(57)【要約】  本開示は、パルプがケミカルメカニカルパルプ化プロセスを使用して生産されるシステム及びプロセスに関し、このプロセスにおいてリグノセルロース系材料は化学的含浸なしで繊維化を受け、リグノセルロース系材料の化学的処理はリグノセルロース系材料の繊維束形成のための繊維化中又は繊維化の後で行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケミカルメカニカルパルプ化システムであって、このシステムは、
リグノセルロース系材料を受け入れるために構成された繊維化装置；
繊維化装置に操作可能に連結され、繊維化されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成された貯留装置；
貯留装置に操作可能に連結され、繊維化されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成され、繊維化されたリグノセルロース系材料にアルカリ性の過酸化物化合物を添加するために構成された混合装置；及び
混合装置に操作可能に連結され、アルカリ性過酸化物で処理されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成された貯留塔；
を含み、
前記システムは、リグノセルロース系材料が繊維化装置に入る前に、リグノセルロース系材料を化学的に含浸するために適合された装置を含まない
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
繊維化装置の上流に操作可能に連結された洗浄及び脱水システムをさらに含む請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項３】
繊維化装置から上流に操作可能に連結された水蒸気処理機構をさらに含む請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項４】
アルカリ化学物質が、繊維化装置の入口の近傍の１つ又はそれ以上の位置で添加されるか、繊維化装置の入口で添加されるか、又は繊維化装置のリファイニングゾーンで添加される請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項５】
キレート剤が繊維化装置においてアルカリ化合物とともに添加される請求項４に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項６】
貯留装置が繊維化装置から下流に位置する貯留槽であるか又は搬送パイプである請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項７】
アルカリ性の過酸化物化合物の投入口に操作可能に連結された混合装置をさらに含み、この混合装置は貯留塔から上流に設置されている請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項８】
低コンシステンシーリファイナー、中コンシステンシーリファイナー、高コンシステンシーリファイナー、複数のリファイナーの組合せ、スクリーニング装置、拒絶物処理装置、パルプ増粘装置及び後漂白システムを含むリファイニングシステムを貯留塔の下流にさらに含む請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項９】
後漂白システムが、中漂白コンシステンシー、高漂白コンシステンシー又はそれらの組み合わせのための複数の漂白工程を含む請求項８に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項１０】
貯留装置に操作可能に連結され、繊維化されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成され、繊維化されたリグノセルロース系材料にアルカリ性過酸化物質を添加するために構成された第２の混合装置、及び
混合装置に操作可能に連結され、アルカリ性の過酸化物化合物処理されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成された第２の貯留塔
をさらに含み、
前記第２の混合装置が貯留塔から下流にある請求項１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項１１】
