由旧报纸生产柔软的纸品制造技术

纸产品诸如浴巾纸、搽面纸、餐巾纸和毛巾纸是由仍含印刷油墨的再生的报纸纤维制成的。这些产品在柔软度、松厚性与挠性方面显示优等的质量。本发明专利技术的新颖方法以使纤维手感变得更柔软以及增大纸机使用这种类型配料的操作方式有选择地处理报纸纤维和杂质，由此可以达到比先前用报纸纤维可能得到的更高的产品质量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
就每一种造纸方法而言，在纤维粗度与产品质量之间存在以术语产品柔软度或手感表示的关系。高质并因此昂贵的纤维诸如漂白的北方牛皮纸软木纤维是纤细而柔软的并能生产出高质量薄页纸产品。反之，软木的机械制浆产生高产率的、一般被用于制造新闻纸的粗纤维。新闻纸含有占主要的粗的高产率纤维，一般为磨木(SGW)浆纤维、热磨机械浆(TMP)纤维和/或化学热磨机械浆(CTMP)纤维。这样的粗新闻纸纤维通常被高度精制以引起破裂和原纤化而有助于提高制成的新闻纸的强度。这样的精制将粗纤维的游离度从高游离度纤维变成低游离度纤维。如果经过这样精制的、粗的机械浆纤维被用于薄页纸制造过程的话，所制成的纸幅具有差的薄页纸特性，因为它不是柔软的。近年来对薄页纸柔软度与纤维粗度之间关系的现有技术的清楚解释被述于加拿大专利No.2076615中。试图由大部分的高产率纤维例如CTMP、TMP或SGW浆生产软薄页纸或纸巾型卫生纸产品的努力迄今是不成功的。同样，通过回收的旧报纸生产软薄页纸和纸巾型产品迄今是非常不成功的，这部分是因为在旧报纸中大部分纤维是低游离度的粗的高产率纤维。在通过回收的旧报纸生产软薄页纸和纸巾产品中另外的复杂因素是难于进行纸机作业，其原因在于与低游离纤维相关的差脱水性和从纤维中分离的并积累在纸机水体系(白水)中的高量的微细粒子和其他物质引起的问题。这些物质使难于从杨克式烘缸起皱薄页纸并因此使纸机必须在不能促进最大的柔软度条件下操作。本专利技术通过酶改性纤维和通过除掉纤维中的一部分印刷油而解决了这些困难，由此软化纤维并给予纤维以有助于在纸机起皱步骤中的剥离性。因此，有可能通过本专利技术和使用回收的新闻纸纤维生产出先前不能达到水平的薄页纸和纸巾柔软度。惯用的再生旧报纸以得到相当于原来制造新闻纸的那类纤维的方法在本领域中被称为“脱墨”并且一般包括制浆、洗涤，通常用表面活性剂洗涤、筛选、溶解不溶解的杂质，通常用强碱处理、洗涤和漂白纤维以减少碱处理的变黄作用。在惯用的旧报纸再生过程中，第一步是将纸在水中分离成单独的纤维以形成纸浆，接着通过各处理步骤诸如筛选、离心清理、洗涤、浮选等等的结合而从纤维中除去油墨和杂质。筛选与离心清理步骤除去大量杂质诸如纸夹、钉书钉、塑料等等。洗涤与浮选步骤的主要目的是为了溶解和/或悬浮水中的杂质和从纤维中除去杂质。添加表面活性剂和碱是为了促进杂质加溶和从纤维中分离杂质。当用碱促进去除杂质时，由于碱处理之故不幸使纤维出现某种程度的变黄。在碱处理和洗涤期间或其后，通常要对纤维进行漂白(例如用过氧化氢)以减少碱的返黄作用或产生具有比原始的废纸纤维更高亮度的纤维。清理、去杂和漂白过的纤维通常与各种新纤维相掺合，然后被用于该纤维性质适合的造纸过程中。由于原料纤维是新闻纸型纤维，即粗的、低游离度和低亮度的，因此这样的再生纤维最经常地被重新用于制造未印刷的报纸。由于其高的粗度和低的游离度，这样的再生纤维不适于制造软薄页纸产品，除非将它们与占主要部分的高质量纤维例如漂白的北方软材牛皮纸浆相掺合使用。得到再生新闻纸纤维的惯用废新闻纸浆通常在高磨碎浆机(highattrition pulper)中在稠度为4～8％和温度90°F～160°F下根据被加工废纸的确切类型加工20～60分钟。苛性钠或其他的碱性物质例如硅酸钠常被用来将纸浆的pH值提高到pH为9～10以促进分离纤维(脱纤维)并且还为了释放油墨和使污物与纤维相分离。在碱性pH下油墨中的植物油通过转化成相应的皂类而被皂化，同时矿物油通过碱性pH、皂类和表面活性剂的一起作用被乳化，在洗涤步骤中它们全能增大除墨效果。通常添加表面活性剂脱墨助剂(在更高的pH范围下)以进一步帮助油墨与纤维分离。在旧报纸再生过程中碱步骤由于引起纤维膨胀和通常使许多组分加溶而得到良好的清洁的纤维。除了皂化植物基的印刷油外，碱还皂化通常存在于旧报纸中的天然的有机酸而产生可皂化材料的相应的皂类。