JPH05500243A - Environmentally improved bleaching method for lignocellulosic materials - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、元素状塩素の使用を必要とせず、しかも許される強度のパルプを製造 するリグノセルロースバルブを脱リグニン化しくdelignify)漂白する ための新規な環境上杆される方法に関する。また、この方法の使用は環境上の汚 染物質の量を減少する。[Detailed description of the invention] The present invention does not require the use of elemental chlorine, yet produces pulp with acceptable strength. Delignify (bleach) the lignocellulose bulb Relating to a novel environmentally friendly method for Also, the use of this method is an environmental pollutant. Reduce the amount of dyeing material.
発明の背景 木材は二つの主要成分、即ち繊維状炭水化物、例えば、セルロース部分と非繊維 状成分を含む。木材の繊維状セルロース部分を形成するポリマー鎖は互いに整列 されており、隣接の鎖と強い会合結合を形成する。木材の非繊維状部分は、リグ ニンとして知られている、主としてフェニルプロパン単位から形成される三次元 ポリマー物質を含む。リグニンの一部はセルロース繊維の間にあり、それらを固 体物質に結合するが、リグニンのかなりの部分はまた繊維それ自体の中に分布さ れている。Background of the invention Wood has two main components: fibrous carbohydrates, e.g. cellulosic parts and non-fibrous parts. Contains components such as The polymer chains that form the fibrous cellulose portion of wood are aligned with each other and forms strong associative bonds with adjacent chains. The non-fibrous parts of the wood are three-dimensional mainly formed from phenylpropane units, known as Contains polymeric substances. Some of the lignin is between the cellulose fibers and binds them together. Although bound to body materials, a significant portion of lignin is also distributed within the fibers themselves. It is.
製紙法に使用するため、木材は、まずパルプに変えられる必要がある。パルプは 、スラリーにされ、または懸濁され、次いでスクリーン上で堆積されてシート( 例えば、紙のシート)を形成し得る木材繊維として定義することができる。パル プ化工程を行うのに使用される方法は、通常、木材の物理的処理もしくは化学的 処理、またはこれらの二つの処理の組み合わせを伴い、木材の化学的形態を変え 、且つ得られる生成物に所望の性質を付与する。こうして、二つの主要な型のパ ルプ化技術、即ち機械的パルプ化及び化学的パルプ化がある。機械的バルブ化で は、木材は個々の繊維に物理的に分離される。化学的パルプ化では、木材チップ は化学溶液で蒸解されてリグニンの一部を可溶化し、こうしてその除去を可能に する。普通使用される化学的パルプ化法は、(1)ソーダ法、(2)亜硫酸塩法 及び(3)クラフト法として広く分類され、最後の方法が最も普通に使用され、 しかも下記の種々の公知の改良を行うことができる。To be used in papermaking processes, wood must first be converted into pulp. The pulp is , slurried or suspended and then deposited on a screen to form a sheet ( For example, it can be defined as a wood fiber that can form a sheet of paper). Pal The methods used to carry out the plating process usually involve physical or chemical treatment of the wood. treatments, or a combination of these two treatments, that change the chemical form of the wood. , and impart desired properties to the resulting product. Thus, two major types of parameters pulping techniques, namely mechanical pulping and chemical pulping. With mechanical valves The wood is physically separated into individual fibers. In chemical pulping, wood chips is digested in a chemical solution to solubilize some of the lignin, thus allowing its removal. do. Commonly used chemical pulping methods are (1) soda method, (2) sulfite method. and (3) broadly classified as Kraft methods, with the last method being the most commonly used; Moreover, various known improvements described below can be made.
ソーダ法は当業界で公知である。それは、リグニンを分解し、その除去を助ける ために活性試薬として水酸化ナトリウム(NaOH)を使用する。また、亜硫酸 塩法が当業界で公知である(例えば、Handbook for Pu1p & Paper Technologists−6章; 5ulf ite Pu lping(TAPPl、 u、 s、 A、 )を参照のこと)。The soda method is well known in the art. It breaks down lignin and helps in its removal Sodium hydroxide (NaOH) is used as the active reagent for this purpose. Also, sulfite Salt methods are known in the art (e.g. Handbook for Pu1p & Paper Technologists-Chapter 6; 5ulfite Pu lping(TAPPl, u, s, A, )).
クラフト法は、その多くの変化と一緒に、紙の製造に使用される基本的な化学的 方法である。Handbook for Pu1p & Paper Tech nologists−7章; Kraft Pulping(TAPPl、 U 、 S、 A、 )に記載されているような基本的なりラフト法は、木材チップ を水酸化ナトリウム(NaOH)及び硫化ナトリウム(NaJ)の水溶液中で蒸 解することを伴う。この方法は、南部の針葉樹の如き更に処理し難い木材だけで なく、北部の広葉樹及び針葉樹の如ぎ木材のその他の更に容易にパルプ化される 種のパルプ化に非常に有効である。同様にクラフト法は、一般に比較的高強度の ノくルプを製造する。何となれば、その使用は木材のセルロース成分に対する減 少された侵食を生じるからである。The Kraft process, along with its many variations, describes the basic chemistry used in paper production. It's a method. Handbook for Pu1p & Paper Tech Nologists-Chapter 7; Kraft Pulping (TAPPl, U The basic raft method, as described in is evaporated in an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) and sodium sulfide (NaJ). It involves understanding. This method only works with more difficult-to-treat woods such as southern conifers. However, other types of northern hardwood and softwood wood are more easily pulped. Very effective in pulping seeds. Similarly, the Kraft method generally produces relatively high strength Manufacture Nokurupu. After all, its use reduces the cellulose content of wood. This is because less erosion occurs.
改良クラフト技術はパルプ化中にセルロース繊維の糸リマー構造の更に少ない分 解を生じることがあり、それ故、得られる紙製品の強度の損失は通常のクラフト 法で生じる紙製品に較べて減少される。一つの改良クラフトパルプ化法は“延長 された(extended)脱リグニン化“として知られており、これは特定の 順序で、もしくはグイジエスター装置内の異なる場所で、または異なる時期で、 あるいはセルロース繊維に対するパルプ化液の化学的侵食のひどさを軽減しつつ 、更に多、量のリグニンを更に有効に除去するように、規定された順序で冷却液 を除去、再注入して、パルプ化薬品を添加するような種々の改良クラフト技術を 含むように当業界で使用される広義の用語である。クラフト法のその他の改良は クラフト=AQ法であり、この方法では少量のアントラキノンがクラフトパルプ 化液に添加されて脱リグニン化を促進するとともに木材を構成するセルロース繊 維に対する侵食を制限する。Improved kraft technology reduces the thread reamer structure of cellulose fibers during pulping. loss of strength of the resulting paper product compared to normal kraft compared to paper products produced by conventional methods. One improved kraft pulping method is known as “extended delignification,” which in sequence or at different locations within the Guijiester apparatus or at different times; or while reducing the severity of the chemical attack of pulping liquid on cellulose fibers. cooling liquid in a prescribed order to more effectively remove larger amounts of lignin. Various improved craft techniques such as removing, reinjecting and adding pulping chemicals is a broad term used in the art to include. Other improvements to the craft method are Kraft = AQ method, and in this method a small amount of anthraquinone is converted into kraft pulp. The cellulose fibers that make up wood are limit erosion to fibers.
種々の別の延長された脱リグニン化技術が当業界で知られており、TAPPI 、68巻(11)、70(+985)にV、んKOrtelainen及升、ん Backlundにより記載されているようなカミル(Kamyr)改良連続蒸 煮(MCC) ; TAPPI 、06巻(3) 、120(1983)にR, S。Various other extended delignification techniques are known in the art, including TAPPI , vol. 68 (11), 70 (+985), V, NKOortelainen and Masu, N Kamyr modified continuous steaming as described by Backlund. Boiled (MCC); R in TAPPI, Volume 06 (3), 120 (1983), S.
Grantにより報告されているようなベロイト(Beloit)高速変位加熱 (RDH) ;並びにPu1p and Paper、59巻(11)、90( 1985)にB、 Pettersson及UB、 Ernerfeldtによ ■ 報告されているようなサンズ・コールド・ブロー(Sunds Co1d Bl ow)蒸煮を含む。Beloit fast displacement heating as reported by Grant (RDH); and Pu1p and Paper, Volume 59 (11), 90 ( (1985) by B, Pettersson and UB, Ernerfeldt. ■ Sands Cold Bl as reported ow) including steaming.
クラフト法または改良クラフト法による木材の蒸解は、“ブラウンストック(b rownstock)”として知られているセルロース繊維の暗色スラリーの生 成をもたらす。ブラウンストックの暗色は、リグニンの全部が蒸解中に除去され ず、パルプ化で化学的に変性されて発色団の基を形成するという事実に原因して いる。こうして、ブラウンストックバルブの色を明るくするために、即ち、それ を印刷紙及び筆記用紙並びにその他の白紙の用途に使用するのに適するようにす るために、脱リグニン化物質の添加により、また“漂白”または“増白”として 知られている方法により残留リグニンを無色の化合物に化学的に変換することに より残存リグニンの除去を続けることが必要である。Cooking wood by the kraft or modified kraft process is known as “brownstock”. A dark slurry of cellulose fibers known as ``rownstock'' bring about success. The dark color of brownstock comes from the fact that all of the lignin is removed during cooking. This is due to the fact that it is chemically modified during pulping to form chromophore groups. There is. Thus, in order to lighten the color of a brown stock bulb, i.e. to make it suitable for use as printing and writing paper and other blank paper applications. by the addition of delignifying substances and as “bleaching” or “whitening”. Chemically converting residual lignin into colorless compounds by known methods It is necessary to continue removing residual lignin.
しかしながら、パルプを漂白する前に、パルプ化法に伴われる化学処理が完結さ れた後に、蒸解物質は、通常、別のブロータンクに移される。ブロータンク内で 、リグノセルロース物質の初期の化学処理中に発生された圧力が開放され、パル プ物質が繊維物質に分離される。次いで、得られる繊維物質は一連の洗浄工程に かけられて、パルプ化プロセス中に繊維物質から分離された残留薬品及び可溶性 物質(例えば、リグニン)の組み合わせを除去する。しばしば、パルプはまた特 別な処理(再蒸煮、機械粉砕、等)のためにほぐされていない(undefib ered)木材の大部分を分離するように設計された一つ以上のスクリーニング 工程にかけられる。However, before bleaching the pulp, the chemical treatments involved in the pulping process must be completed. After being drained, the cooking material is typically transferred to another blow tank. in the blow tank , the pressure generated during the initial chemical processing of the lignocellulosic material is released and the pulp The fibrous material is separated into fibrous material. The resulting fibrous material is then subjected to a series of washing steps. residual chemicals and solubles separated from the fiber material during the pulping process Remove combinations of substances (eg lignin). Often the pulp is also undefined for further processing (re-steaming, mechanical grinding, etc.) (ered) one or more screens designed to separate the bulk of the wood Processed.
洗浄プロセスから得られた残渣(普通、黒液と称される)は回収され、濃縮され 、次いで回収ボイラー中で環境上安全な方法で焼却される。黒液の回収、濃縮及 び燃焼に関する技術は通常であり、当業界で公知である。The residue obtained from the washing process (commonly referred to as black liquor) is collected and concentrated. , and then incinerated in an environmentally safe manner in a recovery boiler. Collection, concentration and collection of black liquor Techniques relating to combustion and combustion are conventional and known in the art.
脱リグニン化プロセス及び漂白プロセスは、化学反応体の選択された組み合わせ を使用して、→の工程で洗浄された繊維物質について行われる。従来技術では、 化学処理の種々の組み合わせが示唆されていた。更に、個々の処理工程は、殆ど 無限の数の組み合わせ及び順列で再配置されていた。それ故、種々の漂白プロセ ス及び漂白系の説明を簡単にするために、文字コードの使用は、使用される特別 な化学反応体及びプロセスの工程の順序を説明するのに組み合わせて通常用いら れる。Delignification and bleaching processes involve selected combinations of chemical reactants. This is done on the textile material washed in the step →. In the conventional technology, Various combinations of chemical treatments have been suggested. Furthermore, the individual processing steps are mostly They were rearranged in an infinite number of combinations and permutations. Therefore, various bleaching processes To simplify the description of bleaching and bleaching systems, the use of letter codes is commonly used in combination to describe chemical reactants and the order of steps in a process. It will be done.
以下に、適切な場所に使用される文字コードは、τ記のとおりである。Below, the character codes used in appropriate places are as shown in τ.
C=塩素化−酸性媒体中の元素状塩素との反応。C=chlorination-reaction with elemental chlorine in acidic medium.
E=アルカリ抽出−NaOHによる反応生成物の溶解。E = Alkaline extraction - dissolution of reaction products with NaOH.
E、=酸化アルカリ抽出−NaOH及び酸素による反応生成物の溶解。E, = oxidized alkali extraction - dissolution of reaction products with NaOH and oxygen.
D=二酸化塩素−酸性媒体中の010.との反応。D = chlorine dioxide - 010. in acidic medium. reaction.
P=過酸化物−アルカリ媒体中の過酸化物との反応。P=peroxide-reaction with peroxide in alkaline medium.
0=酸素−アルカリ媒体中の元素状酸素との反応。0=oxygen-reaction with elemental oxygen in alkaline medium.
0.2改良酸素−低コンシステンシー〜中間コンシスチンシーのパルプの均一な アルカリ処理、続いて高コンシスチンシーのパルプと酸素の反応。0.2 Improved Oxygen - Uniformity of pulp of low to medium consistency Alkaline treatment followed by reaction of high consistency pulp with oxygen.
Z=ニオジンオゾンとの反応。Z=Niodine reaction with ozone.
2、=改良オゾンーオゾンとの均一な反応。2. = Improved ozone-uniform reaction with ozone.
C/D−塩素及び二酸化塩素の混合物。C/D - Mixture of chlorine and chlorine dioxide.
H=次亜塩素酸塩−アルカリ溶液中の次亜塩素酸塩との反応。H = hypochlorite - reaction with hypochlorite in alkaline solution.
0、及びZ、は、本発明の改良プロセスであり、発明の詳細な説明に更に詳しく 説明される。0, and Z are improved processes of the present invention and are described in more detail in the detailed description of the invention. explained.
元素状塩素を使用することにより木材バルブを脱リグニン化し、漂白することが 、長年にわたって通常であった。リグノセルロースバルブの漂白の例示は、例え ば、Campbe 11らの米国特許第1.957.937号明細書、Cran fordらの米国特許第2、975.169号明細書、反部1ndronらの米 国特許第3.462.344号明細書、並びにHandbook for Pu 1p & Paper Technologists−11章; Bleach ing(@ 11.3)(sAPPI、 USA)に開示されたプロセスである。Wood valves can be delignified and bleached by using elemental chlorine. , has been the norm for many years. An illustration of bleaching lignocellulose bulbs is For example, U.S. Patent No. 1.957.937 to Campbe et al. U.S. Pat. No. 2,975,169 to Ford et al.; National Patent No. 3.462.344 specification and Handbook for Pu 1p & Paper Technologists-Chapter 11; Bleach ing (@11.3) (sAPPI, This is the process disclosed in USA).
しかしながら、元素状塩素は有効な漂白剤であることがわかったが、それは工場 の個人及び装置の両方にとって取扱難く、しかも潜在的に危険である。例えば、 塩素漂白プロセスからの流出物は、これらのプロセスの副生物として生成される 多量の塩化物を含む。これらの塩化物は処理装置を容易に腐食し、こうしてこの ような工場の建設に於いて高価な材料の使用を必要とする。更に、工場内の塩化 物の蓄積は、広範囲の改良、それ故高価な改良を必要とする回収系を使用しない で、密閉系操作に於ける塩素化段階後に洗浄器の濾液を循環することを排除する 。However, while elemental chlorine was found to be an effective bleaching agent, it difficult to handle and potentially dangerous to both individuals and equipment. for example, Effluents from chlorine bleaching processes are produced as a byproduct of these processes. Contains large amounts of chloride. These chlorides easily corrode processing equipment, thus The construction of such factories requires the use of expensive materials. Furthermore, chloride in the factory The accumulation of material does not use recovery systems that require extensive and therefore expensive modifications. and eliminates recycling of washer filtrate after the chlorination step in closed system operation. .
加えて、流出物中の塩素化有機物(米国環境保護当局は、これらを人間及び動物 に毒性であると考えている)の潜在的な環境上の影響についての関心は、政府の 要求にかなりの変化を生じ、そして通常の漂白技術または公害防止技術では満た すことができないような基準を含む漂白工場を許可する。In addition, chlorinated organics in effluents (U.S. Environmental Protection Agency Concern about the potential environmental effects of The requirements change considerably and cannot be met by conventional bleaching or pollution control techniques. Allow bleaching plants that contain standards such that they cannot be bleached.
これらの欠慨を避けるため、製紙工業は、リグノセルロースパルプに関する多段 階漂白プロセスから元素状塩素及び塩素含有化合物の使用を減少または排除する ように試みていた。高レベルのパルプ白色度がこのようなパルプを使用しようと する多くの用途に関して必要とされるという要求は、これらの努力を複雑にして いる。To avoid these deficiencies, the paper industry has developed a multi-stage process for lignocellulosic pulp. Reduce or eliminate the use of elemental chlorine and chlorine-containing compounds from bleaching processes That's what I was trying to do. A high level of pulp brightness makes it difficult to use such pulps. The demands required for many applications complicate these efforts. There is.
これに関して、塩素含有薬剤が、パルプを漂白する目的のため例えば酸素により 置換される漂白プロセスを開発するための努力がなされてきた。酸素の使用は回 収のためのこの段階からの流出物の循環を可能にし、しがも元素状塩素の使用量 のかなりの減少を可能にする。パルプを酸素で漂白し、脱リグニン化する幾つか の方法、例えば、Richerの米国特許第1.、860.432号、Gran gaardらの米国特許第2.926.114号及び同第3.024.158号 、Ga5chkeらの米国特許第3.274.049号、Meylanらの米国 特許第3.384.533号、Watanabeの米国特許第3.251.73 0号、Rero−11eらの米国特許第3.423.282号、Farleyの 米国特許第3.661.699号、Kooiの米国特許第4.619.733号 及びP、 Christensen著“Bleaching of 5ulph ate Pu1ps wi−th Hydrogen Peroxide″、N orsk Skogindustri、 268〜271(1973)が提案さ れていた。酸素脱リグニン化の前のパルプのアルカリ前処理がEltonの米国 特許第4゜806、203号明細書により示唆されている。In this regard, chlorine-containing agents are used, for example with oxygen, for the purpose of bleaching the pulp. Efforts have been made to develop replacement bleaching processes. The use of oxygen is This allows for the circulation of the effluent from this stage for recovery and also reduces the amount of elemental chlorine used. allows for a considerable reduction in Some methods of bleaching pulp with oxygen and delignifying it For example, the methods of Richer, US Pat. No. 1. , No. 860.432, Gran U.S. Pat. No. 2.926.114 and U.S. Pat. No. 3.024.158 to Gaard et al. , U.S. Patent No. 3.274.049 to Ga5chke et al., U.S. Pat. Patent No. 3.384.533, U.S. Patent No. 3.251.73 to Watanabe No. 0, U.S. Patent No. 3.423.282 to Rero-11e et al., Farley U.S. Pat. No. 3.661.699, Kooi U.S. Pat. No. 4.619.733 and “Bleaching of 5ulf” by Christensen, P. ate Pu1ps with Hydrogen Peroxide'', N orsk Skogindustri, 268-271 (1973) proposed It was Alkaline pretreatment of pulp before oxygen delignification was carried out by Elton in the United States. This is suggested by U.S. Pat. No. 4,806,203.
しかしながら、酸素の使用は、元素状塩素に見られる問題の完全に満足な解決法 ではない。酸素は元素状塩素程には選択的な脱リグニン化剤ではなく、通常の酸 素脱リグニン化法を使用するパルプのKNo、は、セルロース繊維に対する不均 衡な侵食、即ち許容し得ない浸食があるまで制限された量だけ減少し得る。また 、酸素脱リグニン化の後に、残存リグニンは、従来、典型的には塩素漂白法によ り除去されて充分に漂白されたパルプを得ていたが、非常に減少された量の塩素 を使用していた。しかしながら、このような減少された塩素濃度でさえも、腐食 性塩化物がやがて密閉サイクルの操作中で許容し得ない濃度水準に達する。However, the use of oxygen is a completely satisfactory solution to the problems seen with elemental chlorine. isn't it. Oxygen is not as selective a delignifying agent as elemental chlorine and is a common acid The KNo of pulp using the elementary delignification method is due to the disproportionality of cellulose fibers. It can be reduced by a limited amount until there is fair erosion, ie, unacceptable erosion. Also After oxygen delignification, residual lignin is conventionally removed, typically by chlorine bleaching. chlorine was removed to obtain a well-bleached pulp, but with a greatly reduced amount of chlorine. was using. However, even at such reduced chlorine concentrations, corrosion The chemical chlorides eventually reach unacceptable concentration levels during closed cycle operation.
塩素漂白剤の使用を避けるために、化学パルプの漂白中のオゾンの使用によるこ のような残存リグニンの除去が既に試みられていた。オゾンは最初はリグノセル ロース物質を漂白するのに理想的な物質であるようであるが、オゾンの異常な酸 化性及びその比較的高いコストは、従来、リグノセルロース物質、特に南部の針 葉樹について満足なオゾン漂白法の開発を制限していた。オゾンはリグニンと容 易に反応してKNo、を有効に減少するが、それはまた殆どの条件下で炭水化物 (これはセルロース繊維を構成する)を攻撃的に侵食し、得られるパルプの強度 をがなり低下する。同様に、オゾンはその酸化安定性及び化学安定性に関してp Hの如きプロセス条件に非常に感受性であり、このような変化はリグノセルロー ス物質に対するオゾンの反応性を著しく変えることがある。Avoid this by using ozone during chemical pulp bleaching to avoid the use of chlorine bleach. Attempts have already been made to remove residual lignin. Ozone was originally a lignocell It appears to be an ideal substance for bleaching loin material, but the unusual acidity of ozone oxidation and its relatively high cost have traditionally made lignocellulosic materials, especially southern needles, This has limited the development of satisfactory ozone bleaching methods for leaf trees. Ozone and lignin Although it reacts easily and effectively reduces KNo, it also reduces carbohydrates under most conditions. (which makes up the cellulose fibers) and the strength of the resulting pulp decreases. Similarly, ozone has p lignocellulose is very sensitive to process conditions such as may significantly alter the reactivity of ozone towards substances.
