專利名稱：控制纖維中有機(jī)污染物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙方法，更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及對(duì)存在于用來(lái)造紙的一定種類纖維中的或包含類似種類纖維的產(chǎn)品中的有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行控制。
背景技術(shù)：
舊紙產(chǎn)品如舊新聞紙、舊瓦楞紙箱(corrugated containers)、以及混合的辦公廢紙(office waste)的常規(guī)回用是當(dāng)今造紙廠的重要方面，這是因?yàn)榄h(huán)境的要求即含許多紙張的產(chǎn)品有一部分包含在紙產(chǎn)品中的回用纖維。因此，造紙廠必需對(duì)紙產(chǎn)品進(jìn)行回用。然而，為了形成能夠用于紙產(chǎn)品中的纖維，紙產(chǎn)品的回用通常需要另外的處理步驟。
獲得可與用來(lái)原始制備新聞紙的纖維種類相比的纖維的舊新聞紙的常規(guī)回用在本領(lǐng)域中稱為“脫墨”(de-inking)，并且通常涉及制漿、通常用表面活性劑的洗滌、篩選、通常用強(qiáng)堿處理使不溶性污染物質(zhì)溶解、洗滌、以及纖維漂白以抵消堿處理的返黃(yellowing)作用。
通常，常規(guī)回用的第一步驟是用水將紙張分離成單獨(dú)的纖維，以形成漿液，隨后借助不同的處理步驟如篩選、離心凈化、洗滌、浮選等的結(jié)合從纖維中除去油墨和污染物質(zhì)。篩選和離心凈化步驟除去大的污染物質(zhì)如紙夾、釘書釘、塑料等。洗滌和浮選步驟的主要目的是將污染物質(zhì)溶解和/或懸浮于水中并從水中除去所述污染物質(zhì)。添加表面活性劑和苛性劑(causticagent)，以便促進(jìn)污染物質(zhì)從纖維中的溶解和分離。一旦使用苛性劑，纖維將發(fā)生一定程度的返黃，結(jié)果是需要對(duì)纖維進(jìn)行漂白。所述纖維通常與新鮮纖維摻混，然后用于所述纖維性能合適的造紙過(guò)程中。廢紙脫墨的最近發(fā)展是利用酶來(lái)幫助從纖維中分離并除去油墨。這些方法描述了與利用浮選除去聚集的油墨顆粒一起，在堿處理時(shí)不對(duì)亮度產(chǎn)生副作用的情況下，利用特定種類的酶來(lái)促進(jìn)脫墨。
過(guò)去，靠添加化學(xué)添加劑如苛性劑來(lái)除去稱之為“粘性物質(zhì)”的有機(jī)污染物質(zhì)。粘性物質(zhì)通常是粘合劑、膠、熱熔體、涂料、涂布粘合劑、油墨殘余物、脫墨化學(xué)劑、木樹脂、松香、和通常是利用回用纖維時(shí)存在的未成漿的濕強(qiáng)度樹脂。這些有機(jī)污染物質(zhì)通常必須基本上除去，以致使它們不影響隨后的處理步驟。在造紙工業(yè)中，總是希望開發(fā)出以更有效且對(duì)環(huán)境更為友好的方式除去所述有機(jī)污染物質(zhì)的新方法。
“粘性物質(zhì)”通常可描述為在回用紙張?bào)w系中存在的粘性、疏水、柔軟的有機(jī)物。取決于粘性物質(zhì)的組成，其具有寬的熔點(diǎn)范圍和不同的粘性。溫度、pH、濃度、施膠劑和組成可影響粘性物質(zhì)的粘性。
回用造紙纖維包含許多成分，當(dāng)回用纖維車間成漿時(shí)它們將變成粘性物質(zhì)?；赜玫呐淞峡梢杂卸嘀烈淮虻牟煌N類的粘性物質(zhì)，每一種具有其自身的特性。粘性物質(zhì)的來(lái)源包括如下的任一種粘合劑、熱熔體、涂布粘合劑、油墨殘余物、脫墨化學(xué)劑、木樹脂、松香、瀝青(pitch)、和濕強(qiáng)度樹脂。在紙機(jī)上發(fā)現(xiàn)的實(shí)際粘性沉積物可以是若干種這些有機(jī)污染物質(zhì)以及無(wú)機(jī)顆粒如滑石、粘土或碳酸鈣的混合物。
粘性物質(zhì)沉積至機(jī)器表面、織物、網(wǎng)、毛毯、和輥上并將產(chǎn)生如下問(wèn)題如濕部斷紙(wet end breaks)、印刷斷紙(pressroom breaks)、干燥部斷紙(dryersection breaks)、紙孔、紙頁(yè)缺陷、和高塵埃度。這些沉積物和所伴隨的問(wèn)題每年將造成大量的停機(jī)時(shí)間(downtime)。當(dāng)考慮停機(jī)費(fèi)用、化學(xué)劑費(fèi)用、生產(chǎn)損失、被棄材料、和消費(fèi)者的投訴時(shí)，粘性物質(zhì)的費(fèi)用估計(jì)在美國(guó)每年將超過(guò)五億美元。
