(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維材を処理して化学パルプを連続的に製造する装置において、前記装置が、
細砕セルロース繊維材を脱気し、これを常温以上の温度に予熱するスチーム処理付きチップビン、
上記脱気手段から得られた細砕セルロース繊維材を浸漬する第一槽であって、
約５バール以下の圧力、および約１１０℃未満の温度のアルカリ液にのみ耐えることができる第一槽、
前記第一槽から、溶解リグニンおよび他の有機固形物を含有する第一液を取り出し、第一槽中の第一液を、第一液より低濃度の溶解リグニンおよび他の有機固形物を有する第二液で置換する手段、
前記第一槽からのセルロース繊維材を蒸解する連続蒸解カン、および
前記第一槽から前記蒸解カンへセルロース繊維材を移送する手段、
を備えてなり、
前記チップビンと第一槽とが前記移送手段の上に位置し、かつ、前記移送手段が地面の上に位置するポンプであり、高圧フィーダー不要とすることを特徴とする化学パルプ連続的製造装置。
【請求項２】
前記第一槽と前記蒸解カンとの間に少なくとも一つの浸透槽を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の化学パルプ連続的製造装置。
【請求項３】
前記移送手段が、セルロース繊維材を、前記第一槽から前記蒸解カンへ移送し、その移送の間に該セルロース繊維材を加圧する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の化学パルプ連続的製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学セルロースパルプの製造方法およびその装置に関し、特に製造の際のチップ浸透法を改良し、強度が優れたパルプを製造する方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クラフトセルロースパルプの製造において、特に連続蒸解法では、木材チップ（又は細砕セルロースセルロース材類似のもの）は、通常スチーム処理が前処理として行われ、チップから空気が除かれ、約１００〜１２０℃の温度に予熱される。リドホルム（Ｒｙｄｈｏｌｍ）著作の「パルププロセス」によれば、温度が高いと炭水化物の加水分解と液の縮合とが共におこる引き金になるといわれる。この後チップは、高圧フィーダ関連のチップシュートへ入り、そこで温度約１１５〜１３０℃で蒸解液に混ぜ合わされ、蒸解カンの頂部，もしくは別個の浸透槽へ輸送されながら、この温度で、普通約１５〜３０分間蒸解液による浸透が行われる。その後スラリーは、実際の蒸解のため温度約１５０〜１７０℃に加熱される。実際の蒸解は蒸解カンの中で行われる。世界にはこのようなやり方で運転されている連続蒸解カンが約４００基もあり、これらは蒸解用のチップを製造し、次いで連続蒸解を行うのに適当な方法であるとして長年受け入れられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の検討によれば、この従来的で、広く受け入れられた、クラフト蒸解に先立つチップ処理法は、実は製造されたパルプの強度に悪影響があることが明らかとなった。これは特に通常のカッパーＮｏ．より低いパルプを製造するときにそうである。業界の従来的知恵は次のような事実の認識を見落としている。それは、チップが従来的浸透の際の温度になっている時、加水分解反応を含む脱リグニンの際に酸性物質が生成し、−−チップをアルカリで浸透中和する前に−−酸がチップ中に相当程度蓄積することが多々あり、酸がチップ中のセルロースを侵したり、および／またはリグニン縮合を起こさせたりするので、これらは両者とも後段のパルプ化操作に悪影響があり、特に少なくともセルロースを侵す酸はパルプ強度に悪影響があるということである。