改進紙漿的排水的制作方法
【專利說明】改進紙漿的排水
[0001 ] 對序列表的引用
[0002] 本申請包括一個計算機可讀形式的序列表，將其通過引用結合在此。
[0003] 發(fā)明背景 發(fā)明領域
[0004]本發(fā)明涉及通過用糖苷水解酶家族61多肽進行處理來改進紙張或包裝紙漿和/ 或由該紙張或包裝紙漿制成的紙張或包裝材料的特性。
[0005] 相關技術說明
[0006] 公認在紙張和包裝材料的制造中使用酶。用于這一目的的酶的實例是蛋白酶、月旨 肪酶、木聚糖酶、淀粉酶、纖維素酶以及不同的氧化酶（諸如漆酶和過氧化酶）。
[0007] 這些酶的作用是廣泛的，例如控制不同的沉積物（諸如瀝青）、強度改進、脫墨、排 水改進、棉紙軟化、漂白等。
[0008] 發(fā)明概述
[0009] 諸位發(fā)明人出人意料地發(fā)現，紙漿的某些特性，諸如由該紙漿制成的紙張材料的 排水度和/或特性，諸如短距抗壓強度，可以在該紙張或紙板制造工藝期間，通過用一種糖 苷水解酶家族61 (GH61)多肽處理或接觸該紙漿來改性。
[0010] 發(fā)明詳細說明
[0011] 本發(fā)明描述了GH61多肽單獨地或與其他的酶一起在新鮮或再循環(huán)的紙漿上作為 一種方式以改進紙張、紙板或模制包裝制造配料（纖維、填料、水和功能性添加劑）的排水 度，以便降低制造成本、改進生產力和/或賦予最終產物價值的用途。不受理論約束，該機 制似乎包括膠體物質和原纖維的酶溶解，其傾向于在壓榨期間（例如在壓榨部之內）限制 水從電線上的固化纖維網落（紙漿的）的自由排水以及水從結合的纖維網絡的萃取。此外， 纖維網絡內這樣的膠體物質部分的減少將減少網絡內的結合水的數量，從而降低對干燥器 部內網絡進行干燥所需的蒸汽數量。
[0012]當使用通常用于生產紙張或紙板的新鮮和再循環(huán)的紙漿進行應用和孵育時，GH61 多肽顯著地改進所得配料的標準"排水度"值。一個臨時相關性存在于排水度和紙張/紙 板機排水和/或脫水之間。鑒于該相關性，用GH61多肽單獨地或與一個或多個另外的酶 (最優(yōu)選地選自糖基水解酶）一起預處理這些纖維狀漿料可以改進包含1% -100%的經酶 處理的紙漿的配料的在機性能。"在機"性能是一種取決于幾個因素的累積反應，包括配料 的類型和組成、配料排水/脫水速率和程度、化學添加劑（例如凝聚劑及聚合物停留和排水 助劑）、網前箱一致性、基重和機械設計和操作。通過直接影響這些因素中的一個或多個，本 發(fā)明被假定為改進包含GH61多肽的經調節(jié)紙漿的配料的整體"在機"性能。
[0013] 本發(fā)明由此給予幾個優(yōu)點，這些優(yōu)點包括：
[0014]a) -種新型酶方法，以在不存在糖基水解酶的情況下提高新鮮和回收紙漿的在機 性能。
[0015]b) -種方法，用以延長某些傳統(tǒng)的酶應用的在機益處，使其優(yōu)于通過單獨地應用 傳統(tǒng)的酶應用可得到的水平和程度。
[0016] 相應地，本發(fā)明涉及GH61多肽的用途，用于處理紙漿、用于改進紙漿的自由度和/ 或用于改進由紙漿制成的紙張、紙板或包裝材料的短距抗壓強度，這些紙張材料諸如紙張、 箱紙板、波紋紙板、棉紙、紙巾、模制包裝、波紋容器和盒。
[0017] 紙張和紙衆(zhòng)
[0018] 術語"紙張或包裝材料"是指可以由紙漿制造的產品，諸如紙張、箱紙板、波紋紙 板、棉紙、紙巾、包裝材料、波紋容器或盒。