除去粘性物質(zhì)通常有兩種主要的方法，即機(jī)械法和化學(xué)法。機(jī)械法包括篩選、凈化、洗滌、浮選、和解膠(disperging)，每種方法設(shè)計(jì)成除去不同大小的污染物質(zhì)。篩選通常除去較大的粘性物質(zhì)(＞0.004英寸或100微米)?？梢允褂孟蚯昂拖蚝?forward and reverse)凈化器。以密度差為基礎(chǔ)、利用離心力，向前凈化器除去比水更重的污染物質(zhì)，而向后凈化器除去比水更輕的顆粒。該方法除去較大的粘性物質(zhì)而不是微觀粘性物質(zhì)。浮選除去中等大小的粘性物質(zhì)(50-300微米)，這些粘性物質(zhì)較為麻煩，因?yàn)樗鼈冃≈磷阋员缓Y選和凈化所接受，但大至不能通過(guò)洗滌除去。在解膠中，漿料被增稠、在高溫、高壓、和高剪切下通過(guò)一裝置，所述裝置將使包括粘性物質(zhì)在內(nèi)的有機(jī)污染物質(zhì)破碎成更小的片。
可使用不同的化學(xué)方法。例如，利用添加劑如滑石、粘土、非離子有機(jī)聚合物、和其它無(wú)機(jī)顆粒，使所述粘性物質(zhì)變得不太粘。在分散體中，利用分散劑、表面活性劑和溶劑使粘性物質(zhì)變得更小。
在固著時(shí)，通過(guò)利用陽(yáng)離子水溶性聚合物而使粘性物質(zhì)附著至紙頁(yè)上，所述聚合物將電荷加至粘性物質(zhì)上。在分散和固著時(shí)，首先添加分散劑以降低粘性物質(zhì)的大小，然后使用陽(yáng)離子聚合物以便將粘性物質(zhì)固著至紙頁(yè)上。利用鈍化作用，即利用分散劑、溶劑、和低分子量陽(yáng)離子聚合物使紙機(jī)對(duì)粘性物質(zhì)不太敏感。
除去粘性物質(zhì)的有利方法是在漿料制備區(qū)域使粘性物質(zhì)保持大的狀態(tài)，以致使，機(jī)械凈化設(shè)備能夠除去盡可能多的“粘性物質(zhì)”。然后，使所有剩下的粘性物質(zhì)機(jī)械或化學(xué)分散，并固著至纖維上，結(jié)果是，其能夠與紙頁(yè)一起輸出。
在機(jī)械除去盡可能多的“粘性物質(zhì)”之后，剩下的粘性物質(zhì)在過(guò)去是機(jī)械、化學(xué)、或兩者結(jié)合地進(jìn)行分散。在分散之后，添加聚合物，以便以其最小的狀態(tài)使這些顆粒穩(wěn)定化，以致使所述顆粒保留在紙頁(yè)上。
對(duì)回用紙制備過(guò)程中粘性物質(zhì)的測(cè)量和控制一直是一個(gè)挑戰(zhàn)?；赜眉堎|(zhì)量的改變以及摻入所生產(chǎn)的每噸紙漿中廢紙量增加的趨勢(shì)都是使這種挑戰(zhàn)變得更難以對(duì)付的重要因素。(Pulp and Paper Fact Book，2000)。這些變量使得預(yù)測(cè)進(jìn)入紙廠體系中粘性物質(zhì)的量很麻煩。在這些粘性物質(zhì)處于所述體系中之后，較大的污染物質(zhì)或大粘性物質(zhì)(macrostickies)常通過(guò)機(jī)械處理除去。然而，對(duì)篩網(wǎng)和凈化器組(cleaner banks)附加的壓力如高的配料稠度、不適當(dāng)?shù)暮Y網(wǎng)內(nèi)稀釋、不適當(dāng)?shù)膹U棄率、以及壓差控制問(wèn)題將有利于接納所形成的大粘性物質(zhì)(Gallagher，1997)。大粘性物質(zhì)定義為留在0.10mm篩板上的粘性物質(zhì)(Heise，1998)。這些源自粘合劑、涂料、粘結(jié)劑和其它材料的污染物質(zhì)在制漿過(guò)程中摻入配料中，并且將沉積至成型織物、壓榨毛毯、干燥織物、壓榨部引紙輥、Uhle箱、和壓光輥組上(Douek，1997)。這些材料在造紙過(guò)程保持粘性，并將導(dǎo)致“粘性物質(zhì)”標(biāo)簽(Doshi，1997)。一旦所述材料摻入配料中，它們將難以除去，這是由于它們的性質(zhì)是可變的并且通常接近水的比重。當(dāng)這些污染物質(zhì)通過(guò)設(shè)計(jì)成允許接受水和纖維的篩網(wǎng)和凈化器(Scholz，1997)時(shí)，這些物理特性對(duì)篩選和凈化提出了另外的挑戰(zhàn)。結(jié)果是，允許大粘性物質(zhì)進(jìn)入后篩選過(guò)程中。
即使所述凈化和篩選過(guò)程適當(dāng)進(jìn)行并且確實(shí)除去絕大多數(shù)的大粘性物質(zhì)，剩余的微小粘性物質(zhì)也將造成一些問(wèn)題。微小粘性物質(zhì)、不留在0.1mm篩網(wǎng)上的粘性物質(zhì)的聚集將導(dǎo)致大粘性物質(zhì)的形成，然后這些大粘性物質(zhì)將沉積至機(jī)器上并沉積至織物表面上(Doshi，1997)。只要微小粘性物質(zhì)保持小的狀態(tài)，它將不會(huì)造成問(wèn)題。然而，它們常常在造紙過(guò)程中聚集，從而形成大粘性物質(zhì)。
