(57)【要約】【課題】本願発明が解決しようとする第１の課題は、完全漂白したケミカルパルプの退色性を改善することにある。また、第２の課題は、退色性改善により、漂白薬品を低減することにある。更に第３の課題は、ケミカルパルプを主原料とする紙製品の退色性を改善することにある。【解決手段】漂白処理が終了した完全漂白ケミカルパルプを、鉱酸あるいは有機酸を使用して高温、短時間の処理をすることにより、ケミカルパルプの退色性を改善できる。退色性改善により、漂白薬品を低減できる。また、ケミカルパルプを主原料とする紙製品の退色性を改善できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケミカルパルプの製造方法であって、漂白処理終了後の完全漂白パルプを酸で処理することを特徴とするパルプの退色性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、完全漂白ケミカルパルプの後処理方法であって、白色度が高く、且つ退色が少ないケミカルパルプの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ケミカルパルプを主原料とする紙製品においては、産業用包装材料などを除き、多くの場合、高い白色度が要求されている。このため、ケミカルパルプを化学薬品で漂白して、着色原因物質であるリグニンを未晒パルプから分解および除去し、パルプ白色度を高めることが通常行われている。この薬品としては、塩素、次亜塩素酸塩、二酸化塩素、酸素、過酸化水素、オゾン、水酸化ナトリウムなどが使用されており、これらを組み合わせた多段漂白シーケンスあるいはショートシーケンスで漂白されている。しかし、これらのシーケンスで処理された完全漂白パルプ中には僅かながらリグニンなどの望ましくない物質が残存している。これらの物質が原因となり、パルプあるいはパルプを原料とした紙製品の白色度の戻り、すなわち退色という現象が起こることが問題となっている。また、紙製品の用途によっては、この退色による白色度の低下を見込んで、完全漂白パルプの目標白色度を予め高く設定した品質としている場合があり、この分、漂白薬品を多く使用しているという問題もある。
【０００３】
この退色を改善する従来の技術としては、アルカリ性条件下の過酸化水素漂白段において、高温で、過酸化水素添加率が高く、反応時間が長いほど退色性が改善されるという文献がある（Ｔｈｅ　Ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｕｌｐ，Ｐ３８２，Ｐ３８４，ＴＡＰＰＩ　ＰＲＥＳＳ（１９７９）、Ｎ．Ｈａｒｔｌｅｒ、ＴＡＰＰＩ　４３（１１）９０３（１９６０））。また、他の技術としては、特許第１９８３０６４号、特許第２１１５３１５号、特開平６−１０１１８５号公報、特開平９−１０５０９１号公報などが挙げられる。特許第１９８３０６４号では、リグノセルロース物質より得られたパルプを、塩素および／または二酸化塩素段−アルカリ／酸素段−二酸化塩素段−二酸化塩素段の漂白シーケンスで漂白する際に、連続する二酸化塩素段の最初の反応後期にアルカリを添加し、かつ第１段と第２段の二酸化塩素比率を４０／６０〜７０／３０とすることを特徴とする漂白方法が登録されている。特許第２１１５３１５号では、リグノセルロース物質より得られたパルプを塩素、アルカリ抽出に次いで次亜塩素酸塩で処理する工程を含む多段の漂白方法において、該次亜塩素酸塩による漂白段で、絶乾パルプ重量当たり１．０％以上のアルカリを添加し、かつ６０℃以上の温度下でパルプを処理することを特徴とする漂白方法が登録されている。特開平６−１０１１８５号公報では、漂白段として、少なくとも一段以上の塩素系の漂白段を含むシーケンスによって漂白されたパルプを、キシラナーゼで処理し、更に次亜塩素酸塩段と二酸化塩素段の漂白シーケンスで漂白することを特徴とする技術が開示されている。特開平９−１０５０９１号公報では、リグノセルロース物質より得られた漂白パルプを、更に高温高アルカリハイポ晒段と二酸化塩素晒段の連続したシーケンスからなる工程で漂白する高白色度パルプの製造方法において、該二酸化塩素晒段の工程が、二酸化塩素添加率が対絶乾パルプ当たり１重量％から３重量％の範囲で、二酸化塩素／アルカリ比率が１／０．０５から１／０．３の範囲で、かつ高温度下で実施する技術が開示されている。
【０００４】
