[发明专利]包括将酸步骤与酶处理联用的生产差别化纤维素纤维的方法

说明书

发明领域

本发明涉及生产具有改善的柔度和强度特征的纤维素纤维的方法。

发明背景

近年来已经研究了纤维素纤维特征的改性，原因是所述特征直接影响制造和最终纸张特性。在纤维素纤维的各种特征之中，其柔度和羧基数目对于具有改善的机械和结构强度的纸的产生具有极大重要性。

在制造纤维素纤维的方法中已经使用了酶处理，虽然在大多数情况下，使用它们的目的仅在于降低化学试剂消耗和改善在纤维素纤维生产过程期间产生的流出物的状况。

另一方面，一些现有技术文献公开了通过在造纸方法中仅施用酶而引起的在纤维素纤维与纸特征之间的差异。

文献WO03/021033公开了纤维素纤维的酶处理以增加醛基的数目。这些基团在纤维转变成干燥纸张时变成纤维的羟基的结合部位，因此增加其机械强度。在所述文献中公开的方法之一在于任选在表面活性剂、其他非纤维素酶或非水解化学试剂的存在下用一种或多种水解酶处理纤维，其中在纤维表面中或接近纤维表面形成醛基。该说明书表明酶处理在造纸机的大致线路中进行，以此方式还公开了处理含有富醛基部分的水性悬浮液、进行精制和/或在造纸中常见的其他化学添加剂的额外混合的方法。在形成纸张之后，收集含有水解酶的白水并使其再循环以增加处理功效。

文献WO00/68500公开了在造纸机线路之前、更具体地在净化系统之前用苯酚氧化酶处理纤维来生产具有较高湿强度的纸的方法。在该酶处理之后，将纤维精制且随后与造纸通常使用/需要的添加剂混合。

文献WO2007/039867公开了差别化地致密化的纤维结构、其生产方法和处理在这些纤维结构中使用的纤维的方法。纤维处理仅使用纤维素酶进行且没有与其联用的酸步骤。此外，该目的在于改变纸张的纤维结构。

文献PI9505211-9公开了关注于己烯糖醛酸去除而并非关注于纤维特征的区别的酸处理。因此，根据所述工艺水平文献研发的酸步骤与木聚糖酶的联用旨在增加己烯糖醛酸的去除。

文献JP2001303469公开了使用酸处理步骤且用木聚糖酶处理来降低纤维漂白步骤期间所需要的漂白化学品的使用量以及允许由所产生的滤液获得并分离低聚木糖化合物的漂白纤维素的方法。

文献JP2004060117公开了漂白木浆的方法，其中在使用二氧化氯的纸浆漂白步骤之后使用酶处理。

文献WO9844189公开了通过施用pH 3.0-7.0的纤维素酶和pH 5.5-9.0的木聚糖酶处理纤维素纤维以除去颜色(生色团)的方法。施用纤维素酶的目的在于打开纤维中的细胞壁孔隙以增加木聚糖酶除去发色团的能力。制备纤维的另一处理(增加溶胀且因此扩大孔隙)使用低分子量的胺(例如，甲胺)进行。没有发现该酶处理与酸步骤联用，且其也不呈现与强度和排液/干燥的改变有关的纤维的柔度改进和羧基数目的任何结果。

文献US7144716公开了通过在5.0-6.9的pH范围内施用酶来使酶固定的方法。所得结果仅描述了当经受不同的剪切应力(搅拌)时酶活性随固定与否而保持或降低。

文献PI0517695公开了使纤维改性旨在增加纸张的湿强度的方法。该改性通过使用纤维素衍生物(例如，CMC = 羧甲基纤维素)而不使用酶进行。虽然其将基于CMC的处理与酸步骤联用，但是这与酶使用无关。

Mora等(1986)描述了对于在24-88小时的停留时间下在含有HgCl₂(对环境和人体健康极度有害)的介质中进行的处理的酶作用，以便抑制纤维素酶的作用，使得能够评价木聚糖酶的单个作用。所使用的温度等于40℃且对pH未作说明。从未提到旨在使纤维有区别的酶处理与酸步骤的联用。

Noe等(1986)描述了对于在2-54小时的停留时间下在含有HgCl₂的介质中在40℃的温度下进行的处理的酶作用。其包括酸洗步骤以使酶变性以便不促进纤维中的改变。该文献指出，虽然酶处理引起精制方法改善，且因此引起纤维性质(例如，柔度)改善，但是表明，在非精制纸浆中，酶作用本身不足以激发纤维的细胞壁中的改变，而对于增加纤维的溶胀性且因此增加纤维的柔度来讲需要该改变。然而，该文献没有包含关于额外处理能够与酶处理联用以获得所需纤维性质的任何描述乃至建议。