粘性物質(zhì)沉積的費(fèi)用是相當(dāng)大的。對(duì)于絕大多數(shù)回用紙，就停機(jī)費(fèi)用而言，在工業(yè)上由粘性物質(zhì)問(wèn)題所造成的費(fèi)用每年將超過(guò)5億美元(Friberg，1997)。一旦大粘性物質(zhì)存在于篩選和凈化體系之后的配料中，除去粘性物質(zhì)的機(jī)械手段被用盡。除微小粘性物質(zhì)問(wèn)題以外，防止微小粘性物質(zhì)聚集也是一個(gè)問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，經(jīng)常需要化學(xué)控制液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供對(duì)存在于包含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行控制的方法。
本發(fā)明的另一特征是提供一種處理回用纖維的方法，以致使存在于回用纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)得以控制。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)部分將在下面說(shuō)明中列出，并且部分根據(jù)所述說(shuō)明是顯而易見的，或者可以借助實(shí)施本發(fā)明而獲知。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)，借助在所述說(shuō)明書和所附權(quán)利要求書中特別指出的成分和組合將得以實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點(diǎn)以及根據(jù)具體指出和廣泛描述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明涉及一種控制存在于包含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的方法。該方法包括使纖維與包含至少一種酯酶或脂肪酶接觸，其接觸時(shí)間和用量以足以控制存在于纖維中有機(jī)污染物質(zhì)為準(zhǔn)。本發(fā)明的方法使回用纖維如舊瓦楞紙箱、舊新聞紙、混合的辦公廢紙或其組合找到了特定的用途。包含酯酶或脂肪酶的組合物可在包含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維處理過(guò)程中的任何位置引入，但優(yōu)選的是在造紙?jiān)O(shè)備中使用的浮選脫墨段之后引入。
應(yīng)當(dāng)理解的是，前面一般性說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明只是舉例和解釋性的，僅僅是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。包括在本申請(qǐng)中并構(gòu)成本申請(qǐng)一部分的附圖闡明了本發(fā)明的若干個(gè)實(shí)施方案，并與所述說(shuō)明部分一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。


圖1是說(shuō)明在100％舊新聞紙配料中使用酶而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
圖2也是說(shuō)明在100％混合辦公廢紙配料中使用酶而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
圖3是說(shuō)明在100％舊瓦楞紙箱配料中使用酶而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
圖4是說(shuō)明在100％混合辦公廢紙配料中使用酶和至少一種聚合物而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
圖5是說(shuō)明在100％舊瓦楞紙箱配料中使用酶和至少一種聚合物而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
圖6是說(shuō)明在100％舊新聞紙配料中使用酶和至少一種聚合物而使有機(jī)污染物質(zhì)下降的柱狀圖。
