利用阳离子支链淀粉造纸的方法技术

本发明专利技术涉及造纸领域。更具体而言，本发明专利技术涉及减少造纸中纸张掉毛的现象。根据本发明专利技术，人们惊奇的发现，纸张掉毛问题可以通过在纸浆即湿部中使用阳离子支链淀粉而被显著地降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及造纸领域。更具体而言，本专利技术涉及在由硬木纸浆例如桉树造纸上的改进。
技术介绍
在过去的这些年中，桉树纸浆由于其树木生长迅速以及对纸张均匀性和适印性有益处，已经在造纸领域占有突出地位。这不但延伸到印刷和书写级别的纸，还延伸到了白面层挂面纸板。桉树，例如E. grandis和E.globulus,通常让人联想到伊比利亚半岛和拉丁美洲。在世界的其它地区，有合理的原因利用本土的树种，例如桤木、刺槐、桦树和橡树。所有的硬木在木材上都有共同的结构特征，最显著的是导管，其遍布树茎并充当水管，将水从根部输送到树的其它部分。导管通常要比纤维粗得多，这是在造纸中由导管导致众多问题的原因。在配料中包含硬木导管，在很多的硬木纸浆，尤其是桉树纸浆中导致一些严重的印刷质量问题。当这些纸浆首次被引入市场时，在配料中使用这些纸桨的未涂布纸，遭受从纸张的表面掉毛。这种纸张掉毛不但损伤纸张的表面，其还累积在印刷橡皮布上，这需要在机器运行中停机清洗，浪费了印刷时间。对于导管，还有由于局部削弱涂层与纸张表面的粘结而导致涂布用纸的脱落(pull-outs on coated grades)的危险。随着时间的流逝，造纸者为控制这个问题而进行了各种尝试，通常是通过增加表面施胶，印刷商对纸张掉毛的要求有时可降低到可容许水平。但是，增加表面施胶在某种程度上否定了硬木纸桨的成本优势。此外，在过去的四到五年中，这一问题再次显现出来并且更加恶化，这是因为胶印机的速度随新一代印五种或六种颜色的印刷机的出现而提高。除了纸张掉毛之外，未涂布纸出现抗油墨也很引人关注。抗油墨表现为当在显微镜下检查印刷纸的时候，在导管仍然清晰存在的地方有白点。掉毛意味着导管与其它纤维和细粒之间弱的结合，但是在胶印机中的抗油墨意味着低表面能(润湿不足)和/或压縮性的局部改变减弱了油墨的转移。
技术实现思路
根据本专利技术，人们很惊奇地发现，通过在纸浆，即在湿部中使用一种特定的淀粉可以显著地减少纸张掉毛的问题。因此，在以前所必需的、成本较高且复杂的表面施胶就可以被省去了。在特定的情况下，表面施胶可以完全省去，或者可以用预涂布操作来替代。此外，本专利技术的结果是，更大量的硬木例如桉树都可以用于纸浆中而没有任何强度或纸张掉毛的问题，这就可以在不影响纸张质量的情况下显著降低造纸成本。本专利技术的这些优点以及其它优点是通过如上文所述在湿部中使用一种特定的淀粉来达到的。根据本专利技术所使用的这种特定的淀粉是一种阳离子支链淀粉。对阳离子淀粉在造纸中的应用以前已经描述过。例如，美国专利2,935,436公开了使用阳离子淀粉代替非阳离子淀粉的许多优点。这些优点的实例是增强淀粉、填料和颜料的保留；提高纸张强度(破裂强度、断裂强度、耐折强度)以及降低配料剂量。此外，欧洲专利申请0 703 314公开了一种造纸方法，其中向纤维素纤维的水溶液中添加一种阳离子支链马铃薯淀粉，任选还加入其它添加剂，之后以常规方式由该悬浮液形成纸张。该专利中提到，与使用具有常规支链淀粉含量的阳离子马铃薯淀粉或蜡质玉米淀粉相比，通过使用阳离子支链马铃薯淀粉，可以向纸张中添加更多的填料而对纸张强度没有负面影响。美国专利5,635,028公开了一种制造软绉棉纸的方法，其中将阳离子淀粉、羧甲基纤维素和粘结抑制剂用作促绉组合物。所制造的绉纸欲用作卫生纸或面巾纸，而不适合在其上印刷。纸张掉毛的问题在这种绉纸中并不重要。此外，通过对绉纸不进行表面施胶。大多数类型的淀粉都是由颗粒构成的，在颗粒中存在两种类型的葡萄糖聚合物。它们是直链淀粉(干物质中占15-35重量％)和支链淀粉(干物质中占65-85重量％)。根据淀粉类型，直链淀粉由平均聚合度为1000-5000的无支化的或轻微支化的分子构成。支链淀粉由平均聚合度为l,OOO，OOO或更高的很长的、高度支化的分子构成。