由旧报纸生产柔软的纸品的制作方法

专利名称：由旧报纸生产柔软的纸品的制作方法
背景技术：
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。本发明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，有可能通过本发明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发明的目的相违背，因为本发明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，这与本发明相反。
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。
本发明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。本发明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类如植物油的碱性皂化作用，以及不让纤维组分诸如半纤维素浸出到纸机水体系中和引起起皱作业困难的措施。发明概述本发明提供了一种将粗的高产率型纸浆改性成适于制造软薄页纸型产品纸浆的方法。粗的低游离高、高产率型纸浆一般被用于新闻纸中并且根据本发明通过将旧报纸中通常存在的某些类型的杂质保存在纤维上或纤维中并对含杂质的纤维进行酶处理，优选同时使纤维在水与表面活性剂中膨胀能被改性而生产出软薄页纸产品。反之，同样的纤维当被脱墨而除去油状杂质后就不能生产软薄页纸产品。新、粗的高产率纤维(例如磨木浆、热机械浆和化学热机械浆)通过添加一般在旧报纸中作为杂质的油类和对故意地含杂质的新纤维进行适当的酶处理可制成适于生产柔软薄页纸型产品。根据本发明生产出含有大部分为经酶处理的、粗的高产率型的、含油类杂质的纤维的新颖纤维和卫生纸产品。酶处理利用一种或多种选自纤维素酶、半纤维素酶的酶，诸如木聚糖酶、脂肪酶。
由含粗纤维素纤维并经含油的油墨印刷的报纸制造卫生纸产品的方法被公开于此，它包括(a)在水中与搅拌下对所说的报纸进行制浆以产生稠度在3％与12％之间和pH低于约8.0的纸浆；(b)将选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的一种酶添加到纸浆中并将所说的纸浆保持在温度约100°F以上至少15分钟；和(c)在造纸过程中使用所说的经酶处理(和优选还经表面活性剂处理)的纸浆作为主要的纤维来源以生产卫生纸产品。
新颖的卫生纸产品是由至少为80％的粗纤维制成的，粗纤维的Kajaani粗度为大于18毫克/100米，该卫生纸产品的定量为7～40磅/令、正常的拉伸强度(米制)为5.0至20.0，并含有0.2％～2.0％的选自植物油和矿物油的油。
该改性纤维素纤维的新方法包括对纤维素纤维进行改性以改进其薄页纸和纸巾的制造性质，该方法包括(a)将0.2％～2.0％的矿物油或植物油在形成这样的造纸配料之前添加到粗纤维素纤维中或者在搅拌下直接将其添加到所说的配料中；(b)在温度低于140°F下向配料添加一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶，并且在稠度为3％～12％、温度为100～140°F下保持纸浆与所说的酶(并且优选还与表面活性剂)接触至少15分钟。
此处所公开的用于制造卫生纸产品的改进的纤维素纤维包含Kajaani纤维粗度大于18毫克/100米和含有0.2％～2.0％的选自植物油和矿物油的油的酶改性纤维素纤维。
附图简述

图1显示纤维粗度与通过轻度、干起皱卫生纸制造方法得到的普通薄页纸柔软度之间的关系和通过本发明得到的优越的结果。表I、II和III是实施例1、2和3的以表格形式表示的试验结果。
本发明及优选实施方案的描述本发明是基于以下的发现粗的高产率型纤维(即通过主要由木纤维的机械分离而得到的和通常含有至少80％(重量)原料的纤维)能生产出产品质量可与由昂贵的漂白北方软木牛皮纸纤维制成的薄页纸产品相比拟的非常柔软的薄页纸型产品。具体地说，软薄页纸型产品可以由旧报纸(ONP)通过保存某些通常存在于废报纸中的油杂质，使含有这样杂质的废报纸纤维经受酶处理以及制造含有这样的油杂质和酶改性纤维的纸的步骤而生产。在本发明的实践中关键在于在制造薄页纸型或其他类型的卫生纸产品(例如毛巾纸、餐巾纸和搽面纸)之前使足够量的一般存在于废报纸中的油类处于纤维上或纤维之中。此外，如果在脱墨期间油被除掉或者如在就新纤维而言不存在油的情况下，可将油添加到纤维中，并且然后在由含油的和经过酶改性的纤维制造卫生纸品之前对含有这种油的纤维进行酶处理以获得本发明的益处。
植物油和矿物油常被用于报纸油墨中并且通常作为印刷油墨的组分而出现在废报纸中。为了保存废报纸的油组分，必须对惯用的再制浆和脱墨方法进行改良。惯用的脱墨方法的优选改良方案是去掉其中的将植物型油(或含酯基的任何油)转化成皂类的皂化条件。然而，如果在脱墨期间除掉油类的话，它们能在酶处理之前被补充。
当以废报纸为原料开始实施本发明的方法时，一般由以下步骤组成(1)通过在水中在搅拌下将报纸制成浆液而将报纸制成纸浆；(2)用一种酶诸如纤维素酶、木聚糖酶或脂肪酶或这样的酶的混合物并且优选还一起使用表面活性剂对废报纸纸浆进行处理；(3)将淤浆化的纸浆的pH保持在低于约8.0之下；和(4)利用淤浆化的经酶处理的纸浆作为卫生纸制造过程，优选为薄页纸制造过程中部分的配料。尽管在被用作制造卫生纸产品(例如薄页纸、毛巾纸、搽面纸和餐巾纸)的配料之前纸浆可以经过筛选、清理、浮选和某些洗涤步骤，但是重要的是在经这样的筛选、清理、浮选和洗涤步骤之后将相当量的油类杂物保留在纸浆中或者在酶处理和造纸之前进行补充。
在若干步骤中进行淤浆化和酶处理步骤优选是以在稠度约为3％～12％以及使用或不使用表面活性剂的情况下对报纸进行淤浆化处理开始的，纸浆的温度优选为高于约100°F并且更优选为高于约180°F并且在所说的温度保温纸浆至少约15分钟。此后通过调整纸浆pH和降低纸浆温度到适于保持活化酶的条件。优选的酶处理条件为pH4～7和温度低于约140°F和优选为高于约100°F。如果报纸的制浆是在还适于酶处理的条件下进行的话，可将制浆与酶处理步骤相结合。当制浆与酶处理被结合成单一步骤时，可以在添加制浆用的报纸之前或之后向水中添加酶或酶与表面活性剂。优选是将通常用于报纸再生过程中除去杂质的那类表面活性剂添加到纸浆中。可以使用一种或多种酶并且它们选自纤维素酶、木聚糖酶和脂肪酶。保持纸浆与酶接触至少约15分钟并且优选为约30分钟。尽管就纸浆与酶而言可以使用更长的接触时间但这并不需要。就纸浆与酶而言接触时间长于30分钟对在使用较少量酶的情况时是有帮助的。
