Na望0としての薬品添加率(対地乾材%)
最高蒸煮温度(OC)
同上 蒸常時間(時間)
最高温度までに質した時間(〝)
1
_109−一 誌煮後,チップほ充分水洗し,鋭利なナ・イフによって外側を削り取り,中部を第27図、に示す如き試片に作っ
た。即ち,1個のチ・ツプから1枚の試片を採った。試ノキほど−カ一中に永漬しおき,適時取り出し,湿潤状態 で強度を測定した。現在適当な小型強度測定器がないので,
本学園芸加二[‖研究室樽谷戊が試作せる,能力500畠 の強度 測定器を応用した。この測定器ほバランス式である。右腕 に取付けているツカミと台紅英語せるツカミとによって試 片の両端を妖み,左腕の・−、端に官軍500ccの円筒を垂下し ておき,日動装置によっで−・定速度で円筒中へ水を流入す る。試片が ,水の遷さにより断裂面で上下に.分離されたと き永を止め,円筒中の水をメ.スレリンダーで謝定し,断裂 強度Ⅳgを読みとる。次に.カリッパ一にて断裂面の厚さと.
巾とを測遷し,断裂商機爪nm望を・求め,Ⅳ/Fを引算して 測定値とし,30クの平均倍を求めて繊維解離強度とした。
強度測定後の試片の半鼠ほ乾燥し,砺砕してリグニン及 び硫費の定・鼠を行った。他の半星は鉄乳鉢中で叩き,繊維
が傷むことなくタヨ離できるか否かをしらペた。
4・結果と考察
現在,セミケミ.カル法兼解チップの繊維解離強度を測定する方法が定められていない。兼煮彼のチップも,
通常の木材と同じく,繊維方向及び紘維に対し直角方向の両方向につきそれぞれ抗張,抗圧,抗努,抗戻等の 強度が考えられる。来意彼のチップが繊維分離放でほぐされるとき,汲も滞い面からはぐれて,繊維が分離す るものと思う故,紘維方向紅直角の方向の引張力で分離する場合が最も多いと思うから,著者はこの方向(但 し仁半径方向に.450)の抗張力を測定したのである。
強度の測定値及びリグニン,硫哉等の定鼠償は,欝75衷に示す通りである。中性亜硫酸蒸煮においてこ,アカ マツの心材と辺材とで,脱リグニンの程度に差異がないことは,前節で論じた所である。当実験においても,
心材と辺材とで,チップのリグニン含蕊,及び硫黄並.びに.S/1ignin率等に.おいて,殆んど差異が認められず,
また強度における差異もなかった。薬品無添加で,1000C軋て3時間蒸煮したものに放し,亜硫酸ソ−ダ蒸煮 したものは,何れも強度が低くなっていた。鉄乳鉢による繊維の分離状態から判断すると,アカマツの場合,心
材辺材何れも3
時間以下の蒸煮 でほ繊維の損傷 が大きく,繊維 が比較的遊離状 に分離されるに
は,5時間以上
蒸煮することが 必要と思われた。即ち本実験にお
けるチップの強 度測定値が100 g/mm空 位以下 になることが必
要のようであっ た。ブナ材は1 時間の読者でも,
第75家 中性亜硫酸法蒸煮彼のチ ッ プ
最高温度 レくルプ(残チップ)】残チップのlパルプ(残チップ)中 試料
アカ マツ 辺材 アカ マツ 心材 ブナ・
硫黄!s/1ignin 蒸煮 時間 t 収 率l幹皮 朋
謬乳
頂84瀾 .
÷56.1q二‖ 5063∩︶ 99888 7
1000 3時間龍 16501時間
〝 3 〝
〝 5 ノケ
〝 7 〝 1000 3時間場 16501時間
′′ 3
〝 5 ′ケ
〝 7 〝
27 24 22 21 19
0.57 0.61
3381一8
史u只︶21ワト
98887 92780 15667 00000 88328 076・43 3ウ︼222 27514 68589 ︵u122ウん
1000 3時間祐 16501時間
〝 3 〝
073
5A山ハ0
987 647 525 01⊥
.
