(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性部分に１個のベンゼン環を有する非イオン系界面活性剤とビルダーとを含有し、前記ビルダーは、キレート性化合物及び水溶性ポリマーを含むパルプ洗浄剤。
【請求項２】
前記１個のベンゼン環はフェニル基である請求項１記載のパルプ洗浄剤。
【請求項３】
前記キレート性化合物はEDTAである請求項１記載のパルプ洗浄剤。
【請求項４】
前記水溶性ポリマーはポリアクリル酸である請求項１記載のパルプ洗浄剤。
【請求項５】
蒸解部においてパルプ材料を蒸解してパルプを得る蒸解手順と、前記パルプをパルプ洗浄系において洗浄する洗浄手順と、洗浄されたパルプを漂白部において漂白する漂白手順と、を有するパルプ洗浄方法であって、
前記パルプ洗浄系に、疎水性部分に１個のベンゼン環を有する非イオン系界面活性剤とビルダーとを含有し、前記ビルダーは、キレート性化合物及び水溶性ポリマーを含むパルプ洗浄剤を添加する添加手順を更に有するパルプ洗浄方法。
【請求項６】
前記１個のベンゼン環はフェニル基である請求項５記載のパルプ洗浄方法。
【請求項７】
前記キレート性化合物はEDTAである請求項５記載のパルプ洗浄方法。
【請求項８】
前記水溶性ポリマーはポリアクリル酸である請求項５記載のパルプ洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプを洗浄するパルプ洗浄剤及び洗浄されたパルプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルプを製造する工程は、木材チップを蒸解してパルプを得る蒸解手順と、このパルプとリグニンを含む黒液とを分離し、分離されたパルプを洗浄する洗浄手順と、洗浄されたパルプを漂白する漂白手順と、を有する（例えば、特許文献１参照）。このようにして製造される漂白されたパルプは、製紙等に使用されることになる。
【０００３】
パルプの洗浄系（酸素脱リグニン工程を含む）において、リグニン等の抽出成分を効率よくパルプから除去することは、プロセスの生産性向上に大きく寄与する。これまでは、主に洗浄機の改良によってパルプの洗浄効率の改善がなされてきたが、これには多くのコストがかかることから、設備改造を伴わない薬品による実用的な改善も試みられている。
【０００４】
例えば、パルプの洗浄効率の高める薬品としては界面活性剤が挙げられるが、その中でも、非イオン系界面活性剤が広く適用されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公昭４８−３９７６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来から広く適用されている非イオン系界面活性剤の洗浄力は、満足のいくものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、従来の非イオン系界面活性剤に比して、パルプに付着しているリグニン分解物や樹脂等の有機物（汚れ成分）を取り除く機能に優れた界面活性剤を含有するパルプ洗浄剤、及び該パルプ洗浄剤を用いたパルプ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパルプ洗浄剤は、疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤を含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のパルプ洗浄剤では、芳香族環は１個のベンゼン環であることが好ましい。
【０００９】
本発明のパルプ洗浄剤では、ビルダーを更に含有することが好ましい。
【００１０】
本発明のパルプ洗浄剤では、ビルダーはキレート性化合物又は水溶性ポリマーであることが好ましい。
【００１１】
本発明のパルプ製造方法は、蒸解部においてパルプ材料を蒸解してパルプを得る蒸解手順と、前記パルプをパルプ洗浄系において洗浄する洗浄手順と、洗浄されたパルプを漂白部において漂白する漂白手順と、を有し、前記パルプ洗浄系に、疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤を含有するパルプ洗浄剤を添加する添加手順を更に有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のパルプ製造方法では、芳香族環は１個のベンゼン環であることが好ましい。
【００１３】
本発明のパルプ製造方法では、パルプ洗浄剤はビルダーを更に含有することが好ましい。
【００１４】
