[發(fā)明專利]一種避免再生植物纖維強度下降的生物處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910192256.6
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101654883A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 王艷;萬金泉;陳楊梅;馬邕文
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D21C5/02
• 分類號: D21C5/02;C12S3/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發(fā)明涉及制漿造紙領域，具體涉及一種避免再生植物纖維造紙所使用的再生纖維強度下降的方法。

背景技術

隨著植物資源日益短缺和對環(huán)境保護的重視，再生纖維的回收利用已經(jīng)引起了世界各國的極大重視。在我國再生纖維也已成為造紙原料的重要組成部分，已占我國造紙總原料的1/3以上，且有逐年增長的趨勢，據(jù)估算，2005年我國造紙行業(yè)再生纖維使用量已高達到1700萬噸。利用廢紙生產(chǎn)1噸高白度脫墨漿較利用植物原料生產(chǎn)1噸化學漿可節(jié)約水50％，節(jié)約化學藥品60％～70％，節(jié)約能源50％以上，同時減少75％的空氣污染以及35％的水污染。因此，大量使用再生植物纖維造紙有助于緩解我國植物資源匱乏和能源緊缺的矛盾，并且有利于減輕日益嚴重的環(huán)境污染，對于保護我國的生態(tài)環(huán)境起到重要作用。

但是，植物原生纖維經(jīng)過制漿和造紙工藝過程后，發(fā)生了品質(zhì)衰變的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在纖維潤脹性能、纖維強度和紙頁物理性能下降。如經(jīng)過一次回用后，纖維保水值下降了26.8％、強度指標抗張指數(shù)和耐破指數(shù)分別下降了27.8％和26.7％，且這種衰變在后續(xù)的纖維回用過程中逐漸惡化，甚至使再生植物纖維喪失造紙能力。再生植物纖維強度的降低大大影響了其回收利用，為了提高再生植物纖維的強度性能，提高其利用水平和價值，有必要對其進行改性處理。

目前對再生植物纖維進行改性有較多方法，如打漿、化學預處理等。打漿是提高回用纖維性能的一種常用方法，但打漿時往往造成纖維的切斷較多，再加上纖維回用后，纖維本身變硬發(fā)脆，更易產(chǎn)生細小纖維，使回用紙的強度降低，還會影響回用漿的濾水性能?；瘜W預處理所需藥品量大，處理溫度高。打漿、化學預處理都只是補救措施，效果是有限的，且只限于一次回用，不可能從源頭上抑制纖維品質(zhì)的衰變。纖維素纖維的潤脹能力很大程度上受纖維素的酸性基團的含量所影響。纖維一經(jīng)過干燥或抄造其羧基含量將會大大減少，羧基含量減少將導致纖維潤脹能力的降低，最終導致纖維強度及纖維間結(jié)合能力的降低。因此，要想保持纖維強度不變，纖維素纖維就必須盡可能多地持有酸性基團。目前較常用的引進酸性基團(如羧基)的方法為用氯乙酸進行羧甲基化處理和加入纖維素衍生物這兩種化學處理方法，然而這些處理方法有如下致命的缺點：(1)反應條件苛刻；(2)造成漿料纖維素有益組分的損失；(3)使用氯乙酸等有害有毒化學藥劑造成污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有再生植物纖維改性存在的上述不足，提供了一種避免再生植物纖維強度下降的生物處理方法。

本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種避免再生植物纖維強度下降的生物處理方法，包括如下步驟：

(1)向再生植物纖維原漿中加入漆酶和組氨酸，在室溫下進行反應，用NaHCO₃緩沖溶液調(diào)節(jié)混合液pH，范圍為3.5-7；

(2)反應完成后，過濾，用水進行洗滌。漿料儲存?zhèn)溆谩?/p>

步驟(1)所述原漿為舊瓦楞箱紙板(OCC)漿或舊報紙(ONP)漿；所述漿濃為5-10％；所述漆酶用量為0.05-0.25％(絕干漿)；所述組氨酸用量為0.5-2.5％(絕干漿)；所述NaHCO₃緩沖溶液的濃度為0.05-0.25mol/L.

步驟(2)所述反應時間為60-150min。

本發(fā)明所采用的反應原理：

向原漿中加入漆酶和組氨酸混合液，通過漆酶的氧化還原作用，把組氨酸嫁接到植物纖維內(nèi)，從而引進羧基。羧基含量的增加，可以提高纖維的潤漲性能和纖維間的結(jié)合力，從而提高由改性再生植物纖維抄造而成的紙頁的強度物理性能。

采用本發(fā)明的生物酶與組氨酸處理引進羧基含量來改善再生植物纖維的潤脹能力和纖維間的結(jié)合能力，不僅可以提高纖維的成紙性能，延緩纖維品質(zhì)衰變，而且具有明顯的優(yōu)點：

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)對纖維造成的損傷很少，本發(fā)明能從源頭上抑制再生植物纖維的品質(zhì)衰變，使得植物纖維經(jīng)過回用后，其強度不會發(fā)生較大的下降，能夠提高再生纖維的回用次數(shù)，這將帶來巨大的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

(2)本發(fā)明的改性方法操作步驟簡單，所需化學藥品價格便宜，所需反應條件溫和，處理后的漿料損失小，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，可廣泛應用于一般的造紙廠。

具體實施方式

目前再生植物纖維回用于造紙，用得最多的是舊瓦楞箱紙板(OCC)漿和舊報紙(ONP)。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式作詳細描述。

實施例1