また、漂白薬品を消費する物質およびパルプの退色に係わる物質に関する最近の新たな知見として、従来のリグニン以外にヘキセンウロン酸が関与していることが知られ出している。このヘキセンウロン酸は、蒸解工程においてヘミセルロース中のメチルグルクロン酸から脱メチルすることで生成し、二重結合を有することから、セルロース中のこの部位が過マンガン酸カリウムと反応しカッパー価としてカウントされると同時に、漂白薬品とも反応し漂白薬品を無駄に消費してしまう。また、パルプの退色性にも関与していると言われている。このヘキセンウロン酸を除去する方法の一つとして、比較的高温の酸処理技術が提示されている。これは、漂白前のパルプを高温且つ酸性下で処理することにより、このヘキセンウロン酸およびリグニン変性物を酸加水分解し除去するものである。例えば、特表平１０−５０８３４６号公報では、硫酸塩法またはアルカリ法によって製造したセルロースパルプの懸濁液を加熱し、約８５〜１５０℃で約２〜５のｐＨで処理し、セルロースパルプ中のヘキセンウロン酸の少なくとも約５０％を除去し、パルプのカッパー価を２〜９単位減少させる技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明が解決しようとする第１の課題は、完全漂白したケミカルパルプの退色性を改善することにある。また、第２の課題は、退色性改善により、漂白薬品を低減することにある。更に第３の課題は、ケミカルパルプを主原料とする紙製品の退色性を改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
漂白処理が終了した完全漂白ケミカルパルプを、鉱酸あるいは有機酸を使用して高温、短時間の処理をすることにより、ケミカルパルプの退色性を改善できる。退色性改善により、漂白薬品を低減できる。また、ケミカルパルプを主原料とする紙製品の退色性を改善できる。
【０００７】
【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、サルフェイト法、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は無く本発明に適用できる。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構わず適用できる。
【０００８】
漂白シーケンスは多段漂白シーケンス、ショートシーケンスの区別無く本発明に適用できるが、使用する漂白薬品に関しては、従来の塩素を使用した漂白、また塩素を使用しないＥＣＦ漂白、あるいは塩素系薬品を使用しないＴＣＦ漂白に本発明を適用できる。
【０００９】
本発明における酸処理の対象である漂白処理を終了した完全漂白パルプのカッパー価は、広葉樹で０．１５〜２．０である。カッパー価が０．１５未満では完全漂白パルプ中のヘキセンウロン酸やリグニン変性物の量が少ないため本発明の酸の効果が小さい。カッパー価が２．０を超えると、ヘキセンウロン以外にリグニンの残留量も多くなり、酸処理でヘキセンウロン酸やリグニン変性物を除去したとしても、酸処理に安定なリグニンが多く残存するため好ましくない。同様の理由で、針葉樹の場合はカッパー価０．１〜１．５の範囲である。
【００１０】
漂白処理を終了した完全漂白パルプに酸を添加する。本発明で使用できる酸の種類は、硫酸、硝酸、塩酸のような鉱酸、蟻酸、酢酸のような有機酸である。中でも、取り扱い易さや価格の面から硫酸が好適である。酸添加後のパルプ懸濁液のｐＨが広葉樹で１．５〜３．５、好ましくは１．５〜３．５、更に好ましくは２．０〜３．０、針葉樹で１．５〜３．５、好ましくは１．５〜２．５、更に好ましくは２．０〜２．５となる量の酸を添加する。酸処理時のパルプ濃度は５〜１５固形分重量％である。酸処理の温度は８５〜１００℃、好ましくは８５〜９５℃である。８５℃未満の場合、ヘキセンウロン酸の除去が不十分である。１００℃を超える場合、酸処理のための圧力容器が必要となり、設備費が大きくなるので好ましくない。酸処理の時間は、１５〜１２０分間、好ましくは２０〜９０分間、更に好ましくは３０〜６０分間である。
【００１１】
完全漂白パルプの酸処理によるカッパー価低減幅は、広葉樹で０．０５〜１．５、である。また、針葉樹で０．０５〜０．５である。
【００１２】
【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。
供試パルプ：クラフトパルプ法で蒸解した広葉樹パルプを酸素脱リグニン処理（Ｏ）−二酸化塩素（Ｄ０）−過酸化水素を併用したアルカリ抽出（Ｅ／Ｐ）−二酸化塩素（Ｄ１）のシーケンスで漂白処理し、カッパー価１．６５の完全漂白パルプを得た。これを供試した。
パルプの白色度、ＰＣ価は以下の方法で試験した。