ケミカルメカニカルパルプ化プロセスであって、このプロセスは、
リグノセルロース系材料を繊維化装置に供給すること；
リグノセルロース系材料を繊維化して、繊維束を形成すること；
繊維束を希釈して、湿潤繊維束の凝集物を形成すること；
湿潤繊維束の凝集物を第１の所定の時間だけ貯留すること；
アルカリ性の過酸化物化合物及び所定の過酸化物安定化剤を湿潤繊維束の凝集物に添加すること；及び
アルカリ性過酸化物で処理された湿潤繊維束の凝集物を第２の所定の時間だけ貯留塔において貯留すること
を含み、
リグノセルロース系材料が繊維化の前に化学的に含浸されないことを特徴とするプロセス。
【請求項１２】
リグノセルロース系材料を繊維化装置に供給する前に、未処理のリグノセルロース系材料を洗浄及び脱水することをさらに含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１３】
アルカリ化合物を繊維化装置の入口の近傍の１つ又はそれ以上の位置で添加するか、繊維化装置の入口で添加するか、又は繊維化装置のリファイニングゾーンにおいて繊維化装置に添加することをさらに含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１４】
アルカリ化合物の繊維化装置への添加とともにキレート剤を添加することをさらに含む請求項１３に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１５】
湿潤繊維束の凝集物が約１％（又は１％未満）〜約２５％（又は２５％超であることさえある）、約２％〜約２０％、約４％〜約１８％又は約８％〜約１２％の間の少なくとも１つの固形分濃度を有する請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１６】
湿潤繊維束の凝集物の滞留時間が約１分（又は１分未満）〜約２０分（又は２０分超）、約３分〜約１６分又は約６分〜約１０分のうちの範囲の少なくとも１つであり、
湿潤繊維束の凝集物が槽又は搬送パイプの少なくとも１つにおいて貯留される請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１７】
アルカリ性の過酸化物化合物が、アルカリ性化合物をリグノセルロース系材料の炉乾燥重量に基づいて、約１％（又は１％未満）〜約１０％（又は１０％超）、約２％〜約８％又は約４％〜約６％の範囲の１つで含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１８】
アルカリ性化合物が、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、白液、緑液、又はこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項１９】
貯留後であってアルカリ性の過酸化物化合物の添加の前に、湿潤繊維束の凝集物を洗浄及び脱水することをさらに含む請求項１６に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項２０】
低コンシステンシーリファイニング、中コンシステンシーリファイニング、高コンシステンシーリファイニング、スクリーニング、拒絶物処理、パルプ増粘化及び後漂白をさらに含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項２１】
後漂白が、中漂白コンシステンシー、高漂白コンシステンシー及びこれらの組み合わせのための複数の漂白工程を含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化システム。
【請求項２２】
リグノセルロース系材料が繊維化装置に入る前に、リグノセルロース系材料を水蒸気処理することをさらに含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項２３】
リグノセルロース系材料が繊維化装置に入る前に、緩衝槽においてリグノセルロース系材料を貯留することをさらに含む請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【請求項２４】
湿潤繊維束の凝集物に第２のアルカリ性の過酸化物化合物及び所定の過酸化物安定化剤を添加すること；及び
