漂白纸浆的制造方法
【专利说明】
[00011 本申请是申请日为2008年12月5日、申请号为200880121012.2、发明名称为"漂白 纸浆的制造方法"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及由木质纤维素物质制造漂白纸浆的方法。更详细地，涉及漂白纸浆的 褪色性良好且二氧化氯的用量少的ECF(elemental chlorine free，无元素氯(漂白））漂白 纸浆的制造方法。
【背景技术】
[0003] 制纸用化学纸浆的漂白通过经历多段的漂白处理来实施。一直以来，在该多段漂 白中，使用氯系漂白化学试剂作为漂白剂。具体地，通过氯、次氯酸盐、二氧化氯的组合，例 如通过C-E-H-D、C/D-E-H-E-D等序列（sequence)进行漂白。
[0004] 这里，"C"表示氯处理段，"H"表示次氯酸盐处理段，"D"表示二氧化氯处理段，"E" 表示碱处理段。此外，表示，在之前记载的处理段的工序之后进行洗涤，之后，进行 之后记载的处理段的工序。进而，7"表示将7"之前和之后记载的化学试剂等组合使用 的处理段，例如，"C/D"表示将氯和二氧化氯组合使用的处理段。
[0005] 然而，这些氯系漂白化学试剂在漂白时会副产生对环境有害的有机氯化合物，包 含该有机氯化合物的漂白废水的环境污染成为问题。有机氯化合物通常通过AOX法，例如美 国环境厅(EPA; METH0D-9020号)进行分析、评价。
[0006] 为了减少或防止有机氯化合物的副产生，降低氯系化学试剂的用量，甚至不使用 是最有效的，尤其是在初段不使用分子态氯是最有效的方法。通过该方法制造的纸浆被称 作ECF(elemental chlorine free，无元素氯(漂白））纸衆，进而，完全不使用氯系化学试剂 而制造的纸衆被称作TCF(totally chlorine-free全无氯(漂白））纸衆。
[0007] 作为在初段对蒸煮-氧脱木质素处理过的纸浆进行的不使用分子态氯的漂白方 法，已知有下述漂白方法:在初段使用了二氧化氯处理段的D-Eo-D、D-Eop-D或D-Eo-D-D、D-Eop-D-D序列、D-Eo-P-D、D-Eop-P-D序列，或者，在初段使用了臭氧处理段的Z-Eop-D、Z-Eo_ P-D、ZD-Eop-D序列。
[0008] 这里，"Z"表示臭氧处理段，"P"表示过氧化氢处理段。此外，"p"表示过氧化氢，"〇" 表示氧。此外，"Eo"表示组合使用了氧的碱处理段，"Εορ"表示组合使用了氧、过氧化氢的碱 处理段。进而，"ZD"表示在臭氧处理段(Z)与二氧化氯处理段(D)之间不进行洗涤而是连续 进行处理。其它如前面所述。
[0009] 然而，与以往使用的氯相比，二氧化氯、臭氧对己烯糖醛酸(有时称作"HexA"。）的 除去能力低，因此，漂白后的纸浆中残存大量的HexA。该残存的HexA成为ECF或TCF漂白纸浆 的褪色性恶化的原因。
[0010]己烯糖醛酸(HexA)是，通过使与存在于纸浆中的半纤维素即木聚糖键合的α-葡萄 糖醛酸在蒸煮工序中脱甲醇而生成的物质。HexA对纸浆的白度的影响小，但由于其分子内 具有双键，其与高猛酸钾反应并作为K值或kappa值被计算，从而消耗二氧化氯、臭氧等漂白 剂。
[0011] 此外，作为制造纸的方法，有使用硫酸铝的酸性抄纸和使用碳酸钙的的中性抄纸。 中性纸也存在HexA含量的增大以及褪色性恶化的问题，但其程度小，特别地，褪色性恶化的 纸是使用了硫酸铝的酸性纸。对于酸性抄纸得到的酸性纸的褪色性恶化的原因，现在还不 清楚，但认为HexA的存在、硫酸铝的使用是其中的一个原因。
[0012] 通常，在制纸工厂，将从一连串漂白设备出来的无氯漂白纸浆通过多个抄纸机进 行抄纸，分别抄造中性纸、酸性纸。因此，使用从同一漂白工序出来的相同的无氯漂白纸浆， 一边抄造酸性纸，另一边抄造中性纸。在该情况下，即便中性抄纸得到的中性纸的褪色性没 有问题，但酸性抄纸得到的酸性纸的褪色性存在问题。
[0013] 作为改善该褪色性恶化的方法，有增加具有脱HexA能力的二氧化氯或臭氧的用量 以除去HexA的方法。但在该情况下，存在不必采取褪色对策的中性纸用纸浆也不得不被漂 白，导致中性纸的白度过于提高、漂白成本大幅增加的问题。
[0014] 作为解决该问题的方法，提出了以下那样将单过硫酸(有时也称作"MPS"。）应用于 漂白的方法。
[0015] 提出了，代替氯漂白处理或者代替组合了氯和二氧化氯的脱木质素处理，通过单 过硫酸处理、接着进行碱性过氧化氢处理来漂白未漂纸浆的TCF漂白法(参照专利文献1)。 该方法虽然是与漂白工序的初段脱木质素相关的方法，但关于本发明的在二氧化氯处理段 组合使用单过硫酸来进行处理的方法，以及HexA除去、褪色性的改善、粘度降低抑制效果， 没有任何记载。