在以上的处理顺序中关键性的组分是使通常存在于报纸印刷油墨中的那类油与纤维接触和同时进行酶处理以及在造纸期间将油与纤维保持在一起(在纤维上或纤维中)。不受其他理论约束，我们的将粗纤维变成非常适于制造软薄页纸型卫生纸产品的理论依据在于在纤维、油类与酶之间发生相互作用并且这种作用由于表面活性剂的存在而被增大。这种相互作用协合地改进了粗纤维的制薄页纸性，不管纤维仍是粗的。
本发明的制浆方法优选涉及对旧报纸(ONP)在稠度为6～9％和优选范围为120°F～180°F的高温下进行制浆。制浆时间可为15～60分钟。然后将淤浆冷却到120°F～140°F并被转移到存贮室/掺合室，在该处将pH调整到4～7。然后添加适用于低pH范围的脱墨表面活性剂，优选在添加酶之前添加。将酶添加到纸浆中并使其与纤维和油反应，反应时间至少为15分钟并且优选为约30分钟。然后将淤浆的pH调整到7，然后将该纸浆准备用于造纸过程。另外的筛选并不是必须的，尽管可以进行筛选和/或离心清理以除去大的杂质，例如纸夹，以保护纸机。通过使用纸机上造纸配料中的未洗涤纸浆而在纸机上对经酶处理与含油的纸浆任选地进行有限制的洗涤。如果纸浆在被供入到纸机之前未经洗涤的话，游离的漂浮的和溶解的物质能在纸机上被洗出而形成织物并通过使用为去掉纸机白水杂质的浮选步骤而从白水中除掉。这可以通过使用斜筛与溶解空气浮选法，例如使用Krofta澄清器来进行，以便澄清供再使用到纸机的白水。染料本发明的再生报纸纤维残留有油墨状杂质并因此是浅灰色的。用大部分这种纤维制成的薄页纸产品优选被染成更悦目的颜色。在本发明中有效的染料必须是水溶性的并且由于难于均匀染色被油污染的纤维，因此染料应该是直接染色纤维素纤维的。它们还应该是阳离子的，即当在水中离解时它们会形成带阳电荷的阳离子。这些染料特别适于染色机械浆和未漂白的化学浆。这样的纸浆纤维含有大量的酸性基团，带阳电荷的阳离子可以通过形成盐而与这些酸性基团反应。这些染料可从现有技术中所熟知的碱性染料之中选择，其中的碱性基团是整个的发色团部分；或从较新类型的阳离子直接染料中选择，其中的碱性基团处于分子共振体系之外侧。染料的优选添加量以气干纤维的重量计为0.01％～3％，最常用的为0.05％～0.5％。
这些染料可在任何正常的造纸pH值下添加，既可以在酸性时也可以在中性时添加。它们对未漂白纤维的卓越的亲合力使它们能晚至在混合浆泵的进口处添加，但是需要较长的停留时间，例如纸机浆池输送泵的真空侧处导入染料将更被优选。在任何的情况下希望的厚料段具有良好的混合。酶适用于本发明的酶应选自纤维素酶、半纤维素酶(例如木聚糖酶)或脂肪酶，并且优选每一类酶中的一种混合在一起使用。每一类的酶在功能上把废报纸纤维的不同的组分和/或通常与这样的纤维相关的杂质作为目标。纤维素酶通过侵袭油墨附近的纤维的纤维素组分而有助于除去油墨。木聚糖酶和其他半纤维素酶侵袭纤维的半纤维素组分以增大亮度，而脂肪酶侵袭纤维中和油墨制剂中的树脂。
当所有的三种类型的酶被一起使用时产生协合作用，即实现更好的脱墨以及消除了所谓的“粘性物质”。粘性物质是由粘合剂、压敏标签等等引起的在废纸中的污染物，并且被认为能引起纸机操作问题。优选的各种酶的混合物会以增大薄页纸柔软度和改进污染物的方式侵袭印刷过的废纸以致它们不会对纸机操作造成不良的影响。还有，根据本发明的酶处理过的纸浆会提高纸机操作能力和以低的成本生产高级产品。
半纤维素酶是一项描述各种类型的每一种能降解专门类型的、通常被称为半纤维素和存在于木材与其他植物材料中的化合物的术语。木聚糖酶是优选的半纤维素酶，因为它对木聚糖，即最常见类型的半纤维素有效。半纤维素成分对不同的植物来说是不相同的。木材半纤维素中最多的是木聚糖，木聚糖是1，4-键合的β-D-吡喃木糖单元的聚合物，其中某些β-D-吡喃木糖单元带有短的侧链诸如1，3-键合的α-1-阿拉伯呋喃糖单元或酯化的1，2-键合的α-d-葡糖醛酸单元。还有一种重要的半纤维素，特别存在于软材中，是具有无规分布的葡萄糖与甘露糖单元的1，4-β-D-葡甘露聚糖，它带有侧链例如1，6-键合的α-D-吡喃半乳糖单元。半纤维素在三个重要方面不同于纤维素。首先，半纤维素含有若干种不同的糖单元，而纤维素仅含有1，4-β-D-吡喃型葡萄糖单元，其次，半纤维素显示很大程度的链支化，而纤维素是严格的线型聚合物。第三，天然纤维素的聚合度比大多数半纤维素的聚合度大100倍。术语“半纤维素酶”指任何一种能与特定的纤维素反应的特定的酶，因此，半纤维素酶并不是专指一种特定类酶，而是指若干类酶组成的组的一般性术语。木聚糖酶是一类特定的酶，它侵袭木聚糖并因此被包括在一般性术语“半纤维素酶”中。
在被称为纤维素酶、木聚糖酶(或其它半纤维素酶)和脂肪酶的各类酶中可以使用许多类型的酶。纤维素酶具有最大的采购机会，因为它来自不同的供货源，诸如Aspergillis niger、Trichoderma reesei、T.viride、T.Koningi、F.solani、Penicillium pinophilum、P.funiculosum。优选使用具有内-外葡聚糖酶官能度的纤维素酶以侵袭纤维素的无定形区和结晶区，以致该酶能侵袭纤维素表面上任何带有油墨之处。
优选的纤维素酶是由Enzyme Process Division，BioindustrialGroup，Novo Nordisk A/S，Novo Allé，2880 Bagsvaerd，Denmark以商品名Celluclast1.5L销售的产品。Celluclast 1.5L是通过选定的霉菌“Trichoderma reesei”菌株的液面下发酵而制得的液体纤维素酶制剂。该酶催化纤维素断裂成葡萄糖、纤维素二糖和高级葡萄糖聚合物。形成的反应产物的相对量取决于反应条件。Celluclast 1.5L的酶活性为1500 NCU/g并且是密度约为1.2g/ml的棕色液体。活性是基于Novo纤维素酶单位(NCU)确定的。一个NCU单位是指在标准状况下将羧甲基纤维素降解为还原能力相当于1微摩尔(μmol)葡萄糖/分的还原碳水化合物的酶量。标准状况为培养基-羧甲基纤维素(CMC Hercules-7 LFD)；温度-40℃；pH-4.8；反应时间-20分钟。
木聚糖酶可由来源诸如A.pullulans、Streptomyces lividans或Streptomyces roseiscleroticus得到。其目的是为了侵袭木质纤维素纤维的键合白色纤维素与棕色木质素的木聚糖。因此，对木聚糖半纤维素的侵袭增加了木素的去除，由此使纤维更亮。没有必要搞清木聚糖酶是否是来自任何具体生物源的纤维素酶。就此而言，菌酶(mushroomenzyme，在蘑菇成长后出现的多重酶)无需纯化就能使用。
一种优选的木聚糖酶是PulpzymeHA，它是由得自Enzyme ProcessDivision，Bioindustrial Group，Novo Nordisk A/S，Novo Allē，2880Bagsvaerd，Denmark的Trichoderma reesei的选定菌株衍生的木聚糖酶制剂。PulpzymeHA含有内-1，4-β-D-木聚糖酶(EC 3.2.1.8)与外-1，4-β-D-木聚糖酶(EC 3.2.1.37)活性。除了其木聚糖酶活性外，PulpzymeHA还具有一定量的纤维素酶活性。