アルカリ性過酸化物で処理された湿潤繊維束の凝集物を第３の所定の時間だけ貯留塔において貯留すること；
を含み、
第２の保持塔において湿潤繊維束の凝集物を貯留した後に、第２のアルカリ性の過酸化物化合物が添加される請求項１１に記載のケミカルメカニカルパルプ化プロセス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本発明は、２０１２年９月２７日に提出された米国仮特許出願第６１／７０６，２３８号の優先権の利益を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、リグノセルロース系材料が繊維束に変換される前に化学的含浸を受けずに、ケミカルメカニカルパルプ化方法を使用してパルプを生産するシステム及びプロセスに一般に関する。リグノセルロース系材料は繊維束に変換されている間又は変換された後、及びさらなる繊維離解（defiberization）及び／又はフィブリル化（fibrillation）の前に化学的処理を受ける。
【開示の背景】
【０００３】
メカニカルパルプ化プロセスは、リグノセルロース系材料の繊維を離解して、パルプを生産するための装置を使用することが知られている。いくつかのプロセスは、メカニカルリファイニングと化学的処理を組み合わせており、これはケミカルメカニカルパルプ化（ＣＭＰ）として知られている。ある観点では、ＣＭＰプロセスは、メカニカルパルプ化中に起こる、例えば物理的摩耗やプロセスから放出される熱エネルギーなどによるリグノセルロース系材料への悪影響の可能性を低減させ、いくつかの場合においてパルプの強度特性を改善し、リファイニングエネルギーを低減させると信じられている。
【０００４】
従来のＣＭＰプロセスは、繊維束を形成し、繊維を分離させるための繊維化の前に、リグノセルロース系材料の前処理を含む。繊維化は、リグノセルロース系材料をそれらの繊維構成要素に機械的に変換する。前処理プロセスのあるタイプにおいては、チップは飽和水蒸気が存在する圧縮スクリュー装置を通って供給されることによって前処理される。圧縮後に、リグノセルロース系材料は、繊維化装置に供給されて、そこで化学物質で任意に処理され、次にフィブリル化される。フィブリル化は、繊維又は繊維の外側層の小片の部分的な剥離をもたらす繊維の表面層間の側面結合（lateral bonds）及び繊維内の隣接層間の内部又は側面結合が外部崩壊（external disruption）することを含むプロセスに関係しており、通常は、パルプスラリーのメカニカルリファイニング中に起こるものである。ＣＭＰプロセスの他のタイプにおいては、パルプは、圧縮化後、繊維化装置に入る前にリグノセルロース系材料を前処理することを経て製造されることがある。
【０００５】
繊維化の前に、リグノセルロース系材料の化学的前処理プロセスを用いることにより、より良い漂白能力、より高い繊維結合強度及び光学特性を有する高品質パルプをより大量に生産することができると信じられている。化学的前処理用の化学物質は、米国特許第８，０９２，６４７号明細書（その内容は参照として本明細書に組み込まれる）に示されているように、アルカリ性過酸化物、アルカリ性亜硫酸塩、苛性ソーダ、シュウ酸を含む。アルカリ性の過酸化物化合物を使用するリグノセルロース系材料の化学的前処理は、アルカリ性過酸化物メカニカルパルプ化（ＡＰＭＰ）として知られている。
【０００６】
ＡＰＭＰのあるタイプは、ＡＰ（アルカリ性過酸化物）化学的前処理（又はプレコンディショニング）工程とＡＰリファイナー化学的処理工程とを組み合わせたものを含み、これはパルプ業界で「Ｐ−ＲＣ  ＡＰＭＰ」プロセスとして知られている。ＡＰ化合物は、プロセス（例えば含浸ステージ、リファイナー前及びリファイナー後）に渡って分布され、メカニカルリファイニングを受けるリグノセルロース系材料上への激しい条件の衝撃を低減させ、リファイニングに必要なエネルギー消費を減少させる。前処理ステージにおいて化学物質の分布と効率を達成することの困難性の故に、化学物質は、有意の量のエネルギーが繊維化及びフィブリル化に費やされる一次リファイニングステージの後で添加されることもある。一次リファイナーステージ後に添加されたＡＰ化合物は、一次リファイナーステージにおける繊維化及びフィブリル化のために必要とされるエネルギー消費を低減させることに寄与しない。
【０００７】