本発明によって認識されたことは、木材チップへのアルカリの拡散は酸性物質を中和するには十分に早いとは言えず、従ってセルロース材の所与の原料から最大の最終のパルプ強度を得ようと欲するならば、異なるアプローチを取らなければならないということである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加水分解や脱リグニンや他の化学反応が始まり（その結果酸が生成する）温度範囲１１０〜１３０℃にチップを加熱する代わりに、チップに対しては「低温」浸透を行う。すなわち、酸を生成する化学反応を十分に遅くし、浸透液からのアルカリの拡散は十分に速くし、酸がセルロースを侵したり、および／またはリグニン縮合を起こしたりする前に、生成した酸をアルカリが中和するように浸透を行うのである。化学反応が起こらなければ、アルカリが細胞へ拡散する時間が十分にあり、酸が生成したら、これを中和するためにアルカリが即座に利用できるというわけである。本発明によれば、アルカリ濃度が比較的低くともこれらの結果が満足裡に達成され、従来の浸透法によって製造されたパルプに比較して強度が向上したパルプが最終的に得られることが判明したことは驚くべきである。
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、細砕セルロース繊維材（例えば、広葉樹チップであるが、多岐にわたる他のセルロース材、例えば、針葉樹チップ、バガス、および農業廃材も含む）を浸透する方法において、順次的連続的に行う以下の諸工程、すなわち、（ａ）細砕セルロース繊維材を脱気し、これを常温以上に予熱する工程、（ｂ）アルカリ液（好ましくは硫化物含有のアルカリ液）に上記セルロース材を浸漬し、その際の温度は、酸がそもそも生成するにしても、反応が十分にゆっくり起こり、生成した酸が、セルロース材を損傷したり、あるいはリグニン縮合を起こさせたりし得る前に、アルカリによって中和されるような温度であり、その際の液のアルカリ濃度は生成した酸をすべて中和するに十分な濃度で、その際の時間はセルロース材にアルカリを完全に浸透させるに十分な時間で行う工程、および（ｃ）アルカリ浸透のセルロース材を蒸解温度に上げ、これを連続蒸解し、セルロースパルプを生成する工程を包含する細砕セルロース繊維材の浸透法が提供される。蒸解は、通常より低いカッパーＮｏ．（例えば、クラフト蒸解に対してはカッパーＮｏ．２５未満、あるいはカッパーＮｏ．２０未満）にするのが好ましい。
【０００６】
上記の方法を行うに際しては、工程（ａ）は普通、従来的なやり方で予備的スチーム処理を行うことによって実施される。ただし、チップがスチーム処理される最高温度は約１１０℃である。チップを予熱し、空気を除去する予備的スチーム処理は、約８０〜１１０℃（より望ましくは９０〜１０５℃、最も望ましくはおそらく約９０〜１００℃）にて約５〜６０分間（普通は約１０〜３０分間）行われる。このスチーム処理の際にアルカリを存在させておくと有利である（しかし、必ずしも必須ではない）。この場合は、スチーム処理の際に生成する凝縮液はアルカリ性となる。アルカリは、灰分または粉体、白液、黒液などの形でスチーム処理の前、もしくはその最中に添加することができる。工程（ｃ）は連続蒸解カン中で蒸解温度約１４５〜１８０℃にて行われるのが好ましい。
【０００７】
工程（ｂ）は、これこそ本発明の特徴であるが、大部分のセルロース繊維材に対して温度約８０〜１１０℃、望ましくは約９０〜１０５℃、または８０〜１００℃で行われる。処理時間は普通は少なくとも３０分間であるが、この処理時間は、この処理態様の極めてゆっくりな進行がパルプ工場で許容される限り、またセルロース材（普通は比較的穏和なアルカリ液中にはあることはまずない）に悪影響がない限り、実質的には無限の長さといってもよい。実際のところは、処理時間が７２時間を超えることは滅多になく、最も望ましくは約１〜４時間であり約２〜３時間が最適である。浸漬は高圧である必要がない。実際のところ大気圧より高い圧力をそもそも用いる唯一の理由は、気泡が発生すればこれをつぶし、チップが沈み易くすることである。従来的浸透では圧力は約１０〜２０バールであるが、一方本発明では工程（ｂ）は０〜１５バール、好ましくは０〜５バールまたは１〜５バールで行われる。