市售的最重要的淀粉类型(玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉和木薯淀粉)含有15-30重量％的直链淀粉。对于一些谷类，例如大麦、玉米、粟、小麦、买罗高粱、稻米和蜀黍，很多种的淀粉颗粒都是几乎完全由支链淀粉构成。以干物质中的重量百分比计算，这些淀粉颗粒中含有多于95%，通常多于98%的支链淀粉。这些谷类淀粉颗粒中的直链淀粉含量因此小于5%，通常小于2%。上述的谷类还被称为蜡质谷粒，因此从其中分离出的支链淀粉颗粒也就称作蜡质谷类淀粉。与各种谷类的情况相比，自然界中还没有发现其淀粉颗粒几乎仅由支链淀粉构成的根茎和块茎品种。例如，从马铃薯块茎中分离出的马铃薯淀粉颗粒通常含有约20%的直链淀粉和80%的支链淀粉(以干物质的重量°/。计)。但是，在过去的15年中，已经成功得通过遗传修饰培育出马铃薯植物，在这种马铃薯块茎中，形成的淀粉颗粒含有超过95重量％ (在干物质中)的支链淀粉。甚至已经发现得到基本只含有支链淀粉的马铃薯块茎是可行的。在淀粉颗粒的形成中，不同的酶是催化活性的。在这些酶中，颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)参与在直链淀粉的形成中。所述GBSS酶的存在依赖于所述GBSS酶的基因编码的活性。删除或抑制这些特定基因的表达，导致GBSS酶的生成被阻止或限制。这些基因的删除可以通过马铃薯植物体的遗传修饰或通过隐性突变来实现。其实例是通过GBSS基因的隐性突变得到其淀粉基本只含有支链淀粉的不含直链淀粉(amf)的马铃薯突变体。这种突变技术特别在J.H.M. Hovenkamp-Hermelink等人的"Isolation ofamylose-free starch mutant of the potato (Solanum tuberosum L.)"， Theor. Appl.Gent., (1987), 75:217-221和E. Jacobsen等人的"Introduction of anamylose-free (amf) mutant into breeding of cultivated potato" , Solanumtuberosum L., Euphytica, (1991)， 53:247-253中有描述。还可以通过利用所谓的反义抑制(antisense inhibition)来删除或抑制马铃薯中GBSS基因的表达。对马铃薯的这种遗传修饰在R.G.F. Visser等人的"Inhibition of the expression of the gene for granule-bound starch synthase inpotato by antisense constructs" , Mol. Gen. Genet.， (1991)， 225:289-296中有描述。通过利用遗传修饰，人们发现可以培植其淀粉颗粒含很少的或完全不含直链淀粉的根茎和块茎作物，例如马铃薯、山药、或木薯(Patent SouthAfrica 97/4383)。在这里提到的支链马铃薯淀粉是由马铃薯块茎中分离出的马铃薯淀粉颗粒，其支链淀粉的含量基于干物质为至少95重量％。关于生产可能性和性能，在支链马铃薯淀粉与蜡质谷类淀粉之间存在显著的差异。这特别适用于蜡质玉米淀粉，其是商业上迄今为止最重要的蜡质谷类淀粉。对于适合生产蜡质玉米淀粉的蜡质玉米的培育在寒冷或温和气候的国家例如荷兰、比利时、英国、德国、波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造纸方法，其中向纤维素纤维的水悬浮液中加入阳离子支链淀粉，并以常规的方式由所述悬浮液形成纸张，其中所述纤维素纤维的悬浮液基于干物质包含至少５重量％的硬木纤维素纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J巴斯，TA威勒玛，
申请(专利权)人：阿韦贝合作公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]