PulpzymeHA是一种活性为500 XYU/g和含有约300的内-葡聚糖酶活性单位(EGU/g)的木聚糖酶的棕色液体制剂。一个木聚糖酶活性单位(XYU)是以在标准状况(pH为3.8，30℃，20分钟保温)下将落叶松材的木聚糖降解成还原能力相当于1微摩尔木糖的还原碳水化合物的酶量定义的。一个内-葡聚糖酶单位(EGU)是以在标准状况(pH为6.0，40℃，30分钟保温)下将羧甲基纤维素溶液的粘度降低到与定义1 EGU的酶标准相同程度时的酶量。PulpzymeHA对结晶纤维素具有非常低的活性。
另一种优选的木聚糖酶是PulpzymeHB，它是由细菌源的选定菌株衍生的木聚糖酶制剂。它可从Enzyme Process Division，BioindustrialGroup，Novo Nordisk A/S，Novo Allé，2880 Bagsvaerd，Denmark购得。它含有内-1，4-β-D-木聚糖酶活性(EC 3.2.1.8)，并且实际上无纤维素酶活性。PulpzymeHB可以棕色液体制剂形式从市场上购得，具有内-木聚糖酶活性为600 EXU/g，其中一个内-木聚糖酶活性单位(EXU)是以在标准状况(pH9.0，50℃，30分钟保温)下降解RBB木聚糖的酶量定义的。
脂肪酶可取自Pseudomonas fragi、Candida Cylindricea、Mucorjarenicus、荧光假单胞菌、爪哇根霉、德列马根霉、雪白根霉以及各种各样的Miehei、Myriococuum、腐质霉属、曲霉属、Hyphozyma和芽胞杆菌属。这些酶具有脂肪酶与酯酶活性，并且已知它们能将木材树脂中的甘油三酯降解为甘油与脂肪酸。因此脂肪酶能直接侵袭油墨的植物油组分。脂肪酶活性的甘油副产品能使纤维素更柔软。
优选的脂肪酶是ResinaseA 2X，它是水解木材树脂的酯组分用的一种液体脂肪酶制剂。ResinaseA 2X可从Enyme ProcessDivision，Bioindustrial Group，Novo Nordisk A/S，Novo Allé，2880Bagsvaerd，Denmark作为活性为100 KLU/g的棕色液体制剂购到。脂肪酶活性是以千脂肪酶单位(KLU)测定的。一个KLU是在温度30℃和pH为7.0条件下从三丁酸甘油酯乳液中每分钟释放出一微摩尔丁酸的酶活性量。该分析是在固定氢离子浓度体系中进行的，其中通过添加氢氧化钠连续地滴定所释放出的酸。在分析期间酶不受培养基限制。
其他的酶还可与这三种类型的优选的酶一起使用，它们是木素酶(ligninase)、漆酶、果胶酶、蛋白酶和甘露聚糖酶。还有，能从DNA改变的和工程微生物中得到更专用的或经济效果更高的酶。
酶的优选用量和组合为1.33公斤纤维素酶/吨(2000磅)纸浆、0.33公斤木聚糖酶/吨纸浆和0.33公斤脂肪酶/吨纸浆。可以使用以所有的酶计为低达每吨纸浆0.25公斤酶至高达每吨纸浆25公斤酶。然而，每吨纸浆为1～3公斤的总酶量是特别优选的使用量。每种酶的优选范围为纤维素酶，0.25～10公斤/吨；木聚糖酶，0.05～2.5公斤/吨；脂肪酶，0.05～2.5公斤/吨。
纤维结构的溶胀通过促使大量的酶分子贯穿到纤维中而改善了酶的作用。在报纸的制浆过程中可以使用高温(例如高于环境温度和低于140°F)、表面活性剂、酸性或弱碱性的化学药剂物理地打开木质纤维素纤维结构以便使酶更好地贯穿结构并发挥它们各自的功能。如果使用例如高于约140°F以上的制浆温度的话，在所用的酶被添加之前，必须将该温度降低到适于酶处理的温度。对大多数的酶来说，合适的温度为低于约140°F。表面活性剂使用与酶处理表面活性剂与酶的结合得到协合效果。达到协合作用的表面活性剂的最低有效量是指打开纤维的所需量而不是指为了通过乳化油状杂质对油进行加溶所使用的更高量。表面活性剂的优选量以纤维重量计为0.025％～0.1％。就在被添加到酶处理步骤中以改进酶的作用达到更好的手感而言，优选使用非离子型表面活性剂。一种优选的非离子型表面活性剂是从High Point Chemical Corp.购到的DI 600。DI 6000是为了报纸的浮选型脱墨而专门开发的烷氧基化的脂肪酸类的非离子型表面活性剂。可以使用脱墨领域中熟知的其他非离子型表面活性剂，诸如聚乙二醇的烷基·苯基醚，例如联合碳化物公司的Tergitol系列表面活性剂；烷基酚环氧乙烷缩合产物，例如Rhone Poulenc，Incorporated的Igepal系列表面活性剂；芳基烷基聚醚醇，例如Rohm and Haas的TritonX400系列表面活性剂如Triton X-100。在某些情况下根据废纸中存在的杂质可以使用阴离子表面活性剂。适用的阴离子表面活性剂的例子是由12～14个碳原子的线型伯醇衍生的硫酸化乙氧基化物的铵盐或钠盐例如Vista的Alfonic1412A或1412S；以及磺化的萘甲醛缩合物，例如Rohm and Hass的TamolSN。在某些场合下可以使用阳离子表面活性剂，特别是在还要求脱胶的场合。适用的阳离子表面活性剂包括咪唑化合物例如汽巴-嘉基的Amasoft16-7和SapamineP季铵化合物；Quaker Chemical的Quaker2001；和American Cyanamid的Cyanatex。油类型用于印刷、特别是印刷报纸和上述印刷中所用油墨制剂中的那类油均适用于本发明的实践。矿物油和植物油是配制报纸用印刷油墨中使用的最常用类型的油。矿物油，还被称为白矿物油(White mineraloil)、轻油(alboline)、石蜡油、Nujol、Saxol以及褐煤油，通常是按CAS#64742-46-7进行分类。尽管历史上这样的油是由不同来源产生的，但是从大量生产方面来说它们一般是具有平均为约10～约14个碳原子的石油馏份并且通常是链烷烃、环烷烃和烷基化芳族烃的混合物。这样油的比重为约0.8～约0.85、100°F的粘度为38-41 SSU(赛波特通用单位)和起始沸点约为500°F(260℃)。配制印刷油墨中常用类型的植物油可由不同来源产生。一种典型的植物油是由大豆生产，称为豆油、中国豆油、大豆油或者化学文摘代码为CAS#8001-22-7的普通豆油。这样的油可被皂化为皂化值约为185～195，凝固点为约5°F～约18°F，熔点为约70～约90°F和碘值为约135～约145。在本发明的实践中还可以使用其他植物油和其他类型适用于印刷油墨的油。油含量处于纤维上(不管是在纤维素纤维的表面或结构之中)的油量应在约0.2％至约2％之间。最好，在制浆和处理废报纸并准备将它们用于造纸配料期间，此油含量不是通过皂化或加溶废报纸上的油类而得到的。还优选的是，如果使用表面活性剂的话，应适度使用表面活性剂以致在准备用于卫生纸产品的造纸配料的同时没有将油洗掉。然而，从实施例中可见，根据此处所述，油可以通过在淤浆化处理之前将油添加到纸浆或通过将油添加到纤维的含水淤浆而被添加至废报纸或新纤维，以便使油在纤维进行酶处理之前与纤维相接触。因此，在本发明的实践中可以使用新纤维并且从其最广泛的原则来说本发明并未被限制在再生旧报纸作为实施本发明用的纤维来源。按照本发明的最广泛的原则，在纤维进行酶处理的同时，本发明要求在纤维上或纤维中存在约0.2％至约2.0％的油。对带有油的纤维进行上述的酶处理，并且然后将其用在造纸配料中。