公知のＰ−ＲＣ  ＡＰＭＰプロセスは、前処理工程においてチッププレス機、スクリュー圧縮機及び／又は他のタイプの圧縮装置を使用することがある。Ｐ−ＲＣ  ＡＰＭＰプロセスは、リファイニングされる前のリグノセルロース系材料の化学物質含浸のために前処理装置を使用して、化学物質の分布及び装置の効率を改善することによって、ＡＰＭＰプロセスを改善したものであると信じられている。しかし、Ｐ−ＲＣ  ＡＰＭＰプロセスにおけるこの前処理は、リグノセルロース系材料の大きさ及び浸漬（maceration）の程度の変動によって、化学物質が不均一で一様でなく分布するという潜在的な課題を有すると信じられてもいる。浸漬は木材チップ又は繊維束を軟化させ、物理機械的処理の適用によって、それらの構成部分へと分離することを含むプロセスに関係している。
【０００８】
公知のプロセスは、米国特許第７，３００，５４１号、７，３００，５４０号、７，３００，５５０号、８，０４８，２６３号及び８，２１６、４２３号の各明細書に開示されている。
【０００９】
現行のＰ−ＲＣ  ＡＰＭＰプロセス及び他のＡＰＭＰプロセスの潜在的な欠点を解決する試みとして、本開示はケミカルメカニカルパルプ化のための改良されたシステム及び方法を提供することを目的とする。
【本開示の概要】
【００１０】
本開示は従来のケミカルメカニカルパルプ化プロセスに起こり得る欠点を解決、改善することに一般に関する。
ある実施態様は、
リグノセルロース系材料を受け入れるために構成された繊維化装置；
繊維化装置に操作可能に連結され、繊維化リグノセルロース系材料を受け入れるために構成された貯留装置；及び
混合装置に操作可能に連結され、アルカリ性過酸化物で処理されたリグノセルロース系材料を受け入れるために構成された貯留塔
を含み、
前記貯留装置は、該貯留装置に操作可能に連結され、繊維化リグノセルロース系材料を受け入れて、繊維化リグノセルロース系材料にアルカリ性の過酸化物化合物を添加するために構成された混合装置を備えているか又は備えていない。
リグノセルロース系材料、例えば木材チップは、繊維化装置に入る直前及び／又は入るときに化学的に含浸処理されない。化学的に未処理のリグノセルロース系材料は、繊維化装置に入る前に他の前処理、例えば圧縮洗浄及び脱水を受けることもある。
【００１１】
従って、本明細書は、ケミカルメカニカルパルプ化システムのある実施態様を使用するケミカルメカニカルパルプ化プロセスを開示し、このプロセスは、
リグノセルロース系材料を繊維化装置に供給すること；
リグノセルロース系材料を繊維化して、繊維束を形成すること；
繊維束を希釈して、湿潤繊維束の凝集物を形成すること；
湿潤繊維束の凝集物を第１の所定の時間だけ貯留すること；
アルカリ性の過酸化物化合物及び所定の過酸化物安定化剤を湿潤繊維束の凝集物に添加すること；及び
アルカリ性過酸化物で処理された湿潤繊維束の凝集物を第２の所定の時間だけ貯留塔において貯留すること
を含む。
リグノセルロース系材料は、繊維化の前に化学的に含浸処理されず、リグノセルロース系材料は繊維化の前に他の前処理、例えば圧縮洗浄及び脱水を受けることもある。
【００１２】
本開示は、リグノセルロース系材料が繊維化を受けた後、リグノセルロース系材料の化学的処理を行うことによりパルプを生産するシステム及び方法に一般に関する。繊維化の前にリグノセルロース系材料の洗浄及び脱水工程、さらに水蒸気処理工程があることがある。しかし、繊維化の前にリグノセルロース系材料の化学的含浸処理はない。繊維化後に得られた繊維束を化学的に処理することにより、フィブリル化を受ける前の繊維束にアルカリ性の過酸化物化合物をより均一に分布させて適用することができる。従来のP−ＲＣ  ＡＰＭＰと比較したとき、開示されたシステム及びプロセスは、１０％〜３０％低いエネルギー消費量でよく、類似のパルプを生産するために１０％〜２０％低い過酸化物化合物の消費量でよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本開示に従ったシステムの概略図である。
【００１４】
【図２】図２は、本開示に従って行われる方法のプロセス図である。
【好ましい態様の詳細な説明】
【００１５】