オゾンの脱リグニン化能力が最初に認められた今世紀のほぼ変わり目以降、リグ ノセルロース物質の漂白にオゾンを使用する商業上好適な方法を開発するために 多(の当業者により相当な絶え間ない研究が行われた。更に、多数の文献及び特 許がこの分野で発行され、非商用の中規模の基準でオゾン漂白を行うための試み の報告があった。例えば、Brabenderらの米国特許第2.466、63 3号明細書は、オゾンが25〜55%の含水量(オーブン乾燥コンシスチンシー に調節)及び4〜7の範囲に調節されたpHを有するパルプに通される漂白法を 記載している。Since about the turn of the century, when ozone's delignification ability was first recognized, To develop a commercially suitable method of using ozone for bleaching nocellulosic materials. Considerable and continuous research has been carried out by many persons skilled in the art. A permit has been issued in this field and an attempt is made to carry out ozone bleaching on a non-commercial medium scale basis. There was a report. For example, Brabender et al., U.S. Pat. No. 2.466,63 Specification No. 3 specifies that ozone has a moisture content of 25 to 55% (oven-dried consistency). ) and the bleaching method is passed through the pulp with pH adjusted in the range of 4 to 7. It is listed.
その他の非塩素漂白順序が、S、 ROthenberg、 D、 Robtn son及UD、 Jo jnsonbaugh著“Bleaching of Oxygen Pu1ps with 0zone”、Tappt、 182− 185(1975) −Z、@ZBZ 。Other non-chlorine bleaching sequences include S, ROthenberg, D, Robtn. “Bleaching of” by Son and UD, Jo Sonbaugh Oxygen Pu1ps with 0zone”, Tappt, 182- 185 (1975) -Z, @ZBZ.
ZP及びZP、 (P、−ペルオキシ酢酸);並びにN、 5oteland著 、“Bleaching of Ch−mical Pu1ps WHh Ox ygen and 0zone″、Pu1p and Paper Magaz ine of Ca獅≠р=G T 153−58(1974)−0ZEP、OP及びZPに記載されている。ZP and ZP, (P, -peroxyacetic acid); and N, by 5oteland , “Bleaching of Ch-mical Pu1ps WHh Ox ygen and 0zone'', Pu1p and Paper Magaz ine of Ca ≠ р=G T 153-58 (1974)-0ZEP, OP and ZP.
また、S i nghの米国特許第4.196.043号明細書は、多段階漂白 法を開示しており、これはまた塩素化合物の使用をなくそうと試みており、特に 広葉樹に関する実施例を含む。広葉樹は殆どの針葉樹よりも漂白し易いことが当 業者に公知である。この方法は一つから三つまでの漂白段階及びアルカリ性過酸 化水素による最終処理を特徴とし、夫々の段階がアルカリ抽出により分離されて いる。一つのこのような順序は製紙工業の普通の速記命名法でZEZEPとして 記載し得る。この方法によれば、夫々の処理段階からの流出物を、好ましくはそ れが得られた段階よりも早い段階で、漂白操作に使用するために回収し、循環す ることができる。また、この特許は、所謂向流の流出物流を与える。In addition, U.S. Patent No. 4.196.043 of S. discloses a law that also attempts to eliminate the use of chlorine compounds, and specifically Includes examples related to hardwoods. It is true that hardwoods are easier to bleach than most softwoods. It is known to those in the industry. This method involves one to three bleaching steps and an alkaline peracid It is characterized by a final treatment with hydrogen chloride, and each stage is separated by alkaline extraction. There is. One such sequence is the paper industry's common shorthand nomenclature as ZEZEP. Can be described. According to this method, the effluent from each treatment stage is preferably earlier than the stage at which it is obtained, it is collected and recycled for use in the bleaching operation. can be done. This patent also provides a so-called countercurrent effluent flow.
この分野で行われた全ての研究にもかかわらず、オゾン漂白されたリグノセルロ ースパルプ、特に南部の針葉樹バルブの製造のための商業上実行可能な方法は従 来開示されておらず、多くの失敗が報告されていた。Despite all the research conducted in this field, ozone bleached lignocellulose - A commercially viable method for the production of pulp, especially southern softwood valves, is It has not been disclosed since then, and many failures have been reported.
本発明は、本明細書に説明されたような従来技術に見られる問題を解決し、且つ 塩素化有機物の排出を実質的になくし、着色及nOD放出を最小にして商業上実 行可能な方法で高グレードの漂白バルブを製造するパルプ化工程及び漂白工程そ れ故、本発明の目的は、元素状塩素漂白剤を使用しないでリグノセルロースパル プを脱リグニン化し、漂白して環境の汚染を実質的に減少または排除するととも に、エネルギー効率の良い、コストと有効な方法でバルブの物理的性質を最適化 する多段階法を提供することである。本発明は、漂白し難い米国南部の針葉樹を 含む実際に全ての木材種に適用し得る。The present invention solves the problems found in the prior art as described herein, and Virtually eliminates chlorinated organic emissions and minimizes coloration and nOD emissions to make it commercially viable. pulping and bleaching processes to produce high-grade bleach valves in a viable manner. Therefore, it is an object of the present invention to produce lignocellulose pulp without the use of elemental chlorine bleach. Delignifies and bleaches plastics to substantially reduce or eliminate contamination of the environment. Optimize the physical properties of the valve in an energy-efficient, cost-effective manner The objective is to provide a multi-step method for The present invention uses coniferous trees from the southern United States that are difficult to bleach. Applicable to virtually all wood species including:
本発明の方法は、工程内及び工程間で幾つかの可能な変化を伴う三つ以上の工程 を含む。これらの工程は、以下のように記載し得る。The method of the invention comprises three or more steps with several possible variations within and between steps. including. These steps can be described as follows.
第一工程は、幾つかの化学パルプ化プロセスのいずれか一つを使用する木材チッ プからリグノセルロースバルブへの脱リグニン化、続いて循環及び回収のために 溶解有機物及び蒸煮薬品の殆どの洗浄除去を伴う。パルプ化で分離されなかった 繊維の束を除去するためのパルプのスクリーニングが通常台まれる。この脱リグ ニン化工程は、米国南部の針葉樹に関して、例えば、約20〜24(目標21) の範囲のKNo、 、約21〜28の範囲のカブリエチレンジアミン(“CED ″)粘度、及び約15〜25の範囲のGE白色度を有するパルプが典型的に得ら れるように行われる。米国南部の広葉樹に関して、約lθ〜14(目標12.5 )の範囲のKNo、及び約21〜28のCHD粘度を有するパルプが典型的に得 られる。The first step is to produce wood chips using one of several chemical pulping processes. delignification from the pulp to lignocellulosic valves, followed by circulation and recovery. Involves cleaning removal of most of the dissolved organic matter and cooking chemicals. Not separated by pulping Screening of the pulp to remove fiber bundles is usually carried out. This de-rig For conifers in the southern United States, the nitrification process, for example, KNo ranging from about 21 to 28 (CED) ″) viscosity and a GE whiteness in the range of about 15 to 25 is typically obtained. It is done so that it is done. For hardwoods in the southern United States, approximately lθ ~ 14 (target 12.5 ) and a CHD viscosity of about 21-28. It will be done.
この第一工程の有効な実施態様の中に、a、連続式またはバッチ式の蒸解段階を 使用するクラフトパルプ化:b0段階アルカリ添加及び向流の最終蒸煮を使用す る延長された脱リグニン化を伴う連続式の蒸解クラフトパルプ化; C0高速の液体変位技術及び低温吹き込み技術を使用する延長された脱リグニン 化を伴うバッチ式の蒸解クラフトパルプ化;d、連続式またはバッチ式の蒸解段 階を使用する延長された脱リグニン化を行うクラフト−AQバルブ化 があるが、これらに限定されない。Among the advantageous embodiments of this first step are a. a continuous or batch cooking stage; Kraft pulping used: b0 stage alkali addition and countercurrent final cooking continuous cooking kraft pulping with extended delignification; Extended delignification using C0 high velocity liquid displacement technology and cold blowing technology Batch cooking kraft pulping with continuous or batch cooking stages; d. Craft with extended delignification using floors - AQ bulbization There are, but are not limited to:
上記の(b)及M(c)に説明される延長された脱リグニン化技術は、例えば、 本明細書の背景部分に記載されたカミノLicc技術、ベロイトRDH技術及び サンズ・コールド・ブロー蒸煮技術を含んでもよい。使用されるリグノセルロー ス物質の種類に応じて、上記のソーダ法及び亜硫酸塩法が使用し得る。The extended delignification techniques described in (b) and M(c) above may include, for example: Camino LICC technology, Beloit RDH technology and It may also include Sands cold blow cooking technique. Lignocellulose used Depending on the type of gas material, the soda method and sulfite method described above may be used.
本法の第二工程は、セルロース繊維の強度のかなりの損失を伴わないでリグニン を更に除去するために酸素脱リグニン化処理を含む。これは、循環及び回収のた めに溶解有機物及びアルカリの洗浄除去を含む。また、バルブスクリーニングが 酸素脱リグニン化の後に時々行われる。The second step of the method allows the lignin to be removed without appreciable loss of strength of the cellulose fibers. including an oxygen delignification treatment to further remove . This is for circulation and collection. This includes washing and removing dissolved organic matter and alkalis. Also, valve screening It is sometimes performed after oxygen delignification.
酸素脱リグニン化工程中に、増大されたコンシスチンシーのバルブのKNo、は パルプのセルロース成分を殆ど損傷させないで少なくとも約45%(0に関して )〜少なくとも約60%(01に関して)減少される。また、パルプのKNo、 対粘度の比は典型的に少な(とも25%減少される。0.を使用する上記の針葉 樹パルプに関して、約7〜lOのKNo、及び約13以上の粘度が容易に得られ る。広葉樹パルプに関して、約5〜8のKNo、及び約13以上の粘度が酸素脱 リグニン化工程の後に得られる。During the oxygen delignification process, the KNo of the increased consistency valve is at least about 45% (with respect to 0) with little damage to the cellulose content of the pulp. ) to at least about 60% (with respect to 01). In addition, KNo of pulp, The ratio of viscosity to viscosity is typically reduced by 25%. For wood pulp, a KNo of about 7 to 1O and a viscosity of about 13 or more can be readily obtained. Ru. For hardwood pulps, a KNo of about 5 to 8 and a viscosity of about 13 or higher Obtained after a ligninization step.
この工程に可能な実施態様の中に、 a、低パルプコンシスチンシー、中間パルプコンシスチンシー、または高パルプ コンシスチンシーに於けるパルプのアルカリ性酸素処理を含む通常の酸素脱リグ ニン化(0);または す、低パルプコンシスチンシー〜中間バルブコンシスチンシー(即ち、約10重 量%未満)に於けるアルカリ処理、続いて高パルプコンシスチンシー酸素処理( 即ち、約20重量%より大)の好ましい実施態様(0,)があるが、これらに限 定されない。Among the possible embodiments for this step: a, low pulp consistency, intermediate pulp consistency, or high pulp Conventional oxygen deriging including alkaline oxygen treatment of pulp in consistency sea Ninated (0); or low pulp consistency to medium pulp consistency (i.e. about 10 pulp consistency) alkaline treatment at a high pulp consistency (less than (i.e., greater than about 20% by weight), but are not limited to these preferred embodiments (0,). Not determined.
約35%のGEB以上の白色度を必要としないバルブの最終用途(しばしば半漂 白パルプと称される)に関して、製紙プロセス中で工程2のみにより直接処理さ れたバルブを使用することが可能である。Valve end uses that do not require whiteness above about 35% GEB (often semi-bleached) (referred to as white pulp), which is directly processed only by step 2 in the papermaking process. It is possible to use a valve with
本法の第三工程は、セルロースの最小の分解でもってリグニンの高度に選択的な 除去及び漂白を得るための特定のプロセスパラメーターに於ける酸性の気体オゾ ン漂白処理(ZまたはZ、)を含む。これらのプロセスパラメーターの中に、金 属イオン調節すためのキレート剤、pH調節、バルブの粒径調節、バルブコンシ スチンシー、オゾン濃度及び気体/バルブ接触調節がある。オゾンによる処理の 前に、キレート剤、例えば、シュウ酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(“D TPA″)またはエチレンジアミンテトラ酢酸(“EDTA″)がパルプに添加 されてもよく、その中に含まれる金属イオンとかなり結合し得る。更に、バルブ のpHは、第三工程の前に約1〜4の範囲に調節されることが好ましい。これは 、充分な量の酸性物質をバルブに添加することにより行うことができる。有利に は、バルブのコンシスチンシーは約35〜45重量%まで増大され、繊維フロッ クの粒径はオゾン脱リグニン化工程の前に約5m以下のサイズまで微粉砕される 。循環及び回収のための溶解有機物の洗浄段階が含まれる。The third step of the method is a highly selective treatment of lignin with minimal degradation of cellulose. Acidic gas ozone at specific process parameters to obtain removal and bleaching bleaching treatment (Z or Z). Among these process parameters, gold Chelating agents for controlling genus ions, pH control, valve particle size control, valve conditioning There are pressure, ozone concentration and gas/valve contact adjustments. Treatment with ozone Before adding chelating agents such as oxalic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid (“D TPA'') or ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA'') is added to the pulp. may bind significantly to the metal ions contained therein. Furthermore, the valve Preferably, the pH of is adjusted to a range of about 1-4 before the third step. this is , by adding a sufficient amount of acidic material to the valve. advantageously The consistency of the valve is increased to about 35-45% by weight and the fiber floc Before the ozone delignification process, the particle size of . A washing step of dissolved organic matter is included for circulation and recovery.
オゾン工程中に、パルプは周囲温度または少なくとも約49℃(120@F ) 未満のバルブ温度で維持されることが好ましい。オゾンは、例えば、酸素または 空気を含んでもよいオゾン含有ガスにより与えられてもよい。オゾン/酸素混合 物が使用される場合、オゾン濃度は約1〜8容量%であることが好ましく、一方 、オゾン/空気混合物に関して、約1〜4容量%のオゾン濃度が許される。オゾ ン反応器内で、実質的に脱リグニン化されたバルブは、実質的に全てのバルブ粒 子を均一な方法でオゾンに暴露する方法で進められる。During the ozone process, the pulp is heated to ambient temperature or at least about 49°C (120@F). Preferably, the valve temperature is maintained below. Ozone is, for example, oxygen or It may be provided by an ozone-containing gas which may include air. Ozone/oxygen mixture If ozone is used, the ozone concentration is preferably about 1-8% by volume, while , ozone concentrations of about 1-4% by volume are allowed for ozone/air mixtures. ozo In the nuclear reactor, the substantially delignified valve contains substantially all of the valve grains. The process proceeds by exposing children to ozone in a uniform manner.
第二工程後に約lOより大きいKNo、を有するパルプは、かなりの量のオゾン がKNo、を所望の水準に低下するのに必要とされるために(これは、典型的に は、バルブの性質がパルプのセルロース繊維の過度のオゾン分解により悪く、し かも有害に影響されることをもたらす)、この第三工程に適さないことがわかっ た。Pulp with a KNo greater than about 1O after the second step has a significant amount of ozone is required to reduce KNo, to the desired level (this is typically The properties of the valve are poor due to excessive ozonolysis of the cellulose fibers of the pulp. may be harmfully affected), are found to be unsuitable for this third step. Ta.
10未満のKNo、を有するバルブがオゾン化される場合、少ない濃度のオゾン が使用され、最小量のセルロース分解のみが生じる。上記の原料の米国南部の針 葉樹または広葉樹に関するこのオゾン化工程からの生成物は、約5未満、一般に 約3〜4 (目標3.5)の範囲のKNo、 、約10以上の粘度、及び少なく とも50%(典型的には、針葉樹に関して約54%以上、広葉樹に関して63% 以上)のGE白色度を有するバルブである。If a valve with a KNo of less than 10 is ozonated, a small concentration of ozone is used and only a minimal amount of cellulose degradation occurs. Needles from the southern United States of the above raw materials The products from this ozonation process for leaf or hardwood trees are generally less than about 5 KNo in the range of about 3 to 4 (target 3.5), viscosity of about 10 or more, and less 50% for both (typically about 54% or more for softwoods and 63% for hardwoods) This bulb has a GE whiteness of (above).
この工程に有効な実施態様の中に、 a、酸素または空気キャリヤーガス中のオゾンの向流接触による酸性にされたパ ルプの処理:または す、酸素または空気キャリヤーガス中のオゾンの並流接触による酸性にされたパ ルプの処理 があるが、これらに限定されない。Among the embodiments useful for this step: a. Acidified gas by countercurrent contact of oxygen or ozone in an air carrier gas. or acidified gas by co-current contact with oxygen or ozone in an air carrier gas. Processing loops There are, but are not limited to:
次いで、追加の漂白工程が、幾つかの可能な、良く認められている漂白プロセス 及び抽出プロセスを使用して、バルブを所望の充分に漂白された状態、即ち、約 70〜95%のGE白色度レベルを有する状態にするのに使用されてもよい。有 効な実施態様の中に、 a、洗浄を伴う通常の抽出段階、続いて洗浄を伴う過酸化物段階;(即ち、BP );b1通常のアルカリ抽出段階及び洗浄段階、続いて洗浄を伴う通常の二酸化 塩素段階(即ち、ED); C9通常のアルカリ抽出段階及び洗浄段階、続いて洗浄を伴う通常の二酸化塩素 段階、続いて抽出段階及び二酸化塩素段階の繰り返しく即ち、EDED);また はd、酸素または酸素と過酸化物が増加された抽出段階、続いて通常の二酸化塩 素段階:即ち、(B、 )Dまたは(H,、)Dがあるが、これらに限定されな い。An additional bleaching step is then performed using several possible well-accepted bleaching processes. and an extraction process to bring the bulb to the desired fully bleached state, i.e. approx. It may be used to have a GE brightness level of 70-95%. Yes Among the effective implementations: a. Normal extraction step with washing followed by peroxide step with washing; (i.e. BP );b1 Normal alkaline extraction and washing steps followed by normal dioxide with washing chlorine stage (i.e. ED); C9 Normal alkaline extraction and washing steps followed by normal chlorine dioxide with washing step followed by repeated extraction steps and chlorine dioxide steps (EDED); and d, an extraction step with increased oxygen or oxygen and peroxide, followed by normal salt dioxide Elementary stage: i.e., (B, )D or (H,,)D, but not limited to these. stomach.
別の実施態様に於いて、抽出段階は、実質的に脱リグニン化されたパルプを、バ ルブ中に残存するリグニンのかなりの部分を可溶化するアルカリ物質の量と相関 関係がある前もって決めた時間にわたって前もって決めた温度でアルカリ水溶液 中の有効量のアルカリ物質と組み合わせることを含んでもよい。その後、アルカ リ水溶液の一部を抽出して、それから実質的に全ての可溶化されたリグニンを除 去することができる。In another embodiment, the extraction step extracts the substantially delignified pulp from the buffer. Correlates with the amount of alkaline substances that solubilize a significant portion of the lignin remaining in the lubricant. alkaline aqueous solution at a predetermined temperature for a predetermined time period concerned may include combining an effective amount of an alkaline substance in the composition. Then Arca Extract a portion of the aqueous solution to remove substantially all solubilized lignin from it. can be removed.
抽出段階に続いて、実質的に脱リグニン化されたパルプが追加の漂白工程で処理 されて、得られるバルブのGE白色度を少な(とも約70%まで高めることがで きる。好ましい増白剤は二酸化塩素または過酸化物を含む。Following the extraction stage, the substantially delignified pulp is treated with an additional bleaching step It is possible to increase the GE whiteness of the resulting bulb by a small amount (up to about 70%). Wear. Preferred brighteners include chlorine dioxide or peroxide.
(E、 )D実施態様、(E、、)D実施態様またはEDED実施態様は、最高 の白色度レベルを得る。ED実施態様に関して、二酸化塩素段階の濾液は、処理 しないと、無機塩化物の存在のために薬品回収に循環し得ない。しかしながら、 これは本法からの唯一必要とされる下水濾液であるので、流出物の容積、着色、 COD 、 BOD 、及び塩素化有機物の著しい減少が得られる。1トン当た り2ボンド未満の着色物、lトン当たり2ボンド未満のBOD 5及び2未満、 好ましくは0.8未満の全有機塩化物σ0CI)を得ることができる。また、二 酸化塩素段階の濾液を、実質的に完全な循環を可能にする膜濾過プロセスで処理 することが可能である。EP実施態様に於いて、塩素化された物質は漂白プロセ スで形成されず、実際に全ての液体の濾液が循環、回収でき、流出物の殆どない 方法を生じる。(E,)D embodiment, (E,,)D embodiment or EDED embodiment is the highest Obtain a whiteness level of . For ED embodiments, the filtrate of the chlorine dioxide stage is treated with Otherwise, it cannot be recycled for drug recovery due to the presence of inorganic chlorides. however, Since this is the only required sewage filtrate from the method, the volume of effluent, color, Significant reductions in COD, BOD, and chlorinated organics are obtained. per ton Colored materials less than 2 bonds per ton, BOD less than 2 bonds per ton, BOD 5 and less than 2, A total organic chloride σ0CI) of preferably less than 0.8 can be obtained. Also, two The filtrate from the chlorine oxide stage is treated with a membrane filtration process that allows virtually complete circulation. It is possible to do so. In EP embodiments, the chlorinated material is Virtually all liquid filtrate can be circulated and collected, with almost no effluent produce a method.
図面の簡単な説明 図1は、本発明の好ましい方法のブロック工程系統図であり、実線はパルプの流 れを表し、破線は流出物の流れを表す。Brief description of the drawing FIG. 1 is a block process diagram of a preferred method of the present invention, with solid lines indicating pulp flow. The dashed line represents the flow of the effluent.
図2は本発明の好ましい方法の略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a preferred method of the invention.
図3は、線3−3に沿って切断された図2に示されたオゾン化装置の一部の断面 図である。FIG. 3 is a cross-section of the portion of the ozonator shown in FIG. 2 taken along line 3-3. It is a diagram.
