(57)【要約】【課題】針葉樹を原料とする製紙用化学パルプのＥＣＦ漂白において、二酸化塩素添加量を押さえながら高い白色度を持つパルプを製造する。【解決手段】針葉樹を原料とする製紙用化学パルプの漂白方法において、蒸解処理−酸素脱リグニン処理後、二酸化塩素段、アルカリ抽出／酸素／過酸化物段および過酸化物段から構成される多段漂白処理の、最終二酸化塩素処理の終ｐＨを４．０〜４．５に維持することを特徴とする製紙用化学パルプの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
針葉樹を原料とする製紙用化学パルプの漂白方法において、蒸解処理−酸素脱リグニン処理後、二酸化塩素段、アルカリ抽出／酸素／過酸化物段および過酸化物段から構成される多段漂白処理の、最終二酸化塩素処理の終ｐＨを４．０〜４．５に維持することを特徴とする製紙用化学パルプの製造方法。
【請求項２】
過酸化物が過酸化水素である請求項１に記載の製紙用化学パルプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製紙用化学パルプの処理に関し、さらに詳しくは、針葉樹化学パルプのＥＣＦ漂白における最終二酸化塩素処理段での漂白に関する方法である。
【背景技術】
【０００２】
製紙用化学パルプの漂白は多段にわたる漂白処理により実施されている。従来から、この多段漂白には漂白剤として塩素系漂白薬品が使用されている。具体的には、塩素（Ｃ）、次亜塩素酸塩（Ｈ）、二酸化塩素（Ｄ）の組み合わせにより、たとえば、Ｃ−Ｅ−Ｈ−Ｄ、Ｃ／Ｄ−Ｅ−Ｈ−Ｅ−Ｄ（Ｃ／Ｄは塩素と二酸化塩素の併用漂白段、Ｅはアルカリ抽出段）などのシーケンスによる漂白が行われてきた。
【０００３】
しかし、これらの塩素系漂白薬品は漂白時に環境に有害な有機塩素化合物を副生し、この有機塩素化合物を含む漂白廃水の環境汚染が問題になっている。有機塩素化合物は一般にＡＯＸ法、たとえば米国環境庁（ＥＰＡ  ＭＥＴＨＯＤ−９０２０号）によって分析、評価される。
【０００４】
有機塩素化合物の副生を低減・防止するには、塩素系薬品の使用量を低減するか、ないしは使用しない事が最も効果的であり、特に初段に原子状塩素を使用しないことが最も有効な方法である。この方法で製造されたパルプはＥＣＦ（エレメンタリークロリンフリー）パルプと呼ばれている。
【０００５】
蒸解−酸素脱リグニン処理したパルプに初段塩素漂白を行わず、ＥＣＦパルプを製造する方法として、二酸化塩素（Ｄ）、アルカリ／酸素／過酸化物（Ｅｏｐ）、過酸化物段（Ｐ）、洗浄段（Ｗ）処理を組み合わせた、Ｄ−Ｅｏｐ−Ｄ、Ｄ−Ｅｏｐ−Ｐ−ＤあるいはＤ−Ｅｏｐ−Ｗ−Ｄシークエンスにて漂白を行うことが、一般に知られている。
【０００６】
Ｄ段の処理ｐＨについては、非特許文献１に二酸化塩素漂白の条件因子としてｐＨの記載がある。ここでは、最も高い白色度を得るのはｐＨ６近辺であり、パルプ粘度はｐＨ３〜６では大差はなく、ｐＨ５付近で最大になることが記載されている。また、二酸化塩素漂白はｐＨ５〜６で行うことが好ましく、酸性側にあればパルプ強度に大きな影響を与えず、工業的にはｐＨ７位でスタートし、ｐＨ４位で終わらせる様にすることが多いことが記載されている。また、ｐＨを中性（弱酸性）に保つ方法として、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、重炭酸ソーダ等の緩衝剤の使用が提案されているが、終ｐＨについての記載はない。
【０００７】