︑
︼.−.一..− − 1− 567一
484 一 211 仙
(註1) 場:薬品無添加。
(註2) 静狩:繊維方向に直角の引張強度(半径方向に45◇)
__110_
アカマツ7時間蒸煮の場合より繊維がやや容易に分離でき,チップの強度もアカマツ7時間兼煮の場合より弱 かった。即ち,中性亜硫酸法セミケミカルパルプ製造において,アカマツ材はブナ材より兼煮時間を著しく長
くする必要があると認める。これほプナ材がアカマツ材に.比べ短繊維であること,細胞質素が多粒類であるこ と.,リグニソ含有崖が少いこと等に関係があるものと考える。同時間蒸煮の場合について比較すると,ブナチ・
ップ(パルプ)の硫黄含有率は,アカマツバルプのそれより著しく少く,S/1ignin恨もブナ村の場合が棲めて 小であった。既述した如く,繊維解離の難易とチップの強度測定偵の大小との問には,密接な関係があること が判ったのであるが,リグニン,硫黄,S/1ignin等の値のうち,チ・ヅプの繊維解離性並.びに.チップの強度に,
最も関係が大であると思われるものは,リグニン層である。硫費及びS/1ignin傾からすれば,アカマツ材の 場合か,同一蕃煮時間のブナの場合に比べ,遥かに偵が大で,スルホン化の程度が高いにも拘らず,アかマッ チップがブナチップに比べ,強度が大で繊維の解離が困難なのである。リグニン含有率ほ,ブナ1時間蒸煮の 場合186%で,アカマツ7時間兼煮のときの19い9%より少なく,両者のチップの強度並びに繊維解離の雉易
と相一激している。
繊維が機械力紅よイて遊離状に分離できるにほ,細胞膜即ち繊維の強度よりも,中間層の接着力が野くなる ことが必要と考える。中性亜硫酸法蒸煮したチップの繊維分離の難易ほ,リグニンのスルホン化皮よりも,リ グニン畳に関係することが大きいように.思う。枚械処理を行い,チップの繊維が遊離状に分離出来るに・は,チ
ップのリグニン含有率を約21%以下にする必要があるようであった。
第四節 摘 要
1.フロログルソン結合木粉を,罪1段にpH9・8位の亜硫酸蒸解液でスルホン化したものは,第2段に・2Ⅳ 酪酸液で蒸煮すると,完全に近:く脱リグニンされるが,フロログルシソ結合木粉を,pH6・0位の亜硫酸兼 解液で讃煮してスルホン化したものは,酪酸蒸煮によって.殆んど脱リグニンされない。
2.フロログルジン結合木粉を,稀アルカリ液で加熱すると,リグニンとフロログルづ/ンとの結合が切れて,
フロログルソンは遊離する。
3.中値亜硫酸蒸解においてほ,アカマツ心材は辺材と殆んど異なることなく兼解反応が正常紅進行する。こ れほ,弱アルカリ性亜硫酸蒸煮においては,アカマツ心材の遊離状に存在するフェノール性成分が,ジグニ
yと縮合しないだけでなく,心材中に.リグエソと結合しているフェノール性物質があっても,前2項の実験 結果より明かな如く,リグニンとの縮合が切れて溶出するためである。しかし,pH6位の兼解液を用いる 時ほ,遊離フユノール牲成分は,リグニンと縮合しないが,リグニソと結合しているフエノール性成分はこ の程度のpH下では溶出できないから,結合フ.ごノ−ルの多い心材は,辺材に比べ脱リグニンが困難である。
4蒸煮彼のチップの,繊維解離の雉易はチップの強度測定傾(繊維方向に抵角,半径方向に450の方向の引 張強度)と.極めて密接な関係があり,この強度が,100g/mm雲以下になる程度濫蒸煮すると,繊維が機械 力によって遊離状匿分離しうる。
5.中性亜硫酸法兼煮したチップの繊維分離の難易は,リグエソのスルホン化度にほ関係少く,リグニン盈に 関係が大である。撒械力に.よって遊離状に繊維が分離できる場合に.おける,チップのリグニン含有率は,約 21%以下であった。
6.中性亜硫酸法蒸発によって∴繊維分離を容易ならしめるには,アカマツ材は,ブナ湖に・比し一層強く蒸煮 することが必要である。
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給 括
本研究は,パルプ原料としてのアカマツ材の諸性質,並びにアカマツ材をパルプ化する場合における諸問題 について,実験考察した業槍である。