【０００８】
工程（ｂ）は、木材を少なくとも約８％（好ましくは約１０〜２０％）溶解し、またリグニンを少なくとも約１５％、普通は約２０〜４０％溶解するように実施されるのが普通である。溶解されたリグニン（およびヘミセルロースのような他の有機固形物）の実質的に全部、または少なくとも大部分は工程（ｃ）の前で除去することができ、これは最終的全処理工程シーケンスでは有利な点である。
【０００９】
工程（ｂ）と工程（ｃ）との間に、セルロース材を温度約１１０〜１５０℃に約１０〜９０分間（好ましくは１２０〜１４０℃に約１０〜３０分間）加熱する工程を更に設けて差し支えない。工程（ｂ）の実施の際には、高アルカリ濃度を用いることは差し支えないが、ＮａＯＨ約１．０モル／リットル（他のアルカリの場合はその当量）を超える濃度のアルカリを使う必要はなく、実際のところは、ＮａＯＨ約０．７５モル／リットル以下の濃度のアルカリが十分効果的である。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、木材チップを浸透する方法において、順次に行う以下の諸工程、すなわち、（ａ）チップを脱気し、これを温度約８０〜１００℃に加熱するためにスチーム処理する工程、（ｂ）アルカリ液（好ましくは硫化物含有のアルカリ液）に上記チップを温度約８０〜１１０℃（好ましくは８０〜１０５℃）にて約１〜７２時間浸漬し、チップにアルカリを浸透させ、少なくとも木材を約８％溶解する工程、および（ｃ）上記チップを蒸解温度に上げ、これを連続蒸解し、セルロースパルプを生成する工程を包含する木材チップ浸透法が提供される。
【００１１】
また、本発明は新規のクラフトパルプに関するが、本発明のパルプは、本発明の低温浸漬法とは異なる従来的浸透法を用いる他は全く同じ方法で製造されたクラフトパルプに比較して、改良された強度を有する。すなわち、本発明の別の態様では、改良された強度を有するクラフトパルプが、以下の諸工程、すなわち、
（ａ）細砕セルロース繊維材を脱気し、これを常温以上の温度に予熱する工程、
（ｂ）アルカリ液（好ましくは硫化物含有のアルカリ液）に上記セルロース材を浸漬する工程であって、その際の温度は、酸がそもそも生成するにしても、反応が十分にゆっくり起こり、生成した酸が、セルロース材を損傷したり、あるいはリグニン縮合を起こさせたりする前に、アルカリによって中和されるような温度であり、その際の液のアルカリ濃度は生成した酸をすべて中和するに十分な濃度で、その際の時間はセルロース材にアルカリを完全に浸透させるに十分な時間であるような工程、および
（ｃ）アルカリ浸透のセルロース材を蒸解温度に上げ、これを連続蒸解し、工程（ｂ）による浸透とは異なるやり方で浸透された他は全く同じに処理されたセルロース材に比較して改良されたセルロースパルプを生成する工程を順次的連続的に行うことによって製造・提供される。工程（ｃ）は、約１５０〜１８０℃で行われ、連続蒸解カンでクラフトパルプが製造されるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明はセルロース繊維材を処理して化学パルプを製造する装置に関する。本装置は以下の構成要素を包含する。