一方、漂白シークエンスにおける最終Ｄ段の終ｐＨについては、非特許文献２にＣＥＤＥＤシークエンスにおける最終Ｄ段の最適終ｐＨは３．５〜４．５であるとの記載がある。また、非特許文献３には、ＣＥＤ３段シークエンスでは、Ｄ段終ｐＨ３．５で最高の白色度を与えることが記載されている。しかし、これらの方法は、初段に塩素を用いるシークエンスについてのものであり、ＥＣＦ漂白の最終Ｄ段終ｐＨについてのものではない。
【０００８】
特許文献１にはＤ−Ｅｏ（アルカリ抽出）−Ｄシークエンスにおける最終Ｄ段を分割添加し、かつ終ｐＨを５．５〜６．５に維持するために分割した後半の二酸化塩素添加前にアルカリを添加する方法が開示されている。しかしながら、アルカリ抽出／酸素段に過酸化物を添加することについては記載がなく、また分割した二酸化塩素段の後半の終ｐＨを５．５〜６．５とした場合、針葉樹ＥＣＦ漂白では添加した二酸化塩素が多量に未反応で残留し、漂白効率の低下と反応終了後未反応二酸化塩素を除去しなければならないという問題がある。
【０００９】
更に、特許文献２には初段二酸化塩素を使用したＤ−Ｅｏｐ−Ｄ−Ｄ或いはＤ−Ｅｏｐ−ＤＤ（ＤＤは間に洗浄工程を入れないことを示す）４段ＥＣＦ漂白プロセスにおいて、最終の二酸化塩素段において、終ｐＨを４．５〜５．５にコントロールする方法が開示されている。終ｐＨを４．５〜５．５に維持した場合には、広葉樹には最適な領域となるが、針葉樹では二酸化塩素が未反応で残留し、反応終了後に二酸化塩素を除去しなければならない問題があり、更には漂白効果も十分ではない。
【００１０】
また、特許文献３には最終Ｄ１段の一般的な条件として３．５〜７、好ましくは４．５〜６．５と開示されているが、一般的な条件の記載であり、針葉樹についての記載はない。
【特許文献１】特開平１０−３１７２９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４３９０号公報
【特許文献３】特開２００５−１２０４８１号公報
【非特許文献１】紙パ技術協会編「紙パルプの製造技術全書」第５巻、「パルプ処理及び漂白」ｐ２３３−２３５
【非特許文献２】Tappi Press「The Bleaching of Pulp」3rd Edition(1979年)Ｐ137
【非特許文献３】Tappi Press「The Bleaching of Pulp」3rd Edition(1979年)Ｐ139
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、製紙用化学パルプの製造で、二酸化塩素、過酸化物、酸素による多段漂白により製造される針葉樹ＥＣＦ漂白パルプにおいて、最終の二酸化塩素段の終ｐＨをコントロールする事により、少ない二酸化塩素使用量で高い白色度を持つパルプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、蒸解−酸素脱リグニン処理したパルプを、二酸化塩素、過酸化物、酸素による多段漂白により製造される針葉樹ＥＣＦ漂白について鋭意検討した結果、最終二酸化塩素段の終ｐＨを４．０〜４．５に維持することにより、添加した二酸化塩素の漂白効果を十分に発揮させ、結果として少ない二酸化塩素使用量で高い白色度を持つパルプを製造できることを見いだし、本発明を完成させた。
【００１３】
すなわち、本発明は、針葉樹を原料とする製紙用化学パルプの漂白方法において、蒸解処理−酸素脱リグニン処理後、二酸化塩素段、アルカリ抽出／酸素／過酸化物段および過酸化物段から構成される多段漂白処理の、最終二酸化塩素処理の終ｐＨを４．０〜４．５に維持することを特徴とする製紙用化学パルプの製造方法に関するものである。
【発明の効果】
【００１４】