在所有圖中，與不含用于本發(fā)明的酶或聚合物(如果存在的話)、但為了比較的目的其它均相同的對(duì)照物進(jìn)行比較。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及控制存在于含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的方法。所述纖維通常是纖維素纖維、更一般地是得自多種紙產(chǎn)品或含纖維產(chǎn)品、如舊瓦楞紙箱(OCC)、舊新聞紙(ONP)、混合辦公廢紙(MOW)、或其混合物的回用纖維。這些類型的含紙張的產(chǎn)品通常包含存在于紙產(chǎn)品中的大量有機(jī)污染物質(zhì)。當(dāng)回用這些類型的紙產(chǎn)品時(shí)，這些有機(jī)污染物質(zhì)將與造紙過(guò)程的制漿階段形成的纖維一起存在。這些有機(jī)污染物質(zhì)如果不大量除去的話，將嚴(yán)重影響造紙過(guò)程隨后的工序，以致對(duì)所形成的最終紙頁(yè)質(zhì)量造成影響和/或影響用來(lái)形成紙張的機(jī)械設(shè)備。因此，當(dāng)所述有機(jī)污染物質(zhì)存在于纖維中時(shí)，對(duì)于造紙過(guò)程而言，除去所述有機(jī)污染物質(zhì)是十分重要的。
對(duì)于本發(fā)明，有機(jī)污染物質(zhì)的例子包括在工業(yè)中稱之為“粘性物質(zhì)”的物質(zhì)，并且包括但不局限于由粘合劑等得到的合成聚合物、膠、熱熔體、涂料、涂布粘結(jié)劑、油墨殘余物、脫墨化學(xué)劑、木樹脂、松香、和未成漿的濕強(qiáng)度樹脂。這些類型的材料通常在含紙張的產(chǎn)品如新聞紙、瓦楞紙箱和/或混合辦公廢紙中發(fā)現(xiàn)。這些有機(jī)污染物質(zhì)通常存在有聚合物、如苯乙烯丁二烯橡膠、丙烯酸乙烯酯、聚異戊二烯、聚丁二烯、天然橡膠、乙基乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯、乙基乙烯基醇、聚乙烯醇、丙烯酸苯乙烯酯、和其它合成聚合物。
在本發(fā)明的方法中，通過(guò)使包含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維與包含至少一種酯酶或脂肪酶的組合物進(jìn)行接觸而對(duì)這些有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行控制，接觸時(shí)間和酶的用量以足以控制存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)為準(zhǔn)。優(yōu)選的是，本發(fā)明的組合物將有機(jī)污染物質(zhì)分散或轉(zhuǎn)化成不影響造紙過(guò)程的有機(jī)物質(zhì)。例如，聚醋酸乙烯酯優(yōu)選分散和/或轉(zhuǎn)化成聚乙烯醇，后者不影響造紙過(guò)程。組合物對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)的這種優(yōu)選控制方式與通過(guò)浮選收集污染物質(zhì)完全不同。
含至少一種酯酶或脂肪酶或兩者的組合物優(yōu)選包含高濃度的酯酶和/或脂肪酶。所述脂肪酶可由胰腺源(例如胰腺脂肪酶)或由不同的真菌和/或細(xì)菌、和/或其它微生物衍生得到或分離得到。其例子包括但不局限于三酰甘油酰基水解酶、和三酰甘油脂肪酶。另外，還可使用能夠?qū)⒏视腿ニ獬筛视秃椭舅岬娜魏熙ッ富蛑久?。能夠使用包含酯酶或脂肪酶的市售產(chǎn)品。例如可以使用Buzyme2515和Buzyme2517，它們是得自BuckmanLaboratories International，Inc.的產(chǎn)品。在本發(fā)明的方法中，可以使用包含如下酶的產(chǎn)品，如Resinase A2X，Novocor ADL，Pancreatic Lipase 250，LipaseG-1000，Greasex 50L，和Greasex 100L。所述產(chǎn)品得自商業(yè)來(lái)源，如Genencorand Novo Nordisk。描述于U.S.5,507,952和5,356,800中的酯酶或脂肪酶可以用于本發(fā)明，并且在此將這些專利和其它在本申請(qǐng)中提及的其它專利出版物一起引入作為參考。所述酶或脂肪酶通?？梢匀魏涡问饺缫后w或固體形式使用。優(yōu)選的是，本發(fā)明方法中脂肪酶的用量以足以控制存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的量為準(zhǔn)。酯酶或脂肪酶的優(yōu)選用量為每噸干纖維從約0.005磅至約4.0磅，更優(yōu)選從約0.01磅至約2.0磅，最優(yōu)選從約0.05磅至約0.5磅。