バルブ原罪ヨにアカマツ材を用いる場合において,特に周題にされていることほ,心材が亜硫酸法で蒸解困難
なことと∴亜硫酸パルプ及び枠木パルプが,樹脂障害を署起し易いことである。著者ほ,アカマツ材の成分並 びにパルプ化に閲し,全般的に研究したのであるが,研究の重点を,心材フェノ−ル件成分及び心材の亜硫酸 法兼解困雉の問題におき,これ等に関してほ特酷評細に研究し,心材蒸解困難の機構について,或程度究明す ることが出来た。本研究の結果を要約すると次の通りである。
1・同一・樹体内においても,部位に.よって,仮導管の長さ,径,長/径比等の平均値が著しく異っている。生育
の速かなものほ,生育の悪いものに比し,仮導管の長さ,径,長/径比の平均値が共に大きい。本研界で測定 した範囲において,アカマツ材の仮濁登長ほ,最′ト0・91,最大5,・97,平均3、24mm,仮導管径ほ,最小21,
最大70,平均40.2〃・,仮導管長/径比ほ,最小51,最大101,平均834・であった。
アカマツ材ほ,パルプ原料として,繊維の長さ,径,長/径比等の点でほ,.エゾマツ,トドマツ,ヒノキ等 の材より僅かに勝り,スギ材よりは遥かに優れている。列国産パルプ材と較ペても特に劣ることほない。
2い 化学組成も樹幹の部位によって変異があるが,普通成分ほ,繊維の長さに.おける程,大巾な変異をしない。
しかし,樹脂分含有轟は,樹幹の部位によって著しく異り,基部の中心部に腐た多い。アカマツ材の組成は凡 そ次の通りである。灰分02−05,熱永抽出物1.9−4・1,アルコ−ル・ベンゼン混液抽出物1い5−4小3,全 繊維素51・0−583,α・繊維素35.0−42.6,ぺソトー・ザン9.5一−136,マンナン3・8−9.6,ガテクタン01・4−・
08,リグよン24・9−31.1,粗蛋白質0・5一−0・9%。生育良好な材は生育不良な材に較べ,全線椎葉含有率
がやや高く,リグニン及び樹脂分の含有率が低い。従って,繊維の形態と併せ考え,生育良好な材が生育不良 材よりパルプ材として好適である。
アカマツ材は,普通成分の含有量の息でほ,・エゾマツ,トドマツ等に較べ優劣がない。外国産ノモルプ材に比 較しても劣ることはない。
3.アテは正常材に.比し,全繊維素少く,リグニ・ンに富む。アテを兼解して得たパルプは,不純で,収率が低く,
亜硫酸蒸解でほ未蒸解物が多く残る。アデパルプほ正常材パルプに絞ぺ,強度殊に引裂度が低く,アテ亜硫酸 パルプは特に弱いから,アテほパルプ材として極めて不適当である。
4・アかマツの心材ほ,酸性亜硫酸法紅よってパルプ化が困難である。心材の梯脂含有量と未解難の程度との間 に.は,相関々係がない。
心材蒸解困難の程度は,蒸解液の塩基の種頬紅よって異なる。K・兼解液の場合最も未来解物が少なく,Na 蒸解液がこれに次ぐ。Mg−,NH4・等の蒸解液はCa一蒸解液と大差なく,未兼解物が多い。
心材チップに対する,蒸解液の惨透をよくしただけでは,大した効果がないが,心材をアルコール,アセナ ン等で抽出するとパルプ化され易くなる。
心材裾.おいて,蒸解を妨げる特殊成分と木材との縮合反応は,90−1000Cにおいて速かに進み,その湿度で 3時間億で完結するようである。兼解液中の結合亜硫駿の含有率が大となると,かなり高い温度で蒸煮して−も,巾
黒煮になることなく,特殊成分の妨害作用が少くなり,心材は容易にパルプ化される。
アかマツ材の重層酸蒸解反応速度式として,
胡(α叫(∂一叫 弼=1−2
が適当であったが,心材はこの式より偏る。また心材のパルプ化速度は,辺材のそれに比し,蒸解初期におい て殊に小さい。蒸解液の結合亜硫酸含有率が大となると,心材と辺胡との,蒸解反応速度上の差異が少くなり,
中性亜硫酸法でほ,心辺両材の差異が全くなくなる。
5‖ アかマツの心材において,蒸解を妨げる特殊成分ほ,主としてフエノーール性物質で,最も多く含まれている
ものは,ピノV)t/ピンモノメチ)L/.=・−テル(3−Hydroxy,5−methoxystilbene)で,ピノVルビン(3,5−Dihyd−
roxysti】bene)がこれ紅次(−。この他に,ピノバンクVン(3,5,7−Trihydroxyflavanone),ピノセンプリン(5,