すなわち、細砕セルロース繊維材を脱気し、これを常温以上の温度に予熱する手段；上記脱気手段から得られた細砕セルロース繊維材を浸漬する第一槽であって、約５バール以下の圧力、および約１１０℃未満の温度のアルカリ液にのみ耐えることができる第一槽；第一槽からのセルロース繊維材を蒸解する連続蒸解カン；および 第一槽から蒸解カンへセルロース繊維材を移送する手段である。本蒸解カンは、連続蒸解カンであることが好ましく、また移送手段は、移送中のセルロース材を加圧するものでもある（例えば、従来的高圧フィーダーを備えるものでもよい）。少なくとも一基の浸透槽を、特に旧来の運転を行う場合には、上記第一槽と蒸解カンとの間に設けることができるが、低温浸漬は、単一槽式加圧型蒸解カンの場合はその頂部（例えば、浸透ゾーン）で行うこともできる。また、本装置には第一槽から第一液を抜き出す手段を更に備えることができる。この第一液は溶解したリグニン／固形物を含むが、第一槽の第一液は、溶解リグニン／固形物濃度が第一液よりも低い第二液（例えば、洗浄液や漂白装置濾液）で置換される。本発明の教示を用いると、連続クラフト装置において従来的な高圧フィーダーを無くしてしまうことさえ可能である。例えば、脱気手段は、スチーム吹き込み管付きのチップ貯槽で行ってよいが、この際チップ貯槽と第一槽とは移送手段の上にあるので、該移送手段は地面より上にあり、従ってこれは実質的にポンプの役目を果たす（すなわち、高圧フィーダーが要らない）ということである。
【００１３】
本発明の主な目的は、化学パルプ、特に連続蒸解によって製造される化学パルプの強度を簡単ではあるが効果的に増加することである。本発明のこの目的および他の目的は、本発明の詳細な説明よく吟味し、添付の特許請求の範囲を読めば一層明白となろう。
【００１４】
さて、添付図面を詳細に説明する。
上記の発明の概要で記載されているように本発明は、細砕セルロース繊維材に浸透を行う方法において、順次的連続的に細砕セルロース繊維材を脱気し、これを常温以上に（普通はスチーム処理によって温度約８０〜１１０℃、好ましくは約９０〜１０５℃、または９０〜１００℃にて約５〜６０分間、好ましくは約１０〜３０分間）予熱し、アルカリ液に上記セルロース材を低温浸漬し、アルカリをセルロース材に浸透させ、次いでアルカリ浸透のセルロース材を蒸解温度に上げて、最終的にこれを蒸解し、化学セルロースパルプを生成する細砕セルロース繊維材浸透法に関する。
【００１５】
本発明では、低温浸漬が提供され、その際、セルロース材はアルカリに浸漬されるが、その時の温度は、酸生成化学反応（例えば、加水分解）がそもそも起こるにしても、反応が十分にゆっくり起こり、生成した酸がセルロース材を損傷したり、あるいはリグニン損傷を起こさせたりし得る前に、該酸が浸漬されたアルカリによって中和されるような温度となるようにする。化学反応が起こらなければ、アルカリが細胞へ拡散する時間が十分にあり、酸が生成したら、これを中和するためにアルカリが直ちに利用できることになる。浸透液のアルカリ濃度は、生成した酸を中和するに十分な濃度とし、浸漬は、セルロース材にアルカリを実質的に完全に浸透させるに十分な時間行う。以下の実施例は、−−図１〜図４のグラフを参照しつつ−−実験室試験を記載するものであるが、本発明の方法の有効性を証明するものである。
【００１６】
【実施例】
異なる厚さの針葉樹チップを（スチーム処理を先ず行わずに）、約１．０モル／リットルの濃度のＮａＯＨアルカリ液に温度約１００℃で浸漬し、アルカリ（ＮａＯＨ）消費量を測定した。この実施例では硫黄を含まない液を用いたが、浸漬／浸透に用いるアルカリ液は、硫化水素、硫化物イオン、または硫化ナトリウムを含むのが好ましい。図１の棒１０はチップ厚さが約３ｍｍの時の結果を（異なる時間に対して）示し、棒１１はチップ厚さが約４〜６ｍｍの時の結果を、棒１２はチップ厚さが約６〜８ｍｍの時を示す。図１に示されるように、図に示される特定のチップ厚さに対しては１時間という時間は完全なアルカリ浸透には不十分であるが、約２時間後は、そして確かに約３時間後は、浸透と拡散との際のアルカリ消費は安定化し、この時間（約２〜３時間）の後は加熱と蒸解を行ってもよいことを示している。（チップをスチームで予備処理した場合は、上記の効果的なスチーム処理に要する時間は、少し短くなるはずと信じられている。）図１のグラフの結果から、並びに他の利用できる情報から、特定のセルロース材、正確な温度、材料の厚さ、などなどに左右されるけれども、本発明のアルカリ浸漬は約１〜７２時間、好ましくは約１〜４時間、普通は約２〜３時間となるはずである。