所述酯酶或脂肪酶組合物優(yōu)選是利用描述于US5,356,800和5,780,283中的配方的、穩(wěn)定的組合物，在此將上述專利引入作為參考。在本發(fā)明方法中，還可以將至少一種聚合物添加至含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中。至少一種聚合物能夠與含至少一種酯酶或脂肪酶的組合物一起添加或幾乎同一時(shí)間添加。另外，一種或多種聚合物可在酯酶或脂肪酶引入之前或之后添加。例如，可以在將酯酶或脂肪酶引入到纖維中之前或之后一小時(shí)或更短時(shí)間添加一種或多種聚合物。優(yōu)選的是，所述聚合物是水溶性聚合物，更優(yōu)選的是陽(yáng)離子水溶性聚合物。所述聚合物的例子包括但不局限于表氯醇\二甲胺聚合物(EPI-DMA)及其交聯(lián)的溶液，聚二烯丙基二甲基氯化銨(DADMAC)，DADMAC/丙烯酰胺共聚物，紫羅烯聚合物等等。紫羅烯聚合物的例子包括但不局限于披露于U.S.5,681,862和5,575,993中的那些聚合物，在此將這兩篇專利引入作為參考。另外披露于U.S.5,256,252中的聚合物也可以使用，并將該專利引入作為參考。如果在本發(fā)明中使用的話，聚合物的用量為任何量，以每噸被處理的干纖維重量計(jì)，其優(yōu)選用量為從約0.1至約15磅，更優(yōu)選為從約0.25磅至約10磅，進(jìn)一步優(yōu)選為從約1磅至約5磅。
對(duì)于本發(fā)明，控制存在于含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)應(yīng)理解為如下之一或多種方式降低污染物質(zhì)顆粒的大小，降低所存在的可測(cè)量顆粒的數(shù)量，和/或降低有機(jī)污染物質(zhì)的粘性。優(yōu)選的是，當(dāng)利用本發(fā)明的方法對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行控制時(shí)，使上述三種方式同時(shí)發(fā)生。優(yōu)選的是，當(dāng)與不含酯酶或脂肪酶時(shí)相比，污染物質(zhì)顆粒大小至少降低5％，更優(yōu)選降低約10-75％。同樣地，當(dāng)與不經(jīng)酯酶或脂肪酶處理的纖維相比時(shí)，存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的數(shù)量至少降低5％，更優(yōu)選降低約10-75％。另外，當(dāng)與不經(jīng)酯酶或脂肪酶處理的纖維相比時(shí)，有機(jī)污染物質(zhì)的粘性優(yōu)選至少降低約5％，更優(yōu)選約10-75％。
含至少一種酯酶或脂肪酶或兩者的組合物還可以包含作為任選組分的其它常規(guī)的紙張?zhí)幚砘瘜W(xué)劑或配料，它們包括但不局限于表面活性劑、溶劑、懸浮助劑、填料、螯合劑、防腐劑、緩沖劑、水、穩(wěn)定劑等等。這些附加的配料可以常規(guī)用量存在。
通常，含至少一種酯酶或脂肪酶或兩者的組合物，以任何方式引入到含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中或與之接觸。例如，如果含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維源自被回用的產(chǎn)品，含酯酶或脂肪酶的組合物可在制漿階段之前、在制漿階段、或在制漿階段之后引入。如果含酯酶或脂肪酶的組合物在制漿階段之前引入的話，通常借助噴淋或其它裝置將組合物加至將引入碎漿機(jī)中的含紙張的產(chǎn)品上。另外，還可以在通過(guò)任何常規(guī)制漿工藝如機(jī)械制漿或全化學(xué)制漿(fullchemical pulping)或其組合的制漿階段，將含酯酶或脂肪酶的組合物引入碎漿機(jī)中。含酯酶或脂肪酶的組合物可以在造紙過(guò)程的漿料制備期間加入。優(yōu)選的是，應(yīng)當(dāng)使含酯酶或脂肪酶的組合物與含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維的接觸時(shí)間最大化。優(yōu)選的是，所述接觸時(shí)間應(yīng)當(dāng)足以控制與纖維一起存在的有機(jī)污染物質(zhì)，以致使，所述有機(jī)污染物質(zhì)基本得到控制。優(yōu)選的是，接觸時(shí)間從約1分鐘至約8小時(shí)，更優(yōu)選從約15分鐘至約4小時(shí)，最優(yōu)選從約30分鐘至約2小時(shí)。