従来のＥＣＦ漂白における最終二酸化塩素処理は、材種に関係なく終ｐＨ５〜６で行われていた。針葉樹ＥＣＦ漂白の場合このｐＨ領域では二酸化塩素の未反応量が多く、高い白色度が得られず、あるいは高い白色度を得るためには過剰の二酸化塩素の添加が必要であった。本法によれば、より少ない二酸化塩素使用量で、高い白色度を持つパルプを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明において用いられるパルプは、ポリサルファイドを含む、クラフトパルプ化法（ＫＰ）により得られた針葉樹パルプである。
【００１６】
本発明において、ＥＣＦ漂白シークエンスにおいて処理されるパルプは、前処理としてカッパー価２０以下になるように公知の酸素脱リグニン処理を行ったものである。また、酸素脱リグニン処理と酸処理、あるいは酸素脱リグニン処理とキレート剤処理を組み合わせたものでも良く、特に限定されるものではない。
【００１７】
ＥＣＦ漂白シークエンスとしては、初段に二酸化塩素を用いたＤ−Ｅｏｐ−Ｄ、Ｄ−Ｅｏ―Ｐ−Ｄ、Ｄ−Ｅｏｐ−Ｗ−Ｄなどが代表的であるが、本法においては、二酸化塩素を主体とし、最終段に二酸化塩素漂白を用いるシークエンスであれば、特に限定されるものではない。
【００１８】
また、本法における最終二酸化塩素段以外の酸処理、二酸化塩素処理、過酸化物処理、酸素を用いた処理工程は、公知技術として知られている条件が適用可能であり、特に制限されるものではない。
【００１９】
例えば、初段二酸化塩素段（以下、Ｄ０段と称す）処理条件は、二酸化塩素添加量は１００％換算で絶乾パルプ当たり０．１〜５重量％、好ましく０．２〜３％、パルプ濃度１〜５０％、好ましくは２〜３０％、漂白温度３０〜１２０℃、好ましくは４０〜９５℃、処理時間は５〜３６０分、好ましくは１５〜２４０分、終ｐＨは２〜８、好ましくは２〜５．５で実施される。なお、本法に用いられる二酸化塩素は、工業的規模での使用が可能であれば、その製造法は特に限定されるものではない。
【００２０】
Ｅｏｐ段でのアルカリ剤としては、苛性ソーダ、苛性カリ、石灰、ソーダ灰などが使用できる。中でも苛性ソーダは安価であるとともに、蒸解工程へリサイクルすることにより蒸解工程での薬品の補充量を軽減できるので、好適に使用できる。アルカリ剤の使用量は、ＮａＯＨ換算で絶乾パルプ当り０．１〜６．０％が好ましく、０．３〜３．０％がさらに好ましい。アルカリ剤の使用量がこれより少ないと脱リグニン・漂白効果が低くなり、これより多いとパルプの粘度が顕著に低下する。
【００２１】
Ｅｏｐ段での酸素としては、酸素ガスおよび空気が使用できるが、酸素ガスが好ましい。酸素の使用量は、絶乾パルプ当り０．１〜１．０％が好適であり、またＥｏｐ段の操作圧力は大気圧〜９．８×１０5Ｐａ が好ましい。
【００２２】
Ｅｏｐ段での過酸化物としては、過酸化水素、過酸化水素と無機塩類との付加物、過酸化ソーダ、過ギ酸、過酢酸などの無機及び有機の過酸化物が使用でき、一般には過酸化水素が好適に使用される。過酸化物の使用量は、１００％過酸化水素換算で絶乾パルプ当たり０．０５〜８．０％が好ましく０．１〜３．０％がさらに好ましい。過酸化物の使用量がこれより少ないと脱リグニン・漂白効果が低く、これより多いと過酸化物の効率が低下する。
【００２３】
Ｅｏｐ段のパルプ濃度は７〜３０％が好ましく、１０〜２０％がさらに好ましい。温度は４０〜１２０℃が好ましく、７０〜９５℃がさらに好ましい。処理時間は１５〜１５０分が好ましく、３０分〜１２０分がさらに好ましい。
【００２４】