【００１７】
図２は上記に論議した結果を確認するものである。図２は、図１と同じようなグラフ表示であるが、この図では棒１５〜１７はそれぞれ棒１０〜１２の厚さの木材チップに対応する。図２は吸収されたアルカリ量を示す。すなわち、アルカリ消費量に加えるにチップに入った液中のアルカリ量である。
【００１８】
図３は本発明の低温浸透の際に木材チップの有意な量が溶解することを示す。棒２１〜２３はそれぞれ図１の棒１０〜１２に対応し、同じ厚さの木材チップに対するものである。図３のグラフ、並びに他の利用できる情報が示すのは、本発明の初期処理の際に木材チップの約１５〜２０％が溶解するということである。浸透液中のリグニン含有量は、リグニンが溶解するので増加する。図３の情報から、並びに他の利用できる情報から、本発明の浸透操作の際木材については少なくとも約８％、好ましくは約１０〜２０％、リグニンについては普通は少なくとも約１５％、好ましくは約２０〜４０％溶解することが望ましい。この木材量とリグニン量とは、繊維に損傷を与える危険を冒さずに本発明の「低温」浸透の際に溶解することができる。
【００１９】
図４のグラフは、約１００℃での前処理の際のアルカリ濃度の効果を示す。棒２６〜２８はそれぞれグラフの棒１０〜１２と同じ厚さのチップに対応する。左の棒に対するアルカリ強度は、約０．７５モル／リットル（ＮａＯＨで表示された全アルカリ強度、または当量）で、一方真ん中の棒に対するアルカリ強度は約１．０モル／リットルで、右側の棒は約１．５モル／リットルである。図４のグラフ表示結果が示すところは、アルカリ強度は有意な効果がなく、従って酸性領域を形成し、繊維の特性を損なう恐れのある酸性副生物を中和するのに必要なアルカリを存在させておき、アルカリを効果的中和のために木材チップ細胞中に利用可能にしておくことだけが必要であるということである。実際の蒸解の際に必要なアルカリは、従ってこの前処理後にも、および／または蒸解の際にも添加し得るということであり、すなわち、高濃度のアルカリは浸透の際には必要がないということである。実際、図４からの情報、並びに他の利用できる情報を用いれば、本発明では低温浸透の際アルカリ濃度は、ＮａＯＨ約１．０モル／リットル以下で、実際に約０．７５モル／リットル以下が望ましい。
【００２０】
上に記載の実施例からのデータ、並びに他の利用できる情報を用いて、本発明では約１１０℃以下の温度にある時にチップの浸透を行うのが望ましいことが分かった。本発明の低温浸透が行われる典型的な温度は、約８０〜１１０℃で、より望ましくは約９０〜１０５℃、または約８０〜１００℃である。時間は、少なくとも３０分間が好ましく、最も望ましくは約１〜４時間で、最適は約２〜３時間である。圧力は０〜１５バールがよく、好ましくは０〜５バールで、より好ましくは１〜５バールであり、圧力をかける唯一の理由は、少し圧力をかけると、チップの中に気泡が発生すればこれを押しつぶし、チップが沈むのが容易になるからであるので、圧力をかけることは、気泡の大きさを小さくすることを除いては必ずしも必須ではない。従って、本発明によれば、高圧を用いる必要がないからコストの安い装置や槽を使用することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、蒸解反応を開始するためにアルカリを更に加え、それから蒸解温度までチップを次第に上げていくことが望ましくもあるが、それは、低温浸透と蒸解温度達成ステップとの間にステップを一つ置くことによって行うことができる。この場合セルロース材は、約１１０〜１５０℃（好ましくは約１２０〜１４０℃）の温度へ約１０〜９０分間（好ましくは約１０〜３０分間）かけて昇温される。
