專利名稱：紙漿的漂白的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用過氧化物酶、過氧化氫和紫尿酸或其衍生物漂白紙漿。
背景技術(shù)：
在紙質(zhì)材料的制造中酶的使用是公知的。用于該目的的酶的實(shí)例為蛋白酶、脂肪酶、木聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶，以及多種氧化酶如漆酶和過氧化物酶。這些酶的作用是廣泛的，例如控制多種沉積物如浙青，強(qiáng)度改善，脫墨，排水改善，薄紙(tissue)軟化,漂白等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人令人驚訝地發(fā)現(xiàn)木素纖維素材料(例如紙漿和所得的紙質(zhì)材料)可通過將該木素纖維素材料在約PH2至約pH7與歸類為ECl.11.1.7的過氧化物酶、過氧化氫源和選自紫尿酸及其某些衍生物的介導(dǎo)物(mediator)相接觸來有效地漂白。發(fā)明詳述紙和紙漿術(shù)語“紙質(zhì)材料”指可從紙漿制成的產(chǎn)物，如紙、掛面紙板(Iinerboard)、瓦楞紙板(corrugated paperboard)、薄紙、紙巾、包裝材料、瓦榜狀容器或盒子。術(shù)語“紙漿”意指可用于產(chǎn)生紙質(zhì)材料的任何紙漿。例如，所述紙漿可作為原漿供應(yīng)，或可來源于回收的來源。所述紙漿可為木質(zhì)紙漿，非木質(zhì)紙漿或從廢紙制成的紙漿。木質(zhì)紙衆(zhòng)可從軟木如松(pine)、紅杉(redwood)、揪(fir)、云杉(spruce)、西洋杉(cedar)和鐵杉(hemlock),或從硬木如楓(maple)、棺(alder)、樺(birch)、山胡桃(hickory)、山毛櫸(beech)、白楊(aspen)、金合歡(acacia)和桉(eucalyptus)制成。非木質(zhì)紙衆(zhòng)可例如從亞麻(flax)、大麻(hemp)、甘鹿洛、竹、棉花或洋麻(kenaf)制成。廢紙衆(zhòng)可通過將廢紙如報紙、混合辦公室廢物、計(jì)算機(jī)打印紙、白色賬簿紙(white ledger)、雜志紙、牛奶硬紙盒(milk cartons)、紙杯等重新制衆(zhòng)來制成。在一個具體實(shí)施方案中，待處理的紙漿包含硬木紙漿和軟木紙漿兩者。待處理的木紙漿可為機(jī)械紙漿(如磨碎的木質(zhì)紙漿，GP)，化學(xué)紙漿(如Kraft紙漿或亞硫酸鹽紙漿)，半化學(xué)紙漿(SCP)，熱機(jī)械紙漿(TMP)，化學(xué)熱機(jī)械紙漿(CTMP)，或漂白的化學(xué)熱機(jī)械紙漿(BCTMP)。 機(jī)械紙漿通過研磨和精磨方法來制造，其中對原材料施以周期性壓力沖擊。TMP是熱機(jī)械紙衆(zhòng)，GW是磨木紙衆(zhòng)(groundwood pulp), PGW是加壓的磨木紙衆(zhòng)，RMP是精磨機(jī)機(jī)械紙漿，PRMP是加壓精磨機(jī)機(jī)械紙漿，而CTMP是化學(xué)熱機(jī)械紙漿。
化學(xué)紙漿通過堿煮煉來制造，由此去除了大多數(shù)木質(zhì)素和半纖維素。在Kraft制漿或硫酸鹽煮煉中，使用硫化鈉或氫氧化鈉作為主要的煮煉化學(xué)品。待處理的Kraft紙漿可為漂白的Kraft紙漿，其可組成為軟木漂白的Kraft (SffBK,亦稱作 NNBKP (Nadel Holz Bleached Kraft Pulp))，硬木漂白的 Kraft (HWBK,亦稱作LBKP (Laub Holz Bleached Kraft Pulp)),或這些的混合物。待在本發(fā)明的工藝中使用的紙漿為機(jī)械或化學(xué)紙漿的懸液或其組合。例如，待用于本發(fā)明的工藝中的紙漿可包含0%，10-20%，20-30%，30-40%，40-50%，50-60%，60-70%，70-80%, 80-90%,或90-100%的化學(xué)紙漿。在一個具體實(shí)施方案中，化學(xué)紙漿形成用于制造紙質(zhì)材料的紙漿的一部分。在本文上下文中，表述“構(gòu)成…的一部分”意指在待用于本發(fā)明的工藝的紙漿中，化學(xué)紙漿的百分比處于1-99%的范圍。在具體的實(shí)施方案中，化學(xué)紙漿的百分比處于 2-98%，3-97%, 4-96%, 5-95%, 6-94%, 7-93%, 8-92%, 9-91%, 10-90%, 15-85%，20-80%, 25-75%, 30-70%, 40-60%,或 45-55% 的范圍。在本發(fā)明的用途和工藝的一個具體實(shí)施方案中，所述化學(xué)紙漿是Kraft紙漿，亞硫酸鹽紙漿，半化學(xué)紙漿(SCP)，熱機(jī)械紙漿(TMP)，化學(xué)熱機(jī)械紙漿(CTMP)，漂白的化學(xué)熱機(jī)械紙漿(BCTMP)。在具體實(shí)施方案中，所述Kraft紙漿是漂白的Kraft紙漿，例如軟木漂白的 Kraft (SWBK,亦稱作 NBKP (Nadel Holz Bleached Kraft Pulp)),硬木漂白的Kraft (HWBK,亦稱作 LBKP (Laub Holz Bleached Kraft Pulp)),或其混合物。Μ .
