】
アルカリ酸素漂白が施されたパルプは次いで洗浄工程へ送られ、洗浄後、多段漂白工程へ送られ、多段漂白処理することもできる。
【００２４】
本発明の多段漂白処理は、特に限定されるものではないが、二酸化塩素（Ｄ）、アルカリ（Ｅ）、酸素（Ｏ）、過酸化水素（Ｐ）、オゾン（Ｚ）、過酸等の公知の漂白剤と漂白助剤を組み合わせるのが好適である。例えば、多段漂白処理の初段は二酸化塩素漂白段（Ｄ）やオゾン漂白段（Ｚ）を用い、二段目にはアルカリ抽出段（Ｅ）や過酸化水素段（Ｐ）、三段目以降には、二酸化塩素や過酸化水素を用いた漂白シーケンスが好適に用いられる。三段目以降の段数も特に限定されるわけではないが、エネルギー効率、生産性等を考慮すると、合計で三段あるいは四段で終了するのが好適である。また、多段漂白処理中にエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等によるキレート剤処理段を挿入してもよい。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、もちろん本発明はこれによって何等制限されるものではない。また、特に示さない限り、パルプカッパー価の評価および蒸解収率の測定は以下の方法で行った。なお、実施例及び比較例における薬品の添加率は乾燥チップ質量当たりの質量％示す。
【００２６】
１．カッパー価の測定
ＪＩＳ Ｐ ８２１１に準じて行った。
【００２７】
２．蒸解収率の測定
蒸解収率の測定は、下記の式より算出した。
蒸解収率（％）＝ 投入した絶乾チップ（ｇ）／蒸解後の絶乾パルプ（ｇ）×１００
【００２８】
実施例１
図１の１ベッセル蒸解釜を用い、ラジアータパインチップ絶乾５００ｇに対し、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを図１の蒸解液導入管２から添加し、対チップ２００質量％に相当する広葉樹蒸解黒液１リットルを黒液導入管３から浸透ゾーンに添加して蒸解をスタートさせた。なお、浸透ゾーンにおいては並流蒸解が行われ、浸透ゾーンにおけるチップの滞留時間は３７分、温度は１２５℃であった。続く蒸解ゾーンは並流蒸解で行ない、チップの滞留時間２５７分、蒸解温度１６０℃であった。ストレーナー６，７から、黒液抽出管１８，１９を介して、チップ絶乾５００ｇに対し２．５リットルの黒液を抽出し、フラッシュタンク１６に送った。その後、洗浄ゾーンでは、洗浄ろ液導入管２１および２２を介して、希釈洗浄水として未晒パルプの洗浄濾液２．６リットルを釜底部から添加した。洗浄ゾーンにおけるチップの滞留時間は３０分であった。
得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００２９】
実施例２
実施例１において、有効アルカリとして１７％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加した以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３０】
実施例３
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．５に相当する蒸解白液１．７５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ５０質量％に相当する０．２５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３１】
実施例４
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．９に相当する蒸解白液１．９５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ１０質量％に相当する０．０５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３２】
実施例５
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ３００質量％に相当する１．５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３３】
実施例６
実施例１において、広葉樹蒸解黒液の代わりに、広葉樹蒸解抽出液を添加した以外は実施例１と同様の操作を行った。得られたパルプのカッパー価及び蒸解収率を表１に示した。
【００３４】
比較例１
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比４に相当する蒸解白液２リットルを添加し、黒液を添加しなかった以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３５】
比較例２
実施例１において、図１のストレーナー６より抽出した針葉樹抽出黒液を対チップ２００質量％（１リットル）浸透ゾーンに添加した以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３６】