図3Aは、線3−3に沿って切断された図2に示された好ましいオゾン化装置の 一部の断面図である。FIG. 3A is a diagram of the preferred ozonator shown in FIG. 2 taken along line 3-3. It is a partial sectional view.
図4は種々のパルプ処理プロセスに関する循環流及び廃棄流の比較である。FIG. 4 is a comparison of recycle and waste streams for various pulp processing processes.
発明の詳細な説明 本発明は、パルプを脱リグニン化し、漂白するとともに、木材のセルロース部分 に対する侵食の程度を最小にし、こうして紙及び種々の紙製品の製造に許容でき る強度を有する製品を生成するための新規な方法に関する。現在開示される脱リ グニン化及び漂白プロセスの使用により与えられる従来技術に対する改良を理解 する便宜のため、脱リグニン化/漂白プロセスの種々の段階に伴われる幾つかの パラメーターの定義を、以下に示す。Detailed description of the invention The present invention is a method for delignifying and bleaching pulp as well as for the cellulosic portion of wood. minimizes the degree of attack on paper and thus makes it acceptable for the manufacture of paper and various paper products. The present invention relates to a new method for producing products with strength. De-elimination currently disclosed Understand the improvements over prior art provided by the use of agnification and bleaching processes For convenience, some of the steps involved in the delignification/bleaching process are The parameter definitions are shown below.
A、全般の定義 本明細書中、下記の定義が使用される。A. General definition The following definitions are used herein.
“コンシスチンシー”は、オーブン乾燥繊維及び水の合計重量に対する%として 表される、スラリー中のバルブ繊維の量として定義される。それはまた時々バル ブ濃度と称される。パルプのコンシスチンシーは、使用される脱水装置の操作u bl 1shers、 1965.862−863頁及mAPPI Monog raph No、 27. The Bleaching@of Pu1l)。“Consistency” is defined as % of the total weight of oven-dried fiber and water. Defined as the amount of valve fibers in the slurry, expressed as: It's also sometimes a bar It is called bu concentration. The consistency of the pulp depends on the operation of the dewatering equipment used. bl 1shers, 1965.862-863 and mAPPI Monog raph No, 27. The Bleaching @ of Pu1l).
Rapsonm集、The Technical As5ociation o f Pu1p and Paper Industry、 P963.186 −187頁に見られる定義に基く。Rapsonm collection, The Technical As5ocation f Pu1p and Paper Industry, P963.186 - Based on the definitions found on page 187.
“低コンシスチンシー”は、6%までの範囲、通常3〜5%の範囲を含む。それ は、通常の遠心ポンプによりポンプ輸送でき、しかもプレスロールを使用しない でデツカ−及びフィルターを使用して得ることができる懸濁液である。"Low consistency" includes ranges up to 6%, usually 3-5%. that can be pumped by an ordinary centrifugal pump without the use of press rolls. It is a suspension that can be obtained using a decker and a filter.
“中間コンシスチンシー”は約6〜20%である。15%が中間コンシスチンシ ーの範囲内の分界点(dividing point)である。15%より低い と、そのコンシスチンシーはフィルターにより得ることができる。これは、ブラ ウンストック洗浄系及び漂白系中で真空ドラムフィルターを出るパルプマットの コンシスチンシーである。洗浄器、即ちブラウンストック洗浄器または漂白段階 洗浄器からのスラリーのコンシスチンシーは9〜15%である。約15%以上で は、プレスロールが脱水に必要とされる。リドホルム(Rydholm)は、中 間コンシスチンシーの通常の範囲が10〜18%であると述べているが、一方、 ラブワン(Rapson)は、それが9〜15%であると述べている。そのスラ リーは、それが高温で若干の圧縮のもとにまだ凝集性の液相であるとしても特別 な機械によりポンプ輸送できる。"Intermediate consistency" is about 6-20%. 15% intermediate consistency It is a dividing point within the range of -. lower than 15% and its consistency can be obtained by a filter. This is bra of pulp mats exiting the vacuum drum filter in the unstock washing and bleaching systems. Consistency. Washers, i.e. brown stock washers or bleaching stages The consistency of the slurry from the washer is 9-15%. Approximately 15% or more A press roll is required for dewatering. Rydholm is a medium states that the normal range of interconsistency is 10-18%; Rapson says it is 9-15%. That sura Lee is special even though it is still in a cohesive liquid phase under some compression at high temperatures. It can be transported by pump using suitable machinery.
“高コンシスチンシー”は約20%〜約50%である。リドホルムは、その通常 の範囲が25〜35%であると述べており、ラプワンは、その範囲が20〜35 %であると述べている。これらのコンシスチンシーはプレスの使用のみにより得 ることができる。液相は繊維により完全に吸収され、パルプは非常に短い距離だ けポンプ輸送できる。"High consistency" is about 20% to about 50%. Lidholm is that normal states that the range is 25-35%, and Lapwan states that the range is 20-35%. %. These consistencies can only be obtained by using a press. can be done. The liquid phase is completely absorbed by the fibers and the pulp is removed at a very short distance. Can be pumped.
更に、本明細書中、“パルプ化”は、その通常の意味で使用され、ブラウンスト ックを形成するためのリグノセルロース物質の蒸解を言う。パルプ化は、例えば 、クラフト法、クラフト−AQ法及び延長された脱リグニン化の形態を含む。Furthermore, "pulping" is used herein in its ordinary sense, and refers to Refers to the cooking of lignocellulosic material to form lignocellulosic material. Pulping is for example , the Kraft process, the Kraft-AQ process and extended delignification forms.
“改良クラフト法”という用語は、延長された脱リグニン化及びクラフト−AQ 法以外の全てのその他の改良クラフト法を含むように本明細書で使用される。The term “improved kraft process” refers to extended delignification and kraft-AQ As used herein to include all other modified craft methods other than the method.
何となれば、この方法は当業界で特別な地位及び承認を得ていたし、しかもその 名称により別に知られているからである。また、パルプ化の完結後の酸素脱リグ ニン化工程は延長された脱リグニン化と考えられない。むしろ、本発明者らは、 それを、パルプを漂白または増白するための脱リグニン化プロセスの最初の工程 と呼ぶことを選んだ。After all, this method has enjoyed special status and approval in the industry; This is because it is known separately by its name. In addition, oxygen deriging after completion of pulping The ninification step cannot be considered an extended delignification. Rather, we It is the first step in the delignification process to bleach or whiten pulp. I chose to call it.
パルプ化プロセスまたは漂白プロセスの完結度、即ち“脱リグニン化の程度”及 びパルプの“白色度”を測定するのには二つの主要な型の測定がある。脱リグニ ン化の程度は、通常、パルプ化プロセス及び初期の漂白段階に関して使用される 。それは、ご(少量のリグニンがバルブ中に存在する場合、即ち後の漂白段階で それ程正確ではない傾向がある。白色度因子は、通常、漂白プロセスに関して使 用される。何となれば、それは、パルプがわずかに着色され、その反射能が高い 場合に更に正確である傾向があるからである。The degree of completeness of the pulping or bleaching process, i.e. the “degree of delignification” and There are two main types of measurements for measuring the "whiteness" of pulp and pulp. Delignification The degree of bleaching is usually used with respect to the pulping process and the initial bleaching stage. . It is important to note that if a small amount of lignin is present in the bulb, i.e. It tends to be less accurate. The whiteness factor is usually used in connection with the bleaching process. used. What's more, it is because the pulp is slightly colored and its reflective ability is high. This is because it tends to be more accurate in some cases.
脱リグニン化の程度の測定には多くの方法があるが、殆どが過マンガン酸塩試験 の変法である。通常の過マンガン酸塩試験は過マンガン酸塩値即ち“KNo、” (これは特定の条件下でオーブン乾燥されたパルプ1gにより消費される10分 の1規定の過マンガン酸カリウム溶液の立方センナメートル数である)を与える 。There are many methods to measure the degree of delignification, most commonly using the permanganate test. This is a variation of The normal permanganate test is the permanganate value or “KNo.” (This is the 10 minutes consumed by 1 g of oven-dried pulp under certain conditions. is the number of cubic centimeters of 1 normal potassium permanganate solution). .
それはTAPP I標準試験T−214により測定される。It is measured by TAPP I standard test T-214.
また、パルプの白色度の測定には幾つかの方法がある。このパラメーターは通常 反射能の目安であり、その値は成るスケールの比率(%)として表される。通常 の方法はGE白色度であり、これはTAPP I標準法TPD−103により測 定される最大GE白色度の比率(%)として表される。Furthermore, there are several methods for measuring the whiteness of pulp. This parameter is usually It is a measure of reflectivity, and its value is expressed as a ratio (%) of the scale. usually The method is GE whiteness, which is measured by TAPP I standard method TPD-103. It is expressed as a percentage of the maximum GE whiteness determined.
更に、適切な場合には、背景技術の部分に記載された文字コードが、この発明の 詳細な説明中のパルプ処理の種々の段階を表すのに使用される。Furthermore, in appropriate cases, the character codes described in the background art section may be used to describe the invention. Used to represent various stages of pulp processing in the detailed description.
B1本発明のプロセス工程 以下に示されるように、本発明のパルプ化、脱リグニン化及び漂白プロセスの使 用により得られる値(即ち、KNo、 、粘度及びGE白色度)は、パルプから のリグニン除去の程度を高めるとともに、セルロースの得られる分解を最小にす るこの方法の能力を示す。酸素脱リグニン化工程の後で、増白の前に、パルプは 、米国の針葉樹に関して約5〜IO1好ましくは約7〜IOのKNo、 、米国 の広葉樹に関して約5〜7まで部分的に脱リグニン化されている。この部分的に 脱リグニン化されたパルプは、約10以上、一般に13以上、好ましくは少な( とも14(針葉樹バルブに関して)または少な(とも15(広葉樹に関して)の 粘度を有する。この部分的に脱リグニン化された物質は、こうして良好な強度及 び好適な粘度を有し、その結果、それはオゾンの作用に耐えることができる。部 分的に脱リグニン化されたパルプはオゾンに暴露されてパルプを更に脱リグニン 化し、こうして針葉樹及び広葉樹の両方に関してパルプのKNo、を約3〜4に 低下するとともに、パルプのGE白色度を少なくとも約50〜70%まで増加す る。針葉樹に関して、約54%以上のGE白色度が典型的に得られ、一方、広葉 樹バルブに関して、約63%以上の値が得られる。その後、パルプの白色度は、 アルカリ抽出及び二酸化塩素または過酸化物を使用する追加の漂白工程により更 に増加される。B1 Process steps of the present invention As shown below, the use of the pulping, delignification and bleaching process of the present invention The values obtained from the pulp (i.e., KNo., viscosity and GE whiteness) are to increase the extent of lignin removal and to minimize the resulting degradation of cellulose. This demonstrates the power of this method. After the oxygen delignification process and before whitening, the pulp is , KNo of about 5 to IO1, preferably about 7 to IO for conifers in the United States, It has been partially delignified to about 5 to 7 for hardwoods. this partially The delignified pulp has about 10 or more, generally 13 or more, preferably less than 14 (for softwood valves) or 15 (for hardwoods) It has viscosity. This partially delignified material thus has good strength and and a suitable viscosity, so that it can withstand the action of ozone. Department The partially delignified pulp is exposed to ozone to further delignify the pulp. , thus increasing the KNo of the pulp to about 3-4 for both softwood and hardwood. while increasing the GE whiteness of the pulp by at least about 50-70%. Ru. For conifers, GE whiteness of about 54% or higher is typically obtained, whereas for broadleaf For tree bulbs, values of approximately 63% or more are obtained. Then, the whiteness of the pulp is Refined by alkaline extraction and an additional bleaching step using chlorine dioxide or peroxide. will be increased to
それ故、本発明を理解する便宜のために、図1は、本発明によりパルプをパルプ 化、脱リグニン化及び増白するのに使用される種々の段階を図形で示す。図1に 示されるように、本発明は、 (a)リグノセルロース物質をパルプ化する工程(それにより、パルプ化薬品は 当業界で公知の方法で回収し、再使用し得る):(b)パルプを洗浄してパルプ 化液から残留リグニンと一緒に薬品残渣を除去する工程(通常、パルプ化中に分 離されなかった繊維の束を除去するためのパルプのスクリーニングを含む); (C)パルプのアルカリ性酸素脱リグニン化工程(即ち、Oまたは01);(d )上記の工程(C)で得られた部分的に脱リグニン化されたパルプを洗浄して酸 素処理からの溶解有機物を除去する工程(必要により、この時点でスクリーニン グが行われてもよく、またその間にこの工程からの流出物の少な(とも一部を前 の工程に循環してもよい): (e)パルプをキレート化し、酸性にして金属イオンを結合し、pHを好ましい 水準に調節する工程: (f)パルプをオゾンと接触してこの物質を更に脱リグニン化し、部分的に漂白 する工程(即ち、ZまたはZ、): (g)オゾン化されたパルプを洗浄するとともに、この工程からの流出物の少な (とも一部を前の工程に循環する工程;(h)苛性アルカリ抽出して残留リグニ ンを除去する工程;(i)抽出されたバルブを洗浄するとともに、流出物の少な くとも一部を前の工程に循環する工程; (j)第二漂白剤を添加する工程(即ち、バルブを増白し、漂白するためのDま たはP); (k)漂白されたバルブを洗浄して約70〜90%のGIE白色度を有する漂白 生成物を得る工程、及び (1)P漂白段階からの流出物の少なくとも一部を前の工程に循環する工程:ま たはD漂白段階からの流出物を下水に流すか、もしくは適当な処理の後に、この 流出物を前の工程に循環する工程 を含む多段階法を含む。Therefore, for convenience in understanding the present invention, FIG. Figure 1 graphically depicts the various stages used for clarification, delignification and whitening. In Figure 1 As shown, the present invention includes: (a) the process of pulping lignocellulosic material, whereby the pulping chemicals are (b) The pulp can be recovered and reused by methods known in the art. The process of removing chemical residues from the pulping liquor along with residual lignin (usually separated during pulping). (including screening of the pulp to remove unseparated fiber bundles); (C) Pulp alkaline oxygen delignification step (i.e. O or 01); (d ) The partially delignified pulp obtained in step (C) above is washed and treated with acid. Step to remove dissolved organic matter from the raw treatment (screening at this point if necessary) During this period, the effluent from this process may be ): (e) Chelate and acidify the pulp to bind metal ions and adjust the pH to a favorable The process of adjusting to the level: (f) contacting the pulp with ozone to further delignify and partially bleach the material; Step (i.e., Z or Z): (g) Wash the ozonated pulp and reduce the effluent from this process. (also a process of recycling a part to the previous process; (h) caustic alkali extraction and residual lignin (i) cleaning the extracted valve and reducing the amount of effluent; A process in which at least a part of the material is recycled to the previous process; (j) Adding a second bleaching agent (i.e. a step D for brightening and bleaching the bulb) or P); (k) Bleaching with a GIE brightness of about 70-90% by cleaning the bleached bulb. obtaining a product, and (1) Recirculating at least a portion of the effluent from the P bleaching stage to the previous process: or D The effluent from the bleaching stage can be drained into the sewer or after suitable treatment. Process of recycling effluent to previous process Including multi-step methods.
■、パルプ化 本発明の方法の第一段階(リグノセルロース物質から除去されるリグニンの量を 改善するとともに、セルロースの分解の量を最小にする操作が使用し得る)はバ ルブ工程の中にある。本発明の方法に使用される特別なパルプ化プロセスは、リ グノセルロース物質の種類、更に特別には、出発原料として使用される木材の種 類に大きく依存する。更に、図1に示されるように、化学パルプ化技術に使用さ れるバルブ化液は、当業界で公知の方法で回収し、再使用し得る。典型的にはこ の工程に続いて、循環及び回収のために溶解有機物及び蒸煮薬品の殆どを除去す るために洗浄が行われるだけでなく、スクリーニング段階か行われ、この場合、 バルブがスクリーニング装置に通されて、パルプ化で分離されなかった繊維の束 を除去する。■、Pulping The first step of the method of the invention (in which the amount of lignin removed from the lignocellulosic material is Procedures that minimize the amount of cellulose degradation can be used to improve the It is in the lube process. The particular pulping process used in the method of the invention is the type of gnocellulosic material and more specifically the species of wood used as starting material; It depends a lot on the type. Furthermore, as shown in Figure 1, the The resulting valving fluid may be recovered and reused by methods known in the art. Typically this Following this process, most of the dissolved organic matter and cooking chemicals are removed for circulation and recovery. In addition to cleaning, a screening step is also carried out, in which case The bundle of fibers that the valve passes through the screening equipment and is not separated in pulping remove.
クラフト法は一般にその他の注目される方法に較べて全ての木材に使用するのに 許される。何となれば、クラフト法から得られる最終バルブは許容できる物理的 性質を有するからであるが、ブラウンストックバルブはまた色が濃い。The Kraft method is generally easier to use on all types of wood than other notable methods. forgiven. After all, the final valve obtained from the Kraft method has an acceptable physical Brown stock bulbs are also dark in color due to their natural properties.
リグノセルロース出発原料に応じて、通常のクラフト法で得られる結果は、延長 された脱リグニン化技術またはクラフト−AQ法の使用により高めることができ る。更に、これらの技術は、バルブの強度及び粘度特性を有害に影響しないでバ ルブのKNo、の低下の最大の程度を得るのに好ましい。Depending on the lignocellulosic starting material, the results obtained with the usual Kraft method can be extended can be enhanced by the use of refined delignification techniques or the Kraft-AQ method. Ru. Furthermore, these techniques can improve the strength and viscosity properties of the valve without detrimentally affecting its strength and viscosity properties. preferred for obtaining the maximum degree of reduction in KNo.
クラフト−AQ法を使用する場合、蒸煮液中のアントラキノンの量は、パルプ化 される木材のオーブン乾燥重量を基準として少なくとも約0.01重量%の量で あるべきであり、約0.02〜約0.1%の量が一般に好ましい。クラフトバル ブ化法に於けるアントラキノンの混入は、残存セルロースの所望の強度特性に悪 影響しないで、リグニンの除去にかなり寄与する。また、アントラキノンの追加 のコストは、その後の2m工程、E工程及びD工程またはP工程の薬品のコスト の節減により部分的に相殺される。When using the Kraft-AQ method, the amount of anthraquinone in the cooking liquor is in an amount of at least about 0.01% by weight based on the oven dry weight of the wood and amounts of about 0.02 to about 0.1% are generally preferred. craft bar The incorporation of anthraquinone in the oxidation process is detrimental to the desired strength properties of the residual cellulose. contributes significantly to the removal of lignin without affecting it. Also, the addition of anthraquinone The cost of is the cost of chemicals for the subsequent 2m process, E process and D process or P process. partially offset by savings in
クラフト−AQとは別に、またはおそらくクラフト−AQに更に加えて、カミ/ LAICC法、ベロイトRDH法及びバッチ式グイジエスターに関するサンズ・ コールド・ブロー法の如き延長された脱リグニン化に関する技術が使用される。Apart from Craft-AQ, or perhaps in addition to Craft-AQ, Kami/ Sands on LAICC method, Beloit RDH method and batch type Guigiester Techniques for extended delignification are used, such as cold blowing.
これらの技術はまた残存セルロースの所望の強度特性に悪影響しないで、パルプ 化中にリグニンを更に多く除去する能力を与える。These techniques also improve pulp production without adversely affecting the desired strength properties of the residual cellulose. gives the ability to remove more lignin during oxidation.
2、酸素脱リグニン化 本発明の方法の次の工程は、主として、処理されるブラウンストックバルブから の残留リグニンの除去を伴う漂白プロセスの部分に関する。本発明の方法に於い て、この段階は酸素脱リグニン化工程を含む。この段階で除去される固体物質は 酸素化された物質であり、これらは、黒液と同様に、回収され、濃縮され、次い で通常の回収ボイラー中で環境上安全な方法で焼却し得る。液相の少な(とも一 部は図1に示されるように循環される。2. Oxygen delignification The next step in the process of the invention is primarily from the brown stock bulbs being treated. Concerning the part of the bleaching process that involves the removal of residual lignin. In the method of the present invention Therefore, this step includes an oxygen delignification step. The solid material removed at this stage is Oxygenated substances, these, like black liquor, are collected, concentrated, and then can be incinerated in an environmentally safe manner in a conventional recovery boiler. Low liquid phase (Tomoichi) The portions are cycled as shown in FIG.
酸素脱リグニン化工程は、ブラウンストックバルブ中に残存するリグニンの増大 された比率(%)の除去を可能にし、バルブの粘度の相当する許容できない低下 を生じない方法で行い得ることがわかった。一般的には、確認されたそのプロセ スは、下記の低コンシスチンシー〜中間コンシスチンシーでパルプ化プロセスか らのブラウンストックバルブを、アルカリの均一な適用を確実にするように必要 量の、酸素脱リグニン化工程に必要なアルカリで処理し、その後、フンシスチン シーを高めて高コンシスチンシーで脱リグニン化することにより実施される。The oxygen delignification process increases the lignin remaining in the brown stock bulb. corresponding unacceptable reduction in valve viscosity It has been found that this can be done in a way that does not cause Generally, that process is verified. The pulping process is performed at low to medium consistency as described below. A brown stock valve is required to ensure uniform application of alkali. amount of alkali required for the oxygen delignification step, then funcystin It is carried out by increasing the sea and delignifying at high consistency sea.
高コンシスチンシーの脱リグニン化が好ましいが、低コンシスチンシーまたは中 間コンシスチンシーの酸素脱リグニン化技術が高コンシスチンシーの脱リグニン 化に代えて使用し得る。High-consistency delignification is preferred, but low- or medium-consistency delignification is preferred; Inter-consistency oxygen delignification technology enables high-consistency delignification Can be used instead of .