在取得用油和纤维素的酶处理的协合作用的最主要好处是高产率生产纤维的同时，通过本发明的方法其他的纤维素纤维会具有其被增加的符合卫生要求的质量，以致由这样的纤维能制得更柔软的卫生纸产品。除了漂白和未漂白的高产率纤维例如磨木浆纤维、热机械浆纤维和化学热机械浆纤维外，这样的纤维还包括北方和南方软木的漂白与未漂白的牛皮纸浆纤维、北方和南方软木的漂白与未漂白的亚硫酸盐纸浆纤维。这样纤维的具体例子是漂白的软木化学热磨机械浆(SWCTMP)；漂白的北方软木牛皮纸浆纤维(NSWK)；漂白的再生纤维(RF)；漂白的桉树牛皮纸浆(BEK)；漂白的南方软木牛皮纸浆(SSWK)；和漂白的硬木化学热磨机械纸浆(HWCTMP)。
本发明的含油的、经酶处理的纤维能用于惯用的生产卫生纸级产品的造纸方法，所述纸包括卫生薄页纸、搽面纸、毛巾纸和餐巾纸。通过使用本发明的含油的和经酶处理的纤维，这些产品的柔软度和松密度被提高。由于松密度的改进，用本发明纤维生产的毛巾纸得以增强。
本发明是基于以下的发现惯用的脱墨方法是不利于从废报纸制造软薄页纸产品的，因为它除掉了可能对薄页纸和毛巾纸产品的柔软度有好处的油。就薄页纸产品而言柔软度是很难测量或定量表示的，因为柔软度是通过手感而被使用者所感觉的，除了纸幅蓬松度外柔软度还受到平滑度和其他表面特性的影响。手感测试已被改进，此处所报导的手感数据是使用下列的测试方法得到的手感测试范围由市场上购得的赋予薄页纸产品以柔软度的不同质量的纸浆生产若干种不同的轻量、干起皱的薄页纸以用作标准，并用它们确定数字柔软度尺。对每一种标准薄页纸指定出数值。将最软产品的手感值定为86，它是用50％的Irving北方软材牛皮纸浆纤维与50％的Sante Fe桉树牛皮纸浆生产的。作为标准的最粗糙产品是用100％的漂白软材化学热磨机械浆(SWCTMP)生产的，并且数字柔软度尺上的手感值被指定为20。其他的轻量、干起皱的薄页纸在规定“手感柔软度”尺度时被用作标准并且具有柔软度值在最软与最粗糙的薄页纸标准物之间，它们是由不同的纸浆或纸浆掺合物生产的并且其手感柔软度值被定在20与86之间。在下文中对所用的纸浆将另作介绍。被用来生产另外的薄页纸标准的纸浆掺合物及其纤维粗度与每一种薄页纸标准的拉伸强度一起被列于表III中。不是轻量、干起皱法的薄页纸制造方法以及其他的不是生产各薄页纸标准的纸浆纤维均能生产出在被此处所说的各薄页纸标准规定的范围之外的薄页纸产品。然而，为了实现本发明可达到的柔软度方面的改进，上述定义的轻量、干起皱产品的20～86的手感柔软度范围是准确的和足以达到比较的目的。本发明的再生旧报纸纤维当被用于其他的薄页纸制造方法例如穿透干燥法或当与其他的纤维相掺合时能生产出具有柔软度值高于86薄页纸产品。用于生产各手感标准的纸浆(a)由黑杉(Black spruce)与胶枞(Balsam fix)制成具有加拿大标准游离度(CSF)为500和ISO亮度为80的漂白软木化学热磨机械浆(SWCTMP)(Temcell级500/80)。制浆是按以下步骤进行的亚硫酸钠预处理和加压精磨，接着碱性过氧化物漂白到80°ISO亮度。纤维的Kajaani粗度等于27.8mg/100m和Kajaani重均纤维长度为1.7mm。
(b)由黑杉与胶枞制成漂白北方软木牛皮纸浆(NSWK)(Pictou级100/0-100％软材)。制浆过程是通过硫酸盐法进行到卡帕值＝28，接着通过CEo DED漂白到88°ISO亮度。Kajaani粗度等于14.3mg/100m和Kajaani重均纤维长度为2.2mm。
(c)由混合的办公室废物经制浆、筛选、清理、洗涤到550°CSF，接着用硫代硫酸钠漂白到80°ISO亮度，制成漂白再生纤维(RF)。Kajaani粗度为12.2mg/100m和Kajaani重均纤维长度为1.2mm。
(d)由蓝桉通过硫酸盐制浆法制成卡帕值为12的浆接着通过ODEoD漂白到89°ISO亮度而制成漂白桉树牛皮纸浆(BEK)(SantaFe elemental chlorine free级)。Kajaani粗度等于6.8mg/100m和Kajaani重均纤维长度为0.85mm。
(e)由火炬松和锯末和打浆到卡帕值为26、接着通过CEHED漂白到86°ISO亮度而制成漂白南方软木牛皮纸浆(SSWK)(ScottMobile pine)。Kajaani粗度等于27.8mg/100m和Kajaani重均纤维长度为2.6mm。
(f)由响杨制成具有加拿大标准游离度(CSF)为450和ISO亮度为83的漂白硬材化学热机械纸浆(HWCTMP)(Millar Western级为450/83/100)。制浆是以碱性过氧化物预处理和加压精磨接着进行碱性过氧化物漂白方式进行的。纤维的Kajaani粗度为13.8mg/100m和Kajaani重均纤维长度为0.85mm。仪器该测试方法无需任何仪器。测试方法使用以下所述的程序和材料，使用十人或更多人组成的小组和在由使用已知柔软度尺度的产品标准的柔软度尺度上的试样的等级柔软度来评定薄页纸试样。试样准备1.应选定五件被评判员(鉴定人)小组测试的试样。
2.使用下面的方程式所需的垫片数(每种产品)＝(x-1)×(y)计算出评判员测试小组评定每种产品柔软度所需的试样垫片和标准垫片试样的数目。
式中x为被测定产品的数目y为测试小组的人数。
3.对每种被评估的产品随机选出一卷试样薄页纸，并去掉开始的少数纸幅(以去掉尾连胶)。
4.由每卷被测试产品制备试样垫片。每一垫片应为4纸幅厚并且是由一件四纸幅长的薄页纸的连续试样制成的。每一垫片按以下步骤制成将四纸幅长的试样首先折成一半。这样就形成双层厚度的长度为二纸幅的试样。然后将双层厚度的试样对折而产生四纸幅厚、单纸幅长的试样垫片。应这样折叠以致使薄页纸卷上的纸幅外表面成为垫片的外表面。如果被测试的产品是“双面的”话，即就纸幅的外表面对面朝卷纸辊的内表面而言它具有不同的表面特性，那么该产品应被测定二次，一次是以朝向卷外部的表面作为试样垫片的外表面，还用另一方式准备的试样垫片进行测定，其中折叠成使朝向卷内部的表面成为试样垫片的外表面。
5.使用以上第2节中的公式由每种产品制成所需数目的垫片。如果为了准备所要求数目的垫片而需用多于一卷的产品的话，那么重要的是应将由来自每一卷中产品的垫片垛打乱。对每一垫片在左上角编上批号(在折叠时)。