[0016] 提出了，代替氯漂白处理或者代替组合了氯和二氧化氯的的脱木质素处理，通过 组合使用酶和单过硫酸的处理来漂白未漂纸浆的方法(参照专利文献2)。该方法虽然是与 漂白工序的初段脱木质素相关的方法，但关于本发明的在二氧化氯处理段组合使用单过硫 酸来进行处理的方法，以及HexA除去、褪色性的改善、粘度降低抑制效果，没有任何记载。
[0017] 提出了，代替氯漂白处理或者代替组合了氯和二氧化氯的脱木质素处理，通过在 氧漂白后进行螯合剂处理、碱性过氧化氢处理以及单过硫酸处理来漂白未漂纸浆的方法 (参照专利文献3)。该方法虽然是与漂白工序的初段脱木质素相关的方法，但关于本发明的 在二氧化氯处理段组合使用单过硫酸来进行处理的方法，以及HexA除去、褪色性的改善、粘 度降低抑制效果，没有任何记载。
[0018] 提出了，代替氯漂白处理或者代替组合了氯和二氧化氯的脱木质素处理，通过组 合使用单过硫酸和臭氧的处理来漂白未漂纸浆的方法(参照专利文献4)。该方法虽然是与 漂白工序的初段脱木质素相关的方法，但关于本发明的在二氧化氯处理段组合使用单过硫 酸来进行处理的方法，以及HexA除去、褪色性的改善、粘度降低抑制效果，没有任何记载。
[0019] 作为脱木质素方法，提出了通过在螯合剂处理后进行单过硫酸处理、接着进行碱 性过氧化氢处理来漂白未漂纸浆的方法(参照专利文献5)。该方法虽然是与漂白工序的初 段脱木质素相关的方法，但关于本发明的在二氧化氯处理段组合使用单过硫酸来进行处理 的方法，以及HexA除去、褪色性的改善、粘度降低抑制效果，没有任何记载。
[0020] 作为漂白未漂纸浆的方法，提出了在漂白的最终段用过酸和碱土金属进行处理的 方法(参照专利文献6)。本发明的单过硫酸虽然也是过酸，但本发明是在二氧化氯处理段组 合使用单过硫酸来进行处理的方法，并且单过硫酸中没有使用碱土金属，其与本发明的方 法完全不同。此外，专利文献6使用过醋酸作为过酸，该方法的主要目的是提高白度，关于 HexA除去、褪色性的改善、粘度降低抑制效果，没有任何记载。
[0021]作为漂白后的后处理方法，提出了在漂白处理工序与调制工序之间添加漂白剂的 方法(参照专利文献7)。该专利文献7中，作为漂白剂，记载了臭氧、过氧化氢、过醋酸、过碳 酸、过硼酸、二氧化硫脲，但该方法的主要目的是提高白度，关于HexA除去、褪色性的改善， 没有任何记载。
[0022]作为漂白后的后处理方法，本发明人等提出了在漂白处理工序与调制工序之间进 行单过硫酸处理的方法(参照专利文献8)。该方法是对完成纸浆进行单过硫酸处理，除去 HexA并改善褪色性的方法，对于本发明的在二氧化氯处理段组合使用单过硫酸来进行处理 的方法以及纸浆的粘度降低抑制效果，没有任何启示。
[0023]作为在漂白的初段使用单过硫酸处理的方法，本发明人等提出了在用无机过氧酸 处理后，进一步进行从二氧化氯开始的多段漂白处理的方法(参照专利文献9)。该方法是通 过在漂白的初段导入单过硫酸处理以除去HexA并改善褪色性的方法。但该方法存在由于单 过硫酸处理的导入导致的纸浆的粘度降低大、难以作为要求强度的纸的制造方法使用的问 题。此外，该方法必须在现有的漂白设备前端设置新的单过硫酸处理塔才能够实施，存在新 的设备费的投资成本大的问题。
[0024]另外，关于本发明的在二氧化氯处理段组合使用单过硫酸进行处理的方法，专利 文献9没有任何启示。
[0025] 专利文献1:日本特表平6-505063号公报 [0026] 专利文献2:日本特开平7-150493号公报 [0027] 专利文献3:日本特表平8-507332号公报 [0028] 专利文献4:日本特表平8-511308号公报 [0029] 专利文献5:日本特表平10-500178号公报 [0030] 专利文献6:日本特表2001-527168号公报 [0031] 专利文献7:日本特开2004-169194号公报 [0032] 专利文献8:日本特开2007-169831号公报 [0033] 专利文献9:国际公开第2007/132836号公报
【发明内容】
[0034] 发明要解决的问题
[0035]本发明的目的在于，制纸用化学纸浆的制造中，在初段的不使用分子态氯的无氯 漂白中，削减漂白成本并维持纸浆粘度，并且改善无氯漂白纸浆的褪色性。进而，提供削减 二氧化氯的用量、抑制有机氯化合物的生成、并对环境更友好的漂白方法。
[0036] 用于解决问题的方案
[0037]本发明人等对蒸煮、氧碱漂白处理后的纸浆实施包括二氧化氯处理的无氯漂白处 理时，在实施该二氧化氯处理的至少一个二氧化氯处理段组合使用了单过硫酸的处理(有 时，称作"组合使用单过硫酸的二氧化氯处理"。）的情况进行了研究，结果发现，即使不进行 螯合处理那样的用于除去金属离子的前处理，通过单过硫酸，也能够抑制纸浆的粘度降低、 削减二氧化氯用量并除去HexA。进而，通过在二氧化氯处理段组合使用单过硫酸，能够削减 二氧化氯用量，并且能够将漂白后的纸浆的HexA残量抑制至没有问题的范围内，此外，还