(57)【要約】【課題】クラフトパルプ蒸解に供するチップのサイズと厚みを管理することにより、現状の蒸解設備および蒸解法を改善することなくパルプ収率の向上を図ることができるパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法を提供する。【解決手段】パルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法において、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法  Ｎｏ４−７４に準拠する木材チップふるい分け機によりふるい分けされた木材チップのサイズと厚みとの関係が下記の条件を満足し、かつ条件１〜３における各木材チップの配合比率を、それぞれ１０質量％以下、２０質量％以下、ならびに７０質量％以上配合した該木材チップを用いてクラフト蒸解することを特徴とするパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法。１．サイズ３２．０ｍｍｐａｓｓ〜２９．０ｍｍのとき、平均厚み ２．０〜４．５ｍｍ２．サイズ２９．０ｍｍｐａｓｓ〜２２．０ｍｍのとき、平均厚み ２．０〜３．５ｍｍ３．サイズ２２．０ｍｍｐａｓｓ〜５．０ｍｍのとき、平均厚み ２．０〜３．０ｍｍ【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法において、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法  Ｎｏ４−７４に準拠する木材チップふるい分け機によりふるい分けされた木材チップのサイズと厚みとの関係が下記の条件を満足し、かつ条件１〜３における各木材チップの配合比率を、それぞれ１０質量％以下、２０質量％以下、ならびに７０質量％以上配合した該木材チップを用いてクラフト蒸解することを特徴とするパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法。
１．サイズ３２．０ｍｍｐａｓｓ〜２９．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜４．５ｍｍ
２．サイズ２９．０ｍｍｐａｓｓ〜２２．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．５ｍｍ
３．サイズ２２．０ｍｍｐａｓｓ〜５．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．０ｍｍ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラフトパルプ蒸解に供する木材チップ（以下、単にチップと略すこともある。）のサイズと厚みを管理することにより、現状の蒸解設備および蒸解法を改善することなく、パルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産性やパルプの品質、コストおよび信頼性の観点から、パルプ工場にとってチップの品質は重要である。チッピング操業の多様性によって得られるチップの品質を定めるために、いろいろな試みがなされてきた。
【０００３】
歴史的には、他産業からのふるい分けスクリーンが紙パルプ産業用に改良され用いられてきた。ここ数年、パルプ化の視点で重要なチップ品質の要素に基づいてチップを分級することを目的として、新しいチップスクリーニングの方法が開発されてきている。ここでは、ふるい分けにより過大サイズと過小サイズであるダストを除いた最適チップ寸法として厚さ４ｍｍ、長さ４０ｍｍのサイズに調製されたチップを用いることが記載されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
チップ化の目的は、蒸解に際し、第一に蒸解に使用される薬品を木材に均一に浸透させること、および材の温度上昇の均一化を図ることなどが挙げられる。
【０００５】
クラフト蒸解において、チップは、厚さ４〜１０ｍｍ、幅２５ｍｍ前後、繊維方向の長さ１５〜３５ｍｍを標準としているが、チッピングでは、サイズが極端に小さいダストや反対に大きすぎるオーバーサイズのチップの発生は避けられず、この除去のためにチップスクリーンで処理を行っている（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００６】
クラフト蒸解では、チップサイズの分布はチップハンドリングのうちで最も重要な品質管理の要素である。一般に蒸解薬液のチップへの浸透は全ての方向からほぼ均等であると考えられている。そして、それはチップへの蒸解薬液の浸透、拡散の速度においてはチップの厚みが制限要因となっていることを意味している。従って、過度に厚めのチップが混入すると、蒸解薬液の浸透、拡散が不均一になり、結果として蒸解されない状態で残った粕の比率が高くなるため、できるだけチップ厚みを薄く、かつ均一にすることが好ましい。