6.从标准薄页纸中按以下方式选出三个标准物作为测试小组参考·选出被评判产品的最粗糙试样和将它与标准薄页纸试样垫片比较和选出比最粗糙试样稍粗糙的较低标准物。
·选出被评判产品的最软试样和选出比被评判的最软试样稍高(稍软)的标准薄页纸垫片。
·选出大致处于所选的较低与较高标准点中间的第三个标准点。
选出的三个标准薄页纸垫片成为小组的手感评定参考并确定最软、最粗糙和中度范围。
7.手感参考构成被小组评定的产品的柔软度范围。为了更精确起见，被选定的最高与最低的参考点应在手感柔软度尺上相距约30点。中间的参考点应离低和高的参考点为8点或8点以上。小组成员选择与指示1.选定由约十人组成的小组，男性与女性的数目相同而年龄各不相同。
2.保证小组成员了解有关指示，并且如果需要的话，对小组成员进行测试训练。
3.小组应在安静环境进行测试。测试程序1.由阅读下面的标准指示开始柔软度测试。
标准指示这些指示是供每一小组成员在开始柔软度小组测试程序时阅读的。
a.目的“此程序的目的是为了比较卫生纸试样的柔软度”。
b.方法“您在同一时刻将被给予卫生纸的二种试样垫片。用您常用的那只手对它们相互进行比较，并且以您常用的那只手对每种试样的手感作出比较结果。在您认为这样做是您作出你的判定所必要的话，您可以擦划、弯折试样”。
c.第一次判定“在感受到每一对两个试样垫片之后，请您决定哪一个试样更软”。
d.第二次判定“使用以下的级别定出两个垫片之间柔软度的差别程度标尺使用奇数1、3、5、7、9。如果你感到列出的数字不能充分表示两种产品之间差别的话，您可以使用偶数”。
小组定级标尺|- - - - - -|- - - - - -|- - - - - -|- - - - - -|1 3 5 7 9
定级标尺上各数字是以下面定义的1.没有差别3.非常小的差别，不能确定，有时可能会搞错5.小的差别，由评判可确定的7.中等差别，易于测出，可确定9.非常大的差别，非常容易测出，显著的e.标准化“在我们开始工作之前我给你们一个用作比较用的最软的标准的例子和最不柔软的(最粗标准的)产物的试样垫片。请触摸它们。然后在定界标尺上将感觉到的柔软度差别评定为9。”(定级标尺上的9与步骤6中为小组选定的高与低参考点之间的手感点数相当。)f.小组成员的反应“关于此测试程序你们有问题吗？”g.再确认“最后，不要对每一决定长久地苦恼不安。你的意见与任何人的一样好。不存在正确与错误的答案！”2.向每位小组成员提供每一组试样垫片和参考垫片的结合，并请他们选择出最佳试样，然后使用1～9定级的柔软度标尺列出差别。每一小组成员应随意地接受成对的试样以避免顺序误差。
3.以XYn形式记录每对的测试结果其中X为最佳试样编号，Y为非最佳试样编号和n为标尺值(1～9)。
数据分析将成对的比较结果以它们属于比例表尺方式进行处理。比例表尺的定义如下标尺如果在正线型变换式y＝ax，a＞0的条件下是不变的话，则该标尺为比例标尺。
将“n”数垫片的数据对和比例重量填入到以下的方矩阵A中
其中Oi是单个的试样和Wi是每对的标尺值(比例重量)。
就此类方矩阵而言显示以下的性质AW＝MW其中W＝(Wi，W2，…Wn)。重量矢量W是相应于其本征值n的方矩阵A的本征矢量。Saaty表明〔参见，Saaty，T.L“A ScalingMethod for Priorities in Hierarchical Structures”，Journal ofMathematical Psychology，15，234～281(1977)和Saaty，T.L.，“Measuring the Fuzziness of sets”，Journal of Cybernetics，4(4)，53～61(1974)〕为了从估计的重量求出本征矢量W要求发现最大的本征值A(λmax)。求解λmax和W的计算机程序被提供在McConnell，Wes，“Product Development Using Fuzzy Sets”，INDA Tenth Technical Symposium，pp55～72，11月17～19，1982之中。得到的本征矢量W是成对输送项目的最佳的估计的比例标尺。取此矢量中的每一元的对数值产生更熟悉的等间距标尺，其中目标之间的距离是呈线型的。标准柔软度值是作为估计的等间距标尺值的函数被标绘的，而未知试样由插入法定出数值。
每一未知试样的标准柔软度的平均和标准偏差是从全部小组成员的计算的标准柔软度值中计算出的。如果各小组成员的值离平均值超过2个标准间距的话，删去该值并重新计算平均和标准柔软度值。离平均值不超出2个标准间距值的标准柔软度值的平均值是未知试样的标准手感柔软度值。
手感柔软度标尺010 20 30 40 50 60 70 80 90 100|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|2086(3j) (3b)抗张强度此处给出的薄页纸型纸产品的抗张强度值是通过断裂强度试验(TAPPI试验方法No.T494 om-88)使用5.08cm试样间距和5.08cm/min十字头速度而测得的。一般说来，薄页纸强度在纸幅的纵向与横向上是不相同的。还有，对抗张强度具有影响力的薄页纸试样的定量也是变化的。为了更好地比较各种薄页纸试样的抗张强度，补偿各试样的定量上差别和在抗张强度的纵向上差别是重要的。这种补偿是通过计算“定量和方向规范化抗张强度”(在下文中“规范化抗张强度”被称为“NTS”)来实现的。NTS是作为通过定量除以产品的纵向与横向抗张强度的平方根所得的商而计算的。规范化定量与纵向的抗张强度计算已提供更好的薄页纸试样的比较方法。根据TAPPI方法No.T410 om-88测定纵向与横向的抗张强度和薄页纸试样的定量。当使用英制测定单位时，抗张强度是以每英寸的盎斯数测定的，定量是以每令2880平方英尺的磅数测定的。当以米单位制计算时，抗张强度是以每2.54厘米的克数测定的和定量是以每平方米的克数测定的。应当指出，米单位制并不是纯的米单位制，因为测试抗张强度用的测试仪器被设定以英寸切制试样，因此米单位制成为每2.54厘米的克数。使用缩略词MDT代表纵向抗张强度，CDT代表横向抗张强度和BW代表定量，定量与方向上规范化的抗张强度(NTS)的数学计算式为NT＝(MDT×CDT)1/2/BW英制单位的NTS＝0.060×上面定义的米制单位的NTS薄页纸制造方法本发明的含油的、酶改性的纤维可用于任何常用的生产软、松厚的卫生纸幅诸如薄页纸、毛巾纸、餐巾纸和搽面纸的造纸方法中。许多不同的造纸方法包括其中纸幅是通过罐头干燥、穿透干燥、加热干燥以及它们的结合而被干燥的那些造纸方法均是适用的。可与本发明一起使用的造纸方法类型的例子是Sanford等人的美国专利3301746、Shaw的3821068、Salvucci等人的3812000、Morgan，Jr等人的3994771、Morton的4102737、Becker等人的4158594、Wells等人的4440597和Cook等人的5048589中所说的那些。