本発明のパルプ製造方法では、ビルダーはキレート性化合物又は水溶性ポリマーであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤をパルプ洗浄剤に含有させたので、かかるパルプ洗浄剤の洗浄度が向上する。これは、パルプ洗浄剤に含まれる非イオン系界面活性剤の疎水性部分の構造がパルプに付着しているリグニン分解物や樹脂等の有機物（汚れ成分）の構造と近くなることで、パルプ洗浄剤と有機物との親和力が高まり、かかる有機物が効果的に可溶化されたためと推測される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに特に限定されるものではない。
【００１７】
［パルプ製造系・パルプ製造方法］
図１は、本発明に係る洗浄剤が適用されるパルプ製造系の一例を示すブロック図である。パルプ製造系１０は、上流から順に、蒸解洗浄系２０と、パルプ洗浄部３０と、漂白部とを備える。
【００１８】
蒸解洗浄系２０は蒸解釜２１を有し、この蒸解釜２１においてパルプ材料を蒸解し、予備的に洗浄する。具体的には、蒸解釜２１の蒸解ゾーン２１１において、パルプ材料である木材チップと、水酸化ナトリウム等を含有する溶液とを混合し加圧蒸煮することで、木材チップ中の非繊維成分を溶解し、蒸解釜２１の洗浄ゾーン２１２において、予備的に洗浄する。洗浄ゾーン２１２を経て得られ、非繊維成分が溶解された黒液と、パルプとが混在するパルプスラリーは、図示しないブロータンクを経て、次のパルプ洗浄部３０に移送される。本発明の蒸解部は蒸解ゾーン２１１で構成され、本発明のパルプ製造方法を構成する蒸解手順は、洗浄ゾーン２１２の上流までの作業を指す。
【００１９】
パルプ洗浄部３０は、パルプスラリーからパルプを分離し洗浄するものである。具体的には、蒸解釜２１から移送されたパルプスラリーは、ディフュージョン洗浄装置３１に導入され、向流洗浄を施された後、ノッタ３２に移送される。蒸解液は、ノッタ３２で残留する未蒸解物が除去された後、第１前置ドラム洗浄装置３３、第２前置ドラム洗浄装置３４にて置換洗浄される。これにより、リグニンを含む黒液が回収される。回収された黒液から水酸化ナトリウムを分離し再利用してもよい。
【００２０】
続いて、黒液除去後のパルプは、スチームミキサ３５で蒸気を供給されることで所定温度に加温された後、図示しない前置貯蔵槽に貯蔵される。そして、前置貯蔵槽に貯蔵されたパルプは、酸素を供給された後、酸素リアクタ３６に導入され、この酸素リアクタ３６にて更なる脱リグニン化が行われる。酸素リアクタ３６から排出されたパルプはブロータンク３７に移送され、第１後置ドラム洗浄装置３８、第２後置ドラム洗浄装置３９に導入される。これら第１後置ドラム洗浄装置３８、第２後置ドラム洗浄装置３９では、パルプが更に洗浄され、リグニン等が除去される。第２後置ドラム洗浄装置３９からのパルプは、図示しない後置貯蔵槽に貯蔵された後、漂白部へと移送される。本発明のパルプ洗浄系は、洗浄ゾーン２１２及びパルプ洗浄部３０で構成され、本発明のパルプ製造方法を構成する洗浄手順は、以上の洗浄ゾーン２１２から漂白部の上流までの作業を指す。
【００２１】
続いて漂白部においてパルプが漂白されることで、製紙に好ましく使用される良質のパルプが製造される。漂白部及び使用される漂白剤は、従来周知のものであってよい。以上は、本発明のパルプ製造方法を構成する漂白手順の一例である。
【００２２】
前述したように、酸素脱リグニン工程を含むパルプの洗浄系（洗浄ゾーン２１２及びパルプ洗浄部３０）において、リグニン等の抽出成分を効率よくパルプから除去することは、プロセスの生産性向上に大きく寄与する。
【００２３】
本発明のパルプ製造方法は、蒸解手順、洗浄手順、及び漂白手順に加え、洗浄ゾーン２１２及びパルプ洗浄部３０に本発明のパルプ洗浄剤を添加する添加手順を更に有することで、プロセスの生産性向上を図る。本発明で使用されるパルプ洗浄剤については、以下に説明する。
【００２４】
［パルプ洗浄剤］
本発明のパルプ洗浄剤は、疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤を含有する。本発明のパルプ洗浄剤では、非イオン系界面活性剤の含有量は特に限定されない。例えば、パルプに付着しているリグニン分解物や樹脂等の有機物（汚れ成分）の除去に影響を与える程度の量であればよく、後述するビルダーの種類や量によっても変動する場合があり、また、パルプの種類、付着している有機物の程度、洗浄条件等に応じて適宜設定されてもよい。
【００２５】