高コンシスチンシーの酸素脱リグニン化工程は、アルカリ水溶液の存在下で約2 5%〜約35%のバルブコンシスチンシーで、更に好ましくは約27%で行われ ることが好ましい。この改良プロセス(0,)は、従来予想された望ましくない 相対粘度の低下を生じないで、通常の酸素脱リグニン化工程で除去できる45〜 50%と較べて、ブラウンストックバルブからの残留リグニンの少なくとも60 %の除去を可能にする。この改良プロセスの特異なプロセス能力のために、それ は本発明の方法に使用するのに好ましい酸素プロセスを明らかに構成する。The high-consistency oxygen delignification step is performed in the presence of an aqueous alkaline solution at approximately 2 Valve consistency of 5% to about 35%, more preferably about 27%. It is preferable that This improvement process (0,) is undesirable as previously expected. 45~ which can be removed in a conventional oxygen delignification process without causing a decrease in relative viscosity. At least 60% of residual lignin from brown stock bulb compared to 50% Allows removal of %. Due to the unique process capabilities of this improved process, it clearly constitutes a preferred oxygen process for use in the method of the invention.
改良酸素プロセス(0,)の処理工程は、木材バルブ、好ましくはクラフトブラ ウンストックバルブをアルカリ水溶液と実質的に均一に組み合わせ、その間、バ ルブのコンシスチンシーを約10%未満、好ましくは約5重量%未満に維持する ことを含む。アルカリ水溶液は、ブラウンストックバルブのオーブン乾燥重量を 基準として増粘後に約0.5%〜約4%の活性アルカリ、更に好ましくはブラウ ンストックバルブのオーブン乾燥重量を基準として増粘後に約2.5%の活性ア ルカリを与えるのに充分な量で存在することが好ましい。The treatment step of the modified oxygen process (0,) is a wood valve, preferably a kraft valve. The unstock valve is substantially uniformly combined with an aqueous alkaline solution while the Maintaining the consistency of the rub at less than about 10%, preferably less than about 5% by weight Including. The alkaline aqueous solution determines the oven dry weight of the brown stock bulb. As a standard, after thickening about 0.5% to about 4% active alkali, more preferably Braun Approximately 2.5% active alcohol after thickening based on the oven dry weight of the stock valve. Preferably, it is present in an amount sufficient to provide the alkali.
この工程は、アルカリ水溶液を低コンシスチンシーのブラウンストック中に均一 に分配し、しかも実質的に全てのブラウンストック繊維がアルカリ溶液の均一な 適用に暴露されることを確実にする。驚くことに、このようにして処理されたブ ラウンストックバルブはその処理工程で実質的に脱リグニン化されないが、それ は、通常使用される方法により高コンシスチンシーでアルカリ溶液で処理される ブラウンストックよりも、その後の高コンシスチンシーの酸素脱リグニン化工程 で更に有効に脱リグニン化される。通常の高コンシスチンシーのパルプ中のアル カリの分配の局所の不均一性が避けられ、こうして、それに付随した不均一な酸 素脱リグニン化を排除する。This process homogenizes an aqueous alkaline solution into low-consistency brown stock. and virtually all brown stock fibers are uniformly distributed in the alkaline solution. Ensure that the application is exposed. Surprisingly, blocks processed in this way Although round stock valve is not substantially delignified in its processing process, is treated with an alkaline solution at high consistency by commonly used methods. A subsequent high-consistency oxygen delignification process than brown stock Delignification is carried out even more effectively. Al in normal high consistency pulp Local inhomogeneities in the distribution of potash are avoided, thus reducing the associated non-uniform acidity. Eliminates elementary delignification.
こうして、この均一な分配工程は、バルブを少なくとも約1分間、好ましくは約 15分間以下にわたってアルカリ水溶液と組み合わせることを含むことが好まし い。約1分未満の処理時間は一般に実質的に均一な分配を得るのに充分な時間を 与えないと考えられ、一方、約15分を越える処理時間は更に実質的な利点を生 じないと予想される。This uniform dispensing process thus allows the valve to remain open for at least about 1 minute, preferably about Preferably comprising combining with an aqueous alkaline solution for 15 minutes or less. stomach. Processing times of less than about 1 minute generally provide sufficient time to obtain substantially uniform distribution. On the other hand, processing times longer than about 15 minutes may yield even more substantial benefits. It is expected that this will not happen.
更に、本発明によるバルブの好ましいアルカリ処理は、広範囲の温度条件で行わ れでもよい。好ましい実施によれば、処理工程はほぼ室温〜約66℃(150’ F )の温度で行われ、約32℃(90’F )〜約66°C(1506F ) の範囲の温度が更に好ましい。大気圧または高圧が使用し得る。アルカリ水溶液 が低コンシスチンシーのバルブ中に実質的に均一に分配される時に、処理工程は 完結される。処理工程中に存在するアルカリ水溶液の量は、脱リグニン化反応の 特別なプロセスパラメーターに従って大きく変化し得る。本発明の目的に有効な アルカリ溶液の量は、主として、酸素漂白工程で所望される脱リグニン化の程度 及び使用される特別な溶液の強さに依存する。使用されるアルカリ水溶液は、約 20〜約120 g/lの濃度を有する水酸化ナトリウム溶液を含むことが好ま しい。この溶液は低コンシスチンシーのバルブと混合され、その結果、全混合物 は約6.5〜13.5g/l 、好ましくはほぼ9g/lのアルカリ物質の濃度 を有する。こうして、アルカリ物質のこれらの濃度で49℃(120”F )〜 約66℃(150’F )の温度に於ける3〜5%のコンシスチンシーのバルブ の5〜15分間の処理に関して、このようなアルカリ物質の均一な分配がパルプ 中に得られる。Furthermore, the preferred alkaline treatment of valves according to the invention is carried out over a wide range of temperature conditions. It doesn't matter. According to a preferred practice, the processing steps range from about room temperature to about 66°C (150'C). F More preferred is a temperature in the range of . Atmospheric pressure or elevated pressure may be used. alkaline aqueous solution The process is performed when the be completed. The amount of alkaline aqueous solution present during the treatment process is important for the delignification reaction. It can vary widely depending on the specific process parameters. effective for the purpose of the invention The amount of alkaline solution depends primarily on the degree of delignification desired in the oxygen bleaching step. and on the strength of the particular solution used. The alkaline aqueous solution used is approx. Preferably it comprises a sodium hydroxide solution having a concentration of 20 to about 120 g/l. Yes. This solution is mixed with a valve of low consistency, so that the total mixture is approximately 6.5 to 13.5 g/l, preferably approximately 9 g/l. has. Thus, at these concentrations of alkaline material, temperatures from 49°C (120”F) Bulbs of 3-5% consistency at a temperature of approximately 66°C (150’F) For a 5-15 minute treatment, this uniform distribution of alkaline substances Obtained inside.
本発明の好ましい実施態様によれば、水酸化ナトリウム水溶液は、乾燥バルブ重 量を基準として約15重量%〜約30重量%の水酸化ナトリウムを与えるのに充 分な量で低コンシスチンシーのバルブに添加される。当量の水酸化ナトリウム含 量を有するその他のアルカリ源、例えば、通常のクラフト回収及び再生サイクル からの酸素化されたホワイトリカーがまた使用し得る。According to a preferred embodiment of the invention, the aqueous sodium hydroxide solution Filled to provide about 15% to about 30% by weight of sodium hydroxide on a weight basis. Added to valves of low consistency in small amounts. containing an equivalent amount of sodium hydroxide. other alkaline sources with a quantity, e.g. normal kraft recovery and regeneration cycles. Oxygenated white liquor from can also be used.
上記の低コンシスチンシーの苛性アルカリ処理に続いて、処理されたバルブのコ ンシスチンシーは約20%より大きい値、好ましい約25%〜約35%まで増加 される。バルブのコンシスチンシーを増加するための幾つかの方法、例えば、木 材バルブをプレスしてそれから液体を除去する方法が、有効であり、当業界で公 知である。Following the low consistency caustic treatment described above, the treated valve cystency increases to a value greater than about 20%, preferably from about 25% to about 35%. be done. Several methods to increase valve consistency, e.g. A method of pressing a material valve and removing liquid from it is effective and known in the industry. It is knowledge.
そノ後、酸素脱リグニン化が高コンシスチンシーで行われる。ガス状酸素を高コ ンシスチンシーのバルブの液相に溶解してその脱リグニン化を行う方法が、有効 であり、当業界で公知である。これらの公知の方法のいずれもが本発明に使用す るのに適すると考えられる。しかしながら、本発明の酸素脱リグニン化は、約5 、6kg/cが(80psig) 〜約7.0kg/c+n”(100psjg )のガス状酸素を高コンシステンシーのパルプの液相に導入し、その間パルプの 温度を約り0℃〜約130℃に保つことを含むことが好ましい。高コンシスチン シーのパルプとガス状酸素の平均接触時間は約20分〜約60分であることが好 ましい。Oxygen delignification is then carried out at high consistency. gaseous oxygen at high The method of delignification by dissolving in the liquid phase of the valve of cystinsea is an effective method. and is known in the art. Any of these known methods may be used in the present invention. It is considered suitable for However, the oxygen delignification of the present invention is approximately , 6kg/c (80 psig) ~ approx. 7.0 kg/c+n" (100 psig) ) is introduced into the liquid phase of the high consistency pulp while the pulp Preferably, the method includes maintaining the temperature between about 0<0>C and about 130<0>C. high consistency Preferably, the average contact time between the sea pulp and gaseous oxygen is about 20 minutes to about 60 minutes. Delicious.
本発明の好ましいプロセスに従うことにより、パルプのセルロース部分に実質的 に損傷を与えないで、少なくとも約60%の酸素脱リグニン化工程後のパルプの KNo−の低下を得ることが可能である。比較するに、通常の酸素脱リグニン化 は、セルロースの分解が起こる前に、約50%のKNo、の低下を得ることがで きるにすぎない。こうして、本発明の好ましいプロセスは、従来技術の脱リグニ ン化プロセスに較べて脱リグニン化の少なくとも20%の増加、即ち仕込みパル プに関して50%〜少なくとも約60%のKNo、の低下を与える。70%以上 の低下が、最小のセルロース分解で更に得ることができる。パルプのセルロース 成分の分解の回避は、本発明により処理されるパルプの粘度の最小の変化により 明らかである。By following the preferred process of the present invention, the cellulosic portion of the pulp is substantially of the pulp after the oxygen delignification process by at least about 60% without damaging the It is possible to obtain a decrease in KNo-. In comparison, normal oxygen delignification can obtain a reduction in KNo of about 50% before cellulose decomposition occurs. It's only possible. Thus, the preferred process of the present invention differs from the prior art delignification process. at least a 20% increase in delignification compared to the 50% to at least about 60% reduction in KNo. 70% or more Further reductions in cellulose can be obtained with minimal cellulose degradation. pulp cellulose Avoidance of component decomposition is achieved by minimal changes in the viscosity of the pulp treated according to the invention. it is obvious.
酸素脱リグニン化工程に入った後、特別なパルプに関するパルプのKNo、は木 材の種類に応じて約lO〜26の範囲であり(例えば、クラフトパルプ化の場合 、広葉樹に関して、約10〜14、目標12.5であり、針葉樹に関して、約2 0〜24、目標21である)、一方、酸素脱リグニン化後に、KNo、は一般に 約5〜10の範囲である。After entering the oxygen delignification process, the pulp KNo for special pulp is wood It ranges from about lO to 26 depending on the type of wood (e.g. for kraft pulping , for hardwoods, about 10-14, target 12.5, and for softwoods, about 2. 0 to 24, with a target of 21), while after oxygen delignification, KNo is generally It ranges from about 5 to 10.
本発明の方法を行うための処理機構が、図2に図形で示されている。そこに示さ れた工程は、本発明の成る利点を最大にする傾向がある好ましい操作形態を表す 。木材チップ2がダイジェスタ−4に導入され、そこでそれらは液体、例えば水 酸化ナトリウムと硫化ナトリウムの液体中で蒸煮される。蒸煮装置4は、クラフ トブラウンストック8とリグニン可溶化の反応生成物を含む黒液6を生じる。A processing arrangement for carrying out the method of the invention is illustrated diagrammatically in FIG. shown there The process described represents a preferred mode of operation that tends to maximize the advantages of the present invention. . Wood chips 2 are introduced into a digester 4, where they are immersed in a liquid, e.g. water. It is cooked in a liquid of sodium oxide and sodium sulfide. The steaming device 4 is a steamer A black liquor 6 is produced which contains a brown stock 8 and the reaction product of lignin solubilization.
ブラウンストックは、好ましくはブロータンク10及び洗浄器12を含む洗浄装 置中で処理され、そこでバルブ中に含まれる残留液が除去される。ブラウンスト ックを洗浄するための多くの方法、例えば、拡散洗浄、回転加圧洗浄、水平ベル ト濾過、及び希釈/抽出が有効であり、当業界で公知である。これらの方法は全 て本発明の範囲内にある。また、ブラウンストックのスクリーニングは、特別な 処理のため、はぐされていない(undef 1bered)木材の大部分を除 去するために、洗浄工程の前または後にしばしば行われる。The brown stock preferably has a cleaning equipment including a blow tank 10 and a cleaning device 12. The valve is then treated in-situ, where residual liquid contained in the valve is removed. brown strike Many methods for cleaning the rack, e.g. diffusion cleaning, rotary pressure cleaning, horizontal bell Filtering and dilution/extraction are effective and known in the art. These methods are all are within the scope of the present invention. In addition, brown stock screening is a special Most of the undef. 1bered wood is removed for processing. This is often done before or after a cleaning step to remove the dirt.
洗浄されたブラウンストックは処理装置14に導入され、そこでそれはアルカリ 溶液で処理され、約10%未満、好ましくは約5%未満のコンシスチンシーに保 たれる。本発明のそのプロセスは、補給苛性アルカ1月6を処理段階に導入して 所望の苛性アルカリ適用量を維持するための手段を含むことが好ましい。処理さ れたパルプ18は増粘装置20に進められて、そこでパルプのコンシスチンシー が、例工ば、少なくとも約20重量%、好ましくは約25%〜約35%までプレ スすることにより増加される。増粘装置20からの除去された液体22は、更に 使用するために洗浄装置12に戻されることが好ましい。増粘装置20中で生成 された高コンシスチンシーの“プレスされた”ブラウンストック24は酸素脱リ グニン化反応器26に進められて、そこでそれはガス状酸素28と接触させられ る。脱リグニン化されたブラウンストック30はブロータンク32中を進められ 、ついで第二洗浄装置34に進められることが好ましく、そこでパルプが水洗さ れて溶解有機物を除去し、高品質の低着色のパルプ36を生じる。この洗浄工程 からの流出物38の少なくとも一部は、洗浄装置12中で使用するためにその装 置に戻されることが好ましい。洗浄装置12からの流出物13は、ブロータンク 10または最終的には黒液配管6に、単独で、または必要により流出物38の全 部もしくは一部と一緒に循環させることができる。また、酸素脱リグニン化後に 得られた部分的に脱リグニン化されたパルプは、機械粉砕の如き別の処理のため に、分離されなかった繊維の束をパルプから除去するためにスクリーニングされ てもよい。ここから、パルプ36は、その後の漂白段階に送られて充分に漂白さ れた生成物を製造し得る。The washed brown stock is introduced into processing unit 14 where it is treated with alkaline solution and maintained at a consistency of less than about 10%, preferably less than about 5%. dripping The process of the present invention introduces make-up caustic alkali into the treatment stage. It is preferred to include means for maintaining the desired caustic application rate. processed The pulp 18 is advanced to a thickener 20 where the pulp consistency is increased. but, for example, at least about 20% by weight, preferably from about 25% to about 35%. Increased by The removed liquid 22 from the thickening device 20 is further Preferably, it is returned to the cleaning device 12 for use. Produced in thickener 20 The high consistency “pressed” brown stock 24 is deoxidized. proceeded to a gnification reactor 26 where it is contacted with gaseous oxygen 28. Ru. The delignified brown stock 30 is advanced through a blow tank 32. , and then preferably to a second washing device 34 where the pulp is washed with water. to remove dissolved organics and produce a high quality, low color pulp 36. This cleaning process At least a portion of the effluent 38 from the cleaning device 12 is transferred to the cleaning device 12 for use in the cleaning device 12. It is preferable that it be returned to its original position. The effluent 13 from the cleaning device 12 is transferred to a blow tank. 10 or ultimately into the black liquor line 6, either alone or in its entirety if necessary. can be circulated together with part or parts. Also, after oxygen delignification The resulting partially delignified pulp is then subjected to further processing such as mechanical grinding. is screened to remove unseparated fiber bundles from the pulp. It's okay. From here, the pulp 36 is sent to a subsequent bleaching stage where it is fully bleached. products can be produced.
図2に示されたような本発明の特に好ましい方法に於いて、オゾン漂白をうまく 利用するために、木材のクラフトパルプ化が行われてもよく、続いて上記の改良 された低コンシスチンシーのアルカリ処理/高コンシスチンシーの酸素脱リグニ ン化操作(Ol)が行われてもよい。針葉樹に関して、上記のように、この組み 合わせは、約8〜10、好ましくは9のKNo、及び約13〜14より大きい粘 度を有するパルプを生じる。また、木材をクラフトAQバルブ化にかけ、続いて 通常の酸素脱リグニン化工程(即ち、0、高コンシスチンシーのアルカリ処理、 続いて高コンシスチンシーの酸素脱リグニン化)にかけて、同様の特性を有する パルプを得ることが可能である。また、クラフトAQパルプ化に代えて、延長さ れた脱リグニン化プロセス、続いて通常の酸素脱リグニン化工程を使用して所望 の性質を有するパルプを得ることが可能である。また、クラフトパルプ化と延長 された脱リグニン化プロセス技術、例えば、本明細書の背景技術の部分に記載さ れたようなカミノl/MCCプロセス、ベロイトRDHプロセスまたはサンズ・ コールド・ブロー蒸煮プロセスとの組み合わせ、続いて通常の酸素脱リグニン化 が、有効であるが、増大されるコストまたはプロセス工程のためにそれ程好まし くない。In a particularly preferred method of the invention as shown in FIG. For utilization, kraft pulping of the wood may be carried out, followed by the above-mentioned improvements. low-consistency alkaline treatment/high-consistency oxygen delignification A conversion operation (Ol) may also be performed. Regarding conifers, as mentioned above, this combination The combination has a KNo of about 8 to 10, preferably 9, and a viscosity of greater than about 13 to 14. Produces a pulp with a certain degree of hardness. In addition, the wood was made into a craft AQ valve, and then Conventional oxygen delignification steps (i.e. 0, high consistency alkaline treatment, followed by high-consistency oxygen delignification), which has similar properties. It is possible to obtain pulp. In addition, instead of Kraft AQ pulping, extended a delignification process followed by a conventional oxygen delignification step to It is possible to obtain pulp with the following properties. We also have kraft pulping and extension Delignification process techniques, such as those described in the Background section of this specification. Camino l/MCC process, Beloit RDH process or Sands Combination with cold blow steaming process followed by regular oxygen delignification are effective, but less preferred due to increased cost or process steps. Not.
多種のパルプ化工程及び酸素脱リグニン化工程のいずれもが、オゾンの前に上記 のKNo、及び粘度値を得る限り、組み合わせて使用し得る。Any of the various pulping processes and oxygen delignification processes mentioned above before ozone They can be used in combination as long as the KNo and viscosity value of .
通常のクラフトパルプ化、続いて通常の酸素脱リグニン化は、アスペンの如き成 る種の広葉樹(これらは脱リグニン化し、漂白することが比較的容易である)を 除いて、一般に本発明に容認されない。何となれば、所定の木材種に関して、こ れらの通常の技術の組み合わせは、通常、オゾン化工程中で多量のオゾンの使用 を必要とし、それに付随して大きなセルロース分解を伴うからである。Conventional kraft pulping followed by conventional oxygen delignification species of hardwoods (which are relatively easy to delignify and bleach) are generally not acceptable to the present invention. What is this about a given wood species? The combination of these common techniques usually involves the use of large amounts of ozone during the ozonation process. This is because it requires a large amount of cellulose decomposition and is accompanied by a large amount of cellulose decomposition.
本発明の使用により、オゾン消費は、幾つかの別の経路、例えば、先に説明され たような、通常のクラフト蒸煮、続いて改良された酸素脱リグニン化工程(0, ) 、または延長された脱リグニン化(例えば、カミノyMcc 、ベロイトR DHまたはサンズ・コールド・ブロー)を伴う改良されたクラフトパルプ化、続 し)て通常の酸素脱リグニン化工程(O)、またはクラフトAQ蒸煮、続も)て 通常の酸素脱リグニン化工程(0)を使用することにより減少し得る。オゾン消 費の更(こ大きな減少は、延長された脱リグニン化(カミルにC、ベロイトRD Hまた(まサンズ・コールド・ブロー)を伴う改良されたクラフトパルプ化、続 L)て改良された酸素脱リグニン化工程(0,)の使用により、または延長され た脱リグニン化ヒ(カミノ凶cc 、ベロイトRDHまたはサンズ・コールド・ ブロー)を伴うクラフトAQ蒸煮プロセスに続いて通常の酸素脱リグニン化工程 (0)が行われる場合の両方で得られる。一つのプロセスでこれらの技術の全て を使用すること、即ち、延長された脱リグニン化(カミノl/MCC、ベロイト RDHまたはサンズ・コールド・ブロー)により改良されたクラフトAQ蒸煮、 続いて改良された酸素膜IJゲニン化工程(Ol)を使用することは、オゾン消 費量を更に減少する。オゾン消費量の減少は、一般にパルプの粘度が許容水準で 維持されることを可能にする。With the use of the present invention, ozone consumption can be reduced by several alternative routes, e.g. Conventional kraft cooking followed by an improved oxygen delignification process (0, ), or extended delignification (e.g., Camino y Mcc, Beloit R improved kraft pulping with DH or Sands cold blowing, continuation ) and the usual oxygen delignification process (O) or Kraft AQ steaming (continued). It can be reduced by using a conventional oxygen delignification step (0). Ozone extinguisher This large reduction in costs is due to extended delignification (Camil C, Beloit RD). Improved Kraft Pulping with Masans Cold Blow, Continued L) by the use of an improved oxygen delignification step (0,) or extended Delignification (Kamino CC, Beloit RDH or Sands Cold) Kraft AQ cooking process with blowing) followed by normal oxygen delignification step (0) is obtained in both cases. All of these technologies in one process i.e. extended delignification (Camino l/MCC, Beloit Kraft AQ steaming improved by RDH or Sands Cold Blow); Subsequently using an improved oxygen film IJ genification process (Ol) Further reduce costs. Reduction in ozone consumption generally occurs when pulp viscosity is at an acceptable level. enable it to be maintained.