【００２２】
本発明は、特にクラフト／ソーダ連続蒸解プロセスに適用されるが、他の化学蒸解プロセスにも適用性を有し得る。
【００２３】
また、本発明の態様の一つによれば、前処理の後であるが、蒸解の前に溶解リグニンおよび／または他の有機固形物（例えば、ヘミセルロース）を−−少なくとも部分的に−−置換し、蒸解の際の溶解物質の濃度を最小限にすることが有利である（この有利な理由については１９９３年５月４日出願の米国特許出願第０８／０５６、２１１号）に記載されており、この開示内容を本明細書に参考文献として引用するものとする）。第一濃度のリグニンを有するリグニン／固形物含有液を、より低濃度のリグニン／固形物を有する液で置換するのは、白液、希釈された白液、黒液（例えば、図６の下段スクリーン５２からのもの）、漂白プラント廃液、パルプ洗浄廃液などなどを用いて行うことができる。溶解されたリグニン／固形物を少なくとも大部分除去すれば、実際の蒸解の際に溶解されるリグニン／固形物の量を、従来法に比較して３０〜５０％少なくでき、蒸解の際にリグニン縮合の危険を少なくすることが、本発明によって確かに可能となる。
【００２４】
本発明を行うためのアルカリ液の実際の源は特に有意ではないが、少なくともある程度は硫化物を含んでいるのが望ましい。黒液、緑液、白液、アルカリ性漂白プラント廃液、またはこれらの混合液（特に白液と黒液との混合液）が使用できる。これらの液に添加物、例えばポリサルファイド、アントラキノン、または錯体形成剤（キレート剤）を加えることもできる。高濃度の硫化ナトリウムを有する液（例えば、図６のスクリーン５１からのもの）を使うのが望ましい。浸漬の際、または浸漬と蒸解の間に硫化物含有の液を添加しても差し支えない。
【００２５】
図５は、本発明の例示的装置に用いることが出来る各種機器を概略的に示すもので、これらを用いて上記の方法を実施し、本発明の強度強化パルプを得ることができる。図５において参照数字３０は、予備的スチーム処理を行う従来的チップビンを示すが、別法としてはこのチップびんは３０は、ニューヨーク州のグレンフォール（Ｇｌｅｎｓ  Ｆａｌｌｓ）のアールストロムカミヤー（Ａｈｌｓｔｒｏｍ  Ｋａｍｙｒ）社販売のダイヤモンドバック（登録商標ＤＩＡＭＯＮＤＢＡＣＫ）を用いることができる。この形式のビンは１９９４年２月１日出願の米国特許出願第０８／１８９、５４６号に記載されており、この開示内容を本明細書に参考文献として引用するものとする。このビン３０は、大気圧で操作されてもよく、約０．１〜３バールのわずかの加圧でもよく、そして普通スチーム処理が行われ、チップが８０〜１００℃に１０〜３０分間加熱される。
【００２６】
ビン３０からのスチーム処理されたチップは、次いで−−従来的チップポンプ３１（または低圧もしくは高圧フィーダーなど）を用いてライン３２を経由して−−本発明に従い浸漬／浸透槽３３の頂部へ供給される。槽３３は、圧力槽である必要はなく、すなわち、本発明の浸透プロセスは槽３３で大気圧で行うことができる。しかし、槽の３３の圧力は少し加圧、普通は約１〜５バールであることが望ましい。気泡を圧縮すると、チップが沈むのが容易になるからである。従って、槽３３は、約１０〜２０バールの圧力を要する従来的浸透槽に較べて安価になるはずである。
【００２７】
チップビン３０と前処理槽３３とは合体させて一つの槽にすることが可能である。槽の上部で大気圧のスチーム処理が行なわれ、槽に維持された液の所で、前処理が開始される。チップを液に浸漬させておくことが必要ならばこの槽を加圧にすることもできる。