比較例３
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．９５に相当する蒸解白液１．９７５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ５質量％に相当する０．０２５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３７】
比較例４
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ３３０質量％に相当する１．６５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３８】
比較例５
実施例２において、蒸解温度を１６５℃とした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１の実施例１〜５と比較例１を比較することから明らかなように、浸透ゾーンに広葉樹黒液を添加することでパルプのカッパー価が大幅に低下し、蒸解収率も大きく増加したことがわかる。また、実施例１と比較例２を比較すると、自己の針葉樹黒液を浸透ゾーンに添加するよりも、広葉樹黒液を添加することでパルプカッパー価が大幅に低下し、蒸解収率も大きく増加したことがわかる。また、実施例２と比較例１を比較すると、広葉樹黒液を用いることで、同一カッパー価のパルプを得るために必要なアルカリ量を大きく削減でき、かつパルプ収率も大きく増加できることがわかる。一方、比較例１と比較例３、４を比較すると、広葉樹黒液の添加量が少なすぎるとカッパー価、蒸解収率とも変化がなく、逆に添加量が多すぎると蒸解収率は増加するもののカッパー価が増加してしまうことがわかる。また、比較例５と実施例２との比較により、蒸解温度が高いとカッパー価が低下することがわかる一方、実施例１との比較により、同一カッパー価の時の蒸解収率の低下が大きいことがわかる。
【００４１】
また、実施例１〜３と実施例４、５を比較すると、広葉樹黒液の添加量が少ないと、カッパー価の低下や蒸解収率の増加幅が少なくなり、逆に広葉樹黒液の添加量が多いと、蒸解収率は増加するがカッパー価が下がりにくくなることがわかる。
一方、実施例１と実施例６を比較すると、広葉樹の蒸解黒液ではなく蒸解抽出液を添加する場合には、蒸解抽出液にはより高濃度のアルカリと低濃度のキシランが含まれるために、パルプのカッパー価が低下するが、収率増加効果が若干低くなることがわかる。
このように本発明は、大掛かりな設備改造を必要とせずに低カッパー価のパルプを高収率で得ることができ、かつ蒸解に必要なアルカリを削減でき、連続蒸解装置を用いたリグノセルロース物質の蒸解方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】連続蒸解釜
【符号の説明】
【００４３】
１、２：白液導入管
３ ：黒液導入管
Ａ ：浸透ゾーン
Ｂ ：蒸解ゾーン
Ｃ ：洗浄ゾーン
５〜７：ストレーナー
８〜１１：ポンプ
１２〜１４：ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法に関する。
【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いる。
【０００３】
クラフト法の改良法としては、連続蒸解釜を用いたＭＣＣ法、ＥＭＣＣ法、ＩＴＣ法、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法などが提案されている。ＭＣＣ法は連続式蒸解釜への蒸解白液の添加を３分割し、一部を釜の中段や下段からチップと向流添加することで、蒸解工程の各段のアルカリ濃度を均一に保ち、過剰なアルカリによる木材中のセルロースの崩壊を抑制することでパルプ強度を向上する方法である。また、Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ法は黒液を抽出する工程と、抽出した黒液よりも溶解有機物の少ない液で液補充する工程を組み合わせることにより、蒸解工程を通して蒸解液中の溶解有機物を少なく保ち、均一な蒸解反応をなすことでパルプ強度を向上する方法である（特許文献１、２）。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。蒸解収率を向上させる方法としては、黒液を浸透ゾーンに戻し、蒸解のアルカリプロファイルを均一にし、低温長時間蒸解をする方法いわゆるＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法、ＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法（特許文献３、４、５、非特許文献１）が知られているが、本方法では従来の蒸解法の蒸解収率を１００とした場合、１０２〜１０３程度までしか向上できない。
【０００４】
