造纸添加剂组合物及其方法和用途技术

本说明书公开了造纸添加剂组合物、制造的物品、包含这样的组合物的容器或试剂盒以及增加纤维素纤维从纸浆的分离、从纸浆和/或纸材料中除去一种或更多种杂质和/或一种或更多种污染物以及从纸浆和/或纸材料中除去油墨的方法和用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】造纸添加剂组合物及其方法和用途本申请要求于2015年8月22日提交的美国临时专利申请62/208,662的优先权和申请日的权益，该临时专利申请的内容据此通过引用以其整体并入。纸是非常重要的、实用的和多用途的物质，其中每年产生数以万计不同的基于纸的产品。纸可以被浸渍、涂釉、起绉、防水、上蜡、施釉、感光、弯曲、折叠、起皱、切割、溶解、浸软、模制或压花。同样地，纸可以与织物、塑料和金属层压在一起。为了组织起来，可以由纸制成的许多产品可以被分成五大类：1)新闻纸和杂志；2)印刷和书写纸；3)卫生纸和家庭用纸；4)包装材料和产品；以及5)专用纸。因为是我们日常生活的自然部分，我们有时会忘记我们有多依赖这种重要的、可再生的和不断发展的资源。纸产品的有用性已经对全球经济产生重大影响。在2015年，基于纸的产品的全世界生产超过3亿吨并且被估值为5千亿美元。瓦楞状的和纸板的容器占工业收益的约30％。其他主要产品包括纸板产品(15％)、袋和涂覆的和处理的纸产品(10％)以及卫生纸产品(5％)。全球纸浆和造纸业是主要由美国和中国占主导的数十亿美元的行业，两个国家占世界总生量的超过40％。然而、日本、德国、加拿大、韩国、瑞典、芬兰、巴西和印度尼西亚也具有许多的纸浆和纸企业。主要的出口和进口国家包括美国和德国。除了是工业中的主导力量之一之外，美国还消耗比世界上任何其他国家更多的基于纸的产品，使用2015年生产的基于纸的产品的第三，或约1亿吨。基于纸的产品的这种高度使用和消耗对美国经济是重要的。在美国，450家制造工厂生产被估值为接近20亿美元的产品。约150,000个人被该工业直接雇用，创造了接近100亿美元的薪酬。据估计，纸浆和造纸业是美国的第十大雇主。纸的制造是成熟的工业。当前纸浆和纸工业正在使用的基本组分和工艺已经适当地持续了几乎一个世纪。此外，纸浆加工和造纸是一种高生产量，其还使用大量的自然资源例如水和木材、化学品以及能量来生产纸浆和纸。因此，工业的成熟度、高的生产量、材料和能量资源的广泛使用以及环境法规对制造商造成了严格的经济限制。然而，改进或优化纸生产的生产力和/或效率的创新仍然是重要的和有价值的。例如，由于高的纸生产量，所以提高生产力和/或效率的创新在节约和/或增加的利润方面将转化成数千万美元，如果不是数百亿美元。此外，降低大量的能量消耗以及大量废水流出物和废物副产物的创新将解决还将导致减小的环境影响和经济救济的重要的环境问题。因此，对于改进造纸的工艺存在巨大需求。因此，对无毒的、可生物降解和有效改进或优化纸生产的生产力和/或效率的造纸添加剂存在巨大需求。概述本说明书的方面公开了造纸添加剂组合物。公开的造纸添加剂组合物包含经处理的发酵的微生物上清液和一种或更多种非离子型表面活性剂。公开的造纸添加剂组合物还可以包含一种或更多种阴离子型表面活性剂。此外，公开的造纸添加剂组合物还可以任选地包含纤维素消化酶。公开的造纸添加剂组合物是可生物降解的并且对人类、哺乳动物、植物和环境是大体上无毒的。本说明书的方面公开了造纸添加剂试剂盒(papermakingadditivekit)。公开的造纸添加剂试剂盒包含本文中公开的造纸添加剂组合物和如何使用该组合物来改进或优化纸生产的生产力和/或效率的说明书。本说明书的方面公开了从纸浆浆料分离纤维的方法。