漂白定義為旨在去除紙漿中來源于殘余的木質(zhì)素或其它有色雜質(zhì)的顏色的工藝。天然木材僅略微有色，而在煮煉之后化學(xué)紙漿的剩余木質(zhì)素高度著色。傳統(tǒng)對于紙漿漂白的觀點(diǎn)包括基于氯和氧的氧化劑，其選擇性去除紙漿中存在的發(fā)色團(tuán)結(jié)構(gòu)。漂白的程度通過測量白度(brightness)來觀察 ，所述白度定義為使用具有457nm的有效波長的光的限定色譜條帶，從一個紙漿板的墊子的藍(lán)色可見光的反射度。官方ISO標(biāo)準(zhǔn)方法為IS02469或IS02470。漂白至完全白色(full brightness) (>88%IS0)需要多階段施用漂白化學(xué)品。漂白工序中的第一階段通常認(rèn)為是去木質(zhì)素作用(delignification),其中去除大部分殘余的木質(zhì)素。后一階段通常稱作增白(brightening)階段，其中消除紙漿中的發(fā)色團(tuán)以保持高白度水平。親脂提取物的去除來自木材和其它木素纖維素材料的親脂提取物，即非極性可提取級分常常稱作木質(zhì)樹脂(wood resin)，包括烷烴、脂肪醇、脂肪酸、樹脂酸、固醇、其它萜類化合物、綴合的固醇、甘油三酯和蠟狀物。這些親脂化合物隨著紙漿和紙制造工藝的進(jìn)行導(dǎo)致所謂浙青沉積。浙青沉積在紙漿和造紙工業(yè)中是嚴(yán)重問題，因?yàn)槠鋵?dǎo)致減少的生產(chǎn)水平，更高的設(shè)備維護(hù)成本，更高的運(yùn)營成本，和增加的成品中瑕疵的發(fā)生率，這減少品質(zhì)和益處。此外，含有木質(zhì)提取物的工藝流出物可為有毒的，并對環(huán)境有害。除了漂白紙漿之外，本發(fā)明的組合物和方法亦可用于去除紙漿中的親脂的提取物。組合物、方法和用途本發(fā)明提供了一種用于漂白紙漿的方法，其包括將紙漿在約PH2至約pH7 (優(yōu)選約PH3至約pH7，更優(yōu)選約pH3.5至約pH7)的水溶液中與歸類于ECl.11.1.7的過氧化物酶、過氧化氫源、和具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的介導(dǎo)物相接觸:
權(quán)利要求
1.一種用于漂白紙漿的方法，其包括將紙漿在約PH2至約pH7的水溶液中與歸類于ECl.11.1.7的過氧化物酶、過氧化氫源、和具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的介導(dǎo)物相接觸:
2.權(quán)利要求1的方法，其中U1、U2和U3相同或不同，且為O或S;且Rl和R2相同或不同，且為氫，羥基，甲基，乙基，苯基，苯甲基，甲酰基，氨基，氰基，亞硝基，甲氧基和/或乙氧基。
3.權(quán)利要求1的方法，其中U1、U2和U3為O;且Rl和R2相同或不同，且為氫，羥基，甲基，乙基，苯基，苯甲基，甲?；被?，氰基，亞硝基，甲氧基和/或乙氧基。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述介導(dǎo)物選自1-甲基紫尿酸，1，3-二甲基紫尿酸，硫代紫尿酸，紫尿酸，及其酯、醚或鹽。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述介導(dǎo)物是紫尿酸，或其鹽。
6.權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其中所述紙漿是木質(zhì)紙漿。
7.權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中所述水溶液具有約2.5至約6的pH。
8.權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中所述水溶液具有約3至約7的pH。
9.權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中所述水溶液具有約3.5至約7的pH。
10.權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述過氧化物酶包含氨基酸序列，所述氨基酸序列與 SEQ ID N0:USEQ ID NO:2,SEQ ID N0:3 或 SEQID NO:4 具有至少 80% 同一性，如至少85%同一性,至少90%同一性或至少95%同一性。
11.權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述過氧化物酶包含氨基酸序列，所述氨基酸序列選自下組:SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2, SEQ ID N0:3 和 SEQ ID N0:4。