【０００７】
しかし、実際には、通常チップは平面方向（長さ）のサイズ管理で行われていることが多く、厚みに関してはあまり管理されておらず、厚さ５ｍｍ以上のチップを多く含むものが実状であった。但し、チップ厚さが５ｍｍ以上であっても、厚みのばらつきがなく均一な場合には、蒸解において不均一とはならずに蒸解後の粕率はそれ程高くはなく、パルプ収率には悪影響を及ぼさなかった。
【０００８】
しかし、近年、チップの多様化に伴い、数種のチップを混合して行う混煮蒸解が一般的となっている。チップ厚みの薄いチップや厚いチップなど、チップ性状が異なるチップを混合、すなわち、チップの厚みのばらつきが大きいチップを用いて混煮蒸解を行った場合には、蒸解薬液の浸透、拡散が不均一な蒸解となり、厚いチップは粕率が高くなり、結果として重要な指標の一つであるパルプ収率の低下を来たすことから、改良の余地があった。
【非特許文献１】「紙パルプ技術協会誌」１９９８年、第５２巻、第７号、第３８頁〜第４３頁
【非特許文献２】「紙パルプ技術便覧」５版、１９９２年１月３０日発行  第２４頁〜第２８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、クラフト蒸解に供する木材チップのサイズと厚みとを管理することにより、現状の蒸解設備および蒸解法を改善することなく、パルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記に鑑み鋭意検討した結果、本発明のパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法を発明するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法は、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法  Ｎｏ４−７４に準拠する木材チップふるい分け機によりふるい分けされた木材チップのサイズと厚みとの関係が下記の条件を満足し、かつ条件１〜３における各木材チップの配合比率を、それぞれ１０質量％以下、２０質量％以下、ならびに７０質量％以上配合した該木材チップを用いてクラフト蒸解することを特徴とするものである。
１．サイズ３２．０ｍｍｐａｓｓ〜２９．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜４．５ｍｍ
２．サイズ２９．０ｍｍｐａｓｓ〜２２．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．５ｍｍ
３．サイズ２２．０ｍｍｐａｓｓ〜５．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．０ｍｍ
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法は、チップサイズと厚みを管理し、粕率を減少させ、パルプ収率を向上させることができる。また、クラフト蒸解におけるチップへの薬液浸透が改善されることによって、蒸解性を良くし、有効アルカリ使用量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のパルプ収率を向上させるクラフト蒸解法について、詳細に説明する。
【００１４】
本発明のパルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法は、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法  Ｎｏ４−７４に準拠するチップふるい分け機によりふるい分けされたチップのサイズと厚みとの関係について、下記の条件を満足させるとともに、該チップ総量に対して、チップの配合比率が、条件１では１０質量％以下、条件２では２０質量％以下、ならびに条件３では７０質量％以上に配合したチップを用いてクラフト蒸解することである。
１．サイズ３２．０ｍｍｐａｓｓ〜２９．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜４．５ｍｍ
２．サイズ２９．０ｍｍｐａｓｓ〜２２．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．５ｍｍ
３．サイズ２２．０ｍｍｐａｓｓ〜５．０ｍｍのとき、厚みが２．０〜３．０ｍｍ
【００１５】
ここで、サイズと厚みの関係が上記条件１〜３を満たし、かつそれぞれの配合比率を規定する理由は、次のとおりである。条件１〜３の中でも、蒸解の薬液の浸透、拡散の均一化を考慮した場合、最も好ましいサイズと厚みの関係は条件３を満たすものである。しかしながら、木材のチップ化において、全てのチップがその条件を満たすようにすることは非常に困難であり、仮にふるい分けで分級した場合には、材の過大な損失を生じることから全く現実的ではない。
