[發明專利]一種改善紙張強度的生物處理方法

無效

• 申請號: 201110255192.7
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102296474A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 劉娜;秦夢華;徐清華;傅英娟
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術領域

本發明涉及一種改善紙張強度的生物處理方法，特別是一種利用漆酶結合丁香醛、工業木素處理紙漿改善紙張強度性能的方法，屬于制漿造紙技術領域。

背景技術

環境污染和能源短缺是人類面臨的重大挑戰。采用環境友好的技術、充分利用可再生資源是我國實施可持續發展戰略必須優先考慮的重大課題。舊瓦楞箱紙板(OCC)漿的利用在我國逐年增加，但存在纖維結合力差，紙頁結合強度低的缺點。未漂針葉木硫酸鹽漿(KP)是制漿造紙工業典型的化學漿，具有纖維長、細胞結構簡單的特點，供制造牛皮紙、箱紙板、塑料襯紙、包裝紙和紙板等用，產品的機械強度是衡量質量的主要指標，目前加入的濕強劑多含有甲醛成分，PAE樹脂是目前公認的效果理想的濕強劑，但近年來發現存放過程中有機氯的成分偏高。紙張的強度性能是衡量紙張質量的重要指標，目前使用的增強劑多為化學品，尤其是常用的濕強劑陽離子型脲醛樹脂、陽離子型三聚氰胺甲醛樹脂的使用對環境造成了危害。因此，尋找一種對環境友好的能夠改善木質纖維膠合性能的方法變得尤為迫切，生物技術的發展，為解決該問題提供了新的思路。

漆酶是一種含銅多酚氧化酶，可以催化氧化酚類、芳香性和脂肪性的胺類等，反應只需空氣中的氧氣，副產品也只有水，被稱為“綠色催化劑”。公開號為CN1986960A(申請號200510122490.3)的中國專利申請，公開了以未漂化學紙漿、半化學漿和OCC廢紙漿為生產原料，生產瓦楞箱板紙及掛面紙板的生產過程。由于未漂化學紙漿、半化學漿和OCC紙漿的特點，使板紙生產過程中的循環白水含有較高量的細小纖維、固醇酯、松香酸、木酚素(LIGNAN)和木素碎片等。這些物質帶有大量的陰離子，即陰離子垃圾。而較高含量陰離子垃圾會影響傳統的造紙增強劑的添加效果，提高生產成本，也會造成環境污染。該發明是應用漆酶催化木質纖維氧化，在木質纖維表面上產生酚氧自由基，通過自由基縮合，提高纖維間的結合強度，從而提高瓦楞紙箱板紙和掛面紙板的物理強度，特別是紙板環壓強度和濕環壓強度。

丁香醛為漆酶的底物，在植物原料中通過有機溶劑抽提或者堿抽提即可獲得，甚至在造紙廢液中即可提取，具有易得、毒性小的特點。

工業木素是造紙制漿廢液的主要成分，包括堿木素和木素磺酸鹽，堿木素來自于燒堿法或硫酸鹽化學制漿過程，木素磺酸鹽來自酸法制漿，均為木素大分子的降解產物，含大量漆酶的活性基團酚羥基，全世界每年約產生3000萬噸的工業木素，目前只有6％左右(主要是木素磺酸鹽)被回收，作為副產品進入市場。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種改善紙張強度的生物處理方法。

發明概述

本發明利用漆酶與丁香醛、工業木素處理OCC漿或未漂硫酸鹽漿改善紙張的干抗張強度、濕抗張強度和干耐破度，可用來生產瓦楞箱板紙和掛面紙板。

經發明人研究發現酚類化合物和工業木素在漆酶作用下均可以產生酚氧自由基，紙漿中的植物纖維表面存在的木素也可以產生自由基，因此，在漆酶的作用下，纖維、工業木素和酚類化合物即可通過自由基之間的交聯反應，增加纖維之間的結合力，從而提高紙張的強度性能。應用漆酶催化技術，將某些化合物接枝在纖維上可使纖維“功能化”，賦予纖維更新的物理化學性能。

該方法能保持纖維原有重要的物理和化學性能，工藝簡單，未經過劇烈的化學反應，屬非破壞性反應；是一種環境友好的“綠色技術”。

發明詳述

一種改善紙張強度的生物處理方法，步驟如下：

(1)將舊瓦楞箱紙板廢紙或未漂針葉木硫酸鹽漿進行碎漿，再打漿至打漿度為40°SR～50°SR，制得料液比為5～8∶100的漿料；

(2)調步驟(1)制得的漿料pH為4～7，按8～12U/g絕干漿的添加量添加漆酶，然后加入絕干漿重量0.2％～0.5％的丁香醛和/或0.1％～0.2％工業木素，在20℃～45℃的條件下，攪拌1～2h，得生物處理后的紙漿；

(3)將步驟(2)制得的生物處理后紙漿用水洗滌至濾液呈無色，然后進行紙頁抄造，烘干，即得紙張。

所述步驟(1)中的碎漿，碎解濃度6～10wt％。

所述步驟(1)中的舊瓦楞箱紙板廢紙進行碎漿，還包括紙漿篩選和洗滌步驟。若是未漂KP漿，可不經篩選和洗滌。

所述步驟(1)中的料液比是指漿料中絕干漿重量與液體總體積之比，單位為g/ml。

所述步驟(2)中的攪拌，還包括向漿料中通入空氣，使漿料溶氧量保持在5mg/L以上。