优选的造纸方法是公知的干起皱法。一般说来此方法包括使用优选添加有产生抗张强度的干强度剂的本发明的造纸配料，并在造纸配料中可以添加其他的造纸化学品。然后由纸机浆池泵送纸浆配料并流到网前箱和以0.1～0.4％的稠度穿过堰板进入到长网的水平表面，穿过长网的水平表面抽出水并形成纸幅。将网布绕胸辊和若干案辊运行，然后进入到导网辊，在此处长网围绕伏辊和若干导辊而返回到胸辊。这些辊子中的一个被驱动以推进长网。在案辊之间可以使用一个或多个真空箱、挡水板或案板以增大除水效果。
在长网的上表面形成的湿纸幅通过伏辊将纸幅压在毛毡上而被转移到毛毡上或通过引纸导向板将纸页转移到毛毡上。毛毡将纸幅转移到压榨装置。然后毛毡绕一个或两个压榨辊移动，压榨辊之一可以是吸水辊，然后进入到各校正辊周围并转向到伏辊。在毛毡表面的不同位置处可以使用喷淋器和护板以促进引纸、清洗和改善毛毡表面状况。压榨装置包括单一压榨辊或上、下压榨辊。在压榨装置的压榨和转移到毛毡上时可以除掉水分。
将形成的经压榨的纸幅输送到旋转烘缸的表面，旋转烘缸被称为杨克式烘缸。该干燥装置还可包括围绕杨克式烘缸上部的热空气罩。该罩具有热空气喷咀，热空气喷在纸幅上以促进水分去除。该罩包括一排气口以便从罩室中除去空气以控制温度。在从干燥表面除掉纸幅时使用刮刀对纸幅进行起皱。为了在受控的均匀状态下从干燥表面取下纸幅，使用喷雾装置将起皱粘合剂施加到杨克式干燥器表面。该喷雾装置为装在于干燥器表面宽度上延伸的总管上的一系列的喷咀。起皱粘合剂可以是任何类型的在薄页纸制造工艺中常用的起皱粘合剂。
将从干燥烘缸起皱的纸幅穿过由一对辊形成的压区并被缠绕成称为大卷筒的大卷。
在实施例中所使用的薄页纸制造方法一般可称为轻量、干起皱法。14英寸宽的中间工厂用纸机是按以下步骤操作的在成幅之前将纸配料置于纸机浆池中，其中掺入了干强添加剂、染料或其他化学添加剂。通过混合浆泵将造纸配料从网前箱经过堰板以0.1％～0.4％稠度送到长网的水平表面上，穿过长网进行脱水并形成纸幅。将长网绕在吸水胸辊周围，该辊有助于除水和形成纸幅。长网进入到若干导辊和网转向辊周围并返回到胸辊。这些辊子中的一个被驱动以推进长网。
在长网机的上表面上形成湿纸幅并通过真空引纸装置将纸页转移到毛毡上。毛毡将纸页输送到压榨装置。毛毡绕一压榨辊，即实心的胶辊运动并绕过若干导辊转回到真空引纸装置。在压榨辊的压区中除去水分而将纸幅送入到毛毡中。
形成的纸幅受压并被转移到通常被称为杨克式烘缸的旋转烘缸的表面。使用刮刀从杨克式烘缸的表面在纸幅的干度为95％～96％下取下纸幅。为了有助于在受控的均匀状态下从烘缸表面取下纸幅，使用喷咀将起皱粘合剂施加到杨克式烘缸表面。在这些实施例中使用的粘合剂混合物是70％聚乙烯醇和30％淀粉基胶乳(天然淀粉胶乳4441)的70/30混合物。
将由烘缸起皱的纸幅穿过由一对压辊形成的压区并缠绕成测试用的理想尺寸的大卷筒。纸机形成14英寸宽的纸幅并以40～50英尺/分的收卷速度操作。在实施例中所有的干起皱的薄页纸试样是以定量为10磅/令和18～20％起皱率(crepe)生产的。就所有测试来说，将试样改变为2层的薄页纸(20磅/令)。
在下面的实施例中由油、粗纤维和表面活性剂一起达到的协合效果得到证实。除非另有规定者外此处所用的所有比例均为重量比，并且除非另有规定者外纤维重量均以纤维的气干重量计。实施例1由100％的在美国用于制造新闻纸的那类新纤维制备纤维混合物。该纸浆试样含有60％低游离度(约250°CSF)软木化学热机械浆(SWCTMP)、30％软木磨木浆和10％北方软木牛皮纸浆。此新纤维的60/30/10掺合物被选定为模拟新闻纸制造中所用的掺合物。使用新纤维的原因是它们不含在制造新闻纸中被引入的任何杂质。在不添加任何化学药剂的情况下将该纸浆成形平板纸并干燥。将平板纸 分成六份试样，并由每份平板纸试样制成六份单独的造纸配料，并按以上所述的14″宽干起皱薄页纸机上由每一种平板纸配料试样生产干起皱薄页纸产品。
平板纸的六份试样被称为试样1a～1f。在重新制浆和被制成为轻量、干起皱薄页纸之前，试样1a未被掺杂而试样1b～1f用油掺杂和/或用酶和表面活性剂处理。按以下方式由试样1a～1f的每一种试样制造轻量、干起皱薄页纸产品在制造6％纸浆淤浆之前，使用凹印辊以气干重的纸浆计为1.5％油的敷施率将豆油印在试样1c与1d上。这相当接近用过的报纸上的杂质油含量。平板纸试样1e与1f以相同方式用相同量的油印刷，但是所用的油是报纸用印刷油墨中常用的矿物油而不是在制造纸浆淤浆前所用的豆油。用每一种薄页纸试样制备单独的纸浆淤浆。以纤维重量1％的比例向纸浆淤浆添加阳离子淀粉干强度树脂Solvitose-N(可由NalcoChemical Co.购得)。将稠度为约6％的纸浆淤浆升温到180°F为时15分钟。在进行制浆和高温下保持15分钟后，将用试样1d(含豆油的)制成的纸浆淤浆、用试样1f(含矿物油的)制成的纸浆淤浆、用试样1b(不含油的)制成的纸浆淤浆冷却到约140°F，并稀释到稠度为5％，通过添加少量的硫酸将pH由纸浆和自来水得到的环境pH值降低到pH约为5。将按每100磅气干纸浆为28毫升量的High Point DI-600表面活性剂(由High Point Chemical Co.提供)添加到稠度为5％的试样1b、1d和1f的配料中同时添加纤维素酶(Celluclast 1.5L，由Novo Nordisk Bioindustrials，Inc.提供)、木聚糖酶(Pulpzyme HA，Novo Nordisk Bioindustrials，Inc.提供)和树脂酶(Resinase A 2X，Novo Nordisk Bioindustrials，Inc.提供)的混合物。酶的添加是以每100磅气干纸浆使用66.5ml纤维素酶与16.5ml木聚糖酶与16.5ml树脂酶进行的。在添加酶与表面活性剂之后，将试样1b、1d和1f的纸浆淤浆在约140°F保持30分钟同时进行适度搅拌，然后冷却并用氢氧化钠将pH调整到7。就试样1a、1c和1e来说，制备纸浆淤浆并在180°F保持15分钟，然后冷却。然后用此六种纸浆淤浆按以上所述制造轻量、干起皱薄页纸。然后在实际中通过再生利用得到的薄页纸产品1a～1f。通过手感观察每种试样在柔软度方面的差别。通过对纤维掺杂有油与用酶和表面活性剂处理的结合达到在柔软度方面重大的、协合的改进。表I列出薄页纸试样1a～1f的规范化抗张强度(定量与方向规范化的)与手感的结果。从该表可以看出，通过薄页纸产品上的掺杂油与酶处理达到令人惊奇的手感方面(可被察觉的柔软度)的改进。对试样1a～1f的目测表明，在对照试样1a与经受掺杂油和酶表面活性剂处理的试样1d和1f上的起皱形式之间存在明显的差别。