また、パルプ収率の向上を目指した、蒸解液の改善や脱リグニン助剤などの開発も進み、前者ではポリサルファイド蒸解法、後者ではキノン化合物の添加などが挙げられる。これらのうち、ポリサルファイド蒸解は、蒸解白液を酸化して硫化ナトリウムをポリサルファイド硫黄に変換したり、蒸解白液に直接硫黄を添加することにより、ヘミセルロースの末端基を酸化保護して高アルカリ性の蒸解白液へのヘミセルロース溶出を抑えるためパルプ収率が向上するとしている（非特許文献２）。また、黒液や緑液を利用して蒸解時の硫化ソーダ濃度を高めて脱リグニン性を促進する方法が提案されている。（特許文献６）一方、キノン化合物を添加するキノン蒸解では、キノン化合物がセルロースの末端基を酸化保護してセルロースの溶出を抑制し、パルプ収率が向上するとしている（特許文献７、８）。これらポリサルファイド蒸解とキノン蒸解を組合せた蒸解法も検討されている（特許文献９）が、いずれも蒸解収率の向上効果と比較して薬品コストが大きく、さほど普及が進んでいないのが現状である。
【０００５】
前記ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法、ＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法をはじめ、蒸解黒液を利用する方法が提案されている。従来蒸解において広葉樹アルカリパルプ蒸解の黒液を針葉樹アルカリ蒸解に添加して蒸解することにより、パルプ収率を向上させる方法が提案されている（特許文献１０）が、蒸解温度やアルカリ添加率が高く、ストレーナーからの黒液抽出を行なわない従来蒸解では、広葉樹黒液を添加した際の白色度低下が大きい上、パルプ収率も低く、広葉樹黒液を添加して蒸解収率を向上させても、本発明で用いられる連続蒸解法で蒸解した場合のパルプ収率と同等となるに過ぎない。また、同一の蒸解装置において、浸透ゾーンの抽出黒液と蒸解ゾーンの抽出黒液を一緒にして浸透ゾーン開始時に添加する方法が提案されている（特許文献１１）が、この方法では蒸解を均一に行なえるために得られるパルプ品質が向上するが、蒸解収率を向上する効果はみられない。
【特許文献１】特表平８−５１１５８３号公報
【特許文献２】特表平１０−５０４６１４号公報
【特許文献３】米国特許第６０８６７１７号公報
【特許文献４】米国特許第６１２３８０７号公報
【特許文献５】米国特許６１５９３３６号公報
【特許文献６】特願２００８−４８１６０号明細
【特許文献７】特開昭５２−３７８０３号公報
【特許文献８】特開昭５３−４５４０４号公報
【特許文献９】特開２００２−１１５１９０号公報
【特許文献１０】特許昭５６−１７４７４号公報
【特許文献１１】特許３８３２３７３号公報
【非特許文献１】具延、「ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＯＯＫＩＮＧＴＭ法及びＫＯＢＵＤＯＭＡＲＩ法の蒸解パルプの収率評価法」、平成１５年度 紙パルプ技術協会 年次大会 講演予稿集、ｐ４９〜５９
【非特許文献２】山口章、「工場チップのポリサルファイド蒸解」、紙パ技協誌、第３３巻第８号、ｐ１〜９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、連続蒸解釜を用いて針葉樹リグノセルロース物質の蒸解収率および蒸解性を向上する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する連続蒸解装置を用いて蒸解する方法において、蒸解収率を向上する方法について種々検討を重ねた結果、浸透ゾーンに広葉樹リグノセルロースパルプを蒸解して得られた黒液を添加することで、脱リグニンを大幅に促進でき、蒸解収率を大幅に増加できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本願発明は以下の発明を包含する。
（１）針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、前記各ゾーン毎に蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を対チップ１０〜３００質量％添加する針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
（２）前記蒸解装置に添加する蒸解白液の８０質量％以上を該浸透ゾーンの頂部に添加する（１）記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（３）前記蒸解ゾーンのストレーナーで抽出した黒液の一部を該浸透ゾーンに添加する（１）又は（２）のいずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（４）前記浸透ゾーンに添加する黒液が、対チップ５０〜２００質量％である（１）〜（３）のいずれか１項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
