中国における竹紙製造には長い歴史があります。竹繊維の形態と化学組成には特別な特徴があります。平均繊維長が長く、繊維細胞壁の微細構造が特殊で、パルプの強度と発達性能が良好であり、漂白パルプに高い不透明度と光散乱係数といった優れた光学特性を与えます。竹原料のリグニン含有量（約23%～32%）が高いため、パルプの蒸解にはより高いアルカリと硫化物（硫化物は一般的に20%～25%）が必要となり、針葉樹に近いものとなります。原料、ヘミセルロース、ケイ素の含有量が高いため、パルプ洗浄、黒液蒸発、濃縮装置システムの正常な運転にいくつかの困難が生じます。しかしながら、竹原料は製紙に適した原料とは言えません。
将来の竹パルプの中規模および大規模化学パルプ工場の漂白システムは、基本的にTCFまたはECF漂白プロセスを採用するでしょう。一般的に、パルプ化における脱リグニン度と酸素脱リグニン度を組み合わせ、TCFまたはECF漂白技術を使用することで、異なる漂白セクションの数に応じて、竹パルプをISO白色度88%～90%まで漂白することができます。
竹のECFとTCFの漂白の比較
竹はリグニン含有量が高いため、ECFおよびTCFに入るスラリーのカッパ値を制御するために、深層脱リグニン化および酸素脱リグニン化技術と組み合わせる必要があり（推奨値＜10）、Eop強化2段階ECF漂白シーケンス、酸前処理、またはEop2段階TCF漂白シーケンスを使用することで、硫酸処理竹パルプをISO 88%の高い白色度レベルまで漂白できます。
竹の原料によって漂白性能は大きく異なり、カッパ価が11～16程度の場合、ECFとTCFの2段階漂白を行っても、パルプの白色度は79～85％程度にしかなりません。
TCF竹パルプと比較して、ECF漂白竹パルプは漂白損失が少なく粘度が高く、一般的に800ml/g以上に達する。しかし、改良された現代のTCF漂白竹パルプでも、粘度は700ml/gにしか達しない。ECFとTCF漂白パルプの品質は紛れもない事実だが、パルプの品質、投資と運用コストを総合的に考慮して、竹パルプの漂白にECF漂白とTCF漂白のどちらを使用するかはまだ結論が出ていない。企業の意思決定者はそれぞれ異なるプロセスを使用している。しかし、将来の発展傾向から、竹パルプのECFとTCF漂白は長期間共存するだろう。
ECF漂白技術の支持者は、ECF漂白パルプはパルプ品質が優れており、化学薬品の使用が少なく、漂白効率が高く、設備システムは成熟しており、運転性能も安定していると考えている。一方、TCF漂白技術の支持者は、TCF漂白技術は、漂白工場からの廃水排出量が少なく、設備に対する耐腐食性の要求が低く、投資額が少ないという利点があると主張している。硫酸竹パルプTCF塩素フリー漂白生産ラインは半閉鎖型漂白システムを採用しており、漂白工場の廃水排出量は5～10m3/tパルプに制御できる。(PO)セクションからの廃水は酸素脱リグニンセクションに送られて使用され、Oセクションからの廃水は篩洗浄セクションに供給されて使用され、最終的にアルカリ回収に入る。Qセクションからの酸性廃水は外部廃水処理システムに入る。塩素を使用しない漂白のため、化学薬品は非腐食性であり、漂白装置にはチタンや特殊ステンレス鋼を使用する必要がなく、通常のステンレス鋼を使用できるため、投資コストは低くなります。TCFパルプ生産ラインと比較すると、ECFパルプ生産ラインの投資コストは20%〜25%高く、パルプ生産ラインの投資額も10%〜15%高くなります。また、化学薬品回収システムの投資額も大きくなり、操作もより複雑になります。
要するに、竹パルプのTCFおよびECF漂白により、88%から90%の高白色度で完全に漂白された竹パルプを製造することは可能である。パルプ化には、脱リグニン技術を徹底的に活用し、漂白前に酸素脱リグニンを行い、漂白システムへのパルプのカッパ値を制御し、3つまたは4つの漂白シーケンスを用いた漂白プロセスで漂白を行うべきである。竹パルプのECF漂白シーケンスはOD(EOP)D(PO)、OD(EOP)DP、L-ECF漂白シーケンスはOD(EOP)Q(PO)、TCF漂白シーケンスはEop(ZQ)(PO)(PO)、O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO)である。竹の種類によって化学組成（特にリグニン含有量）や繊維形態が大きく異なるため、工場建設前に様々な竹の種類におけるパルプ化および製紙性能について体系的な研究を行い、合理的なプロセス経路や条件の開発のための指針とする必要がある。
投稿日時：2024年9月14日