図１はシステム１０を概略的に示す。リグノセルロース系材料（例えば、木材チップ、すなわち「チップ」や、リグニンとセルロースを有する他の材料）は、ライン１５を介してシステムに入り、不純物を除去するためにチップ洗浄器１６に入る。洗浄されたリグノセルロース系材料は、圧力あり又はなしで脱水スクリュー１７に次に入り、繊維化装置１９に入る前に過剰な液体を除去する。システムの他の実施態様は、洗浄器１６及び脱水スクリュー１７を含まないか、又はリグノセルロース系材料からの不純物の除去を行うために構成された他の装置を含む。システムの他の実施態様は、繊維化装置１９から上流のリグノセルロース系材料を受け入れて水蒸気処理するために構成された水蒸気処理装置も含む。水蒸気処理及び洗浄処理を受けるか又は受けないで繊維化装置１９に受け入れられたリグノセルロース系材料は、繊維化装置１９に入る前に、化学的に含浸されず、圧縮装置による圧縮、圧縮装置による浸漬又はこれらの組合せを受けない。
【００１６】
ある実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料が繊維化装置１９に入り、化学物質、例えばアルカリ化合物及びアルカリ性の過酸化物化合物の不存在下で繊維化を受ける。
【００１７】
別の実施態様において、化学物質１８、例えば過酸化物を伴わない水酸化ナトリウム又は他のアルカリ性化学物質の形態を含むアルカリ化合物が、キレート剤、例えばジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）又はエチレンジニトリロ四酢酸（ＥＤＴＡ）を伴って又は伴わずに、繊維化装置１９の入口又は入口近傍、例えば入口の直前のパイプライン又は槽、あるいは繊維化装置１９のリファイニングゾーンに添加される。アルカリ化合物は、繊維壁内及び繊維壁間のヘミセルロースの加水分解を促進することによってリグノセルロース系材料の繊維構造を軟化させ、リグノセルロース系材料中の酸性基を中和し、抽出物（extractives）をより溶解しやすくし、過酸化物漂白に対して有害となる可能性のある他の物質をより溶解しやすくすることを促進する。
【００１８】
さらなる実施態様は、繊維化装置１９の入口、入口近傍又はリファイニングゾーンにおいて、化学物質１８、例えばアルカリ化合物及び／又はアルカリ性の過酸化物化合物を添加することを含む。繊維化装置１９は、ある所定の圧力、例えば約１バール〜約６バール(又は６バール超であることさえある)の間のゲージ圧に加圧されるが、この圧力には、約２バール〜約４バールのゲージ圧及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。
【００１９】
繊維化装置１９から排出されたリグノセルロース系材料は、ほとんど又は全くフィブリル化されていない繊維束を実質的に含み、この繊維束は、化学物質の浸透及び分布を容易にするに十分に小さい。本開示で言う繊維束は、繊維自体の間の元の化学結合（original chemical bonding）によって化学的に結合された２つ又はそれ以上の繊維のグループからなる。本開示で言う繊維束は、既に化学的に分離された繊維によって形成された繊維束とは異なる。
【００２０】
アルカリ化合物１８を伴って又は伴わずに繊維化された材料、例えば繊維束は、繊維化装置１９の排出部において希釈され、約１％〜約３０％の間の固形分濃度を有する湿潤繊維束の凝集物が得られるが、この固形分濃度には約１％〜約２５％、２％〜約２０％、約４％〜約１８％、約８％〜約１２％の間の固形分濃度及びこれらの間のすべてのサブレンジの固形分濃度が含まれる。１０％未満の固形分濃度のコンシステンシーでは、湿潤繊維束の凝集物はスラリーと関連する特性を有する。他の実施態様において、繊維化装置１９の排出部で、繊維化された材料が上記の範囲内又はそれ以上の固形分濃度を有する場合、希釈が必要とされないことがある。
【００２１】
湿潤繊維束の凝集物は、約１分（又は1分未満であることさえある）〜約２０分（又は２０分超であることさえある）、約３分〜約１６分、約６分〜約１０分の間の滞留時間、又はこれらの間のすべてのサブレンジの滞留時間で貯留槽２１に保持される。滞留時間は、例えば繊維化装置１９において添加されたアルカリ化合物１８の量及びリグノセルロース系材料の性質に依存する。貯留工程は、希釈槽２０又はローターを備えるか又は備えない貯留槽２１、搬送パイプにおいて行われるか、あるいは湿潤繊維束の凝集物を受け入れて貯留を可能とする他のタイプの導管において行われる。
【００２２】