上記の高コンシスチンシーの酸素脱リグニン化漂白工程(01)を使用すること の利点は、南部の針葉樹を使用して得られるKNo、及び粘度を、それ以外は実 質的に同じプロセス条件下の関連プロセスと比較することにより明らかに示され る。通常のクラフトパルプ化操作及び通常の高コンシスチンシーの酸素脱リグニ ン化漂白を使用して、得られた生成バルブは典型的に約12〜14のKNo、及 び約15の粘度を有する。このKNo、は大き過ぎて本発明のオゾン段階を使用 するその後の脱リグニン化を可能にすることができない。しかしながら、改良さ れた高コンシスチンシーの酸素漂白を伴う通常のクラフトパルプ化の使用は、驚 くことに、約9未満のKNo、を有するパルプを生じるが、そのパルプの粘度は 約12〜14を越える。この好ましいパルプK No、は、本発明のオゾン脱リ グニン化漂白段階の使用を可能にする。Using the above high consistency oxygen delignification bleaching step (01) The advantage is that the KNo and viscosity obtained using southern conifers are clearly demonstrated by comparison with related processes under qualitatively similar process conditions. Ru. Conventional kraft pulping operations and conventional high consistency oxygen delignification Using bleaching bleaching, the resulting product bulb typically has a KNo. of about 12 to 14, and and a viscosity of about 15. This KNo. is too large to use the ozone stage of the present invention. subsequent delignification is not possible. However, improvements The use of conventional kraft pulping with high consistency oxygen bleaching In particular, it produces a pulp with a KNo of less than about 9, but the viscosity of the pulp is Approximately over 12-14. This preferred pulp K No. Allows the use of a ganification bleaching stage.
3、オゾン工程 本発明の方法の次の工程は、酸素脱リグニン化されたブラウンストックバルブの オゾン脱リグニン化及び漂白である。このオゾン化はオゾン反応器中で行われ、 その反応器は以下に更に詳しく説明され、図2、図3及び図3Aに示される。オ ゾンによるパルプの処理の前に、パルプは、パルプの最も有効な選択的脱リグニ ン化を確実にし、且つセルロースに対するオゾンの化学的侵食を最小にするよう に、状態調節される。仕込みパルプ36は混合室40に送られ、そこでそれは低 コンシスチンシーに希釈される。酸42、例えば硫酸、ギ酸、酢酸等が低コンシ スチンシーのパルプに添加されて混合室40中のパルプのpHを約1〜4、好ま しくは2〜3の範囲に低下する。pHは上記のように調節される。何となれば、 パルプのオゾン漂白の相対的な有効性はバルブ混合物のpHに依存することが知 られているからである。低pHはパルプのその後の処理に有益な効果を有しない ことが明らかであり、一方、pHを約4〜5以上に高めることは粘度の低下及び オゾン消費の増加を生じる。3. Ozone process The next step in the method of the invention is to prepare oxygen delignified brown stock bulbs. ozone delignification and bleaching. This ozonation takes place in an ozone reactor, The reactor is described in more detail below and is shown in FIGS. 2, 3 and 3A. O Prior to the treatment of the pulp with a ozone chemical attack on the cellulose. conditioned. Charge pulp 36 is sent to mixing chamber 40 where it is diluted to consistency. Acids 42, such as sulfuric acid, formic acid, and acetic acid, have low consistency. is added to the pulp of the pulp to adjust the pH of the pulp in the mixing chamber 40 from about 1 to 4, preferably Or it decreases to a range of 2 to 3. pH is adjusted as described above. If anything, It is known that the relative effectiveness of ozone bleaching of pulp depends on the pH of the bulb mixture. This is because it is Low pH has no beneficial effect on the subsequent processing of pulp On the other hand, increasing the pH above about 4-5 lowers the viscosity and resulting in increased ozone consumption.
酸性にされたパルプはキレート剤44で処理されて、パルプ中の存在し得る金属 または金属塩を錯生成する。このキレート化工程は、このような金属をオゾン反 応器中で非反応性または無害にするのに使用され、その結果、それらはオゾンの 分解を起こさず、こうしてリグニン除去の効率を低下し、またセルロースの粘度 を低下することを生じない。The acidified pulp is treated with a chelating agent 44 to remove any metals that may be present in the pulp. or complex with metal salts. This chelation process exposes these metals to ozone used in reactors to make them non-reactive or non-hazardous, so that they without causing decomposition, thus reducing the efficiency of lignin removal and also reducing the viscosity of cellulose. No deterioration occurs.
キレート剤はそれ自体公知であり、例えば、ポリカルボキシレート及びポリカル ボキシレート誘導体、例えばジー、トリー、及びテトラ−カルボキシレート、ア ミド、等を含む。コスト及び有効性の理由から、このオゾン処理の好ましいキレ ート剤は、DTPA、 EDTA及びシュウ酸を含む。オーブン乾燥バルブの約 0.1重量%〜約0.2重量%の範囲のこれらのキレート剤の量が一般に有効で あるが、高い金属イオン濃度が存在する場合には追加の量が必要とされることが ある。Chelating agents are known per se, for example polycarboxylates and polycarboxylates. Boxylate derivatives such as di-, tri-, and tetra-carboxylates, Including mido, etc. For reasons of cost and effectiveness, this ozone treatment is not preferred. Agents include DTPA, EDTA and oxalic acid. Oven drying valve approx. Amounts of these chelating agents ranging from 0.1% to about 0.2% by weight are generally effective. However, additional amounts may be required if high metal ion concentrations are present. be.
オゾン漂白プロセスの有効性は、上記のようなpH*準及びバルブ中の金属塩の 量を含む幾つかの相互に関連するプロセスパラメーターにより調節される。その 他の非常に重要なパラメーターはオゾン漂白段階中のバルブのコンシスチンシー である。漂白されるバルブは、充分な水を含むことが必要であり、その結果、水 は個々の繊維中に連続相として存在し、即ち、繊維は水で充分に飽和されるべき である。繊維中の水は、ガス状のオゾン雰囲気からのオゾンの移動を可能にして 繊維の外表面を処理するとともに、おそらく更に重要なことに、オゾンが水相を 経由して個々の繊維の接近し難い内部に移動されることを可能にし、それにより 繊維からのリグニンの更に完全な除去を与える。一方、コンシスチンシーは、オ ゾンが希釈され、バルブを漂白するのではなくバルブを化学的に分解する傾向が ある程に低くてはならない。The effectiveness of the ozone bleaching process depends on the pH* levels and metal salts in the bulb as described above. controlled by several interrelated process parameters including quantity. the Another very important parameter is the consistency of the valve during the ozone bleaching step. It is. Bulbs to be bleached must contain sufficient water so that is present as a continuous phase in the individual fibers, i.e. the fibers should be fully saturated with water. It is. The water in the fibers allows the movement of ozone from the gaseous ozone atmosphere. In addition to treating the outer surface of the fiber, perhaps more importantly, ozone also treats the aqueous phase. allows to be moved into the inaccessible interior of individual fibers via Provides a more complete removal of lignin from the fibers. On the other hand, consistency is The solution is diluted and tends to chemically degrade the valve rather than bleaching it. It shouldn't be too low.
コンシスチンシーの好ましい範囲(特に米国南部の針葉樹に関して)は、約28 %〜約50%であることがわかったが、最良の結果は約38%〜約45%で得ら れる。The preferred range of consistency (especially for conifers in the southern United States) is about 28 % to about 50%, but the best results were obtained at about 38% to about 45%. It will be done.
上記の範囲内で、好ましい結果が、脱リグニン化の相対量、セルロースの分解の 比較的低い量、及び処理パルプの白色度の顕著な増加により示されるように得ら れる。Within the above ranges, favorable results indicate that the relative amount of delignification, cellulose degradation obtained as indicated by a relatively low amount and a marked increase in the brightness of the treated pulp. It will be done.
オゾン漂白が行われる反応温度が、同様に、本発明のプロセスの重要な調節因子 である。オゾン工程は成る臨界温度(この温度で、反応が開始してセルロースの 過度の分解を生じる)までの温度で有効に行うことができる。この臨界温度は、 バルブを生成するのに使用された木材の特別な種類及びバルブの前の処理の履歴 に応じてかなり変化する。反応が行われるべきバルブ繊維の最高温度は、セルロ ースの過度の分解が起こる温度を越えるべきではな(、この温度は米国南部の針 葉樹に関して最高的49°C〜66°C(120″’F −150’F )であ る。The reaction temperature at which ozone bleaching is carried out is likewise an important controlling factor of the process of the invention. It is. The ozone process reaches a critical temperature (at which temperature the reaction begins and the cellulose It can be carried out effectively at temperatures up to This critical temperature is The particular type of wood used to produce the valve and the history of the valve's previous treatment. It varies considerably depending on. The maximum temperature of the bulb fibers at which the reaction should take place is The temperature at which excessive decomposition of the earth occurs should not be exceeded (this temperature is The maximum temperature for foliage is 49°C to 66°C (120″F - 150′F). Ru.
漂白プロセスで使用されるオゾンガスは、オゾンと酸素及び/または不活性ガス の混合物として使用されてもよ(、またはオゾンと空気の混合物として使用し得 る。処理ガス中にうまく混入し得るオゾンの量は、ガス混合物中のオゾンの安定 性により制限される。典型的に、オゾン/酸素混合物中に約1−18重量%のオ ゾンを含むオゾンガス混合物、またはオゾン/空気混合物中に約1〜4%のオゾ ンを含むオゾンガス混合物が本発明に使用するのに適する。オゾンガス混合物中 の高濃度のオゾンは、比較的小型の反応器の使用及び等量のバルブを処理するた めの短い反応時間を可能にし、それにより装置に必要とされる投下資本を少なく する。しかしながら、少量のオゾンを含むオゾンガス混合物は、製造するのがそ れ程高価ではない傾向があり、運転コストを低減し得る。Ozone gas used in the bleaching process consists of ozone and oxygen and/or inert gas. (or may be used as a mixture of ozone and air) Ru. The amount of ozone that can be successfully incorporated into the process gas depends on the stability of ozone in the gas mixture. Limited by gender. Typically, about 1-18% by weight of ozone is present in the ozone/oxygen mixture. About 1-4% ozone in an ozone gas mixture or an ozone/air mixture containing Ozone gas mixtures containing ozone are suitable for use in the present invention. in ozone gas mixture high concentrations of ozone require the use of relatively small reactors and the equivalent volume of valves to treat enables shorter reaction times, thereby reducing the investment capital required for the equipment. do. However, ozone gas mixtures containing small amounts of ozone are manufactured by They tend to be less expensive and can reduce operating costs.
更に別の調節因子は、所定量のバルブを漂白するのに使用されるオゾンの相対重 量である。この量は、オゾン漂白中に許容し得るセルロースの分解の相対量に対 してバランスされるリグニンの量(オゾン漂白プロセス中に除去される量)によ り、少なくとも一部、決められる。本発明の好ましい実施態様によれば、パルプ 中に存在するリグニンの約55%以上70%と反応するオゾンの量が使用される 〇バルブ中のリグニンの全量は、この工程後に得られる約3〜4のKNo、によ り実証されるように、オゾン漂白工程中に除去されない。何となれば、反応帯域 中の全てのオゾンの不在は、オゾンがセルロースと過度に反応することを生じ、 セルロースの重合度をかなり低下するからである。本発明の好ましい方法に於い て、バルブのオーブン乾燥重量を基準とするオゾンの添加量は、3〜4のKNo 、に達するためには典型的に約0.2%〜約1%である。かなりの量の溶解固体 が系中に存在する場合には、更に多量が必要とされることがある。Yet another controlling factor is the relative weight of ozone used to bleach a given amount of bulbs. It's the amount. This amount is relative to the relative amount of cellulose degradation that can be tolerated during ozone bleaching. The amount of lignin (the amount removed during the ozone bleaching process) that is balanced by can be determined, at least in part. According to a preferred embodiment of the invention, pulp An amount of ozone is used that reacts with approximately 55% to 70% of the lignin present in the 〇The total amount of lignin in the bulb is determined by the KNo. of about 3 to 4 obtained after this step. It is not removed during the ozone bleaching process, as demonstrated by After all, the reaction zone The absence of any ozone in the cellulose causes the ozone to react excessively with the cellulose, This is because the degree of polymerization of cellulose is considerably reduced. In a preferred method of the invention Therefore, the amount of ozone added based on the oven dry weight of the bulb is KNo. 3 to 4. , typically from about 0.2% to about 1%. significant amount of dissolved solids Even larger amounts may be required if present in the system.
オゾン漂白工程に使用される反応時間は、使用されるオゾンの完全な消費または 実質的に完全な消費により示されるようなオゾン漂白反応の完結の所望の比率に より決められる。この時間は、オゾンガス混合物中のオゾンの濃度(比較的更に 濃厚にされたオゾン混合物は更に迅速に反応する)、及び除去することが所望さ れるリグニンの相対量に応じて変化する。必要とされる時間は2分未満であるこ とが好ましいが、その操作はその他の反応パラメーターに応じてかなり長時間を 要することがある。The reaction time used in the ozone bleaching process is determined by the complete consumption of ozone used or to the desired rate of completion of the ozone bleaching reaction as indicated by substantially complete consumption. more determined. This time is determined by the concentration of ozone in the ozone gas mixture (relatively (The more concentrated ozone mixture reacts more rapidly) and the ozone mixture that is desired to be removed. varies depending on the relative amount of lignin present. The time required should be less than 2 minutes. is preferred, but the operation can take quite a long time depending on other reaction parameters. It may be necessary.
本発明の重要な特徴は、バルブが均一に漂白されることである。この特徴は、オ ゾンガス混合物が繊維フロック(例えば、繊維の凝集を含む)の大部分に完全に 浸透するように充分に小さい直径及び充分に低い嵩密度のサイズの不連続のフロ ック粒子へのバルブの微粉砕により一部得られる。微粉砕中に、パルプ繊維を別 個の繊維に完全に分離することは実現可能ではない。一般に、微粉砕から得られ るフロック粒子は、複数の外側に伸びる繊維により囲まれた比較的圧縮された中 央コアーを有する。本発明の目的のために、フロック粒径は、この比較的にふ( らませられていない(unfluffed)中央コアーの最小の直径であると決 められたものを測定することにより決定される。An important feature of the invention is that the bulb is uniformly bleached. This feature is The zonal gas mixture is completely absorbed into the majority of the fiber flocs (e.g. containing fiber agglomerates). A discrete flow of size of sufficiently small diameter and sufficiently low bulk density to penetrate. Partly obtained by comminution of bulbs into bulk particles. During milling, pulp fibers are separated Complete separation into individual fibers is not feasible. Generally obtained from fine grinding The floc particles consist of a relatively compacted medium surrounded by a plurality of outwardly extending fibers. It has a central core. For purposes of this invention, the floc particle size is defined as this relatively small ( determined to be the minimum diameter of the unfluffed central core. It is determined by measuring what is observed.
漂白の均一性はまたその他のプロセスパラメーターの成るものに大きく依存する が、フロック粒径が最高5an、好ましくは例えば3m未満に制限される場合に は、これらの粒子の実質的に大部分の均一な処理が、僅かの数の暗色の不十分に 漂白されたフロック中心部の観察により実証されるように、容易に得ることがで きることがわかった。フロック粒径が約5anより大きかった場合には、大部分 の暗色の不」−分に漂白されたフロック中心部により実証されるように、漂白は 不均一であった。それ故、大部分のフロックが、その均一なオゾン処理に関して 平均約51満の寸法であるように、充分な微粉砕を得ることが重要である。The uniformity of bleaching is also highly dependent on the composition of other process parameters. but when the floc particle size is limited to a maximum of 5 an, preferably less than e.g. 3 m The uniform treatment of substantially the majority of these particles, but a small number of poorly colored can be easily obtained, as demonstrated by the observation of bleached floc cores. I found out that I can. If the floc particle size was larger than about 5 an Bleaching can be achieved by It was uneven. Therefore, most of the flocs with respect to their uniform ozonation It is important to obtain sufficient fineness so that the average size is about 51 mm.
更に別の重要なプロセスパラメーターは、オゾン漂白プロセス中に、漂白される 粒子が、フロックの全表面へのオゾンガス混合物の接近及び全フロックへのオゾ ンガス混合物の一様の接近を可能にするように混合することにより、オゾン漂白 混合物に暴露されるべきであることである。オゾンガス混合物中のバルブの混合 は、フロックの静止床(この場合、フロックの一部はその他のフロックに対して オゾンガスから分離され、それによりその他のフロックよりも漂白されない)で 得られた結果と較べて、均一性に関して優れた結果を生じる。Yet another important process parameter is that during the ozone bleaching process, the bleaching The particles are exposed to the access of the ozone gas mixture to the entire surface of the floc and the ozone gas mixture to the entire floc. Ozone bleaching by mixing to allow uniform access of the gas mixture that should be exposed to the mixture. Mixing valve in ozone gas mixture is a stationary bed of flocs (in this case, some of the flocs are (separated from ozone gas and therefore less bleached than other flocs) Compared to the results obtained, this yields superior results in terms of uniformity.
フロックをオゾンガス混合物に暴露するようにフロックを移動することは、フロ ックの互いに均一な処理を生じる。この処理は、フロックを含む繊維中のセルロ ースの過度の分解を生じないで、所望の量のリグニンがバルブから均一に除去さ れることをもたらす。調節された粒径の使用により、且つオゾン処理中の乱れた 移動による本発明のオゾン処理の調節は、典型的にGE白色度、KNo、及び粘 度の約5%未満の変化を有する最終パルプを生じることがわかった。比較するに 、その処理が不均一である場合(これは、典型的には静止床反応器(即ち、粒子 がオゾン処理中に攪拌されない反応器)中で起こるようなものである)、床の成 る部分が実質的に過度に漂白され、一方、その他の部分は比較的未反応のまま残 る。Moving the floc to expose it to the ozone gas mixture resulting in uniform treatment of the blocks. This treatment removes cellulose in fibers including flock. The desired amount of lignin is uniformly removed from the bulb without excessive degradation of the base. bring about The use of controlled particle size and the disturbance during ozonation Adjustment of the ozonation process of the present invention by transfer typically adjusts GE brightness, KNo, and viscosity. It has been found that this results in a final pulp having a variation of less than about 5% in viscosity. To compare , if the process is non-uniform (this is typically a static bed reactor (i.e. particle (such as occurs in unstirred reactors during ozonation), bed formation areas are substantially overbleached, while other areas remain relatively unreacted. Ru.
何となれば、静止床反応器中のオゾンガス混合物の流れは一様ではないからであ る。This is because the flow of the ozone gas mixture in the static bed reactor is not uniform. Ru.
パルプ繊維の微粉砕または個々の繊維と反応体ガス流との間の適切な接触に特に 注意しないで高コンシスチンシーでバルブをオゾンで処理することは、繊維の不 均一なオゾン漂白を常に生じる。本出願は、このような不均一なオゾン処理を文 字“2”で表す。上記の本発明の改良されたオゾン技術(この場合、繊維は約5 m以下のサイズに微粉砕され、しかもオゾンガス流と適切且つ均一に接触させら れる)の使用は、本明細書中“Z、”と称された。Particularly for comminution of pulp fibers or proper contact between individual fibers and reactant gas stream Treating bulbs with ozone at high consistency without care can lead to fiber defects. Always produces uniform ozone bleaching. This application describes such non-uniform ozone treatment. Represented by the letter “2”. The improved ozone technology of the present invention described above (in this case, the fibers are It is finely pulverized to a size of less than The use of Z) was referred to herein as "Z,".
オゾン反応器を出るバルブは、少なくとも約50%、一般に約50〜70%のG E白色度を有し、針葉樹は通常約55%以上である。バルブ(広葉樹または針葉 樹に関する)はまた約3〜4(目標3.5)のKNo、を有し、この値は、その プロセスのこの段階でバルブに関して全く満足である。The valve exiting the ozone reactor has a G E whiteness, which is usually about 55% or higher for softwoods. Bulb (hardwood or coniferous) ) also has a KNo of about 3-4 (target 3.5), and this value I am completely satisfied with the valve at this stage of the process.
本発明のオゾン漂白に特に適する装置が、図2、図3及び図3Aに示されている 。上記のように、洗浄されたバルブ36は混合室40に送られ、そこでそれは酸 42及びキレート剤44で処理される。酸性にされ、キレート化された低コンシ スチンシーのバルブ46は、バルブから過剰の液体50を除去するための増粘装 置48、例えば対のロールプレスに導入され、そこでバルブのフンシスチンシー が所望の水準に高められる。この過剰の液体50の少なくとも一部は混合室40 に循環されてもよく、残りの部分がブロータンク32に送られる。次いで、得ら れる高コンシスチンシーのバルブ52がスクリューフィーダー54(これはオゾ ンガスのガスシールとして作用する)に通され、その後、微粉砕装置56、例え ばフラツファ−(fluffer)に通され、そこでバルブは前もって決められ たサイズ(これは、上記のように、約5m以下の大きさであるべきである)のバ ルブ繊維フロック60に微粉砕される。An apparatus particularly suitable for ozone bleaching according to the invention is shown in FIGS. 2, 3 and 3A. . As mentioned above, the cleaned valve 36 is sent to the mixing chamber 40 where it is exposed to acid. 42 and a chelating agent 44. Acidified and chelated low consistency Stincy valve 46 is a thickener for removing excess liquid 50 from the valve. 48, for example into a pair of roll presses, where the valve is placed in is increased to the desired level. At least a portion of this excess liquid 50 is transferred to the mixing chamber 40 The remaining portion may be circulated to the blow tank 32. Then get A screw feeder 54 (this is an ozone (acting as a gas seal for the gas) and then a milling device 56, through a fluffer where the valve is predetermined. (which, as mentioned above, should be no larger than approximately 5m). It is pulverized into a Lube fiber flock 60.