含酯酶或脂肪酶的組合物可以在濃漿儲(chǔ)存階段或在浮選脫墨階段之前加至含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中或與之接觸。優(yōu)選的是，含酯酶或脂肪酶的組合物在造紙過(guò)程的浮選段之后加入。更優(yōu)選的是，在浮選段之后和在紙機(jī)網(wǎng)前箱之前添加含酯酶或脂肪酶的組合物。所述組合物可以添加至紙機(jī)白水中。在某些造紙方法中，沒有浮選步驟，如回用OCC時(shí)。因此，含酯酶或脂肪酶的組合物優(yōu)選在碎漿機(jī)處或之后和/或在網(wǎng)前箱處或之前添加。所述組合物也可以添加至紙機(jī)白水中。
將含酯酶或脂肪酶的組合物引入含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中或與之接觸的方法可以是任何方法，如借助多個(gè)注射點(diǎn)，將含酯酶或脂肪酶的組合物倒入待處理的區(qū)域中，和/或利用干的或液體的酶的可再成漿袋添加。酯酶或脂肪酶的引入可以是直接的、緩釋的、定時(shí)釋放的、間歇的、和/或連續(xù)的。
在本發(fā)明的方法中，含酯酶或脂肪酶的組合物可以在多個(gè)位置或只在造紙操作的一個(gè)位置添加。此外，可以使用含多于一種酯酶或脂肪酶的組合物，可以使用混合物，或任何其它的變種，只要至少一種酯酶或脂肪酶以某種方式添加，以便能夠控制存在于含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)。
在本發(fā)明的方法中，可以將對(duì)存在于含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的控制引入到任何造紙操作中。通常，可以使用如本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的各種造紙操作，以便形成紙產(chǎn)品。因此，在漿料制備期間與造紙紙漿一起使用的常規(guī)添加材料也可以用于本發(fā)明中。然后，利用所述通常已知的操作，這些操作涉及長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)、圓網(wǎng)紙機(jī)或其它造紙裝置，連續(xù)或不連續(xù)的造紙機(jī)將纖維和其它成份的水懸浮液轉(zhuǎn)化成干燥的紙頁(yè)。另外，在本發(fā)明中也可以使用對(duì)紙頁(yè)的后處理，以取得所希望的特性，如紙頁(yè)的機(jī)械壓光和/或涂布等。
通過(guò)下面的實(shí)施例將進(jìn)一步闡明本發(fā)明，這些實(shí)施例只是本發(fā)明的一些例子。
實(shí)施例實(shí)施例1-3在下面的每一個(gè)實(shí)施例中，由舊新聞紙、混合辦公廢紙或舊瓦楞紙箱得到的紙機(jī)漿池漿料，由紙漿廠獲得并且其纖維或固體的稠度約為3％至約5％重量。然后將該漿料稀釋至1％重量的稠度并加熱至約50-60℃。然后將1000毫升稀漿料置于一保持在50-60℃的熱板上，并以約100-150rpm的恒定速率對(duì)稀漿料進(jìn)行混合。然后，將0.05-約0.5磅酶/噸干纖維添加至該配料中，并對(duì)該試樣混合1-2小時(shí)。
然后加水將該試樣稀釋至10升，并通過(guò)利用0.004英寸篩網(wǎng)的PulmacMasterscreen對(duì)這些試樣進(jìn)行篩選。在烘箱中干燥收集在過(guò)濾墊上的污染物質(zhì)。將一清潔的濾紙置于收集墊頂部上，然后將它們放置在Carver Press上并在300°F(135℃)10000psi的壓力下壓榨3分鐘。然后將上面的濾紙剝離并利用Optimax Flatbed Scanner以ppm計(jì)測(cè)量污染物質(zhì)的量。就由舊瓦楞紙箱得到的配料而言，在處理之后配料如上所述進(jìn)行壓榨，但隨后用黑色染料進(jìn)行染色。黑色染料是這樣的染料有機(jī)污染物質(zhì)不會(huì)吸附該染料，因此所述染料將所述有機(jī)污染物質(zhì)分離出用于測(cè)量。因此，可利用類似于平板(flatbed)掃描儀的圖像分析儀，測(cè)量有機(jī)污染物質(zhì)的量。在這些實(shí)施例中，配入Buzyme 2517的Resinase A2X用于MOW和OCC。配入ADL配方的NovoCor ADL用于ONP。1.0磅/噸的Buzyme2517用于MOW。1.5磅/噸的Buzymeg2517用于OCC而2.0磅/噸配制的ADL用于ONP。各個(gè)量均以每噸被處理的干纖維重量計(jì)。通過(guò)將約5-10％的酶與5％的醇乙氧基化物(含7摩爾環(huán)氧己烷的Christalnol 1107)；15-20％重量PVT K-90和40-50％1，3-丙二醇以及平衡量的水混合而制備配制的ADL組合物，所有百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