希釈後に生成した湿潤繊維束の凝集物は、適切な脱水装置２２、例えば湿潤繊維束の凝集物から水を除去するスクリュープレス機又は類似の装置を使用することによる洗浄及び／又は脱水に供される。脱水された湿潤繊維束の凝集物は、化学的に処理された繊維束となることがある。脱水後に、１種又はそれ以上のアルカリ性の過酸化物化合物２３及び必要な安定化剤、例えばＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ケイ酸塩及びＭｇＳＯ4が、混合装置２４中の繊維束に添加され、次に、アルカリ性の過酸化物化合物２３が反応を完了するために十分な時間だけ貯留塔２５に貯留される。
【００２３】
アルカリ性の過酸化物化合物２３のアルカリ性化合物部分は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又は他のアルカリ化合物、例えば酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム及びパルプ化プロセスから回収された白液又は緑液でよい。アルカリ性化合物は、リグノセルロース系材料の炉乾燥重量に基づいて、約１％（又は１％未満であることさえある）〜約１０％（又は１０％超であることさえある）に範囲する量であり、これには約２％〜約８％、約４％〜約６％及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。アルカリ性の過酸化物化合物２３の過酸化物化合物部分は、過酸化水素又は他の適切な過酸化物化合物、例えば過酢酸、過炭酸であり、その量は、リグノセルロース系材料の炉乾燥重量に基づいて、約０．５〜約１０％（又は１０％超であることさえある）の範囲の量であり、これには約２％〜約７．５％、約４％〜約５．５％及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。アルカリ性の過酸化物化合物２３に存在するアルカリ性化合物及び過酸化物化合物の量は、ライン１５に入るリグノセルロース系材料の特定のタイプ及び所望のパルプ特性、例えば最終パルプの白色度（brightness）及び強度に依存する。
【００２４】
貯留塔２５はアルカリ性の過酸化物化合物２３及び処理により生ずるコンシステンシーに依存して、アルカリ性過酸化物で処理された繊維束を収容する低コンシステンシー槽、中コンシステンシー槽又は高コンシステンシー槽からなる。滞留時間はアルカリ性の過酸化物化合物２３の量及び濃度、プロセスにおいて使用される、ライン１５に入るリグノセルロース系材料のタイプに依存する。
【００２５】
貯留塔２５を離れた後に、リグノセルロース系材料は、例えばスクリュープレス機２６及びタンク２７を使用して、さらなる圧縮及びリファイニングに供され、次いで第１リファイナー２８、第２リファイナー２９、タンク又はミキサー３０、スクリーニング装置又は他の濾過装置３１及び３２を通過し、タンク３３、リファイナー３４、タンク３５、スクリーニング装置３６、濾過装置３８を含む拒絶物処理システム（rejects handling system）を通過し、パルプ貯蔵部４０に送られる。
【００２６】
他の実施態様において、リグノセルロース系材料はスクリーニング装置又は他の濾過装置３１、濾過装置３８を通過し、パルプ貯蔵部４０に送られる。
【００２７】
さらに他の実施態様において、リグノセルロース系材料は先ず濾過装置３８を通過し、その次に、液体貯蔵部３９、さらにタンク３３、リファイナー３４、タンク３５、スクリーニング装置３６、濾過装置３８を含む拒絶物処理システムを通過し、パルプ貯蔵部４０に送られる。
【００２８】
追加的な実施態様において、リグノセルロース系材料は、前記の貯留塔を離れた後に第２のアルカリ性過酸化物処理プロセス、例えば第２の混合装置を使用する第２のアルカリ性過酸化物の添加を受け、さらなる圧縮及びリファイニング及び他のプロセス、例えば漂白に送られる前に、第２の貯留塔で貯留されることもある。複数の漂白ステージ、例えば中コンシステンシー漂白ステージ、高コンシステンシー漂白ステージ又は他の適切な漂白ステージがあることがある。
【００２９】
図２は、リグノセルロース系材料が繊維化５７のために直接供給５５されるプロセスを使用する方法５０を示す。リグノセルロース系材料は、繊維化５７の前に圧縮装置を使用して洗浄及び脱水されることがある。洗浄は、リグノセルロース材料中の埃、小石又は他の望ましくない不純物を除去するために行われる。リグノセルロース系材料は繊維化の前に化学的に含浸されない。
【００３０】