12.權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述過氧化物酶由氨基酸序列組成，所述氨基酸序列與 SEQ ID NO: 1、SEQ ID NO: 2、SEQ ID NO: 3 或 SEQID NO:4 具有至少 80% 同一性，如至少85%同一性，至少90%同一性或至少95%同一性。
13.權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述過氧化物酶由氨基酸序列組成，所述氨基酸序列選自下組:SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2, SEQ ID N0:3 和 SEQ ID N0:4。
14.權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括堿性過氧化物漂白的步驟。
15.一種漂白組合物，其包含歸類于ECl.11.1.7的過氧化物酶、過氧化氫源、和具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)的介導(dǎo)物:
16.權(quán)利要求15的組合物，其中U1、U2和U3為O;且Rl和R2相同或不同，且為氫，羥基，甲基，乙基，苯基，苯甲基，甲?；?，氨基，氰基，亞硝基，甲氧基和/或乙氧基。
17.權(quán)利要求15至16任一項(xiàng)的組合物，其中所述介導(dǎo)物選自1-甲基紫尿酸，1，3-二甲基紫尿酸，硫代紫尿酸，紫尿酸，及其酯、醚或鹽。
18.權(quán)利要求17的組合物，其中所述介導(dǎo)物是紫尿酸或其鹽。
19.權(quán)利要求15至18任一項(xiàng)的組合物，其進(jìn)一步包含紙漿。
20.權(quán)利要求15至19任一項(xiàng)的組合物，其為具有約2至約7的pH的水性組合物。
21.權(quán)利要求15至19任一項(xiàng)的組合物，其中所述水性溶液具有約3至約7的pH。
22.權(quán)利要求15至19任一項(xiàng)的組合物，其中所述水性溶液具有約3.5至約7的pH。
23.權(quán)利要求15至22任一項(xiàng)的組合物，其中所述過氧化物酶包含氨基酸序列，所述氨基酸序列與 SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3 或 SEQ ID NO:4 具有至少 80% 同一性，如至少85%同一性，至少90%同一性或至少95%同一性。
24.權(quán)利要求15至22任一項(xiàng)的組合物，其中所述過氧化物酶包含氨基酸序列，所述氨基酸序列選自下組:SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2, SEQ ID N0:3 和 SEQ ID N0:4。
25.權(quán)利要求15至22任一項(xiàng)的組合物，其中所述過氧化物酶由氨基酸序列組成，所述氨基酸序列與 SEQ ID NO: 1、SEQ ID NO: 2、SEQ ID NO: 3 或 SEQ ID NO:4 具有至少 80% 同一性，如至少85%同一性，至少90%同一性或至少95%同一性。
26.權(quán)利要求15至22任一項(xiàng)的組合物，其中所述過氧化物酶由氨基酸序列組成，所述氨基酸序列選自下組:SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2, SEQ IDN0:3 和 SEQ ID N0:4。
27.權(quán)利要求15至26任一項(xiàng)的組合物用于漂白紙漿或用于去除紙漿中的親脂性提取物的用途。
28.一種從紙漿產(chǎn)生的紙質(zhì)材料，其中所述紙漿經(jīng)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)的方法處理。
全文摘要
過氧化物酶和紫尿酸或其衍生物在漂白紙漿，如紙質(zhì)材料，如紙、掛面紙板(linerboard)、瓦楞紙板(corrugated paperboard)、薄紙、紙巾、瓦楞狀容器或盒子中的用途。本發(fā)明的過氧化物酶歸類為1.11.1.7。過氧化物酶的作用是對紙漿例如紙紙漿和所得的紙質(zhì)材料進(jìn)行漂白和脫墨。
文檔編號D21C9/10GK103080415SQ201180042414
公開日2013年5月1日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者L.卡魯姆, H.倫德, L.H.奧斯特加德, H.L.H.佩德森 申請人:諾維信公司