・白色度：十分に洗浄した乾燥重量５ｇのパルプサンプルを離解し、１６ｃｍの丸濾紙上にブフナーロートで脱水した後、シート面に手抄き用プレートを当て、間に厚濾紙を数枚挟んで積み重ねた。これを１８．６ｋｇｆで５分間シートプレスにかけた（第１プレス）。間に挟んだ厚濾紙を乾いた厚濾紙に替え、更にシートプレスに１８．６ｋｇｆで２分間かけた（第２プレス）。手抄きプレートを付けたまま、５０℃の送風乾燥機に１時間緊張乾燥させた。白色度はＪＩＳＰ８１２３に従って測定した。
・ＰＣ価：上記のパルプシートを、９０℃、熱風循環式恒温槽で０．５、１．５、４．５、８．５、１８時間退色処理を行い、処理後の白色度を測定した。下記の式でＰＣ価を計算した。ＰＣ価の値が大きいほど退色が大きい。
１００×｛（１−退色後白色度）２／（２×退色後白色度）−（１−退色前白色度）２／（２×退色前白色度）｝
但し、式中の白色度は白色度９０％の場合、０．９０の数値を使う。
【００１３】
【実施例１】
パルプ懸濁液のｐＨが３．０となるように硫酸を添加した。処理時のパルプ濃度は１０固形分重量％とした。酸処理時間は３０分間とした。酸処理後のパルプを洗浄し、手抄きシートを作製し退色試験に供した。退色試験後のシートの白色度を測定し、ＰＣ価を計算した。但し、ＰＣ価は、下記比較例１の退色試験時間０分間のシートの白色度を退色試験前の白色度として計算した。酸処理後のカッパー価を表１の実施例１に、白色度の測定結果を表２と図１の実施例１に、ＰＣ価の結果を表３と図２の実施例１に示した。
【００１４】
【実施例２】
酸処理時間を６０分間とした以外は、実施例１と同様に行った。酸処理後のカッパー価を表１の実施例２に、白色度の測定結果を表２と図１の実施例２に、ＰＣ価の結果を表３と図２の実施例２に示した。
【００１５】
【実施例３】
酸処理時間を９０分間とした以外は、実施例１と同様に行った。酸処理後のカッパー価を表１の実施例３に、白色度の測定結果を表２と図１の実施例３に、ＰＣ価の結果を表３と図２の実施例３に示した。
【００１６】
【実施例４】
酸処理時間を１２０分間とした以外は、実施例１と同様に行った。酸処理後のカッパー価を表１の実施例４に、白色度の測定結果を表２と図１の実施例４に、ＰＣ価の結果を表３と図２の実施例４に示した。
【００１７】
【比較例１】
酸処理しないパルプを退色試験にかけ、実施例と同様の測定を行った。カッパー価を表１の比較例１に、白色度の測定結果を表２と図１の比較例１に、ＰＣ価の結果を表３と図２の比較例１に示した。
【００１８】
【比較例２】
硫酸処理に代えて、室温でｐＨ＝３．０の希硫酸溶液で洗浄した。これを退色試験にかけ、実施例と同様の測定を行った。この結果を酸処理時間０分とした。カッパー価を表１の比較例２に、白色度の測定結果を表２と図１の比較例２に、ＰＣ価の結果を表３と図２の比較例２に示した。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【表２】
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【００２１】
【表３】
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【００２２】
【図１】
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【００２３】
【図２】
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【００２４】
表２、表３、図１、図２から明らかなように、白色度の低下もＰＣ価の上昇も退色試験１８時間でほぼ完了している。この退色試験１８時間の白色度とＰＣ価に値を用いて、酸処理時間と白色度の関係を図３に、酸処理時間とＰＣ価の関係を図４に示した。
【００２５】
【図３】
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【００２６】
【図４】
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【００２７】
図３から白色度は、酸処理時間３０〜６０分付近で最も高く、酸処理時間がこれよりも長くなると低下していくことが解る。しかし、酸処理時間１２０分でも比較例１の未処理品の白色度８０．４５％よりもまだ高い。図４に示すＰＣ価も同様の傾向にあり、酸処理時間３０〜６０分付近で最も低く退色が少ない。酸処理時間がこれよりも長くなるとＰＣ価は上昇することが解る。しかし、酸処理時間１２０分でも比較例１の未処理品のＰＣ価０．５７よりもまだ高い。
【００２８】
【発明の効果】
漂白処理が終了した完全漂白ケミカルパルプを、特定の酸を使用して高温、短時間の処理をすることにより、ケミカルパルプの退色性を改善できる。退色性改善により、漂白薬品を低減できる。また、ケミカルパルプを主原料とする紙製品の退色性を改善できる。