結(jié)果列于圖1-3中并與對(duì)照物進(jìn)行對(duì)比，所述對(duì)照物中，除不向配料中添加酶以外按照如上所述相同的步驟。由這些結(jié)果可以看出，當(dāng)使用含酯酶或脂肪酶的組合物時(shí)，有機(jī)污染物質(zhì)或“粘性物質(zhì)”的量(ppm)明顯降低。事實(shí)上，在絕大多數(shù)例子中，本發(fā)明的方法使有機(jī)污染物質(zhì)的量至少降低20％重量，而在某些例子中，有機(jī)污染物質(zhì)的量降低40％、或大于50％重量。因此，本發(fā)明在降低含所述有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中有機(jī)污染物質(zhì)的量方面是十分有效的。
實(shí)施例4-6在這些實(shí)施例中，除將聚合物添加至配料中以外，按照實(shí)施例1-3的試驗(yàn)步驟。特別是，在將酶添加至配料中之后1小時(shí)添加聚合物，并在試驗(yàn)之前混合15分鐘。
結(jié)果列于圖4-6中并與對(duì)照物進(jìn)行對(duì)比，所述對(duì)照物中，除不向配料中添加酶以外按照如上所述相同的步驟。由這些結(jié)果可以看出，當(dāng)使用酯酶或脂肪酶且同時(shí)引入至少一種聚合物時(shí)，有機(jī)污染物質(zhì)或“粘性物質(zhì)”的量(ppm)明顯降低。事實(shí)上，在絕大多數(shù)例子中，本發(fā)明的方法使有機(jī)污染物質(zhì)的量降低40％重量，而在某些例子中，有機(jī)污染物質(zhì)的降低量(ppm)超過(guò)50％。此外，在將這些結(jié)果與單獨(dú)使用酶相比，即將圖4-6與圖1-3比較時(shí)，相比于單獨(dú)使用酶的結(jié)果，使用酶和至少一種聚合物“粘性物質(zhì)”的量將降低10％或更多(ppm)。在實(shí)施例4(圖4)中以每噸干纖維2磅的量添加BUZYME2517，并分別以每噸干纖維2磅和10磅的量添加BUZYME2517和BUFLOC5031的混合物。
在如圖5所示的實(shí)施例5中，以每噸干纖維1.5磅的比率添加BUZYME2517，并分別以每噸干纖維1.5磅和10磅的比率添加BUZYME2517和BUFLOC5031的混合物。
最后，相對(duì)于如圖6所示的實(shí)施例6，以每噸干纖維1.5磅的用量添加BUZYME2517并分別以每噸干纖維1.5磅和3磅的比率添加BUZYME2517和BUFLOC5031的混合物。
對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，能夠?qū)Ρ景l(fā)明的實(shí)施方案作出各種改進(jìn)和變更。因此，本發(fā)明將覆蓋其它的改進(jìn)和變更，前提條件是，它們?cè)诒景l(fā)明所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制存在于含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的方法，包括使所述纖維與包含至少一種酯酶、脂肪酶、或兩者的組合物接觸，其接觸時(shí)間和用量以能夠控制存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)為準(zhǔn)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維是回用纖維。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維包含得自舊瓦楞紙箱的纖維。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維包含得自舊新聞紙的纖維。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，所述含有機(jī)污染物質(zhì)的纖維包含得自混合辦公廢紙的纖維。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物包含至少一種酯酶。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物包含至少一種脂肪酶。