さらに、Ｅｏｐ段においては、マグネシウム化合物を使用することができる。マグネシウム化合物の使用により、過酸化物の脱リグニン・漂白作用が増大し、かつ、パルプの粘度低下が軽減される。マグネシウム化合物としては、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウムなどが使用できるが、一般には硫酸マグネシウムが使用される。マグネシウム化合物の使用量は、マグネシウムイオンとして絶乾パルプ当り０．００５〜０．７５％が好ましく、０．０１〜０．３％がさらに好ましい。
【００２５】
Ｐ段のパルプ濃度は、５〜３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。温度は３５〜９０℃、好ましくは４０〜７０℃である。処理時間は１５〜３００分、好ましくは３０〜１８０分である。
【００２６】
最終二酸化塩素段の処理時間は３０〜２４０分が好ましく、６０〜１８０分が特に好ましい。３０分以下では高白色度のパルプを得にくく、２４０分を越えると色戻りが生じてくる。最終二酸化塩素段の処理温度は、３０〜９０℃が好ましく、５０〜８０℃が特に好ましい。最終二酸化塩素段のパルプ濃度は、２〜３０％が好ましく、８〜１５％が特に好ましい。
【００２７】
最終二酸化塩素段における二酸化塩素添加量は、パルプ中に含有される残存リグニン量、及び目的とする白色度により如何様にも変えることが可能であり、特に限定されるものではない。
【００２８】
最終二酸化塩素漂白において、終ｐＨをコントロールするために、二酸化塩素添加前に、ｐＨ調整剤（アルカリまたは酸）を添加する。ｐＨ調整剤の添加量は、終ｐＨを調整することが目的であるため、所定の終ｐＨに出来ればよく、ｐＨ調整剤添加時のｐＨの値、あるいは二酸化塩素添加量により異なるため特に限定されるものではない。
【００２９】
最終二酸化塩素段における終ｐＨは４．０〜４．５がより好ましい。終ｐＨ４．５以上では二酸化塩素が未反応で残留し白色度が低下する。終ｐＨが４．０以下では二酸化塩素は完全に消費されるが、酸性状態に長時間曝されることによる色戻りが起こり、白色度は低下する。
【実施例】
【００３０】
次に実施例により本発明を具体的に説明する。各薬品の使用量は絶乾パルプ当たりの重量％で示し、二酸化塩素、過酸化水素の使用量は、１００％濃度換算である。使用したパルプは、クラフト蒸解−酸素脱リグニン後、初段二酸化塩素段−アルカリ抽出／酸素／過酸化水素段−過酸化水素段を行ったＮ材パルプＡを使用した。また、分析評価は下記の方法によった。
【００３１】
パルプ種
Ａ：ハンター白色度  ７２．４％
・白色度： ＪＩＳ８１４８（ＩＳＯ白色度）
【００３２】
実施例１〜３
クラフト蒸解−酸素脱リグニン後、初段二酸化塩素段−アルカリ抽出／酸素／過酸化水素段−過酸化水素段後のＮ材パルプＡにＤ１段（最終二酸化塩素段）の終ｐＨが４．００，４．３０，４．５０になるよう水酸化ナトリウムをあるいは硫酸を添加し、次いで、二酸化塩素を０．３％添加し、パルプ濃度を１０％、温度７０℃の条件で１８０分処理した。反応終了後、冷水にてパルプ濃度２．５％に希釈し、パルプ濃度２０％まで脱水してＤ１段漂白パルプを得た。このパルプ絶乾１６ｇを２Ｌの純水で希釈し、ｐＨを４．５に調製後、濾紙に抄紙一晩風乾して、抄紙サンプル２枚を得た。
【００３３】
比較例１〜４
実施例１において、終ｐＨを３．７０，４．８２，５．０３，５．２１とする以外は、実施例１と同様に行った。
【００３４】
実施例１〜３、比較例１〜４の結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2008106388.tif 000002