【００１６】
本発明では、条件１のサイズのチップにおいては、厚みが大きくとも４．５ｍｍ以下で、かつ合計チップに対する比率が１０質量％以下であれば、チップ全体の中の厚みのばらつきは均一蒸解にとって許容範囲である。また、条件２のサイズのチップにおいては、厚みが大きくとも３．５ｍｍ以下で、かつ合計チップに対する比率が２０質量％以下であれば、チップ全体の中の厚みのばらつきは均一蒸解にとって許容範囲である。
【００１７】
また、チップ化におけるサイズ分布の比率は、大きい順に条件３、条件２、条件１の順となるのが一般的であること、またチップサイズと厚みの間には概ね正の相関性が現れることを考慮して、均一な蒸解を行うために許容される条件１〜３のサイズと厚みの関係およびそれぞれの配合比率を見いだしたものである。
【００１８】
本発明のクラフト蒸解方法においては、ＭＣＣ法、ＩＴＣ法、Ｌｏ−ｓｏｌｉｄ法などの蒸解方法、蒸解助剤であるアントラキノン(ＡＱ)の使用、ポリサルファイド蒸解液の使用などの手段によることなくパルプ収率を向上させる発明である。
【００１９】
すなわち、チップのサイズと厚みの関係を組み合わせ、かつふるい分けされたチップの各サイズに対する厚みと比率を特定範囲内に規定することにより、蒸解後の粕率を減少させ、パルプ収率を向上させることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明のクラフト蒸解方法は、水酸化ナトリウムと硫化ナトリウムを含むアルカリ性蒸解液を使用する。なお、本発明においては、ポリサルファイド蒸解液の使用、アントラキノンの使用、ＭＣＣ法、ＩＴＣ法やＬｏ−ｓｏｌｉｄ法などの蒸解方法に制限されるものではない。
【００２１】
本発明のクラフト蒸解工程における水酸化ナトリウム濃度は、Ｎａ２Ｏ換算で５０〜１５０ｇ／リットル、好ましくは９０〜１２０ｇ／リットルであり、硫化ナトリウム濃度はＮａ２Ｏ換算で２〜６０ｇ／リットル、好ましくは１０〜４０ｇ／リットルである。
【００２２】
蒸解工程において、加熱期の蒸解時間は、蒸解方法や蒸解温度にもよるが、通常２０〜９０分間、好ましくは３０〜６０分間である。加熱期後の蒸解温度維持期における蒸解温度は、１４０〜１８０℃、好ましくは１５０〜１７０℃であり、保持時間は、４０〜２００分間、好ましくは５０〜１５０分間である。
【００２３】
以下の実施例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。また、実施例において示す「部」および「％」は、特に明示しない限り質量部および質量％を示す。
【実施例１】
【００２４】
チップのサイズと厚みの関係を組み合わせ、かつふるい分けされたチップの各サイズに対する厚みと比率を特定範囲内に規定することにより、蒸解後の粕率を減少させ、パルプ収率を向上させることを立証するため、実験室においてクラフト蒸解を行い、その後、粕率、未晒パルプ収率などを求めた。ここで、未晒パルプ収率は以下の数式１に示した補正収率で表した。また、数式１において、補正収率、精選収率および粕率の単位％は全て風乾％を表す。
【００２５】
【数１】
2005120534.tif 000002
【００２６】
ここで、精選収率とは、蒸解後の未晒パルプを０．２ｍｍのスリット幅をもつフラットスクリーンで処理を行い、そのスリットを通過したパルプ繊維を精選パルプとし、その絶乾重量とフラットスクリーン上に分離された未蒸解のパルプ粕の絶乾重量を測定して算出したものである。また、係数”０．７５”とは、実操業においては通常、パルプ粕はもう一度蒸解釜に投入され、再蒸解を行うが、そのうちの７５％がパルプとなるという意味を持つ。
【００２７】
クラフト蒸解に使用したチップは、工場使用のユーカリチップから異形チップおよびダストを除き、充分風乾させた後に水分を求めて使用した。水分は、風乾後の重量と１０５℃の乾燥機で一昼夜乾燥後の重量から算出した。また、ＪＡＰＡＮ  ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法  Ｎｏ４−７４に準拠する木材チップふるい分け機によりふるい分けされたチップのサイズと厚みの関係、かつふるい分けされたチップの各サイズに対する厚みと配合比率を次のとおり調整した。ここで、サイズが５．０ｍｍ未満のチップはダストと見なし、除外した。さらにサイズ３２．０ｍｍより大きいチップもオーバーサイズとして除外した。また、チップの厚みはノギスを用いて測定した結果である。
１．サイズ３２．０ｍｍ〜２９．０ｍｍの平均厚みが４．０３ｍｍ  比率  ８．０％
２．サイズ２９．０ｍｍ〜２２．０ｍｍの平均厚みが３．１４ｍｍ  比率１２．０％
３．サイズ２２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの平均厚みが２．４９ｍｍ    比率８０．０％