公开的方法包括在制浆和/或纸生产阶段期间，将有效量的本文公开的组合物应用至纸浆浆料。该应用导致纤维从纸浆浆料中存在的原材料的增加的分离。本说明书的方面公开了从纸浆和/或纸材料中除去杂质和/或污染物的方法。所公开的方法包括将有效量的本文公开的造纸添加剂组合物应用至制浆和/或纸生产阶段。该应用导致从纸浆和/或纸材料中除去杂质和/或污染物。本说明书的方面公开了将纸浆和/或纸材料脱墨的方法。所公开的方法包括将有效量的本文公开的组合物应用至制浆和/或纸生产阶段。该应用导致从纸浆和/或纸材料中除去油墨。本说明书的方面公开了本文公开的造纸添加剂组合物用于从纸浆浆料中分离纤维的用途。公开的用途包括在制浆和/或纸生产阶段期间，将有效量的造纸添加剂组合物应用至纸浆浆料，以便增加纤维从纸浆浆料中存在的原材料中的分离。本说明书的方面公开了本文公开的造纸添加剂组合物用于从纸浆和/或纸材料中除去杂质和/或污染物的用途。公开的用途包括在制浆和/或纸生产阶段期间，将有效量的造纸添加剂组合物应用至纸浆浆料，以便从纸浆和/或纸材料中除去油墨。本说明书的方面公开了本文公开的造纸添加剂组合物用于将纸浆和/或纸材料脱墨的用途。公开的用途包括在制浆和/或纸生产阶段期间，将有效量的造纸添加剂组合物应用至纸浆浆料，以便从纸浆和/或纸材料中除去油墨。附图简述图1A-图1C示出了在制浆工艺中用本文公开的造纸添加剂组合物处理的纤维的均质化的时间依赖性改进，其中图1A示出了纤维在10分钟时的游离度(freeness)；图1B示出了纤维在20分钟时的游离度；以及图1C示出了纤维在30分钟时的游离度。图2示出了在用本文公开的造纸添加剂组合物处理后的精制纤维(refinedfiber)。详述纸由从植物材料获得的纤维素纤维制成，所述植物材料例如比如来自硬木树和软木树的木材、破布、亚麻、棉短绒和/或甘蔗渣。再生纸(reclaimedpaper)可以被回收以生产新的纸产品，其中经常共混有原生纤维(virginfiber)。合成材料可以被用于将特殊品质赋予成品纸产品。其他由纤维素纤维制成的产品包括尿布、人造丝、乙酸纤维素和用于织物、包装膜和爆炸物的纤维素酯。典型的木材包括约40％-50％的纤维素、25％-35％的半纤维素、15％-30％的木质素以及2％-10％的提取物。在造纸中，一个主要步骤是从其他组分的剩余物提取纤维素。通常，纸产品中存在的半纤维素、木质素和提取物的量越高，品质越低。许多现代的造纸工厂被大致分为五个不同的操作阶段：1)制浆阶段；2)成型阶段；3)按压阶段；3)干燥阶段；以及5)压延阶段(calenderingphase)。后四个阶段可以被共同地称为纸生产阶段。原材料可以在制浆阶段中被加工和精制以从木质素、提取物和其他原材料杂质中分离纤维素纤维，并产生被称为配料的具有约99％含水量的湿浆料或纸浆。在成型阶段，还被称为湿端(wetend)，将配料分散到被称为长网线(fourdrinierwire)的移动筛(movingscreen)上以便将水从配料中排出(通过重力或在真空下)以形成连续的纤维筛网。在按压阶段中，使纤维筛网然后在高压下加载的大辊之间通过以挤压出尽可能多的水，以形成按压的片材。然后，按压的片材进入干燥阶段，其中使按压的片材通过一系列蒸汽加热的干燥筒(cylinder)，这将含水量降低至约6％的水平。最后，在压延阶段中，将干燥的纸在高的负载和压力下使用钢辊来平滑并变平，以生产成品未切边的纸产品。将未切边的纸卷成卷筒，用于在卷筒纸印刷机(web-fedpress)例如报纸印刷机上使用，或撕裂和切割成长度以制成用于单张纸印刷机的纸的片材。在制浆阶段中，使用化学和/或机械程序，有用的纤维与木质素、提取物(例如油树脂和蜡)和其他原材料废物产品分离。