[發明專利]一種用于改變和改善纖維表面性質的組合物和造紙方法

有效

• 申請號: 201010566132.2
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102086611A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 王祥槐
• 申請（專利權）人: 王祥槐
• 主分類號: D21H17/25
• 分類號: D21H17/25;D06M15/15;D06M16/00;D06M101/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明涉及生物酶和使用生物酶改變纖維的技術，具體地，涉及一種用于改變和改善纖維表面性質的組合物和造紙方法。

背景技術

紙或紙板的制造原料主要是纖維素木質纖維的含水漿料，造紙工藝流程通常包括將該漿料沉積到移動的網或織物上，由此通過濾出水而由固體組分形成紙頁，然后是壓榨段和干燥段，最終生產出紙產品。

但是，近年來造紙工業面臨原料短缺的問題越來越嚴重，迫使造紙工業使用質量低下的回收廢紙和非木漿為主要生產原料。這些原料具有強度低和濾水性能差等缺點，嚴重影響抄紙速度(生產效率)和紙張強度和其它性質。為了提高紙張質量和生產效率，目前紙廠在紙漿上網之前，一般通過向漿料中添加多種化學品。比如，目前造紙工業應用多種聚合物添加劑，包括陽離子淀粉、陰離子淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺，以及低分子量陽離子聚合物等，來增加紙漿的脫水性能或強度。但是，這些方法和技術具有成本高和環保效益差等缺陷，因此，制漿造紙工業需要更好的新方法和新技術來解決這些問題。

生物技術有望成為實現這一目標的一條有效途徑。早在六十年代，酶改性紙漿就應用于對降低打漿能耗的研究。1986年努等人報道了木聚糖酶對漂白化學漿的酶法打漿作用。(Noe，P.et?al.，Action?ofxylanases?on?chemical?pulp?fibers，J.Wood?Chern.Techno.，6：167，1986)。近十年來，人們對生物技術在制漿造紙工業的應用進行了大量的研究，研究范圍幾乎涉及了制漿造紙工業的各個方面。例如，美國專利US4,923,565，US5,110,412和US5,308,449提出使用纖維素酶或半纖維素酶提高造紙紙漿的脫水性。US5,725,732提出使用纖維素酶和半纖維素酶解決纖維的掉毛缺陷，US6,066,233建議用纖維素酶和果膠酶結合使用可通過紙漿的濾水性。美國專利US5,582,681提出用纖維素酶、半纖維素酶和脂肪水解酶等混合酶制劑提高衛生紙的柔韌性。此外用纖維素酶、半纖維素酶處理紙漿，還可改善纖維壓縮性，使紙頁微孔性下降，密度提高，透明度提高。

但是，研究結果表明，現有的生物酶產品和使用方法用于制漿造紙，雖然能提高濾水性能和其它的某些性質，但最終紙產品的強度顯著降低，同時纖維流失率增加，造成生產成本增加。目前還沒有利用酶處理來改善紙漿的濾水性能同時，降低打漿能耗和提高紙張機械強度的技術。因此，開發一種能夠改善非木材漿的打漿性能同時能夠改善非木材漿強度性能的生物處理技術，對中國造紙工業的可持續性發展具有重要意義。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種用于改變和改善纖維表面性質的組合物，該組合物處理紙漿時，不但紙漿的濾水性能的大大提高，而且紙張的強度性質也顯著增強。

實現上述目的的技術方案如下：

一種用于改變和改善纖維表面性質的組合物，其含有：

i)無催化活性的蛋白質組分，所述蛋白質組分為纖維結合蛋白質，其對纖維表面有較強親和力，和

ii)具有催化活性的蛋白質組分，所述蛋白質組分為能夠改變纖維表面性質的纖維改性酶；

所述纖維素結合蛋白質與纖維改性酶蛋白質的重量比例在1∶0.1至1∶10之間。

本發明的另一目的提供新的造紙方法，該方法比現有技術更有效地提高脫水速度和紙張強度；再者，能夠提高生活用紙(面巾和衛生紙)強度的同時，增加其柔軟性，還可以在造紙過程中改善紙張內部和表面施膠。

實現上述目的的技術方案如下：

一種造紙方法，主要包括以下步驟：

a)形成含水的纖維素造紙漿料，

b)將上述任一種用于改變和改善纖維表面性質的組合物加入到紙漿料中；

c)將紙漿送上網，由此通過濾出水而由纖維等固體組分形成紙頁，

d)將紙頁經過壓榨段和干燥段，最終生產出紙產品。

優選地，所述組合物加入到紙漿料中為先加入無催化活性的蛋白質組分，然后加入具有催化活性的蛋白質組分。

其中所述組合物的無催化活性的蛋白質組分用量為每噸干漿料0.01-10千克，具有催化活性的蛋白質組分用量為每噸干漿料0.05-10千克。更優選地，所述組合物的總用量為每噸漿料0.02-35千克，最優選的用量范圍是每噸干漿料0.05-5千克。

優選地，其中所述組合物和紙漿的反應時間為5-1200分鐘。所述組合物和紙漿的反應pH為3-10；其中所述組合物和紙漿的反應溫度為20-80℃。更優選地，所述組合物和紙漿的反應時間為20-400分鐘，反應pH為5-8，反應溫度為30-65℃。