【００２８】
クラフト蒸解に使用した白液は市販の試薬を調合し、各成分の濃度については以下の数値のものを使用した。
ＮａＯＨ      ：７９．３ｇ／リットル  Ｎａ2Ｏ換算
Ｎａ2Ｓ       ：３８．２ｇ／リットル  Ｎａ2Ｏ換算
Ｎａ2ＣＯ3    ：１９．５ｇ／リットル  Ｎａ2Ｏ換算
有効アルカリ  ：９７．４ｇ／リットル  Ｎａ2Ｏ換算
【００２９】
クラフト蒸解は、昇温時間、蒸解温度、蒸解時間を制御できる１０リットルの回転釜を使用した。回転釜に、絶乾重量５００ｇの該チップと後に述べる蒸解後の精選パルプのカッパー価が１７．０となるように該白液を添加し、クラフト蒸解を実施した。この時の絶乾チップ当たりの有効アルカリ添加率を％で表した。
【００３０】
クラフト蒸解終了後、釜内のガスを抜き、内圧を蒸気圧まで戻し、内容物全量を取り出して温水洗し、蒸解後のパルプに付着している蒸解廃液を除去した。次にスリット幅が０．２ｍｍのフラットスクリーンにより、未蒸解チップであるパルプ粕を分離し、スリットを通過した精選パルプとスリットを通過しなかったパルプ粕の絶乾重量を秤量して補正収率
を求めた。また、精選パルプの一部を用いて蒸解度の指標であるカッパー価を測定した。
【実施例２】
【００３１】
実施例１で使用したユーカリチップを用い、チップサイズと厚みの関係、および配合比率が次のとおりになるように調整した以外は実施例１と同様に実施した。
１．サイズ３２．０ｍｍ〜２９．０ｍｍの平均厚みが４．０３ｍｍ  比率  １０．０％
２．サイズ２９．０ｍｍ〜２２．０ｍｍの平均厚みが３．１４ｍｍ  比率  ２０．０％
３．サイズ２２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの平均厚みが２．４９ｍｍ    比率  ７０．０％
【００３２】
（比較例１）
実施例１で使用したユーカリチップを用い、チップサイズと厚みの関係、および配合比率が次のとおりになるように調整した以外は実施例１と同様に実施した。すなわち、ここで用いたチップは実施例１および２と同じサイズ、同じ平均厚みであるが、条件３の比率が実施例と比べ小さく、条件１および２のチップの比率が実施例と比べ大きいものである。
１．サイズ３２．０ｍｍ〜２９．０ｍｍの平均厚みが４．０３ｍｍ  比率  １８．０％
２．サイズ２９．０ｍｍ〜２２．０ｍｍの平均厚みが３．１４ｍｍ  比率  ２５．０％
３．サイズ２２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの平均厚みが２．４９ｍｍ    比率  ５７．０％
【００３３】
（比較例２）
実施例１で使用したユーカリチップを用い、チップサイズと厚みの関係、および配合比率が次のとおりになるように調整した以外は実施例１と同様に実施した。すなわち、ここで用いたチップは同じサイズにおける平均厚みが実施例と比べ全て厚いものである。また、条件１〜３の比率は実施例１と同じである。
１．サイズ３２．０ｍｍ〜２９．０ｍｍの平均厚みが５．２５ｍｍ  比率    ８．０％
２．サイズ２９．０ｍｍ〜２２．０ｍｍの平均厚みが４．３２ｍｍ  比率  １２．０％
３．サイズ２２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの平均厚みが３．５５ｍｍ    比率  ８０．０％
【００３４】
上記実施例１〜２および比較例１〜２によるクラフト蒸解によって得られた精選パルプのカッパー価、粕率（％）、精選収率（％）、補正収率（％）などについて、下記表１に示した。
【００３５】
【表１】
2005120534.tif 000003
【００３６】
カッパー価１７．０を得るのに必要な有効アルカリ添加率は、比較例１〜２よりも明らかに実施例１〜２の方が小さかった。すなわち、チップの平均厚みが小さく、かつ、そのばらつきが小さいことにより、実施例では比較例と比べて蒸解性が良くなっていることを示している。
【００３７】
また粕率についても、実施例１〜２は、比較例１〜２と比べて大幅に小さく、精選パルプ収率については粕率とは反対に、実施例１〜２の方が大幅に大きい。これは前述と同様の理由により、実施例では比較例と比べて薬液の浸透が良く、かつ均一に蒸解が行われていることを示している。
【００３８】
以上の結果から、上記数式１を用いて算出した補正収率は、実施例１〜２の方が比較例１〜２と比べて１ポイント以上高いものとなった。この補正収率１ポイントの向上は、実操業においては、チップの節減、生産性の向上など非常に大きなコストメリットを生むものである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、クラフトパルプ蒸解に供するチップのサイズと厚みを管理することにより、現状の蒸解設備および蒸解法を変更することなく、パルプ収率を向上させるクラフト蒸解方法に適用するものである。