例如，在化学程序中，原材料被加工成较小的颗粒，连同化学品(白液)和水被放到称为蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造纸添加剂组合物，包含经处理的发酵的微生物上清液和一种或更多种非离子型表面活性剂，其中所述组合物没有任何活性酶或活的细菌，并且其中所述组合物具有低于5.0的pH。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.22 US 62/208,6621.一种造纸添加剂组合物，包含经处理的发酵的微生物上清液和一种或更多种非离子型表面活性剂，其中所述组合物没有任何活性酶或活的细菌，并且其中所述组合物具有低于5.0的pH。2.根据权利要求1所述的造纸添加剂组合物，其中所述经处理的发酵的微生物上清液来自发酵的酵母上清液、发酵的细菌上清液、发酵的霉菌上清液或其任何组合。3.根据权利要求2所述的造纸添加剂组合物，其中所述发酵的酵母上清液由属于以下的属的酵母物种产生：酒香酵母菌属、假丝酵母菌属、拟威尔酵母菌属、孢囊线黑粉酵母菌属、德巴利酵母菌属、德克拉酵母菌属、镰孢菌属、地霉菌属、伊萨酵母菌属、哈萨克斯坦酵母菌属、克勒克酵母菌属、克鲁维酵母菌属、蜡蚧菌属、毛霉菌属、脉孢菌属、片球菌属、青霉菌属、毕赤酵母菌属、根霉菌属、红冬孢酵母菌属、红酵母菌属、酵母菌属、裂殖酵母菌属、毛孢子酵母菌属、有孢圆酵母菌属、球拟酵母菌属、轮枝菌属、耶罗维亚酵母菌属、接合酵母菌属或Zygotorulaspora。4.根据权利要求3所述的造纸添加剂组合物，其中所述发酵的酵母上清液由酵母酿酒酵母菌产生。5.根据权利要求1-4中任一项所述的造纸添加剂组合物，其中所述造纸添加剂组合物包含按重量计至少35％的所述经处理的发酵的微生物上清液。6.根据权利要求1-5中任一项所述的造纸添加剂组合物，其中所述造纸添加剂组合物包含按重量计至多50％的所述经处理的发酵的微生物上清液。7.根据权利要求1-6中任一项所述的造纸添加剂组合物，其中所述非离子型表面活性剂包括聚醚非离子型表面活性剂、多羟基非离子型表面活性剂和/或生物表面活性剂。8.根据权利要求7所述的造纸添加剂组合物，其中所述多羟基非离子型表面活性剂包括蔗糖酯、乙氧基化的蔗糖酯、山梨糖醇酯、乙氧基化的山梨糖醇酯、烷基葡萄糖苷、乙氧基化的烷基葡萄糖苷、聚甘油酯或乙氧基化的聚甘油酯。9.根据权利要求1-8中任一项所述的造纸添加剂组合物，其中所述非离子型表面活性剂包括胺氧化物、乙氧基化的醇、乙氧基化的脂肪族醇、烷基胺、乙氧基化的烷基胺、乙氧基化的烷基苯酚、烷基多糖、乙氧基化的烷基多糖、乙氧基化的脂肪酸、乙氧基化的脂肪醇、或乙氧基化的脂肪胺、或具有H(OCH2CH2)xOC6H4R1、(OCH2CH2)xOR2或H(OCH2CH2)xOC(O)R2的通式的非离子型表面活性剂，其中x表示被添加至烷基苯酚和/或脂肪醇或脂肪酸的氧化乙烯的摩尔数，R1表示长链烷基基团并且R2表示长链脂肪族基团。10.根据权利要求9所述的造纸添加剂组合物，其中R1是C7-C10正构的烷基基团和/或其中R2是C12-C20脂肪族基团。11.根据权利要求1-10中任一项所述的造纸添加剂组合物，其中所述非离子型表面活性剂是乙氧基化的壬基苯酚、乙氧基化的辛基苯酚、乙氧基化的鲸蜡基油醇、乙氧基化的鲸蜡基硬脂醇、乙氧基化的癸醇、乙氧基化的十二醇、乙氧基化的十三醇、或乙氧基化的蓖麻...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·戴尔，P·D·戴尔，
申请(专利权)人：尼奥齐姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US