次いで、微粉砕された粒子は、動的オゾン反応室58(これは、図示されるよう にモータ・−64により動かされるコンベヤー62である)に導入される。コン ベヤー62は、粒子の全表面がパルプの移動中にオゾンガス混合物66に暴露さ れるようになることを可能にするように、バルブ粒子60を混合し輸送するため に特別に設計されている。図2に更に示されるように、処理後のパルプ繊維フロ ック60は希釈タンク68に入れられる。The pulverized particles are then transferred to a dynamic ozone reaction chamber 58 (which is shown as (a conveyor 62 moved by a motor 64). Con The bearer 62 is such that the entire surface of the particles is exposed to the ozone gas mixture 66 during the movement of the pulp. for mixing and transporting the valve particles 60 to enable them to become specially designed for. As further shown in Figure 2, the pulp fiber flow after treatment The stock 60 is placed in a dilution tank 68.
図3は、パルプ粒子60がコンベヤー62により反応器中に運ばれる際のパルプ 粒子60の配置を示すオゾン反応器58の断面図である。図3Aは、微粉砕され た粒子を反応室58中に移動させるためのパドル(paddle)状の配置を利 用する好ましいコンベヤーの断面図である。FIG. 3 shows the pulp as the pulp particles 60 are conveyed into the reactor by the conveyor 62. 5 is a cross-sectional view of ozone reactor 58 showing the arrangement of particles 60. FIG. Figure 3A is pulverized A paddle-like arrangement is used to move the particles into the reaction chamber 58. 1 is a cross-sectional view of a preferred conveyor for use.
図2のプロセスは、パルプがオゾンガス混合物と同時にオゾンで処理されること を示す。しかしながら、また、最大の程度に漂白されたパルプの一部は、オゾン 含有ガスをパルプ60の流れに対して向流の方向に通すことにより、最大量のオ ゾンを含む新たに導入されたオゾン混合物と最初に接触させられてもよい。反応 器に入るパルプは最高のリグニン含量を有しており、最初に、出てくる近(に排 出されるオゾン混合物と接触し、それにより実際に全てのオゾンを消費する最適 の機会を与える。これは、オゾンをオゾン/酸素またはオゾン/空気混合物から ストリッピッグするのに有効な方法である。The process in Figure 2 is that the pulp is treated with ozone simultaneously with the ozone gas mixture. shows. However, some of the pulp bleached to the greatest extent also By passing the contained gas in a direction countercurrent to the flow of the pulp 60, a maximum amount of oxygen is achieved. The freshly introduced ozone mixture containing zonate may be contacted first. reaction The pulp that enters the vessel has the highest lignin content and is the first to be Optimal contact with the emitted ozone mixture and thereby actually consuming all the ozone give you the opportunity. This converts ozone from ozone/oxygen or ozone/air mixtures. This is an effective method for strip-pigging.
オゾン66が、図2に示されるように、並流方式でパルプと接触させられる場合 には、残存の使用済のオゾンガス70は希釈タンク68から回収し得る。タンク 68中では、希釈水72(これはまたオゾンガスシールとして利用できる)が添 加されてパルプのコンシスチンシーを低水準に低下して、その後のプロセス工程 中の漂白されたパルプ74の移動を容易にする。When ozone 66 is brought into contact with the pulp in a co-current manner as shown in Figure 2 The remaining used ozone gas 70 may be recovered from the dilution tank 68. tank In 68, dilution water 72 (which can also be used as an ozone gas seal) is added. This reduces the consistency of the pulp to a low level for subsequent processing steps. Facilitates movement of bleached pulp 74 therein.
希釈タンク68からの使用済のオゾンガス70は、キャリヤーガス前処理段階7 6に送られ、そこで酸素または空気のキャリヤーガス78が添加される。この混 合物80はオゾン発生器82に送られ、そこで適当量のオゾンが発生されて所望 の濃度を得る。次いで、適当なすシン/空気混合物66は、パルプの脱リグニン 化及び漂白のためにオゾン反応器58に送られる。Spent ozone gas 70 from dilution tank 68 is transferred to carrier gas pretreatment stage 7 6, where a carrier gas 78 of oxygen or air is added. This mixture The compound 80 is sent to an ozone generator 82, where an appropriate amount of ozone is generated to produce the desired amount of ozone. Obtain the concentration of The appropriate eggplant/air mixture 66 is then used to delignify the pulp. is sent to an ozone reactor 58 for oxidation and bleaching.
オゾン漂白工程の完結後に、実質的に脱リグニン化されたパルプ74は、図2に 示されるような洗浄器84中で再度充分に洗浄され、回収される水86の少なく とも一部がそのプロセスの洗浄装置34に循環され、それにより下水に流される 液体の排除から重要な環境上の利点を生じる。After completion of the ozone bleaching process, the substantially delignified pulp 74 is shown in FIG. Less of the water 86 is thoroughly washed again in the washer 84 as shown and recovered. A portion of both is recycled to the process's cleaning equipment 34 and thereby flushed to the sewer. Significant environmental benefits result from the elimination of liquids.
オゾン化後の漂白された低コンシスチンシーのパルプ74は、減少された量のリ グニンを有し、それ故、低いKNo、及び許容できる粘度を有する。得られるK No。The bleached low consistency pulp 74 after ozonation has a reduced amount of gunin and hence low KNo and acceptable viscosity. K obtained No.
及び粘度の正確な値は、パルプが受けた特別な処理に依存する。例えば、通常の クラフト法でパルプ化され、最初に改良された高コンシスチンシーの酸素脱リグ ニン化(0,)により脱リグニン化され、続いてオゾン、好ましくは改良された 均一なオゾン処理(Z、)により更に脱リグニン化される米国南部の針葉樹パル プは、典型的には約3〜4のKNo、及び約10の粘度を有する。クラフトAQ パルプ化にかけられ、次いで改良された高コンシスチンシーの酸素漂白(01) 及び改良された均一なオゾン処理(Z、)にかけられる米国南部の針葉樹は、典 型的には約2のKNo、及び約12より大きい粘度を有する。and the exact value of viscosity depends on the particular treatment that the pulp has undergone. For example, normal Kraft pulped and first improved high consistency oxygen deriging delignified by nylation (0,), followed by ozone, preferably modified Coniferous pulp from the southern United States that is further delignified by uniform ozonation (Z,) The plastic typically has a KNo of about 3-4 and a viscosity of about 10. Craft AQ High consistency oxygen bleaching subjected to pulping and then improved (01) Conifers in the southern United States subjected to a modified homogeneous ozonation treatment (Z,) Typically has a KNo of about 2 and a viscosity greater than about 12.
得られるパルプ74は、出発パルプよりも著しく白色度が高い。例えば、南部の 針葉樹は、パルプ化プロセス後に約15%〜25%のGE白色度を有し、酸素漂 白後に約25%〜45%のGE白色度を有し、そしてオゾン漂白プロセス後に、 約50%〜70%のGE白色度を有する。The resulting pulp 74 is significantly whiter than the starting pulp. For example, in the south Softwood has a GE whiteness of about 15% to 25% after the pulping process and oxygen bleaching. It has a GE brightness of about 25% to 45% after white and after ozone bleaching process. It has a GE whiteness of about 50% to 70%.
4、アルカリ抽出 オゾン段階からの洗浄されたパルプ88は、その後、抽出を行うための抽出容器 92中で充分な量のアルカリ物質90と組み合わされる。こうして、パルプ88 は、容器92中で、バルブ中に残存するリグニンのかなりの部分を可溶化するア ルカリ物質の量と相関関係がある前もって決められた時間にわたって前もって決 められた温度でアルカリ水溶液に暴露される。また、この抽出プロセスは、パル プの白色度を、典型的には約2ポイントのGE白色度だけ増加する。その後、ア ルカリ処理されたパルプ94は洗浄装置96に送られ、アルカリ水溶液が、可溶 化されたリグニンの実質的に全部をパルプから除去するようにパルプから洗浄さ れ、こうして実質的にリグニンを含まないパルプを生成する。この工程は当業者 に公知であり、ここでは更に注釈する必要がないと思われる。実施例が、そのプ ロセスのこの工程に好ましい抽出パラメーターを説明する。回収されるアルカリ 溶液98の少なくとも一部が洗浄装置84に循環される。再度、重要な環境上の 利点が、この溶液の下水排出の排除から得られる。4. Alkaline extraction The washed pulp 88 from the ozone stage is then transferred to an extraction vessel for performing extraction. In 92 a sufficient amount of alkaline material 90 is combined. In this way, pulp 88 In the vessel 92, an agent is added which solubilizes a significant portion of the lignin remaining in the bulb. determined in advance over a predetermined period of time that correlates with the amount of exposed to an aqueous alkaline solution at a controlled temperature. This extraction process also The whiteness of the sample is increased by typically about 2 points of GE whiteness. After that, The alkaline-treated pulp 94 is sent to a washing device 96, where an alkaline aqueous solution is The pulp is washed from the pulp to remove substantially all of the decomposed lignin from the pulp. , thus producing a substantially lignin-free pulp. This process is carried out by those skilled in the art. is well known in the art and does not seem to require further comment here. The example is The preferred extraction parameters for this step of the process are described. Alkali recovered At least a portion of solution 98 is circulated to cleaning device 84 . Again, important environmental Benefits result from the elimination of sewage discharges with this solution.
成る場合、特に高い最終白色度が目標とされる場合には、抽出工程は、酸素処理 を苛性アルカリ抽出工程内に組み込むこと(E、)により補強し得る。この別法 は、また当業者に公知であり、ここでは更に注釈を必要としない。If high final brightness is targeted, the extraction step may be performed by can be enhanced by incorporating (E,) into the caustic extraction process. This alternative method are also known to those skilled in the art and require no further comment here.
5、追加の漂白段階 殆どの製紙目的のためには、50〜65の範囲の最終白色度は不充分である。従 って、GE白色度を約70〜95%の更に望ましい範囲に更に高めるために、パ ルプは増白漂白にかけられ、これは主としてパルプ中に残存するリグニンの発色 団の基を無色の状態に変換することを目的とする。5. Additional bleaching step For most papermaking purposes, a final whiteness in the range of 50-65 is insufficient. subordinate Therefore, in order to further increase the GE whiteness to a more desirable range of about 70-95%, The pulp is subjected to brightening bleaching, which mainly produces color from the lignin remaining in the pulp. The purpose is to convert the group group into a colorless state.
パルプを抽出し、再度洗浄した後、オゾン漂白され、抽出されたパルプの増白漂 白は、種々の物質を使用して行い得る。図2に示されるように、洗浄されたパル プ100は漂白容器104中で選択された漂白剤102と組み合わされる。好ま しい漂白剤は二酸化塩素または過酸化物である。漂白後に、パルプ106は洗浄 装置108中で水114で洗浄され、流出物が循環され110、または下水処理 される112゜循環される場合、洗浄水の流れ110の少なくとも一部は洗浄装 置96に送られる。After the pulp is extracted and washed again, it is ozone bleached and the extracted pulp is bleached. White can be achieved using various substances. As shown in Figure 2, the washed pulp Bleach 100 is combined with a selected bleaching agent 102 in a bleach container 104. Like A good bleaching agent is chlorine dioxide or peroxide. After bleaching, the pulp 106 is washed The effluent is washed with water 114 in the device 108 and recycled 110 or to sewage treatment. If the wash water stream 110 is circulated 112°, at least a portion of the wash water flow 110 is It is sent to station 96.
得られた漂白バルブは、その後、回収され、種々の用途に使用し得る。The resulting bleach bulb can then be recovered and used in a variety of applications.
従来使用され、一般に高度に有効である主要な物質の一つは、二酸化塩素(D) である(図1を参照のこと)。本発明によれば、適当量の二酸化塩素は、約80 %より大きいGE白色度を有する高強度のパルプが得られることを可能にする。One of the principal substances traditionally used and generally highly effective is chlorine dioxide (D). (See Figure 1). According to the present invention, a suitable amount of chlorine dioxide is about 80 It is possible to obtain high-strength pulps with GE brightness greater than %.
二酸化塩素段階に入るパルプはリグニンが比較的少ないので、二酸化塩素増白漂 白はパルプのオー・ブン乾燥重量を基準としてわずかに約0.25%〜約1%の 二酸化塩素の存在下で行い得る。Pulp entering the chlorine dioxide stage is relatively low in lignin, so chlorine dioxide enrichment bleaching White contains only about 0.25% to about 1% based on the oven dry weight of the pulp. It can be carried out in the presence of chlorine dioxide.
増白プロセスに使用される二酸化塩素は、元素状塩素を含まないプロセスにより 調製されることが好ましい。しかしながら、また、それ程好ましくないが、最小 量の元素状塩素を含む二酸化塩素が、オゾン漂白されたパルプ中に存在する比較 的少ない量のリグニンのために、望ましくない汚染物質の相対量を殆ど増加しな いで使用し得る。二酸化塩素を使用する場合、本発明の最終漂白工程からの流出 物は格別に少なく、しかも図2に示されるように安全に排出し得る。The chlorine dioxide used in the whitening process is produced by a process that does not contain elemental chlorine. Preferably, it is prepared. However, there is also a less preferred, minimal A comparison of the amount of chlorine dioxide containing elemental chlorine present in ozone bleached pulp Due to the small amount of lignin, there is little increase in the relative amount of undesirable contaminants. Can be used in If chlorine dioxide is used, the effluent from the final bleaching step of the invention The amount of material is extremely small and can be safely ejected as shown in FIG.
しかしながら、最終の二酸化塩素漂白工程からの流出物の下水排出が許されない 場合、その流れは、逆浸透の如き膜濾過プロセスで処理されることにより更に精 製し得る。この技術は、更に使用するために前の漂白段階に戻して循環し得るき れいな濾液を与える。これは、清水の使用を減少するという利点を有する。更に 、膜濾過から得られる濃縮塩化物流は容積が比較的少ない。However, the discharge of effluent from the final chlorine dioxide bleaching step into the sewage system is not allowed. In some cases, the stream can be further refined by being treated with a membrane filtration process such as reverse osmosis. It can be manufactured. This technique can be recycled back to the previous bleaching stage for further use. Gives a clear filtrate. This has the advantage of reducing the use of fresh water. Furthermore , the concentrated chloride stream obtained from membrane filtration is relatively small in volume.
非常に高いバルブ白色度、例えば、92〜95%のGEBが所望される場合があ り、このような場合には追加の漂白段階が必要とされることがある。追加の抽出 及び二酸化塩素処理は普通の選択であり、それによりO,Z、EDED漂白順序 を生じる。Very high bulb brightness, e.g. 92-95% GEB, may be desired. Additional bleaching steps may be required in such cases. Additional extraction and chlorine dioxide treatment are common choices, thereby reducing the O, Z, EDED bleaching order. occurs.
最終増白のために二酸化塩素を使用することに代えて、増白漂白が、また図1に 示されるように、過酸化水素で行われてもよい。この技術は完全に塩素を含まな い漂白サイクル(例えば、O,L EP順序)を与え、この場合、塩素化された 物質が漂白プロセスで生成されず、液体の抽出生成物は、面倒な濾過技術を必要 としないで容易に循環し得る。しかしながら、漂白剤として過酸化物を使用する 場合には、針葉樹または広葉樹からのパルプのKNo、は、過酸化物漂白段階後 の最終生成物として、許容し得る白色度、即ち約80%より大きLEB白色度の パルプを得るために、オゾン化工程の前に約6の水準まで低下されるべきである 。何となれば、過酸化物は二酸化塩素径には漂白に有効ではないからである。し かしながら、完全に塩素/二酸化塩素を含まないプロセスが所望される場合、過 酸化物は許容できる結果を与える。Instead of using chlorine dioxide for final brightening, brightening bleaching is also shown in Figure 1. As shown, it may be done with hydrogen peroxide. This technology is completely chlorine-free. give a fast bleach cycle (e.g. O,L EP sequence), in which case the chlorinated The substance is not produced in the bleaching process and the liquid extraction product requires tedious filtration techniques. It can be easily circulated without having to do so. However, using peroxide as a bleaching agent In case, KNo of pulp from softwood or hardwood, after peroxide bleaching step As the final product of In order to obtain pulp, it should be reduced to a level of about 6 before the ozonation step . This is because peroxide is not effective in bleaching chlorine dioxide. death However, if a completely chlorine/chlorine dioxide-free process is desired, Oxides give acceptable results.
典型的な過酸化物増白剤及びこの工程に於けるそれらの使用は通常であり、当業 者は、このような過酸化物の適切な濃度、種類及び使用を知っている。過酸化水 素が好ましい。Typical peroxide brighteners and their use in this process are conventional and within the skill of the art. Those skilled in the art are aware of the appropriate concentrations, types and uses of such peroxides. peroxide water Plain is preferred.
洗浄され、更に増白されたパルプは、約70〜95%、好ましくは約80〜95 %のGE白色度を有する。また、このパルプの物理的性質は、通常のCHDEC プロセスまたはDC/DECC/上スにより製造されたパルプにより得られる物 理的性質と同等である。The washed and further whitened pulp is about 70-95%, preferably about 80-95% % GE whiteness. In addition, the physical properties of this pulp are similar to that of ordinary CHDEC. Obtained by pulp produced by process or DC/DECC/superior It is equivalent to a rational property.
6、洗浄流出物の循環 あらゆるバルブプロセスに於いて、濾液の処理は、プロセスの操作の総合の経済 性またはコストの重要な因子である。そのプロセスに使用される水は、好適な源 への接近と排出前の流出物の処理の両方を必要とする。6. Circulation of cleaning effluent In any valve process, filtrate treatment determines the overall economics of process operation. is an important factor in terms of performance or cost. The water used in the process is from a suitable source requires both access to and treatment of the effluent before discharge.
そのプロセスの水需要を低減するための努力に際して、できるだけ多くの流出物 を循環することが望ましい。この実施は、塩素または多工程の二酸化塩素を使用 するプロセスでは使用し得ない。何となれば、これらのプロセスにより生成され る流出物は、このような薬品の副生物により生成される多量の塩化物を含むから である。こうして、これらの流出物の循環は塩化物の蓄積を生じ、これが、順に 処理装置の腐食または高価な構成材料の使用を生じる。加えて、このような循環 流出物は、これらの流出物が工場から排出し得る前に、かなりの処理を必要とし 、こうして装置及び処理薬品に関する更なる出費を必要とする。in an effort to reduce the water demands of the process. It is desirable to circulate. This practice uses chlorine or multi-step chlorine dioxide. It cannot be used in processes that What is generated by these processes? effluents containing large amounts of chloride produced by by-products of such chemicals. It is. The circulation of these effluents thus causes the accumulation of chloride, which in turn Resulting in corrosion of processing equipment or use of expensive construction materials. In addition, such a cycle Effluents require significant treatment before these effluents can be discharged from the plant. , thus requiring additional expenditure in terms of equipment and processing chemicals.
図4に示されるように、通常のCEDEDプロセスまたはQC/DEffl術の 使用は、その中に見られる多量の塩素含有化合物のために、洗浄工程から生じた 流出物に関する重大な廃棄上の問題を生じる。上記のように、これらの流れは循 環できず、環境への排出の前に処理されることが好ましい。流出物の循環は水の 使用量を減少するのに使用し得るが、その後、処理装置は、循環流出物中の増加 された塩化物の量のために増大された腐食率を受けることがある。As shown in Figure 4, the conventional CEDED process or QC/DEffl technique The use resulted from the cleaning process due to the large amount of chlorine-containing compounds found in it. Creates significant disposal problems for spills. As mentioned above, these flows are circular. It is preferable that the material cannot be recycled and is treated before being discharged into the environment. Effluent circulation is water The treatment equipment can then be used to reduce the amount used, but then the treatment equipment may experience increased corrosion rates due to the amount of chloride added.
しかしながら、対照的に、本発明のO,Z、EDプロセスの使用は、洗浄水中に わずかに最小量の塩素化された物質の生成を生じ、この水は安全に排出でき、即 ち、殆どの環境保護基準内で下水に排出し得る。また、この流出物は、更にきれ いな濾液(これは、塩化物を蓄積しないでその後の使用のために示されたような 前の漂白段階に循環し得る)を得るために逆浸透により処理されてもよい。D漂 白段階が所望される場合、二酸化塩素の需要を低減するための工程が採用される ことがある。E0工程は、パルプが高水準の白色度を得ることを可能にするが、 この工程に於ける水酸化ナトリウム及び酸素の使用により追加の出費が必要とさ れる。また、二酸化塩素を調製するための工業上の操作が知られており、それに より残留塩素の量が最小にされる(例えば、R3プロセスに対するR8プロセス )。However, in contrast, the use of the O,Z,ED process of the present invention Resulting in the formation of only minimal amounts of chlorinated material, this water can be safely drained and immediately disposed of. It can be discharged into sewage systems within most environmental protection standards. Additionally, this spill can be further cleaned. clean filtrate (as indicated for subsequent use without accumulating chloride) may be processed by reverse osmosis to obtain (which may be recycled to the previous bleaching stage). D floating If a white stage is desired, processes are employed to reduce the demand for chlorine dioxide. Sometimes. The E0 process allows the pulp to obtain a high level of whiteness, but The use of sodium hydroxide and oxygen in this process requires additional expense. It will be done. Also, industrial operations for preparing chlorine dioxide are known, and the amount of residual chlorine is minimized (e.g. R8 process versus R3 process). ).
これらの塩素量の減少された薬品は、洗浄水流出物の塩化物の量を減少するため にD段階で使用されることが好ましい。These reduced chlorine chemicals reduce the amount of chloride in wash water effluents. It is preferably used in the D stage.
0、Z、EDに代えて、本発明の0.2.BPプロセスを使用して、塩素化され た化合物が何ら生成されない点で従来技術に対する追加のかなりの利点を得るこ とができる。これは、全ての流出物が、プロセス洗浄水の流れ中に塩化物の蓄積 の問題を生じないで循環されることを可能にする。0.2 of the present invention instead of 0, Z, ED. Chlorinated using BP process An additional significant advantage over the prior art is that no chemical compounds are produced. I can do it. This means that all effluents are free from chloride build-up in the process wash water stream. can be cycled without any problems.
それ故、本発明のプロセスは、流出物の容積、着色、COD 、 BOD及び塩 素化される有機物の減少に関してかなりの利点を生じる。更に、洗浄工程に使用 される流出物は、塩素を使用する従来技術のプロセスと較べてかなり減少された 塩化物の量を含むので、洗浄装置のベントは、排出の前に処理を必要とする塩素 化された有機化合物またはガスを運んでいない。Therefore, the process of the present invention can reduce the volume, color, COD, BOD and salt of the effluent. This results in considerable advantages with respect to the reduction of organic matter that is dilated. Furthermore, it is used in the cleaning process. effluents were significantly reduced compared to prior art processes using chlorine. Washing equipment vents contain chloride and require treatment before discharge. does not carry chemically modified organic compounds or gases.