[0019] 術語"紙漿"意指可以用于制造一種紙張和包裝材料的任何紙漿。紙漿是一種通 過從木材、纖維作物或廢紙中化學或機械地分離纖維素纖維而制備的木質纖維素的纖維材 料。舉例來說，紙漿可以按一種新鮮紙漿形式供應，或可以源自一種再循環(huán)的來源。紙漿可 以是一種木漿、一種非木漿或一種由廢紙制成的紙漿。一種木漿可以由軟木（諸如松樹、紅 木、冷杉、云杉、雪松以及鐵杉）或硬木（諸如楓樹、榿木、樺樹、山核桃木、山毛櫸、白楊、相 思樹以及桉樹）制成。一種非木楽?可以由例如亞麻、大麻、甘鹿澄、竹子、棉或洋麻制造。一 種廢紙紙漿可以通過對廢紙（諸如報紙、混合辦公廢紙、計算機印出、白色帳簿紙、雜志、牛 奶紙箱、紙杯等）進行再制漿來制造。
[0020] 在一個具體實施例中，待處理的紙漿包括硬木紙漿和軟木紙漿兩者。
[0021]待處理的木漿可以是機械紙漿（諸如磨木漿，GP)、化學紙漿（諸如牛皮紙漿或亞 硫酸鹽紙漿）、半化學紙漿（SCP)、熱磨機械漿（TMP)、化學熱磨機械漿（CTMP)、或漂白化學 熱磨機械漿（BCTMP)。
[0022] 機械紙漿通過研磨和精制方法來制造，其中原料經受周期性壓力脈沖。TMP是熱磨 機械漿，GW是磨木漿，PGW是加壓磨木漿，RMP是精制機械紙漿，PRMP是加壓精制機械紙漿， 并且CTMP是化學熱磨機械漿。
[0023] 化學紙漿通過堿法蒸煮，由此去除大部分木質素和半纖維素組分來制造。在牛皮 紙制漿或硫酸鹽蒸煮中，硫化鈉或氫氧化鈉用作主要蒸煮化學品。
[0024] 待處理的牛皮紙漿可以是一種漂白牛皮紙漿，它可以由軟木漂白牛皮紙（SWBK，也 稱為NBKP(針葉樹漂白牛皮紙漿））、硬木漂白牛皮紙（HWBK，也稱為LBKP(闊葉樹漂白牛皮 紙漿））或其混合物組成。
[0025] 待用于本發(fā)明的工藝中的紙漿是機械或化學紙漿或其組合的懸浮液。舉例來 說，待用于本發(fā)明的工藝中的紙漿可以包括〇%、1〇% -20%、20% -30%、30% -40%、 40%-50%、50%-60%、60%-70%、70%-80%、80%-90%或90%-100%的化學紙漿。 在一個具體實施例中，一種化學紙漿形成用于制造紙張材料的紙漿的一部分。在本文中， 表述"形成……的一部分"意指在待用于本發(fā)明的工藝中的紙漿中，化學紙漿的百分比處 于1% -99%的范圍內。在具體實施例中，化學紙漿的百分比處于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% 的范圍內。
[0026] 在本發(fā)明的用途和工藝的一個具體實施例中，化學紙漿是一種牛皮紙漿、一種亞 硫酸鹽紙漿、一種半化學紙漿（SCP)、一種熱磨機械漿（TMP)、一種化學熱磨機械漿（CTMP)、 一種漂白化學熱磨機械漿（BCTMP)。在具體實施例中，牛皮紙漿是漂白牛皮紙漿，例如軟木 漂白牛皮紙（SWBK，也稱為NBKP(針葉樹漂白牛皮紙漿））、硬木漂白牛皮紙（HWBK，也稱為 LBKP(闊葉樹漂白牛皮紙漿））或其混合物。
[0027] 棑水度
[0028] 紙漿的排水度被設計為給出紙漿的稀釋懸浮液（例如，3g的紙漿在IL的水中）在 標準化的測試設備內排出的速率的一種度量。該排水度或排水速率（參見例如TAPPI測試 方法T221 "紙漿的排水時間"）已經顯示與纖維的表面情況和潤脹有關。除了這些因素， 該結果還取決于該測試進行的條件，諸如備料、溫度和水質。
[0029] 在許多情況下，排水度值和（a)精煉紙漿的目標水平或（b)白色水從濕纖網排放 的難易程度之間有一種相關性，尤其是在長網造紙機成形器的先前部分中。排水度的標準 測試是基于通過一種篩網的重力脫水。這些裝置被設計以便一位操作員可以通過觀察刻度 量筒中收集的液體的體積來判斷脫水的速度。排水度傾向于通過精煉及通過增加配料中的 細料水平而降低。排水度可以通過使用排水助劑、去除細料、或將粘液質材料轉化為糖的酶 處理來增加。