这不仅使植物油和有机酸作为被皂化的皂类而成为水溶性的，而且如此形成的皂类还有助于从纤维中除去其他杂质诸如不能皂化的印刷油(矿物油)。这些物质经碱处理后通过洗涤和/或浮选随之而从纤维中被除去。一家主要的旧报纸再生厂商-Garden State Paper-以几篇最新的杂志文章，一篇是出现在Paper Age杂志，l991再利用年卷，第23～50页上的标题为《大“D”脱去再生纤维中的油墨》，另一篇是出现在同一的1991再利用年卷(Paper Age，1991 Recycling Annual)中第9、12和13页中的标题为《有关再利用报纸的看法》(“RecyclingFrom the Newsprint Perspective”)介绍它的以清理和过筛接着通过添加化学试剂以乳化印刷油和树脂而被促进的一系列三次洗涤形式的新闻纸再利用与脱墨过程。该过程的目的也是尽可能完全地除掉包括油的印刷油墨成分。这是特别重要的，因为在没有除掉油墨成分的情况下由再生的新闻纸纤维制成的空白新闻纸不具有足够的亮度或强度。许多废报纸的脱墨体系的一个共有的组成部分包括从纤维中分离油墨和一般地通过洗涤与浮选步骤除去油墨。尽管在这样的脱墨过程中惯用的碱性脱墨化学剂是非常有效的，但是它们具有降低亮度的已知的缺陷。近年的研究工作的目标是在脱墨体系中避免使用碱性脱墨化学剂。在废纸脱墨方面的近代开发工作(90年11月21日公开的英国专利申请2231595，其题目为“使用酶的水印纸脱墨”和北卡罗来纳州立大学公开题目为“苯胺印刷报纸的酶脱墨黑色和彩色油墨”)涉及使用酶促进从纤维中脱除油墨。这些方法描述了使用酶诸如纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶和半纤维素酶在不受碱处理对亮度的负面影响以及利用浮选除去聚结的油墨粒子的情况下促进脱墨作用。由于印刷油比水轻，因此特别从添加化学剂促进分离的观点看，它们是容易通过浮选处理而被除掉的。在使用酶时完全除掉油墨组分与本专利技术的目的相违背，因为本专利技术希望保留油以有助于薄页纸的柔软度。在1992年5月27日至30在日本Kyoto召开的第五届生物工艺学国际会议上发表的一篇由John A.Heitmann、Thomas W.Joyce和D.Y.Prasad著的题目为“废报纸的酶脱墨”(Enzyme Deinking ofNewsprint Waste)的论文介绍了北卡罗来纳州立大学木材与纸张学系的研究工作。该文介绍其中所使用的化学剂仅为酶、氯化钙和表面活性剂的酸性浮选脱墨体系。酶为一种含纤维素酶和半纤维素酶的制剂。游离度和亮度的增加是明显的。然而，其重要的特征在于所述的酸性浮选脱墨体系脱除油墨及其相关的油，这与本专利技术相反。近年来，高浓制浆(13～18％)已被用于再生利用旧报纸。此类制浆技术利用高稠度下纤维/纸之间的额外的摩擦/搓揉作用而分离纤维和促进油墨与纤维分离。一般说来，该方法的制浆温度、时间以及化学剂的添加是与上述的低浓制浆法相同的。本专利技术不同于传统的脱墨法之处在于仍保留油墨的重要组分，即印刷油墨油。本专利技术是基于这样的发现如果没有在旧报纸中将油墨的油类组分从粗纤维中除去的话，能生产出意想不到高质量的软薄页纸产品。为了实现此任务，使用一种酶的制剂来释放有限量的油墨成分以便去掉和/或重新分布在纤维上。此外，还采取避免皂化条件例如脂肪酸油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含粗纤维素纤维并用含油的油墨印刷的报纸制造卫生纸产品的方法，包括：（ａ）在水中与搅拌下对所说的报纸进行制浆以生产稠度在３％与１２％之间和ｐＨ低于约８．０的纸浆；（ｂ）向纸浆中添加一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶并将所说 的纸浆在高于约１００°Ｆ的温度下保持至少１５分钟；和（ｃ）在造纸过程中使用所说的经酶处理过的纸浆作为主要的纤维原料以生产卫生纸产品。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S贝克，NW拉佐列萨克，NL斯梅尔策，JF施米特，R史密斯，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]