【００２８】
浸漬／浸透槽３３には第一ゾーン３４と第二ゾーン３５を設けることができるし、あるいは、もっと多くのゾーンを設けることさえ可能である。これら異なるゾーン３４、３５には浸透の際に異なる液を用いることができる。このことについては、１９９５年３月１４日出願の米国特許出願第０８／４０３、９３２号に記載されており、この開示内容を本明細書に参考文献として引用するものとする。第二ゾーン３５で使われる液は、第一ゾーン３４で使われる液よりも高温で、かつ硫黄分をより多く含むものでよい。ゾーン３４の温度は普通８０〜１１０℃の間で、好ましくは８０〜１００℃で、セルロース材は少なくとも３０分間、普通は約１〜４時間はゾーン３４に保持される。ゾーン３５では温度は約１１０〜１５０℃、例えば１２０〜１４０℃に上げ、セルロース材は、約１０〜９０分間普通は約１０〜３０分間ゾーン３５に保持することもできる。別法としては、両ゾーン３４、３５で温度は共通に１１０℃未満で、両ゾーン３４、３５を合わせた全浸透時間が約２〜４時間とすることもできる。
【００２９】
また、図５は従来的スクリーン配置−−参照番号３６で総称−−も示しているが、このスクリーンは、ゾーン３４後の被浸透チップの回りにある、高濃度の溶解リグニン／固形物含有液をある程度取り出すものである。この液は、槽３３の所望の点に添加された置換液と置き換えることができるが、この置換液は、ライン３７を経てスクリーン３６から抜き出される液よりも非常に低い溶解リグニン／固形物濃度を有している液のなので、パルプ中の溶解リグニン／固形物濃度は、連続蒸解カン４０に達した時には、従来的連続蒸解カン装置に較べて約３０〜４０％も低くなる。
【００３０】
槽３３の底部からライン４１に排出されたパルプは、次いで−−好ましくは従来的高圧フィーダー４２（これはセルロースのスラリーの移送と加圧の両機能を有するものである）によって−−連続蒸解カン４０の頂部へ送られる。本発明によればある種の状況下にあっては高圧フィーダー４２をチップポンプで置き換えることができる。いずれにしろ、蒸解カン４０の頂部の圧力は、蒸解温度が約１４５〜１８０℃の蒸解液の沸騰を防止するために、少なくとも約５〜１０バールでなければならない。本発明では槽３３において２段のポンプ（ポンプまたは段３１、４２）が用いられるので、高圧フィーダーの代わりに段４２の所でチップポンプを用いるならば、槽３３の所の頂部の圧力は、３〜８バールとなることであろう。
【００３１】
蒸解カン４０としては、ニューヨーク州のグレンフォールのカミヤー社販売の従来的連続蒸解カン、例えば、ＭＣＣ（登録商標）蒸解カン、ＥＭＣＣ（登録商標）蒸解カン、またはローソリッド（登録商標Ｌｏ−Ｓｏｌｉｄｓ）蒸解カンが好ましい。蒸解は、普通はゾーン４４で行われ、一方、洗浄はゾーン４５で行われ、その後、製造された高強度の化学パルプ（好ましくはクラフトパルプ）がライン４６を経て抜き出される。（蒸解カン４０は、完全に並流としてもよい。）抽出スクリーンが、参照数字４７と総称されて設けられている。スラリーは、槽３３と４０との間で間接熱交換を行うことによって槽３３と４０との間で加熱される。スクリーン４７からの抽出液中の熱を用いて、白液（または他の蒸解液）が蒸解カン４０に添加される前、つまり蒸解カン４０の手前で、白液を予熱することによって、熱経済を改良することができる。
【００３２】
図６の装置は、図５の装置と同様なものであるが、唯一の違いは、すでに浸透槽を有している既設（すなわち、新たに建設されるものでない）の装置に対するものであることである。この態様では図５のものに対応する構造は、同じ参照数字で、頭に「１」を付けて示される。
【００３３】