[0030] 如在本發(fā)明的方法、組合物和用途中所定義的排水度是按照加拿大標準排水度來 測量的，該加拿大標準體現在如由紙衆(zhòng)和造紙行業(yè)的技術協(xié)會（TechnicalAssociation ofthePulpandPaperIndustry，TAPPI)所公開的TAPPI測試方法T227 "紙衆(zhòng)的排水 度（加拿大標準方法）"中。
[0031] 抗壓強度
[0032] 如在本發(fā)明的方法、組合物和用途中所定義的抗壓強度是根據TAPPI測試 方法T826 "容器用板紙的短距抗壓強度（Shortspancompressivestrengthof containerboard) " 來測量的。
[0033] 短距抗壓強度指數是用于比較不同克重紙張的短距抗壓強度的建議度量。短距抗 壓強度指數通過將以牛頓/米（N/m)為單位測量的短距抗壓強度除以紙張的以克/平方米 (g/m2)為單位的克重而獲得。
[0034] GH61多肽
[0035] 術語"GH61多肽"意指根據亨利薩塔（HenriSSat)，1991，糖基水解酶基于氨基酸 序列相似性的分類（Aclassification of glycosyl hydrolases based on amino-acid sequence similarities)，生物化學雜志（Biochem.J. )280:309-316 ;和亨利薩塔和巴洛 赫（Bairoch)，1996,糖基水解酶的基于序列的分類的更新（Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases)，生物化學雜志316:695-696屬于糖昔水解酶 家族61中的一種多肽。
[0036] 在本發(fā)明的組合物和方法中，可以使用任何GH61多肽。
[0037] 在一個第一方面，該GH61多肽包含以下基序：
[0038] [ILMV]-P-X(4, 5)-G-X-Y-[ILMV]-X-R-X-[EQ]-X(4) - [HNQ]和 [Fff]-[TF] -K-[AIV],
[0039] 其中X是任何氨基酸，X(4, 5)是任何四個或五個連續(xù)氨基酸，并且X(4)是任何四 個連續(xù)氨基酸。
[0040] 包含以上提到的基序的該GH61多狀可以進一步包含：
[0041] H-x (I, 2)-G-P-x(3)-[Yff]-[AILMV],
[0042][EQ]-X-Y-X(2) -Ox- [EHQN] - [FILV]-X-[ILV]，或
[0043]H-x(1，2)-G-P-x(3)-[YW]-[AILMV]和[EQ]-x-Y-x(2)-C-x-[EHQN]-[FILV]-x-[I LV]，
[0044] 其中x是任何氨基酸，x(1，2)是任何一個或兩個連續(xù)氨基酸，x(3)是任何三個連 續(xù)氨基酸，并且X(2)是任何兩個連續(xù)氨基酸。
[0045]在一個優(yōu)選方面，該GH61 多肽進一步包含H-x(l，2)-G-P-x(3)-[YW]-[AILMV]。在 另一個優(yōu)選方面，該GH61 多肽進一步包含[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN] -[FILV]-X-[ILV]。 在另一個優(yōu)選方面，該6冊1多肽進一步包含111(1，2)-6-?1(3)-[￥1