本発明に用いられる非イオン系界面活性剤は、疎水性部分に芳香族環を有していれば、特に限定されるものではない。本発明では、芳香族環はベンゼン環であっても、ナフタレン環であってもよいが、ベンゼン環がより好ましい。なお、芳香族環の数は特に限定されないが、１個のベンゼン環を有しているものが、パルプに付着しているリグニン分解物や樹脂等の有機物（汚れ成分）を取り除く洗浄力に優れているという点において好ましい。本発明に用いられる非イオン系界面活性剤では、芳香族環をその主鎖に有していても、側鎖に有していてもよいが、主鎖がより好ましい。本発明に用いられる非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアリールエーテル又はポリオキシアルキレンスチレン化アリールエーテルが挙げられる。ここで、アルキレンの炭素数は１〜３が好ましく、２がより好ましい。また、アリールとしては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられるが、フェニル基がより好ましい。置換基の有無は特に問わない。具体的には、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンナフチルエーテル等が挙げられる。なお、有機物を可溶化してパルプから取り除くためには、かかる有機物と非イオン系界面活性剤の疎水性部分との構造が近く、親和力が高い方が好ましいと推測される。
【００２６】
本発明のパルプ洗浄剤は、ビルダーを更に含有することが好ましい。ビルダーとは、界面活性剤の洗浄効果を上げる無機配合剤（洗浄助剤）であって、一般にビルダーと称されるものに限定されず、ビルダー機能を有する化合物であってもよい。好ましくは、金属を錯体化する作用を有するキレート性化合物、水溶性ポリマー等が挙げられる。本発明のパルプ洗浄剤では、ビルダーの含有量は特に限定されない。例えば、洗浄ゾーン２１２及びパルプ洗浄部３０内を流通する液中に多量に含まれるカルシウムによって、リグニン抽出が阻害されない程度であればよく、状況に応じて適宜設定されてよい。
【００２７】
本発明に用いられるビルダーとしては、例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロキシエチレンジアミン四酢酸（ＨＥＤＴＡ）、エチレンジアミンコハク酸（ＥＤＤＳ）、トリエチレンテトラアミン六酢酸（ＴＴＨＡ）、ヒドロキシエタンホスホン酸（ＨＥＤＰ）、ニトリロトリスメチレンホスホン酸（ＮＴＭＰ）、ホスホノブタントリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸（ＤＴＰＭＰＡ）等のキレート性化合物、及びポリアクリル酸（ＡＡ）、アクリル酸と２−ヒドロキシ−３−アリルオキシ−１−プロパンスルホン酸との共重合体（ＡＡ／ＨＡＰＳ）、アクリル酸とアクリル酸メチルとの共重合体（ＡＡ／ＭＡ）、アクリル酸メチルとイソブチレンとの共重合体（ＭＡ／ＩＢ）、及びアクリル酸メチルとアクリル酸と酢酸ビニルとの共重合体等の水溶性ポリマーが挙げられる。これらは、１種単独で使用されてもよく、複数種で併用されてもよい。
【００２８】
本発明のパルプ製造方法では、パルプ洗浄剤は、洗浄ゾーン２１２及びパルプ洗浄部３０の一箇所又は複数箇所に添加されてもよく、非イオン系界面活性剤及びビルダー等の成分ごとに同一箇所又は別箇所に添加されてもよい。
【実施例】
【００２９】
［洗浄剤の評価１］
＜対照区＞
洗浄装置３８の出口のパルプシート（パルプ濃度：約１４質量％〜約３０質量％）を１０ｇ採取した。これを０．００２質量％のカルシウム水溶液（２０ｍｇのカルシウム（和光純薬社製）を１Ｌの蒸留水に溶解したもの：実際の洗浄水レベル）３００ｍｌに分散させ、６０℃の水浴中で５分間攪拌した（以下、この溶液を溶液１とする）。次いで、溶液１を５分間静置後、その上澄みを一部採取し、０．４５μｍのフィルターで濾過した濾液をブランク１とした。一方、溶液１を６０℃に保温した状態で更に１５分間攪拌し、次いで、５分間静置後、その上澄みを一部採取し、０．４５μｍのフィルターで濾過した濾液をブランク２とした。そして、ブランク２のＴＯＣ（全有機体炭素）からブランク１のＴＯＣを差し引いたものを対照区におけるＴＯＣ量の増加とした。なお、ＴＯＣは、ＴＯＣ計（全有機体炭素計：島津製作所社製）を用いて測定した。
【００３０】
＜実施例１＞
上記方法により調製した溶液１に、本発明の疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤を１質量％含有する洗浄剤を５０ｍｇ／Ｌとなるように添加し、対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３１】
＜実施例２〜７＞
上記方法により調製した溶液１に、本発明の疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤とビルダーとが表１の規定濃度になるように調製した洗浄剤を添加し、対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３２】