実施例 本発明の範囲は、以下の実施例に関して更に説明される。これらの実施例は、説 明の目的のみに示されるものであり、本発明の範囲を限定するものと何ら見做さ れるべきではない。特にことわらない限り、全ての薬品の%はオーブン乾燥され た(OD)繊維の重量を基準として計算される。また、当業者は、目標の白色度 の値が正確に得られる必要がないことを理解している。何となれば、目標から± 2%のGEB値が許容できるからである。例11を除いて、D段階を有する全て の例に於いて、6:1の比の二酸化塩素対元素状塩素を含むことが知られている R−3型の二酸化塩素溶液を使用した。Example The scope of the invention is further illustrated with respect to the following examples. These examples are They are provided for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. It shouldn't be. Unless otherwise noted, all chemical percentages are oven dried. (OD) is calculated based on the weight of the fiber. Also, those skilled in the art can determine the target whiteness I understand that the value of does not have to be exact. What happens is ± from the target. This is because a GEB value of 2% is acceptable. All with D stage except for example 11 In this example, it is known to contain a 6:1 ratio of chlorine dioxide to elemental chlorine. R-3 type chlorine dioxide solution was used.
例1 (比較例) テーダマツのチップを、表1中の条件に従って実験バッチ式に蒸煮して通常のク ラフトパルプを製造した。得られたパルプは22.6のKNo、及び27.1c psの粘度を有していた。次いで、クラフトパルプを通常の酸素処理(表2及び 表5)にかけ、続いて通常のQC/DEC順序(表3)及びOZ、 ED漂白順 序(表4及び表5)の両方を使用して83GEBの最終の目標白色度まで漂白し た。オゾン漂白段階は、0.61%のオゾン適用でもって35%のコンシスチン シーで行った。Example 1 (comparative example) Loblolly pine chips were steamed in an experimental batch mode according to the conditions in Table 1 and then cooked in a conventional cooking method. Raft pulp was produced. The obtained pulp has a KNo of 22.6 and 27.1c. It had a viscosity of ps. The kraft pulp was then subjected to regular oxygen treatment (Table 2 and Table 5) followed by normal QC/DEC order (Table 3) and OZ, ED bleaching order bleach to a final target brightness of 83 GEB using both Ta. The ozone bleaching step consists of 35% consistency with 0.61% ozone application. I went by sea.
テーダマツのクラフトパルプ化の条件 条件/工程 パラメーター プレスチーム時間(分)2.5 175℃の温度にする時間 1時間 175℃の温度に於ける時間 1時間 液体:木材の比 4:1 硫化月C(%) 25.8 活性アルカリ(%)17.4 黒液フィルパック(F ILLBACK )からの%AA O,43粘度(cp s ) 27.1 表2 マツの典型的な通常のO段階漂白条件 圧力 (PSIG) 薬品% pl 温度(℃)パルプコンシスチンシー(%)80 2.5NaOH10,211027゜*アルカリ添加及び酸素脱リグニン化の両 方工程 薬品% pH温度(’C)パルプコンシスチンシー(%)C/D 3. 6CI! 1.8 50 3.150.6C1Oz E 1.5NaOH11,67012 工程 薬品% pH温度(0C)パルプコンシスチンシー(%)pH2まで酸性 化 2 22 3〜4 (H2SOO キレート化0.11 2 22 3〜4」2三2!Σ−一一一一一一−−−−− −−−−−−−−−−一一一−一旦り一息匝一■−茎1夏Δど王りy乞辷口痣Z (オゾン)0.2〜12〜422 35〜45E 1.5NaOH11,5TO 12 見−一一一と去犯旦し悲ヱーー明−12−−一一一一一−−−−下記の表6及び 表7に示されるように、これらの条件下のOZ、 ED漂白(よ、目標83%の GE白色度のQC/DED基準パルプと較べて許容できる強度特性を有する15 ルプを生じた。これらの条件下で、OZ−ED/<ルプは9. Tapsの限界 粘度を有して0た。Conditions for making loblolly pine kraft pulp Conditions/process parameters Press team time (minutes) 2.5 Time to reach a temperature of 175℃: 1 hour Time at 175℃ temperature: 1 hour Liquid:wood ratio 4:1 Sulfide month C (%) 25.8 Active alkali (%) 17.4 %AA O, 43 Viscosity (cp) from Black Liquor Fill Pack (FILLBACK) s) 27.1 Table 2 Typical normal O-stage bleaching conditions for pine pressure (PSIG) Chemical % pl Temperature (℃) Pulp consistency (%) 80 2.5NaOH10,211027゜*Both alkali addition and oxygen delignification Process Chemical % pH Temperature ('C) Pulp consistency (%) C/D 3. 6CI! 1.8 50 3.150.6C1Oz E 1.5NaOH11,67012 Process Chemical % pH Temperature (0C) Pulp consistency (%) Acidic up to pH 2 2 22 3-4 (H2SOO Chelation 0.11 2 22 3-4” 2 three 2! Σ-11111--- ------ (Ozone) 0.2-12-422 35-45E 1.5NaOH11,5TO 12 111 and 111 and 11 and 11 and 11 and 11 and 12 and 11 and 11 and 12 and 11 and 11 and As shown in Table 7, OZ, ED bleaching under these conditions (with a target of 83%) 15 with acceptable strength properties compared to GE Brightness QC/DED reference pulp. caused a loop. Under these conditions, OZ-ED/<ru is 9. Limitations of Taps It had a viscosity of 0.
強度特性を、最終り段階の適用が2.5%であるOZ、 !ED/Z/レプにつ (1て測定した。OZ, whose strength properties are applied at the final stage is 2.5%! ED/Z/Repunitsu (Measured 1.
目標の白色度は、過剰の二酸化塩素の仕込みの場合のみで達成された。二酸化塩 素処理に相応するOZ、 Eパルプは、高い白色度がオ゛fン適用を力1なり増 加することのみにより得ることができることを示し、これ(おベルブの粘度及び 強度の力)なりの損失を生じる。The target brightness was achieved only with an excess of chlorine dioxide. salt dioxide The high whiteness of OZ and E pulps, which are suitable for raw processing, makes it possible to apply the oven by a factor of 1. This (the viscosity of the velvet and (strength force) causes a certain amount of loss.
工竺至二塞声欠1〃匹ml控1以準 O7,ED QC/DBD □ C3F ” 引裂 破断 CSF ” 引裂 破断646 205 6.54 659 228 5.85508 142 g、46 492 147 8.4 9351 145 8.81 334 126 8.50*カナダ規格ろ氷炭 表7 マツのクラフトOZ、 ED白色度応答−匹朋ゴ6)−−一一一−−−−−−− −−−−−ン含量を有するパルプを生じた。1 animal, 1 ml, 1 or above O7, ED QC/DBD □ C3F “Tear rupture CSF” Tear rupture 646 205 6.54 659 228 5.85508 142 g, 46 492 147 8.4 9351 145 8.81 334 126 8.50 *Canadian standard filtered charcoal Table 7 Pine Craft OZ, ED Whiteness Response-Comparison 6)--111-------- This resulted in a pulp with ------- content.
煮立 テーダマツのクラフト/AQパルプ化の条件刹1−/Ii−一一一一一一一−二 竺二辷プレスチーム時間(分)2.5 175℃の温度にする時間 1時間 175℃の温度に於ける時間 1時間 液体、木材の比 4:1 硫化月【(%) 25.3 活性アルカリ (%) 18.0 黒液フイルパツクからの%AA 0.43木材に対するAQ% 0.025 れるような通常のQC/DEC順序及びOZ= ED順序を使用して目標の白色 度83%GEB i二更に漂白した。クラフトAQパルプ化技術の使用は、オゾ ン漂白段階のために許容できる粘度特性を有する低KNo、の出発、(ルブを製 造する目標を達成した。オゾン漂白段階を、0,35%のオゾン適用でもって3 5%のコンシスチンシーで行G玉、166%のCl0zを最終り段階で使用して 目標の白色度に到達した。Boiling Loblolly pine craft/AQ pulping conditions 1-/Ii-111111-2 Press team time (minutes) 2.5 Time to reach a temperature of 175℃: 1 hour Time at 175℃ temperature: 1 hour Liquid to wood ratio 4:1 Sulfur month [(%) 25.3 Active alkali (%) 18.0 %AA from black liquor film pack 0.43 AQ% on wood 0.025 target white using the normal QC/DEC order and OZ=ED order such that It was further bleached with 83% GEB i. The use of Kraft AQ pulping technology A starting point of low KNo, with acceptable viscosity properties for the bleaching stage (lube made Achieved the goal of building. 3 ozone bleaching steps with 0.35% ozone application Using row G ball with 5% consistency and 166% Cl0z in the final stage. The target whiteness was achieved.
下記の表9及び表10に示されるように、最終二酸化塩素段階薯こ於(する白色 度応答により測定される光学的性質は改良され、強度特性はQC/DED基準と 比較して許容できた。As shown in Tables 9 and 10 below, the final chlorine dioxide stage Optical properties measured by degree response have been improved, and intensity properties have been improved to meet QC/DED standards. It was acceptable in comparison.
マツのクラフト/AQ QC/DED及びO7,EDの性質の比較QC/DED OL ED CSF 引裂 破断 C3F 引裂 破断因子 長さ 因子 長さ 658 194 6.02 650 194 6.29524 139 8.1 4 497 159 7.83352 128 8.92 334 130 8 J4190 119 8.74 211 121 8.59表10 マツのクラフト/AQ OZ、 HD白色度応答白色度 52.9 76.8 80.7 g3.283.483.8(GEB%) 例3 (比較例) 約24のKNo、を有するマツのクラフトブラウンストックを約30〜36重量 %のコニ/シスチンシーまでプレスして高コンシスチンシーのマットを製造した 。ブラウンストックのマットを、バルブの乾燥重量を基準として約2.5重量% の水酸化ナトリウムを生じるのに充分な量の10%の水酸化ナトリウム溶液で噴 霧した。希釈水を充分な量で添加してブラウン刈・ツクのマットを約27%のコ ンシスチンシーに調節した。次いで高コンシスチンシーのブラウンストックのマ ・ソトを、下記の条件を使用し1酸素脱リグニン化にかけた。110℃、30分 、5.6kg1011″(801)S iH)の0.。Pine Craft/AQ Comparison of properties of QC/DED and O7, ED QC/DED OL ED CSF tear rupture C3F tear rupture factor length factor length 658 194 6.02 650 194 6.29524 139 8.1 4 497 159 7.83352 128 8.92 334 130 8 J4190 119 8.74 211 121 8.59 Table 10 Matsu no Craft/AQ OZ, HD whiteness response whiteness 52.9 76.8 80.7 g3.283.483.8 (GEB%) Example 3 (comparative example) Craft brown stock of pine with KNo. of about 24, about 30-36 weight % of consistency/cysticity to produce a high consistency mat. . Approximately 2.5% brown stock matte based on the dry weight of the bulb. of 10% sodium hydroxide solution to yield It was foggy. Add a sufficient amount of dilution water to reduce the brown-kari/tsuku mat to about 27% The temperature was adjusted to Next is high consistency brown stock mackerel. - Soto was subjected to monooxygen delignification using the following conditions. 110℃, 30 minutes , 5.6kg1011″ (801) S iH) 0..
例4 例3のマツのクラフトブラウンストックを、オーブン乾燥されたノクルプを基準 として3日のNaOHの添加を行うのに充分な容積の10%のNaOH溶液と一 緒に処理容器に導入した。充分な希釈水を添加して処理容器中で約3重量%のブ ラウンストックコンシスチンシーを得た。ブラウンストック及び水酸化ナトリウ ム水溶液を約15分間でリボンミキサーにより室温で均一に混合した。次いで、 処理されたブラウンストックを約27重量%のコンシスチンシーまでプレスした 。プレス後、繊維の水酸化ナトリウムは例3の場合のように約2.5%に等しか った。次いで、処理されたブラウンストックを例3に記載した酸素脱リグニン化 操作に従って脱リグニン化した。比較を表11に示す。Example 4 The pine kraft brown stock from Example 3 is based on oven-dried Nokulup. Add enough volume of 10% NaOH solution to make 3 days of NaOH addition. It was introduced into the processing container at the same time. Add sufficient dilution water to obtain approximately 3% by weight of chlorine in the processing vessel. Obtained round stock consistency. Brown stock and sodium hydroxide The aqueous solution was uniformly mixed at room temperature using a ribbon mixer for about 15 minutes. Then, The treated brown stock was pressed to a consistency of approximately 27% by weight. . After pressing, the sodium hydroxide in the fibers is only equal to about 2.5% as in Example 3. It was. The treated brownstock was then subjected to oxygen delignification as described in Example 3. Delignification was performed according to the procedure. A comparison is shown in Table 11.
KNo、 13 9 粘度(cps) 14.8 14.0 例3と例4の比較かられかるように、低コンシスチンシーのアルカリ添加、続い て高コンシスチンシーの酸素処理(0ヨ)を使用する本発明の好ましい方法は、 強度特性を殆ど変化させないで、従来技術の方法よりも大きな脱リグニン化(低 フンシスチンシー)を有する漂白ブラウンストックを生じた。KNo. 13 9 Viscosity (cps) 14.8 14.0 As can be seen from the comparison of Examples 3 and 4, alkali addition of low consistency followed by A preferred method of the invention using high consistency oxygen treatment (0yo) is Greater delignification than prior art methods with little change in strength properties The result was bleached brown stock with a 100% white color.
このプロセスにより製造された低KNo、のバルブの結果として、その後の漂白 工程は高白色度の少ないリグニンを含むパルプを調整するように調節し得る。こ うして、このようなバルブの漂白段階は、本発明により処理されないパルプより も少ない漂白剤または短い漂白時間を必要とする。As a result of the low KNo. valves produced by this process, subsequent bleaching The process can be adjusted to produce a pulp containing less lignin with high brightness. child Thus, the bleaching step of such bulbs is more effective than pulp not treated according to the invention. Also requires less bleach or shorter bleaching time.
例5 本発明の例4の0.プロセスによりマツから製造されたバルブを、通常に(0) (即ち、低コンシスチンシーのアルカリ処理工程を使用しないで)製造されたバ ルブと比較する。ブラウンストックのパルプの高コンシスチンシーの酸素脱リグ −ン化に関する平均の苛性アルカリ投与量はオーブン乾燥された1トン当たり4 5ポンド(ポンド/トン)即ち2.3%であることがわかった。その量で、酸素 脱リグニン化反応器当たりの平均のK No−の低Fは10単位であった。好ま しい処理工程によりパルプに適用される同量の苛性アルカリに関して、脱リグニ ン化中の平均のKNo、の低下は13単位、通常のプロセスに較べて30%の改 良であることがわかった。Example 5 0 of Example 4 of the present invention. Valve made from pine by process (0) (i.e., without using a low-consistency alkaline treatment step) Compare with Lube. High consistency oxygen deriging of brown stock pulp - The average caustic dosage for carbonization is 4 per ton oven-dried. It was found to be 5 pounds per ton or 2.3%. At that amount, oxygen The average KNo-low F per delignification reactor was 10 units. Like For the same amount of caustic applied to the pulp by a new treatment process, delignification The average KNo during conversion was 13 units, a 30% improvement compared to the normal process. It turned out to be good.
また、脱リグニン化の選択性に於けるこの利点を、バルブ粘度の比較により示す ことができる。通常のバルブに関する平均のKNo、及び粘度は、夫々12、■ 及び14、4cpsであった。本発明の好ましい処理プロセスに関して、実質的 に同じ粘度(14,0cps)に於ける平均のKNo、は8.3であった。We also demonstrate this advantage in selectivity of delignification by comparing bulb viscosities. be able to. The average KNo and viscosity for normal valves are 12 and ■ and 14.4 cps. Regarding the preferred treatment process of the present invention, substantially The average KNo at the same viscosity (14.0 cps) was 8.3.
また、脱リグニン化の選択性を、ブラウンストックバルブと相当する処理バルブ との間の粘度の変化対KNo、の変化として表すことができる。酸素脱リグニン 化の選択性は、KNo、の変化が1OKNo、単位を越え始める時にかなり早く 低下する。選択性の低下は、所定のI<No、の変化に対する粘度の変化の急速 な増加として観察される。例えば、1g単位のKNo、の変化に対して、粘度の 相当する変化は12〜+3cpsであると予想される。対照的に、好ましい方法 を使用して処理された脱リグニン化されたバルブにより得られるKNo、の同じ 変化(1g単位)に対して、粘度の変化は約6 cpsであることがわかった。In addition, the selectivity of delignification was improved using a processing valve comparable to a brown stock valve. can be expressed as the change in viscosity between KNo. oxygen delignification The selectivity of conversion is quite rapid when the change in KNo starts to exceed 1 OKNo descend. The decrease in selectivity is due to the rapid change in viscosity for a given change in I<No. observed as a significant increase. For example, for a change in KNo in units of 1 g, the viscosity changes. The corresponding change is expected to be 12 to +3 cps. In contrast, the preferred method The same of KNo, obtained by delignified valve treated using The change in viscosity was found to be approximately 6 cps for each gram change (in units of 1 g).
KNo、の変化当たりの粘度の変化は、本発明の好ましい処理プロセスを使用し て得られたバルブに関して16〜17単位のKNo、の変化まで一定であること が明らかである。結果を表12に示す。The change in viscosity per change in KNo. For the valve obtained by is clear. The results are shown in Table 12.
KNo、 21.9 20.5 粘度(CpS) 21.5 20.5 KNo、 /粘度の比 1.02 1.0酸素脱リグニン化段階のバルブ KNo、 12.1 8.3 粘度(cps) 14.4 14.0 KNo、 /粘度の比 0.84 0.59苛性アルカリ、ポンド/トン 39 .4 46.0脱リグニン化(%)44.7 59.5珂且 南部のマツバルブを、例4及び例5に記載された均一なアルカリ処理と組み合わ せて表2の条件を有する改良された酸素脱リグニン化プロセス(0,)並びに下 記の表13に示された条件を使用して、運転している600TPD薄紙(fin e paper)工、場で製造した。この新規な方法により製造されたO段階パ ルプは、本発明の実施態様に記載されたようなオゾンを使用する漂白プロセスを うまく完結するのに必要とされる性質を有していた。酸素段階バルブは7.9の KNo、を有していた(約12の典型的な通常のO段階のKNo、と比較のこと )。脱リグニン化されたバルブの粘度は15cpsであり、改良された酸素プロ セスの使用により得られる脱リグニン化の高い程度により殆ど低下されなかった 。次いで、このバルブを、本明細書に記載された多くのプロセス実施態様のいず れかを使用して更に漂白して、許容できる最終強度及び光学的性質を有するバル ブを製造することができた。KNo. 21.9 20.5 Viscosity (CpS) 21.5 20.5 KNo. / viscosity ratio 1.02 1.0 Oxygen delignification stage valve KNo. 12.1 8.3 Viscosity (cps) 14.4 14.0 KNo./viscosity ratio 0.84 0.59 Caustic alkali, lb/ton 39 .. 4 46.0 Delignification (%) 44.7 59.5 K Combining southern pine bulb with the uniform alkaline treatment described in Examples 4 and 5 The improved oxygen delignification process (0,) with the conditions in Table 2 and the Using the conditions shown in Table 13 below, the operating 600 TPD fin epaper) was manufactured on-site. O-stage parts produced by this new method A bleaching process using ozone as described in an embodiment of the present invention It had the qualities needed for successful completion. Oxygen stage valve is 7.9 KNo. (compare with a typical normal O-stage KNo. of about 12). ). The viscosity of the delignified bulb was 15 cps and the improved oxygen was hardly reduced due to the high degree of delignification obtained with the use of . This valve is then subjected to any of the many process embodiments described herein. Further bleaching using either of the We were able to produce a bu.
このバルブのC/DED漂白を、表14に記載されたようにして、実験室で完結 して性質の比較のための基準を得た。C/DED bleaching of this bulb was completed in the laboratory as described in Table 14. and obtained a standard for comparison of properties.
工程 OD織繊維使用 pH温度 バルブされた薬品(%) (℃) コンシス チンシー(%)処理 30% −223−4 (NaOH) 酸素(Oz) 80psig 10.2 110 27表14 C/D 2.4 C1g 1.8 50 3.150.4C10z E 1.05NaOH11,57012D 0.23C1Oz 4.2 60 12オゾン漂白段階を、図2に示されたようなパイロットプラント反応器中で行 った。パイロットプラント反応器の操作条件を表15に示す。Process OD woven fiber used pH temperature Valved chemicals (%) (℃) Consys Chinshi (%) treatment 30% -223-4 (NaOH) Oxygen (Oz) 80 psig 10.2 110 27 Table 14 C/D 2.4 C1g 1.8 50 3.150.4C10z E 1.05NaOH11,57012D 0.23C1Oz 4.2 60 12 The ozone bleaching step is carried out in a pilot plant reactor as shown in Figure 2. It was. The operating conditions of the pilot plant reactor are shown in Table 15.
ガスの流れとバルブの流れ 並流 操作速度 6.50D TPD ” ガスの流量 58 scfm バルブコンシスチンシー 42% オゾン適用(注ニオシン 1.18% を消費する溶解固体を含 むバルブのためオゾン使 用量を増加した) バルブ滞留時間 1分 2、段階KNo、 3.9 Z、段階粘度 11.8cps パイロットプラント反応器中で生じたオゾン漂白されたバルブを、その後、上記 の表5に記載したようにして、実験室で抽出段階及び二酸化塩素段階で処理して 目標の白色度で最終漂白バルブを製造した。わずかに1.0%のCIO□の最終 り段階の仕込みを繊維に対して使用した。Gas flow and valve flow parallel flow Operation speed 6.50D TPD” Gas flow rate 58 scfm Valve consistency 42% Ozone application (Note: Niosin 1.18%) Contains dissolved solids that consume Ozone is used because of the valve (increased dose) Valve residence time 1 minute 2. Stage KNo. 3.9 Z, step viscosity 11.8 cps The ozone bleached bulbs produced in the pilot plant reactor are then treated in the laboratory with an extraction step and a chlorine dioxide step as described in Table 5 of A final bleach bulb was produced with the target brightness. Only 1.0% of CIO□ final A stage preparation was used for the fibers.