ある実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料がアルカリ化合物の存在下で繊維化５７を受ける。アルカリ化合物は、繊維壁内及び繊維壁間におけるヘミセルロースの加水分解を促進することによってリグノセルロース系材料の繊維構造を軟化させ、リグノセルロース系材料内の酸性基を中和し、抽出物をより溶解しやすくし、過酸化物漂白に対して有害となる可能性のある他の物質をより溶解しやすくすることを補助する。キレート剤、例えばＤＴＰＡ及びＥＤＴＡが、アルカリ化合物とともに添加されることがあり、過酸化物漂白反応に対して有害な、リグノセルロース系材料中の遷移金属をキレート化し、後続のステージにおいて遷移金属をより容易に除去する。あるいはキレート剤は、後続の漂白ステージにおいて遷移金属を過酸化物漂白剤に対して非反応性とするために添加されることもある。
【００３１】
他の実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料は化学物質、例えばアルカリ化合物及びアルカリ性の過酸化物化合物なしで繊維化される。さらなる実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料は、アルカリ化合物及び／又はアルカリ性化合物の存在下で繊維化される。
【００３２】
繊維化５７で形成された繊維束は、約１％〜約３０％の間の固形物濃度の湿潤繊維束の凝集物を生成するために希釈及び貯留５９を受けるが、これには約１％〜約２５％、約２％〜約２０％、約４％〜約１８％、約８％〜約１２％の間の固形分濃度及びこれらの間のすべてのサブレンジの固形分濃度が含まれる。１０％未満の固形分濃度では、湿潤繊維束の凝集物はスラリーの特性に関係することがある。湿潤繊維束の凝集物は、約１分（又は1分未満であることさえある）〜約２０分（又は２０分超であることさえある）の時間のある範囲で貯留され、これには約１分〜約２０分、約３分〜約１６分、約６分〜約１０分及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。
【００３３】
湿潤繊維束の凝集物は、繊維化５７の後で、槽内又は搬送パイプ、例えばブローラインパイプ中で希釈、貯留５９される。希釈及び保持５９の後で、湿潤繊維束の凝集物は、前述の化学的処理からの抽出物及び遷移金属を除去するために、洗浄及び脱水６１を受け、洗浄、脱水された繊維束を形成する。
【００３４】
アルカリ性の過酸化物化合物の添加６３及び他の必要な過酸化物安定化剤の添加が、洗浄、脱水された繊維束に化学物質を分布させる混合装置を使用して行われることがある。
【００３５】
工程６３におけるアルカリ性の過酸化物化合物のアルカリ性部分は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又は他のアルカリ性化合物、例えば酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム及びパルプ化プロセスから回収された白液又は緑液である。使用されるアルカリ性化合物の量は、リグノセルロース系材料の炉乾燥重量に基づいて約１％（又は１％未満であることさえある）〜約１０％（又は１０％超であることさえある）であり、これには約２％〜約８％、約４％〜約６％及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。
【００３６】
工程６３におけるアルカリ性の過酸化物化合物の過酸化物部分は、過酸化水素又は他の適切な過酸化物化合物であり、繊維材料の炉乾燥重量に基づいて、０．５％〜約１０％（又は１０％超であることさえある）の範囲であり、これには約２％〜約７．５％、約４％〜約５．５％及びこれらの間のすべてのサブレンジが含まれる。アルカリ性の過酸化物化合物に存在するアルカリ性化合物と過酸化物化合物の量は、プロセスにおいて供給５５される特定のリグノセルロース系材料及び所望のパルプ特性、例えば最終パルプの白色度及び強度に依存する。
【００３７】
アルカリ性過酸化物の添加６３の後で、繊維束はアルカリ性過酸化物とともに貯留６５されるために貯留塔に入る。貯留塔は、槽、槽同士の間を連結する導管又はそれらの組み合わせである。リグノセルロース系材料は、添加されたアルカリ性の過酸化物化合物６３が繊維束によって消費され、処理済みの繊維束になることが可能な十分な時間で貯留６５される。