＜比較例１〜３＞
上記方法により調製した溶液１に、疎水性部分に芳香族環を有さない非イオン系界面活性剤とビルダーとが表１の規定濃度になるように調製した洗浄剤を添加し、対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３３】
＜比較例４及び５＞
上記方法により調製した溶液１に、ビルダーが表１の規定濃度になるように調製した洗浄剤を添加し、対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３４】
これらの結果を表１に示す。なお、添加したパルプ洗浄剤の組成及び規定濃度は、表１に示した通りである。ＴＯＣは比較のため、あらかじめ洗浄剤の値を測定した上で補正を行った。
【００３５】
【表１】
0005181783.tif 000002
【００３６】
本発明のパルプ洗浄剤（実施例１〜７）は、いずれも良好なＴＯＣ増加率を示した。また、本発明のパルプ洗浄剤（実施例２、４及び６）は、芳香族環を有しない非イオン系界面活性剤を含有するパルプ洗浄剤（比較例１、２及び３）よりもＴＯＣ増加率が高かった。このことから、本発明のパルプ洗浄剤は、芳香族環を有しない非イオン系界面活性剤を含有するパルプ洗浄剤に比して、優れた洗浄効果を発揮することがわかった。
ビルダーを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例２〜７）は、ビルダーを含有しない本発明のパルプ洗浄剤に比して、ＴＯＣの増加率が非常に高かった。このことから、ビルダーを更に含有することで、更に洗浄力が高まることがわかった。
また、ベンゼン環を有するＰＯＥフェニルエーテルを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例２及び３）は、ナフタレン環を有するＰＯＥナフチルエーテルを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例６及び７）に比して、ＴＯＣ増加率が高かった。このことから、ナフタレン環よりもベンゼン環を有する非イオン系界面活性剤を含有する方が、パルプ洗浄効果が高いことがわかった。
更に、２個のベンゼン環を有するＰＯＥスチレン化フェニルエーテルを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例４及び５）は、１個のベンゼン環を有するＰＯＥフェニルエーテルを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例２及び３）よりも、ＴＯＣ増加率が低かった。このことから、ベンゼン環を２個有するよりも１個有する非イオン系界面活性剤を含有する方が、パルプ洗浄効果が高いことがわかった。
【００３７】
［洗浄剤の評価２］
＜実施例８及び９＞
上記洗浄剤の評価方法１により調製した溶液１に、本発明の疎水性部分に芳香族環を有する非イオン系界面活性剤とビルダーとが表２の規定濃度になるように調製した洗浄剤を添加し、評価方法１の対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３８】
＜比較例６〜１１＞
上記洗浄剤の評価方法１により調製した溶液１に、疎水性部分に芳香族環を有さない非イオン系界面活性剤とビルダーとが表２の規定濃度になるように調製した洗浄剤を添加し、評価方法１の対照区と同様の操作によりＴＯＣを測定した。
【００３９】
これらの結果を表２に示す。なお、添加したパルプ洗浄剤の組成及び規定濃度は、表２に示した通りである。ＴＯＣは比較のため、あらかじめ洗浄剤の値を測定した上で補正を行った。
【００４０】
【表２】
0005181783.tif 000003
【００４１】
ビルダーを含有する本発明のパルプ洗浄剤（実施例８及び９）は、同様にビルダーを含有する、芳香族環を有しない非イオン系界面活性剤含有パルプ洗浄剤（比較例６〜１１）に比して、ＴＯＣの増加率が高かった。このことから、パルプ洗浄剤は芳香族環を有する非イオン系界面活性剤を含有することで、その洗浄力が向上すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る洗浄剤が適用されるパルプ製造系の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  パルプ製造系
２０  蒸解洗浄系
２１１  蒸解ゾーン（蒸解部）
２１２  洗浄ゾーン（パルプ洗浄系）
３０  パルプ洗浄部（パルプ洗浄系）
【図１】
0005181783.tif 000004