（５）前記浸透ゾーンの液比が２〜４である（１）〜（４）のいずれか１項記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明者によれば、浸透ゾーン、蒸解ゾーンを順に有する連続蒸解装置において、蒸解釜に少なくとも２つのストレーナーが設けられ、該ストレーナーからの抽出黒液を浸透ゾーンに添加する連続蒸解法において、針葉樹リグノセルロース物質を蒸解する際に、蒸解温度を１６５℃未満に保ちながら、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られる黒液を該浸透ゾーンに添加することで、脱リグニンを大幅に促進でき、蒸解収率を大幅に増加できる、リグノセルロース物質の蒸解方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、例えば図１に示すように、上部から底部にかけて、浸透ゾーン（Ａ）を有する浸透ベッセル、また、上部から底部にかけて、蒸解ゾーン（Ｂ）、洗浄ゾーン（Ｃ）を順に有する連続蒸解釜、好ましくは、さらに蒸解ゾーン（Ｂ）が上部蒸解ゾーン（Ｂ１）と中部蒸解ゾーン（Ｂ２）と下部蒸解ゾーン（Ｂ３）に別れた連続蒸解釜が用いられる。各々のゾーンは、ストレーナーにより区切られる。本発明においては、浸透ゾーンが連続蒸解釜上部に設置された１ベッセル蒸解装置においても好適に用いられる。例えば図１の場合には、リグノセルロース物質に蒸解液導入管２から蒸解白液が添加された後、浸透ゾーン（Ａ）を出るまでの工程が浸透ゾーン、木釜の頂部からストレーナ−３までの工程が上部蒸解ゾーン、ストレーナー３からストレーナー４までの工程が中部蒸解ゾーン、ストレーナー４からストレーナー５までの工程が下部蒸解ゾーン、ストレーナー５からパルプが木釜から出るまでの工程が洗浄ゾーンである。本発明において、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満である。最高温度が１６５℃以上の場合には、蒸解中のヘミセルロース成分等の溶出によるパルプ収率の低下が大きい。
【００１１】
本発明においては、必ず蒸解白液が洗浄ゾーンを除く、前記各ゾーンに１ヶ所以上添加される。例えば、図１の場合、蒸解白液は蒸解液導入管２によって浸透ゾーン、蒸解液導入管１によって蒸解ゾーンに分割添加される。蒸解白液の添加比率としては、浸透ゾーンへの添加比率が、全白液の５０質量％以上である。浸透ゾーンへの添加比率がこれより少ない場合、浸透ゾーンでのアルカリが不足し、脱リグニンが進まなくなる。有効アルカリ添加率は総計で絶乾木材重量当たり１０〜３０質量％、好ましくは１５〜２５質量％である。本発明において、浸透ゾーンの白液添加比率が８０質量％以上であることが好ましい。浸透ゾーンへの白液添加比率を高め、浸透ゾーンのアルカリ濃度を上げることで、チップへのアルカリ浸透が進み、続く蒸解ゾーンで脱リグニンが進みやすくなり、発明の効果がさらに大きくなる。
【００１２】
本発明において、蒸解補助剤として公知のポリサルファイドや環状ケト化合物、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、木材チップの絶乾重量当たり０．００１〜１．５質量％である。また、その他使用できる蒸解助剤としては、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等のキレート剤や、各種界面活性剤等が挙げられ、特に限定されるものではない。これらの蒸解助剤は、蒸解白液同様に分割添加することが可能であり、添加場所も限定されるものではない。
【００１３】
本発明においては、針葉樹および広葉樹の両方を扱っているパルプ工場で容易に入手できる広葉樹の蒸解抽出液または蒸解黒液を、針葉樹を蒸解する際の浸透ゾーンに添加して蒸解する。装置上可能であれば、浸透ゾーンより前のスチーミングベッセルやチップビンに広葉樹蒸解黒液を添加することもできる。また、チップビン、スチーミングベッセル、浸透ゾーンが一体型の装置に対しても広葉樹黒液を添加することができる。蒸解法としては、クラフト蒸解法が好適であるが、公知のソーダ蒸解やソーダ−アントラキノン蒸解に対しても好適に用いることができる。
【００１４】
本発明においては、広葉樹黒液を針葉樹に添加して蒸解することにより、広葉樹黒液に豊富に含まれるキシランが針葉樹パルプに吸着することでパルプ収率が大幅に増加し、かつ広葉樹黒液中のアルカリ分及び硫黄化合物が脱リグニンを促進すると考えられる。自己の針葉樹黒液を用いる場合には、黒液中のアルカリ分による脱リグニン効果は得られるが、硫黄化合物による脱リグニン効果が弱いため脱リグニンの促進は限定され、黒液中のキシラン含有量も低いためにパルプ収率の増加も限定される。
【００１５】
本発明において、広葉樹の蒸解黒液を対チップ１０〜３００質量％、より好ましくは５０〜２００質量％添加して蒸解する。蒸解黒液の添加量が対チップ１０質量％未満では、広葉樹黒液から供されるキシラン量が少ないため、浸透ゾーンおよび蒸解ゾーンにおいてキシラン濃度が低すぎてパルプに吸着できず、蒸解収率が増加しないために適さない。一方、広葉樹蒸解黒液の添加量が対チップ３００質量％を超えると、浸透ゾーンにおけるアルカリ濃度が低くなり、蒸解性が悪化するために適さない。広葉樹蒸解黒液の添加量が５０〜２００質量％においては、浸透ゾーンにおけるキシラン濃度、アルカリ濃度ともに好適であり、蒸解収率および蒸解性共に大幅に向上するために好ましい。