对照物具有分离的折皱线和显示具有明显的峰与谷的波状或瓦垅状截面的典型的干起皱外观。反之，用含油和经酶表面活性剂处理的配料生产的薄页纸具有更均匀的厚度而不是瓦垅状的截面，并且具有更明显的敞式结构和具有更多的每英寸的皱折线数。实施例2使用如实施例1中的相同的造纸程序制备八种纸浆配料，经处理后并将它们制成轻量、干起皱薄页纸产品。被称为2a、2b、2c和2d的四种薄页纸试样是用如实施例1的含有由60％的低游离度(250°CSF)软木化学热机械浆(CTMP)、30％的软木磨木浆和10％的北方软木漂白牛皮纸浆组成的100％新纸浆的纸浆配料制成的。被称为2e、2f、2g和2h的四种薄页纸试样是用由旧报纸(ONP)再制浆得到的纸浆制成的。首先通过用水对纸浆进行淤浆化达到6％稠度而制成所有的薄页纸试样。将淤浆升到温度为180°F并在此高温下保持30分钟。然后将用作试样2a和2e的每种淤浆冷却并将它们直接用作使用实施例1中所介绍的设备与方法的制造轻量、干起皱薄页纸的配料。在造纸之前对用于试样2b、2c、2d、2f、2g和2h的每种纸浆淤浆进行另外的处理。此处理包括将纸浆淤浆的温度从180°F降低到140°F，用硫酸将pH调整到5和将稠度调整到5％。以每100磅纸浆为28ml的比率将纸浆脱墨中常用的那类表面活性剂添加到含试样2c、2d、2g和2h的各淤浆中。以每100磅纸浆为66.5ml纤维素酶、16.5ml木聚糖酶和16.5ml脂肪酶的比率将酶添加至140°F、5％稠度的拟被用于制造薄页纸试样2b、2d、2f和2h的各淤浆中。然后将所有试样用的5％稠度淤浆在140°F保温30分钟，冷却、用氢氧化钠调整到pH为7并用作以实施例1中所述的造纸设备与方法制造干起皱薄页纸的配料。将阳离子干强度树脂SolvitoseN以纤维重量的1％的比例添加到配料中。然后测定薄页纸试样2a～2h的手感、纵向与横向的抗张强度和定量。结果被示于表II中。这些结果证实，在没有油的情况下酶和表面活性剂处理既不能产生协合效果也不能改进柔软度。实施例3由含有不同粗度(使用Kajaani FS-200仪以mg/100m单位测定的Kajaani粗度)的纤维的各种配料制成被称为3a～3k的十一种干起皱薄页纸试样。干起皱薄页纸产品是使用实施例1中所介绍的纸机与方法由如表III中所示的含有不同粗度的纤维与纤维掺合物制成的。
两种干起皱薄页纸试样是使用实施例1中所介绍的造纸方法由被称为3a试样1和3a试样2到被称为3k试样1和3k试样2的每一种配料制成的。对每种配料来说试样1与2之间的差别在于干强度树脂添加量是不同的以生产具有不同强度值的每种配料的2种薄页纸试样。干强度添加剂是阳离子淀粉干强度树脂(SolvitoseN-Nalco ChemicalCo.)。按实施例2中所述对ONP进行制浆和用酶与表面活性剂处理。每种配料的纸浆类型和以mg/100米单位表示的Kajaani粗度与薄页纸测试结果被示于表III中。由于手感值随抗张强度的变化而变化，因此还通过每种配料的试样1和试样2的手感柔软度的线性内插法或外推法测定在10.0NTS(米制)时的手感柔软度。这使得在相同的抗张强度下比较由每种造纸配料生产的薄页纸的柔软度成为可能。由表III得到的在10.0NTS时的手感数据和粗度被标绘在图1中。薄页纸试样3a～3j被称为参考配料用来说明在各种配料情况下纤维粗度与薄页纸手感之间的一般关系。在给定的粗度下具有酶与表面活性剂处理的ONP具有比参考配料高得多的手感。这些结果证实用本发明的油、酶和表面活性剂处理在改进粗纤维的手感方面获得意想不到的改进。
表I试样编号试样NTS，等级手感(米制)1a 对照物 53 7.41b 对照物+酶/表面活性剂 49 6.61c 豆油 65 8.91d 豆油+酶/表面活性剂 71 6.71e 矿物油 56 12.31f 矿物油+酶/表面活性剂 71 6.9
表II试样编号试样NTS，等级手感(米制)2a对照配料-未处理 38 15.82b对照物+酶 40 16.82c对照物+表面活性剂 37 18.32d对照物+酶/表面活性剂 38 17.52eONP+未处理的 41 17.52fONP+酶48 13.12gONP+表面活性剂48 13.92hONP+酶/表面活性剂 52 10.权利要求
1.一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。
2.权利要求1的方法，还包括在步骤(a)中开始制造所说的纸浆到步骤(c)中所说的15分钟末之间的任何时刻向所说的纸浆中添加0.025％～0.1％的表面活性剂。
3.权利要求1的方法，其中所说的半纤维素酶是木聚糖酶。
4.改进的权利要求1的方法，其中卫生纸被制成定量在7～35磅/令之间并且是薄页纸。
5.改进的权利要求1的方法，其中卫生纸被制成定量在20～40磅/令之间并且是纸巾。
6.权利要求1的方法，其中所说的纸浆所说的pH保持在4与7之间。
7.权利要求1的方法，其中pH和添加到纸浆中的化学添加剂不足以皂化所说的油墨中的油质组分。
8.权利要求2的方法，还包括将阳离子染料添加到经所说的酶和表面活性剂处理的纸浆中。
9.一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)在温度高于约100°F下将所说的纸浆保温至少15分钟；(c)在温度低于140°F时向纸浆中添加一种选自纤维素酶、半纤维酶和脂肪酶的酶；(d)保持所说的纸浆与所说的酶接触至少约30分钟；和(e)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。
10.权利要求9的方法，还包括在步骤(a)中开始制造所说的纸浆到步骤(b)中所说的30分钟末之间的任何时刻向所说的纸浆淤浆中添加0.025％～0.1％的表面活性剂。
11.权利要求9的方法，其中所说的半纤维素酶是木聚糖酶。
12.改进的权利要求9的方法，其中卫生纸被制成定量为7～35磅/令并且是薄页纸。
13.改进的权利要求9的方法，其中卫生纸被制成定量为20～40磅/令并且是纸巾。
14.权利要求9的方法，其中所说淤浆的所说的pH被保持在4～7之间。
15.改进的权利要求10的方法，还包括添加阳离子染料到所说的经酶与表面活性剂处理的纸浆中。
16.一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的方法，包括(a)在水中将所说的报纸制成稠度为3％到12％的纸浆；(b)添加表面活性剂与酶到所说的纸浆中，所说的酶选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶，并且保持所说的纸浆与所说的酶接触至少约15分钟；(c)在不除去多于一半的油质杂质的情况下洗涤和筛选所说的纸浆以便从所说的纸浆中除去颗粒与化学污染物；(d)在造纸过程中使用所说的经酶与表面活性剂处理的纸浆以生产卫生纸产品；和(e)其中所说的纸浆在步骤(a)中开始制造所说的纸浆到步骤(d)的造纸过程未经受高约8.0的pH。