オゾン漂白されたバルブの強度及び光学的性質は、通常のQC/DED基準と較 べて許容できたものであり、その比較の結果を下記の表16及び表17に示す。The strength and optical properties of ozone bleached bulbs are compared to conventional QC/DED standards. The results of the comparison are shown in Tables 16 and 17 below.
C3F 引裂 破断 CSF 引裂 破断因子 長さ 因子 長さ 656 147 6.80 659 177 5.57511 113 8.0 0 510 146.6.93335 96 8.69 367 111’ 7 .90CIO!(%) 0 0.5 1.0 白色度(GEB%) 55.0 70.0 84.2例7 本発明の方法の実用性及び適用性の!1!囲を更に例示するため、主としてゴム 及び樫を含む混合広葉樹からの南部の広葉樹繊維を、」二足の例6に記載したパ イロットプラント中でオゾンで漂白した。6007PD工場で製造された通常の 酸素段階バルブをパイロットプラント反応器中でオゾンで処理した。酸素段階バ ルブは5.7のKNo、及び14.1の粘度を有していた。C3F tear rupture CSF tear rupture factor length factor length 656 147 6.80 659 177 5.57511 113 8.0 0 510 146.6.93335 96 8.69 367 111' 7 .. 90CIO! (%) 0 0.5 1.0 Whiteness (GEB%) 55.0 70.0 84.2 Example 7 of the practicality and applicability of the method of the invention! 1! To further illustrate the scope, mainly rubber Southern hardwood fibers from mixed hardwoods, including Bleached with ozone in the Ilot plant. Normally manufactured at 6007PD factory The oxygen stage valve was treated with ozone in the pilot plant reactor. Oxygen stage bar The lube had a KNo of 5.7 and a viscosity of 14.1.
0段階パルプの一部を実験室中で通常のC/DED順序により最終漂白して比較 のための基準を得た。C/DED条件を表18に示す。Comparison of final bleaching of a portion of stage 0 pulp by conventional C/DED sequence in the laboratory. Obtained standards for. Table 18 shows the C/DED conditions.
青用 工程 薬品(%)pH温度(℃)バルブコンシスチンシー(%)C/D 1.6 I C1z 1.8 50 3.150.26 ciot E 1.0NaOH11,97012 D 0.3Σ匹10. 43=」西−一一一一一区−−−−−−−−−−オシン 反応器の処理条件を表19に示す。次いで/ぐイロットプラントZ1段階のバル ブを表20に示されるような通常のE段階及びD段階により目標の白色度まで最 終漂白した。わずかに0.35%のD段階のCIO□仕込みを00/(/レプ【 二対して使用した。強度及び白色度特性は、表21及び表22に示されるように 基準と較べて許容できた。For blue Process Chemical (%) pH Temperature (℃) Valve consistency (%) C/D 1.6 I C1z 1.8 50 3.150.26 ciot E 1.0NaOH11,97012 D 0.3Σ animals 10. 43=”West-11111 Ward-----Oshin The treatment conditions of the reactor are shown in Table 19. Next/Guilot Plant Z1 stage bar to the target whiteness using normal E and D stages as shown in Table 20. Finally bleached. Only 0.35% D-stage CIO□ preparation 00/(/Rep [ Used for two. The strength and whiteness properties are as shown in Table 21 and Table 22. It was acceptable compared to the standard.
飢 広葉樹のパイロットプラント反応器の操作条件操作パラメーター 値または条件 ガスの流れとバルブの流れ 並流 操作速度 900 TPD ガスの流量 60 scfm パルプコンシスチンシー 36% オゾン適用(注、オゾン 0.86% を消費する溶解固体を含 むバルブのためオゾン使 用量を増加した) バルブ滞留時間 1分 Z1段階KNo、 2.5 z1段階粘度 11.9cps Z1段階白色度 63%GBB 表20 E 1.0NaOH12,07012 C3F 引裂 破断 C3F 引裂 破断因子 長さ 因子 長さ 526 89.9 4.41 515 88.3 4.52399 87.2 5.71 419 82.0 5.65262 79.5 6.26 293 70.5 6.56例5と同様の比較試験を、主としてゴム及び樫を含む混合広 葉樹から実験室で製造されたクラフト広葉樹バルブについて行った。再度、改良 された酸素プロセス(0,)を使用する酸素脱リグニン化反応器に関するかなり 大きなKNo、の低下が通常の酸素処理(0)と較べて得られることがわかった 。広葉樹に対する平均の苛性アルカ」ノ投与量は、27ポンド/トン、即ち1. 4%であった。これは酸素工程中に約5単位のKNo、の低下を生じた。本発明 の改良された酸素プロセスにより使用された同量の苛性アルカリに関して、約7 .3単位の平均のKNo、の低下が得られ、これはほぼ50%の増加であった。hunger Hardwood Pilot Plant Reactor Operating Conditions Operating Parameters Values or Conditions Gas flow and valve flow parallel flow Operation speed 900 TPD Gas flow rate 60 scfm Pulp consistency 36% Ozone applied (note, ozone 0.86% Contains dissolved solids that consume Ozone is used because of the valve (increased dose) Valve residence time 1 minute Z1 stage KNo, 2.5 z1 stage viscosity 11.9cps Z1 stage whiteness 63%GBB Table 20 E 1.0NaOH12,07012 C3F tear rupture C3F tear rupture factor length factor length 526 89.9 4.41 515 88.3 4.52399 87.2 5.71 419 82.0 5.65262 79.5 6.26 293 70.5 6.56 A comparative test similar to Example 5 was carried out using a mixture containing mainly rubber and oak. We followed a kraft hardwood valve manufactured in the laboratory from leafwood. Improved again Considerable information regarding the oxygen delignification reactor using the oxygen process (0,) It was found that a large decrease in KNo was obtained compared to normal oxygen treatment (0). . The average caustic alkali dosage for hardwoods is 27 lb/ton, or 1. It was 4%. This resulted in a drop in KNo of approximately 5 units during the oxygen step. present invention For the same amount of caustic used by the improved oxygen process of ca. .. An average KNo. reduction of 3 units was obtained, which was an increase of approximately 50%.
脱リグニン化の選択性のこの利点は、またバルブ粘度を比較することにより示す ことができる。平均の広葉樹のKNo、及び粘度は、夫々7.6及び16cps であることがわかった。本発明に関して、6のKNo、及び17.7の粘度が得 られた。また、未処理のバルブと同じ粘度(16cps)に於けるKNo、は5 .8であることがわかった。This advantage of selectivity in delignification is also shown by comparing bulb viscosities. be able to. The average hardwood KNo and viscosity are 7.6 and 16 cps, respectively. It turned out to be. For the present invention, a KNo of 6 and a viscosity of 17.7 were obtained. It was done. In addition, the KNo at the same viscosity (16 cps) as the untreated valve is 5. .. It turned out to be 8.
また、脱リグニン化の選択性は、ブラウンストックバルブと相当する改良された 酸素処理パルプとの間の粘度の変化対KNo、の変化に関して表すことができる 。Additionally, the selectivity of delignification was improved, comparable to the brown stock valve. The change in viscosity between the oxygen-treated pulp and the change in KNo, can be expressed in terms of the change in KNo. .
通常の酸素処理されるバルブを本発明のバルブと比較すると、脱リグニン化の増 大された程度に関して脱リグニン化の選択性に大きな減少がある。4単位のKN o、の変化に関して、粘度の平均の変化は、通常のプロセスにより製造されたバ ルブに関して4 cpsであった。対照的に、改良された酸素法により製造され たバルブに関して粘度の同じ変化に対するKNo、の変化は7単位であった。脱 リグニン化の選択性の比に関して表して、改良法に関する選択性は1.8 KN o、 /cpsであり、通常のプロセスに関する選択性はI KNo、 /cp sであり、これは80%の増加であった。結果を表23に示す。When comparing valves treated with conventional oxygen to valves of the present invention, increased delignification was observed. There is a large decrease in the selectivity of delignification with respect to increased extent. 4 units of KN With respect to the change in o, the average change in viscosity is It was 4 cps for lube. In contrast, produced by a modified oxygen method For the same valve, the change in KNo. for the same change in viscosity was 7 units. Escape Expressed in terms of the selectivity ratio of lignification, the selectivity for the improved method is 1.8 KN o, /cps, and the selectivity for normal processes is IKNo, /cp s, which was an 80% increase. The results are shown in Table 23.
KNo、 12.3 13.0 粘度(cps) 21.6 23.4 KNo、 /粘度の比 0.57 0.56酸素脱リグニン化段階のバルブ KNo、 7.6 6.0 粘度(cps) 16.0 17゜7 KNo、 /粘度の比 0.47 0.33苛性アルカリ、ポンド/トン 27 .6 26.4脱リグニン化(%)38.0 54.0汎 一連の実験を、通常の酸素脱リグニン化段階(0)で600TPD薄紙工場から のバルブを使用してパイロットプラント中で行った。これらの実験は、南部の広 葉樹を使用するオゾン漂白プロセスに関するpHの効果を示すために行った。反 応器の操作条件を、表24に示された条件で一定に保ち、オゾン段階のpHが唯 一の変数であった。KNo. 12.3 13.0 Viscosity (cps) 21.6 23.4 KNo. / viscosity ratio 0.57 0.56 Oxygen delignification stage valve KNo. 7.6 6.0 Viscosity (cps) 16.0 17°7 KNo./viscosity ratio 0.47 0.33 Caustic alkali, lb/ton 27 .. 6 26.4 Delignification (%) 38.0 54.0 General A series of experiments were carried out from a 600 TPD tissue paper mill at a normal oxygen delignification stage (0). The test was carried out in a pilot plant using a valve of These experiments This was done to demonstrate the effect of pH on the ozone bleaching process using leafwood. anti The operating conditions of the reactor were kept constant as shown in Table 24, and the pH of the ozone stage was maintained constant. It was the first variable.
青晟 広葉樹のパイロットプラント反応器の典型的な操作条件操作パラメーター 値ま たは条件 ガスの流れとバルブの流れ 並流 操作速度 90D TPD ガスの流量 40 scfm バルブコンシスチンシー 40% オゾン適用(注ニオシン 1% を消費する溶解固体を含 むバルブのためオゾン使 用量を増加した) パルプ滞留時間 1分 下記の表25かられかるように、オゾン漂白プロセスに関するpt(の効果は低 pHで重要であり、漂白プロセスの選択性を有益に改良する。Qingsei Typical Operating Conditions Operating Parameters Values for Hardwood Pilot Plant Reactors or conditions Gas flow and valve flow parallel flow Operation speed 90D TPD Gas flow rate 40 scfm Valve consistency 40% Ozone applied (Note: Niosin 1%) Contains dissolved solids that consume Ozone is used because of the valve (increased dose) Pulp residence time 1 minute As can be seen from Table 25 below, the effect of pt (on ozone bleaching process is low). It is important in pH and beneficially improves the selectivity of the bleaching process.
Z、段階に於けるKNo、の変化 −2,79−3,17−3,16−3,67 Z、段階に於ける白色度(GEB) ノ変化 +12.1 +15.0 +11 .7 +17.4z1段階に於ける粘度(cps )の変化 −6,0−7,1 −4,9=4.4例l0 0Z、 EDプロセスを使用して充分に漂白されたパルプを製造することの有益 な効果を示すための幾つかの比較の性質が重要である。典型的な操作データ及び 流出物の測定を、南部のマツに関してCHDEC漂白順序及びOC/DED漂白 順序を使用する運転工場から集めた。これらの性質を、例1で調製されたOZ、 EDパバル及び流出物を使用して、OZ−ED順序により製造された流出物の 性質と比較した。通常のCEDED順序に関して、表26を参照のこと。通常の QC/DED順序に関して、上記の表2及び表3を参照のこと。また、OZ、 ED順序に関して、上記の表4及び表5を参照のこと。CEDEC順序の流出物 は、組み合わされたC−Et 、DI、Et及びり。Z, change in KNo in stage -2,79-3,17-3,16-3,67 Z, change in whiteness (GEB) in stage +12.1 +15.0 +11 .. 7 +17.4z Change in viscosity (cps) in 1 stage -6,0-7,1 -4,9=4.4 cases l0 Benefits of producing fully bleached pulp using the 0Z, ED process The nature of some comparisons is important to show the effects. Typical operating data and Effluent measurements were performed using CHDEC bleaching sequence and OC/DED bleaching for southern pines. Collected from operating factory using order. These properties were compared to the OZ prepared in Example 1, Effluent produced by OZ-ED sequence using ED Pabal and effluent Compared with the nature. See Table 26 for normal CEDED order. normal See Tables 2 and 3 above for QC/DED order. Also, OZ, See Tables 4 and 5 above for ED order. CEDEC order effluent is the combined C-Et, DI, Et, and so on.
の流出物であることが注目されるべきである。QC/DED流出物は、C/D、 E及びDの組み合わされた流出物であり、OZ、 ED流出物はD段階の流出物 であり、夫々が幾つかの流出物の性質を示す。下記の表27に示されるように、 オゾン漂白順序は、漂白プロセスからの流出物の環境上の影響を実質的に軽減す る。着色を測定するために、EPA法110.2を使用した。このデータから、 本発明は約2ポンド/トン以下の着色物、約2ポンド/トン以下のBOD5値及 び約2以下、好ましくは約0.8未満の全有機塩化物の量を有する排出流出物を 与えることがわかる。It should be noted that the effluent of QC/DED effluent is C/D, E and D combined effluent, OZ, ED effluent is D stage effluent , each exhibiting some effluent properties. As shown in Table 27 below, The ozone bleaching sequence substantially reduces the environmental impact of the effluent from the bleaching process. Ru. EPA method 110.2 was used to measure coloration. From this data, The present invention applies to colored materials of less than about 2 pounds/ton, BOD5 values of less than about 2 pounds/ton, and and a total organic chloride amount of less than about 2, preferably less than about 0.8. I know how to give.
C5,3CI□ 4.10 40 3.15E 3.25 NaOH11,37 012D ICIO236012 E O,6NaOH11,6701,2表27 BOD、(1ボンド/トン) 34 21 1着色物(1ボンド/トン)367 83 1未満南部のマツクラフトパルプを、基本的な0ZED順序の三つの改 良を使用して漂白した。第一の順序(O2,IED)に於いて、パルプを、通常 の酸素、改良されたオゾン、苛性アルカリ抽出及びctot/CI□の比6:1 でR−3順序で製造された二酸化塩素を用いて表4及び表5のように漂白した。C5,3CI□ 4.10 40 3.15E 3.25 NaOH11,37 012D ICIO236012 E O,6NaOH11,6701,2Table 27 BOD, (1 bond/ton) 34 21 1 colored material (1 bond/ton) 367 83 Less than 1 Southern pine kraft pulp was processed through three modifications of the basic 0ZED order. Bleached using good quality. In the first order (O2, IED) the pulp is usually of oxygen, improved ozone, caustic extraction and ctot/CI□ ratio 6:1 Bleaching was performed using chlorine dioxide prepared in the R-3 order as shown in Tables 4 and 5.
第二の順序に於いて、改良された酸素プロセス(0,)を使用し、再度、最終段 階はR−3型の二酸化塩素を使用した。In the second sequence, again using the improved oxygen process (0,), the final stage For the floor, R-3 type chlorine dioxide was used.
第三の順序に於いて、改良された酸素プロセス(01)をもう一度使用し、最終 段階でR−8二酸化塩素溶液を95:lの比で使用した。表28は、改良された 酸素プロセス(0,)の使用により与えられた顕著な環境上の影響を示す。また 、R−8漂白液は顕著な効果を有していた。In the third sequence, the modified oxygen process (01) is used again and the final R-8 chlorine dioxide solution was used in the step at a ratio of 95:l. Table 28 has been improved Figure 2 shows the significant environmental impact caused by the use of oxygen processes (0,). Also , R-8 bleach had a significant effect.
最後の段階に於けるC1oz/C1tの比 6:1 6:1 95:ITOCI 、ポンド/トン 0.8 0.3 0.2刑U 南部のデータマツのパルプを、上記の表1及び表8に記載されたクラフト法及び クラフト/AQパルプ化プロセスにより調製した。更に、これらのパルプを、例 4及び例5に記載された通常の酸素脱リグニン化及び改良された酸素脱リグニン 化にかけて、オゾン漂白順序に関するこれらのプロセスを組み合わせることの効 果(パルプ強度に関して最小の影響でもって脱リグニン化を延長することに関す る)を示した。表29から容易にわかるように、これらのプロセスは累積的な効 果を生じる。最終粘度に殆ど影響しないで極めて低いO、Z 、 E KNo、 に達することができる。逆に、従来記載されたオゾン漂白プロセスに関して約3 .5の目標のO、Z 、 E KNo、に達するのに必要とされるオゾンの量を かなり減少することができる。加えて、累積的な効果は、非常に低い0−I Z −E KNo、が機能性過酸化物段階に必要とされる場合に、O、Z 、 B Pプロセスにより充分に漂白し得る南部のマツパルプを生じる。C1oz/C1t ratio at the final stage 6:1 6:1 95:ITOCI , Pound/Ton 0.8 0.3 0.2 Penalty U The pulp of the southern data pine was processed using the Kraft method and the methods described in Tables 1 and 8 above. Prepared by Kraft/AQ pulping process. Furthermore, these pulps, e.g. Conventional oxygen delignification and modified oxygen delignification as described in Example 4 and Example 5. The effectiveness of combining these processes on the ozone bleaching sequence (Regarding prolonging delignification with minimal impact on pulp strength) ) was shown. As can be easily seen from Table 29, these processes have a cumulative effect. produce fruit. Extremely low O, Z, E, KNo, with almost no effect on final viscosity. can be reached. Conversely, for previously described ozone bleaching processes about 3 .. The amount of ozone required to reach the targets of O, Z, E, KNo. can be significantly reduced. In addition, the cumulative effect is very low 0-IZ -E KNo, if required for the functional peroxide stage, O, Z, B The P process produces a southern pine pulp that can be fully bleached.
パラメーター クラフト+0 クラフト/AQ+ クラフト/AQ +(従来技 術) 0 0゜ 夫々の場合に0.5%のオゾン の適用 KNo、 6.2 3.4 1.8 粘度(cps) 12.1 11 10.13.5の目標KNo、に於ける 性質及びオゾン適用 オゾン(%) 1.0 0.5 0.29南部の針葉樹、即ちデータマツを、表 26に示された通常のCHDBD順序を使用し、上記の表2及び表3に示された 通常のQC/DED順序を使用し、そして上記の表4及び表5に示された02. EDIllN序を使用して目標の83GEHの白色度まで漂白した。木材系の 汚物(dirt)を精製し、0.75重量%の量て’02. ED出発ブラウン ストックに添加して、CEDED漂白及びQC/DED漂白に較べて汚物を除去 するこの順序の能力を調べた。有効黒色領域(Effective Black Area)、樹皮及び結束繊維として測定されたこれらの順序の汚物特性は同 等であった。Parameters Craft + 0 Craft/AQ+ Craft/AQ + (Conventional technique Technique) 0 0゜ 0.5% ozone in each case application of KNo. 6.2 3.4 1.8 At the target KNo of viscosity (cps) 12.1 11 10.13.5 Properties and ozone application Ozone (%) 1.0 0.5 0.29 Coniferous trees in the south, namely data pines, are shown in the table. 26 and as shown in Tables 2 and 3 above. 02.02 using the normal QC/DED sequence and shown in Tables 4 and 5 above. Bleached to a target brightness of 83GEH using EDIllN sequence. wood-based Dirt was purified and 0.75% by weight '02. ED departure brown Added to stock to remove dirt compared to CEDED bleach and QC/DED bleach We investigated the ability of this order. Effective black area Area), the soil properties of these sequences measured as bark and binding fibers are the same. etc.
徂 この例は、本発明のオゾン漂白プロセスの適用性の範囲を示す。漂白パルプを、 オゾン及び二酸化塩素の仕込みの適当な組み合わせを使用して広範囲の生成物白 色度にわたって製造でき、環境上の影響及び操作コストを最小にすることができ る。下記の表30に示されるように、65%GEB以上の白色度を有する生成物 を、がなりの強度特性を保持しながら、オゾン及び二酸化塩素の種々の組み合わ せにより製造することができる。Next This example illustrates the range of applicability of the ozone bleaching process of the present invention. bleached pulp, A wide range of products can be whitened using the appropriate combination of ozone and chlorine dioxide charges. Can be manufactured across a wide range of colors to minimize environmental impact and operating costs. Ru. Products with whiteness greater than or equal to 65% GEB as shown in Table 30 below , various combinations of ozone and chlorine dioxide while retaining their strength properties. It can be manufactured by
工程 薬品 pH温度 時間 パルプ GEB KNo、粘度0(%)(℃)( 分)コンシスチンシー(%)(%) (40ml) (cps)0、[表13に 示された条件] 40 8.5 12.5L O,432221,5435O− 10E 1.5 11.570 60 12 −− −− 9.8D 0.5 4−5 70 180 12 65−9.60、7 70 9.6 *0.段階後の粘度値は、確立されたデータに基いて内挿された値である。Process Chemicals pH Temperature Time Pulp GEB KNo, Viscosity 0 (%) (℃) ( minutes) Consistency (%) (%) (40ml) (cps) 0, [Table 13 Conditions shown] 40 8.5 12.5L O, 432221, 5435O- 10E 1.5 11.570 60 12 --- 9.8D 0.5 4-5 70 180 12 65-9.60, 7 70 9.6 *0. The post-stage viscosity value is an interpolated value based on established data.
本明細書に開示された発明は上記の目的を満たすように良く適合されることが明 らかであるが、多くの改良及び実施態様が当業者により考案されることが理解さ れ、請求の範囲は本発明の真の精神及び範囲中にあるこのような改良及び実施態 様を全て含むことが意図される。It is clear that the invention disclosed herein is well adapted to meet the above objectives. It is understood that many modifications and embodiments will occur to those skilled in the art. and the following claims cover such modifications and embodiments as are within the true spirit and scope of the invention. It is intended to include all persons.
手続補正書 平成 年 月 日Procedural amendment Heisei Year Month Day
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