【００１６】
本発明において、浸透ゾーンにおける液比は２〜４が好ましい。液比を２未満にすると、原料に蒸解白液が十分に浸透しない場合がある上に、原料が釜内を沈降し難くなり不均一蒸解となるため適さない。一方、液比が４より大きくなると浸透ゾーンでのアルカリ濃度が低くなり、続く蒸解ゾーンで脱リグニンが進み難くなるために発明の効果が得難くなる。
【００１７】
本発明の浸透ゾーンおよび蒸解ゾーンにおいては、向流蒸解および並流蒸解に関して、特に限定するものではなく、状況に応じて向流蒸解および並流蒸解が適宜選択される。例えば、蒸解ゾーンを上部蒸解ゾーンと下部蒸解に分けた場合には、向流蒸解＋向流蒸解、向流蒸解＋並流蒸解、並流蒸解＋並流蒸解、並流蒸解＋向流蒸解の４つの組み合わせが可能である。これらの選択は、原料となるリグノセルロース物質の性状や、操業性、経済性、パルプ品質等を考慮して行なわれる。本発明において、少なくとも１ヶ所以上のストレーナーから黒液が抽出される。広葉樹蒸解黒液を添加するとパルプの白色度が低下するという問題があるが、ストレーナーから黒液を抽出することで白色度低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明においては、エネルギー回収の観点から、広葉樹蒸解黒液に加えて自己の針葉樹黒液を蒸解ゾーンのストレーナーから抽出して浸透ゾーンに添加することが好ましい。蒸解に必要なエネルギーを効率的に回収できるので、蒸気使用量を削減することが可能である。
【００１９】
本発明の洗浄ゾーンにおける条件は、特に限定されるものではないが、釜内での洗浄の効率化を考慮すると、向流洗浄とするのが好ましい実施形態である。
【００２０】
本発明では、前記未漂白パルプは、洗浄、粗選及び精選工程を経て、公知のアルカリ酸素漂白法により脱リグニンすることもできる。本発明に使用されるアルカリ酸素漂白法は、公知の中濃度法或いは高濃度法がそのまま適用できるが、現在、汎用的に用いられているパルプ濃度が８〜１５％で行われる中濃度法が好ましい。
【００２１】
前記中濃度法によるアルカリ酸素漂白法において、アルカリとしては苛性ソーダあるいは酸化されたクラフト白液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。前記酸素ガスとアルカリは中濃度ミキサーにおいて中濃度のパルプスラリーに添加され、混合が十分に行われた後、加圧下でパルプ、酸素及びアルカリの混合物を一定時間保持できる反応塔へ送られ、脱リグニンされる。
【００２２】
酸素ガスの添加率は、絶乾パルプ質量当たり０．５〜３質量％、アルカリ添加率は０．５〜４質量％、反応温度は８０〜１２０℃、反応時間は１５〜１００分、パルプ濃度は８〜１５％であり、この他の条件は公知のものが適用できる。本発明では、アルカリ酸素漂白工程において、上記アルカリ酸素漂白を連続して複数回行い、できる限り脱リグニンを進めるのが好ましい実施形態である。
【００２３】
アルカリ酸素漂白が施されたパルプは次いで洗浄工程へ送られ、洗浄後、多段漂白工程へ送られ、多段漂白処理することもできる。
【００２４】
本発明の多段漂白処理は、特に限定されるものではないが、二酸化塩素（Ｄ）、アルカリ（Ｅ）、酸素（Ｏ）、過酸化水素（Ｐ）、オゾン（Ｚ）、過酸等の公知の漂白剤と漂白助剤を組み合わせるのが好適である。例えば、多段漂白処理の初段は二酸化塩素漂白段（Ｄ）やオゾン漂白段（Ｚ）を用い、二段目にはアルカリ抽出段（Ｅ）や過酸化水素段（Ｐ）、三段目以降には、二酸化塩素や過酸化水素を用いた漂白シーケンスが好適に用いられる。三段目以降の段数も特に限定されるわけではないが、エネルギー効率、生産性等を考慮すると、合計で三段あるいは四段で終了するのが好適である。また、多段漂白処理中にエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）等によるキレート剤処理段を挿入してもよい。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、もちろん本発明はこれによって何等制限されるものではない。また、特に示さない限り、パルプカッパー価の評価および蒸解収率の測定は以下の方法で行った。なお、実施例及び比較例における薬品の添加率は乾燥チップ質量当たりの質量％示す。
【００２６】
１．カッパー価の測定
ＪＩＳ Ｐ ８２１１に準じて行った。
【００２７】
２．蒸解収率の測定
蒸解収率の測定は、下記の式より算出した。
蒸解収率（％）＝ 投入した絶乾チップ（ｇ）／蒸解後の絶乾パルプ（ｇ）×１００
【００２８】
実施例１