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，有機(jī)污染物質(zhì)至少通過(guò)降低存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的量而進(jìn)行控制。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，有機(jī)污染物質(zhì)至少通過(guò)降低存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)的大小而進(jìn)行控制。
10.權(quán)利要求1的方法，其中，有機(jī)污染物質(zhì)至少通過(guò)降低纖維的粘性而進(jìn)行控制。
11.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物在制漿階段之前添加。
12.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物在制漿階段添加。
13.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物在漿料制備階段期間或剛好在其之前添加。
14.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物在浮選或脫墨階段之后添加。
15.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物的添加量為以每噸干纖維計(jì)從約0.005磅至約4.0磅。
16.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物與所述纖維的接觸時(shí)間為從約1分鐘至約8小時(shí)。
17.權(quán)利要求1的方法，另外還包括將所述纖維成形為紙或紙板產(chǎn)品。
18.權(quán)利要求1的方法，其中，存在于所述組合物中的所述酯酶或脂肪酶是至少一種得自至少一種微生物的胰腺脂肪酶或脂肪酶。
19.權(quán)利要求1的方法，還包括使所述纖維與含至少一種聚合物的組合物接觸。
20.權(quán)利要求19的方法，其中，所述至少一種聚合物是水溶性陽(yáng)離子聚合物。
21.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物還包含至少一種聚合物。
22.權(quán)利要求4的方法，其中，所述至少一種聚合物是水溶性陽(yáng)離子聚合物。
23.權(quán)利要求19的方法，其中，所述聚合物與所述酯酶或脂肪酶在大致相同的時(shí)間添加。
24.權(quán)利要求19的方法，其中，在引入所述酯酶或脂肪酶之后添加所述聚合物。
25.權(quán)利要求19的方法，其中，在引入所述酯酶或脂肪酶之前添加所述聚合物。
26.一種制備紙或紙板產(chǎn)品的方法，包括形成含至少得自回用紙或紙板的纖維的紙漿；用含至少一種酯酶、脂肪酶、或者兩者的組合物對(duì)所述纖維進(jìn)行處理，處理時(shí)間及用量以能夠控制存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)為準(zhǔn)；和在沒有浮選步驟下，將用所述組合物處理過(guò)的所述纖維成形為紙或紙板產(chǎn)品。
27.權(quán)利要求26的方法，其中，所述回用紙或紙板是舊瓦楞紙箱。
28.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物在紙機(jī)網(wǎng)前箱之前添加。
29.權(quán)利要求1的方法，其中，所述組合物添加至紙機(jī)白水中。
全文摘要
本發(fā)明描述了纖維中有機(jī)污染物質(zhì)的控制方法。其中一種方法包括使纖維與含至少一種酯酶、脂肪酶、或者兩者的組合物接觸，其接觸時(shí)間和用量以能夠控制存在于纖維中的有機(jī)污染物質(zhì)為準(zhǔn)。優(yōu)選的是，所述纖維是源自多種來(lái)源的回用纖維，如舊瓦楞紙箱、舊新聞紙、混合辦公廢紙等等。另外，本發(fā)明還描述了由處理過(guò)的纖維形成的最終紙產(chǎn)品，以及其制備方法。
文檔編號(hào)D21H21/02GK1436262SQ01811021
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者丹尼爾·E·格洛弗, 珀西·A·雅克斯, 詹姆斯·W·菲茨亨利 申請(qǐng)人:巴科曼實(shí)驗(yàn)室國(guó)際公司