図６の態様では、パルプ工場の既設の浸透槽は槽５０である。本発明の低温浸透法は槽１３３（最高温度は約１１０℃）で行われ、一方槽５０では中間処理が行われ、ここではチップの温度は次第に、例えば、約１１０〜１５０℃、好ましくは１２０〜１４０℃までに上げられるので、蒸解条件も蒸解カン１４０では、より温和であり、液をゾーン５１、５２で取り出したり、置換したり、あるいは蒸解カン５０に入る前に取り出したりする場合は、蒸解の際に存在する溶解木材さえも少なくなる。槽５０に関連して、別のチップポンプも設けられる。もっとも、このチップを、蒸解カン１４０頂部からの戻り液によってスラリー化することもできる。既存の高圧フィーダー１４２は槽１３３と１５０との間に設けられる。
【００３４】
図５および図６に示されている装置の別法の装置として、同時係属出願の米国特許出願第０８／２６７、１７１号（この開示内容を本明細書に参考文献として引用するものとする）、または１９９５年４月２５日出願の米国特許出願第０８／４２８、３０２号（この開示内容を本明細書に参考文献として引用するものとする）に記載されているような装置を用いることができる。例えば、米国特許出願第０８／２６７、１７１号の図４〜図９、または米国特許出願第０８／４２８、３０２号の図１に示されている装置を用いることができ、この際チップは、高圧フィーダーまたはポンプの前の槽に、本発明に従って十分な時間（例えば、１〜４時間）保持される。このようにして、そして本発明の教示に従って、特にチップビンとスラリーの塔の加圧がポンプの上に維持されている場合、かつ蒸解カンが完全に並流で、もしくは少なくとも向流の洗浄ゾーンを有しない場合、および／またはチップビンと浸漬槽が上の方に位置しており、地面よりは蒸解カンの頂部に近い場合には、連続クラフト製造装置に通常は用いられる高圧フィーダーをなくしてしまうことが可能となり得る。
【００３５】
【発明の効果】
従って本発明によって、強度が向上した化学（特にクラフト）パルプを製造するための有利な方法および装置が提供されることが明らかである。強度の向上は、クラフト蒸解法を用いる時は特に重要である。低温浸透法を用いることにより、酸性副生物が少なくなり、セルロース繊維材が損傷されない。全体的に低圧で操作可能となり、装置の経済性が向上する。
【００３６】
本発明については、最も実際的でかつ好ましい態様であると現在考えられたものを本明細書に示し、かつ説明したものであるので、多くの部分的改変点が本発明の範囲内で当業者には明らかになろう。従って、本発明の特許請求の範囲については、すべての等価の方法、パルプおよび装置を含むように最も広く解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法の可能性を示す試験においてアルカリ消費量を時間の関数として示すグラフである。
【図２】  図１のものと同じようなグラフであるが、アルカリ吸収量を示すものである。
【図３】  本発明の方法の可能性を示す試験において木材チップの溶解量を示すグラフである。
【図４】  本発明の場合の約１００℃での予熱の際のアルカリ濃度の影響を示すグラフである。
【図５】  本発明の例示的装置に用いることができるいろいろな機器の第一例示的態様を示す概要図である。
【図６】  図５のような図であるが、本発明で使用できる他の態様の機器を示すものである。
【符号の説明】
１０〜２８…棒グラフの指示値、３０…チップビン、３１…ポンプ、３２、４６…ライン、３３、５０…槽、３４…上部ゾーン、３５…下部ゾーン、３、４７、５１、５２…スクリーン、３７…ライン、４０…蒸解カン、４２…高圧フィーダー、４４…蒸解ゾーン、４５…洗浄ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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