図１の１ベッセル蒸解釜を用い、ラジアータパインチップ絶乾５００ｇに対し、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを図１の蒸解液導入管２から添加し、対チップ２００質量％に相当する広葉樹蒸解黒液１リットルを黒液導入管３から浸透ゾーンに添加して蒸解をスタートさせた。なお、浸透ゾーンにおいては並流蒸解が行われ、浸透ゾーンにおけるチップの滞留時間は３７分、温度は１２５℃であった。続く蒸解ゾーンは並流蒸解で行ない、チップの滞留時間２５７分、蒸解温度１６０℃であった。ストレーナー６，７から、黒液抽出管１８，１９を介して、チップ絶乾５００ｇに対し２．５リットルの黒液を抽出し、フラッシュタンク１６に送った。その後、洗浄ゾーンでは、洗浄ろ液導入管２１および２２を介して、希釈洗浄水として未晒パルプの洗浄濾液２．６リットルを釜底部から添加した。洗浄ゾーンにおけるチップの滞留時間は３０分であった。
得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００２９】
実施例２
実施例１において、有効アルカリとして１７％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加した以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３０】
実施例３
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．５に相当する蒸解白液１．７５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ５０質量％に相当する０．２５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３１】
実施例４
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．９に相当する蒸解白液１．９５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ１０質量％に相当する０．０５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３２】
実施例５
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ３００質量％に相当する１．５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３３】
実施例６
実施例１において、広葉樹蒸解黒液の代わりに、広葉樹蒸解抽出液を添加した以外は実施例１と同様の操作を行った。得られたパルプのカッパー価及び蒸解収率を表１に示した。
【００３４】
比較例１
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比４に相当する蒸解白液２リットルを添加し、黒液を添加しなかった以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３５】
比較例２
実施例１において、図１のストレーナー６より抽出した針葉樹抽出黒液を対チップ２００質量％（１リットル）浸透ゾーンに添加した以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３６】
比較例３
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比３．９５に相当する蒸解白液１．９７５リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ５質量％に相当する０．０２５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３７】
比較例４
実施例１において、有効アルカリとして２０％、硫化度２８％、液比２に相当する蒸解白液１リットルを添加し、浸透ゾーンに添加する広葉樹蒸解黒液を対チップ３３０質量％に相当する１．６５リットルとした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３８】
比較例５
実施例２において、蒸解温度を１６５℃とした以外は実施例１と同様の操作を行なった。得られたパルプのカッパー価および蒸解収率を表１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１の実施例１〜５と比較例１を比較することから明らかなように、浸透ゾーンに広葉樹黒液を添加することでパルプのカッパー価が大幅に低下し、蒸解収率も大きく増加したことがわかる。また、実施例１と比較例２を比較すると、自己の針葉樹黒液を浸透ゾーンに添加するよりも、広葉樹黒液を添加することでパルプカッパー価が大幅に低下し、蒸解収率も大きく増加したことがわかる。また、実施例２と比較例１を比較すると、広葉樹黒液を用いることで、同一カッパー価のパルプを得るために必要なアルカリ量を大きく削減でき、かつパルプ収率も大きく増加できることがわかる。一方、比較例１と比較例３、４を比較すると、広葉樹黒液の添加量が少なすぎるとカッパー価、蒸解収率とも変化がなく、逆に添加量が多すぎると蒸解収率は増加するもののカッパー価が増加してしまうことがわかる。また、比較例５と実施例２との比較により、蒸解温度が高いとカッパー価が低下することがわかる一方、実施例１との比較により、同一カッパー価の時の蒸解収率の低下が大きいことがわかる。