【００３８】
処理済みの繊維束は、工程６５における貯留塔を離れた後、従来のリファイニングプロセス６７に入り、そこで処理済みの繊維束は低コンシステンシー、中コンシステンシー又は高コンシステンシーのリファイニング装置でさらにリファイニングされ、次いで従来のスクリーニング、拒絶物処理、増粘化（thickening）及び後漂白を含むさらなるリファイニングステージを受ける。後漂白は、これに限定されるわけではないが、複数のステージの漂白、例えば中コンシステンシー漂白、高コンシステンシー漂白又はこれらの組合せである。他の実施態様において、リグノセルロース系材料は貯留塔（ステージ６７）を離れた後に第２のアルカリ性過酸化物処理プロセス、例えば第２の混合装置を使用する第２のアルカリ性過酸化物の添加を受け、リグノセルロース系材料がさらなる圧縮及びリファイニングに送られる前に、第２の貯留塔において貯留される。
【００３９】
本開示の好ましい方法は、リグノセルロース系材料が、洗浄あり又はなしで、繊維化５７される前に、リグノセルロース系材料をスチーム処理することを含むこともある。本開示の他の好ましい方法は、追加的な緩衝槽を有することもあり、この緩衝槽において洗浄、脱水された後のリグノセルロース系材料が繊維化５７に行く前に保持される。
【００４０】
本発明は、現在最も実用的で好ましい実施態様であると考えられているものとの関係で説明されたが、本発明は開示された実施態様に限定されるものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲内に含まれる種々の修正及び等価な配置に及ぶことを意図していることを理解されたい。
【図１】
2015533952.tif 000003
【図２】
2015533952.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月7日(2015.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図１はシステム１０を概略的に示す。リグノセルロース系材料（例えば、木材チップ、すなわち「チップ」や、リグニンとセルロースを有する他の材料）は、ライン１５を介してシステムに入り、不純物を除去するためにチップ洗浄器１６に入る。洗浄されたリグノセルロース系材料は、圧力あり又はなしで脱水スクリュー１７に次に入り、繊維化装置１９に入る前に過剰な液体を除去する。システムの他の実施態様は、洗浄器１６及び脱水スクリュー１７を含まないか、又はリグノセルロース系材料からの不純物の除去を行うために構成された他の装置を含む。システムの他の実施態様は、繊維化装置１９から上流のリグノセルロース系材料を受け入れて水蒸気処理するために構成された水蒸気処理装置も含む。水蒸気処理及び洗浄処理を受けるか又は受けないで繊維化装置１９に受け入れられたリグノセルロース系材料は、繊維化装置１９に入る前に、化学的に含浸されず、圧縮装置による圧縮、圧縮装置内にある間の浸漬又はこれらの組合せを受けない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
アルカリ化合物１８を伴って又は伴わずに繊維化された材料、例えば繊維束は、繊維化装置１９の排出部において希釈され、約１％〜約３０％の間の固形分濃度を有する湿潤繊維束の凝集物が得られるが、この固形分濃度には約１％〜約２５％、２％〜約２０％、約４％〜約１８％、約８％〜約１２％の間の固形分濃度及びこれらの間のすべてのサブレンジの固形分濃度が含まれる。１０％未満の固形分濃度のコンシステンシーでは、湿潤繊維束の凝集物はスラリーと関連する特性を有する。他の実施態様において、繊維化装置１９の排出部で、繊維化された材料が上記の範囲内又はそれ以下の固形分濃度を有する場合、希釈が必要とされないことがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
他の実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料は化学物質、例えばアルカリ化合物及びアルカリ性の過酸化物化合物なしで繊維化される。さらなる実施態様において、化学的に未処理のリグノセルロース系材料は、アルカリ性化合物及び／又はアルカリ性の過酸化物化合物の存在下で繊維化される。
【国際調査報告】
2015533952.tif 000005