【００４１】
また、実施例１〜３と実施例４、５を比較すると、広葉樹黒液の添加量が少ないと、カッパー価の低下や蒸解収率の増加幅が少なくなり、逆に広葉樹黒液の添加量が多いと、蒸解収率は増加するがカッパー価が下がりにくくなることがわかる。
一方、実施例１と実施例６を比較すると、広葉樹の蒸解黒液ではなく蒸解抽出液を添加する場合には、蒸解抽出液にはより高濃度のアルカリと低濃度のキシランが含まれるために、パルプのカッパー価が低下するが、収率増加効果が若干低くなることがわかる。
このように本発明は、大掛かりな設備改造を必要とせずに低カッパー価のパルプを高収率で得ることができ、かつ蒸解に必要なアルカリを削減でき、連続蒸解装置を用いたリグノセルロース物質の蒸解方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】連続蒸解釜
【符号の説明】
【００４３】
１、２：白液導入管
３ ：黒液導入管
Ａ ：浸透ゾーン
Ｂ ：蒸解ゾーン
Ｃ ：洗浄ゾーン
５〜７：ストレーナー
８〜１１：ポンプ
１２〜１４：ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、前記各ゾーン毎に蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を対チップ１０〜３００質量％添加することを特徴とする針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項２】
前記蒸解装置に添加する蒸解白液の８０質量％以上を該浸透ゾーンの頂部に添加することを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項３】
前記蒸解ゾーンのストレーナーで抽出した黒液の一部を該浸透ゾーンに添加することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項４】
前記浸透ゾーンに添加する黒液が、対チップ５０〜２００質量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項５】
前記透ゾーンの液比が２〜４であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項１】
針葉樹リグノセルロース物質を浸透ゾーン（Ａ）、蒸解ゾーン（Ｂ）を順に有し、蒸解ゾーンに少なくとも２つのストレーナーが設けられた蒸解装置で、前記各ゾーン毎に蒸解液を少なくとも１ヶ所添加し、かつ該ストレーナーから黒液を抽出する連続蒸解法であり、蒸解ゾーンの最高温度は１６５℃未満であり、前記浸透ゾーンに、広葉樹リグノセルロース物質を蒸解して得られた黒液または蒸解抽出液を対チップ１０〜３００質量％添加することを特徴とする針葉樹リグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項２】
前記蒸解装置に添加する蒸解白液の８０質量％以上を該浸透ゾーンの頂部に添加することを特徴とする請求項１記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項３】
前記蒸解ゾーンのストレーナーで抽出した黒液の一部を該浸透ゾーンに添加することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項４】
前記浸透ゾーンに添加する黒液が、対チップ５０〜２００質量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【請求項５】
前記透ゾーンの液比が２〜４であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のリグノセルロース物質の蒸解方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１４４２８９（Ｐ２０１０−１４４２８９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２３４４１（Ｐ２００８−３２３４４１）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【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７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００１２２２９８）王子製紙株式会社 (2,055)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]