17.权利要求16的方法，其中所说的半纤维素酶是木聚糖酶。
18.改进的权利要求16的方法，其中卫生纸被制成定量为7～35磅/令并且是薄页纸。
19.改进的权利要求16的方法，其中卫生纸被制成定量为20～40磅/令并且是毛巾纸。
20.权利要求16的方法，其中所说纸浆的所说的pH被保持在4～7之间。
21.改进的权利要求16的方法，还包括添加阳离子染料到所说的经酶与表面活性剂处理的纸浆中。
22.一种新颖的卫生纸产品，包含其中至少80％为具有Kajaani粗度大于18毫克/100米的粗纤维的纤维素纤维，所说的薄页纸产品的定量为7～40磅/令，规范化抗张强度(米制)为5.0～20.0，并含有0.2％～2.0％的选自植物油与矿物油的油。
23.改进的权利要求22的产品，其中卫生纸是定量为7～35磅/令和手感至少为45手感柔软度单位的薄页纸。
24.改进的权利要求22的产品，还包括含阳离子染料的所说的产品。
25.改进的权利要求22的产品，其中卫生纸被制成定量为20～40磅/令并且是毛巾纸。
26.一种含有大部分为具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100米的粗纤维素纤维的造纸配料制造卫生纸的改进方法，包括以下的惯用步骤通过在水中将所说的纤维素纤维制成淤浆而形成造纸配料、通过将该配料施加到运动的筛网而从所说的配料中脱水形成定量为7～40磅/令的纸页，以及干燥所说的纸页，其中的改进包括(a)将0.2％～2.0％的矿物油或植物油在形成这样的造纸配料之前添加到粗纤维素纤维中或者在搅拌下直接将其添加到所说的配料中；(b)向配料中添加表面活性剂和一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶，并且在稠度为3％～12％和温度高于约100°F下保持纸浆与所说的酶接触至少约15分钟；(c)由所说的经油与酶处理的配料制造卫生纸；和(d)干燥所说的纸。
27.改进的权利要求26的方法，其中卫生纸被制成定量为7～35磅/令并且是薄页纸。
28.改进的权利要求26的方法，其中卫生纸是定量为20～40磅/令的毛巾纸。
29.改进的权利要求26的方法，其中所说的半纤维素酶是木聚糖酶。
30.改进的权利要求26的方法，其中所说的pH被保持在4～7之间。
31.改进的权利要求26的方法，还包括将阳离子染料添加到所说的经酶与表面活性剂处理的纸浆中。
32.一种含有大部分为具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100m的粗纤维素纤维的造纸配料制造卫生纸的改进方法，包括以下的惯用步骤通过在水中将所说的纤维素纤维制成淤浆而形成造纸配料，通过将该配料施加到运动的筛网而从所说的配料中脱水形成定量为7～40磅/令的纸页，以及干燥所说的纸页，其中的改进包括(a)将表面活性剂和0.2％～2.0％的矿物油或植物油在形成这样的造纸配料之前添加到粗纤维素纤维中或者在搅拌下直接添加到所说的配料中。(b)在稠度为3％～12％和温度高于约100°F下保持所说的造纸配料至少15分钟；(c)在温度低于140°F下向配料中添加一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酯的酶，并保持纸浆与所说的酶接触至少约15分钟；和(d)由所说的经油与酶处理的配料制造卫生纸，以及干燥所说的纸。
33.权利要求32的方法，其中所说的半纤维素酶为木聚糖酶。
34.改进的权利要求32的方法，其中卫生纸被制成定量为7～35磅/令并且是薄页纸。
35.改进的权利要求32的方法，其中卫生纸被制成定量为20～40磅/令并且是毛巾纸。
36.改进的权利要求32的方法，还包括将阳离子染料添加到所说的经酶与表面活性剂处理的纸浆中。
37.一种改进纤维素纤维以提高其薄页纸和毛巾纸制造性能的方法，包括(a)将0.2％～2.0％的矿物油或植物油在形成这样的造纸配料之前添加到粗纤维素纤维中或者在搅拌下直接将其添加到所说的配料中；和(b)在温度低于140°F下向配料中添加一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶，在稠度为3％与12％之间和温度为100～140°F之间保持纸浆与所说的酶接触至少15分钟。
38.改进的权利要求37的方法，还包括在步骤(b)中所说的15分钟末之前向所说的纸浆淤浆中添加0.025％～0.1％的表面活性剂。
39.一种改进纤维素纤维以提高其薄页纸和毛巾纸制造性能的方法，包括(a)将0.2％～2.0％的矿物油或植物油在形成这样的造纸淤浆之前添加到粗纤维素纤维中或者在搅拌下直接将其添加到所说的配料中；(b)将所说的造纸配料在稠度为3％～12％和温度高于约100°F下保持至少15分钟；和(c)在温度低于140°F下向配料中添加一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶，并且保持纸浆与所说的酶接触至少约15分钟。
40.改进的权利要求39的方法，还包括在开始制造步骤(a)中的所说纸浆到步骤(c)中的所说的15分钟末之间的任何时刻向所说的纸浆中添加0.025％～0.1％的表面活性剂。
41.权利要求39的方法，其中所说的半纤维素酶是木聚糖酶。
42.一种用于制造卫生纸产品的改进的纤维素纤维，它包含具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100m的酶改性的纤维素纤维并含有0.2％～2.0％的选自植物油与矿物油的油。
43.权利要求42的改进的纤维，其中所说的酶改性是用一种选自纤维素酶、半纤维素酶和脂肪酶的酶进行的。
44.一种用于制造卫生纸产品的改进的纤维素纤维，它包含具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100m的纤维素酶改性的纤维素纤维并含有0.2％～2.0％的选自植物油与矿物油的油。
45.一种用于制造卫生纸产品的改进的纤维素纤维，它包含具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100m的木聚糖酶改性的纤维素纤维并含有0.2％～2.0％的选自植物油与矿物油的油。
46.一种用于制造卫生纸产品的改进的纤维素纤维，它包含具有Kajaani纤维粗度大于18mg/100m的脂肪酶改性的纤维素纤维并含有0.2％～2.0％的选自植物油与矿物油的油。
47.由权利要求1方法生产的新颖的纸。
48.由权利要求9方法生产的新颖的纸。
49.由权利要求16方法生产的新颖的纸。
50.由权利要求26方法生产的新颖的纸。
51.由权利要求32方法生产的新颖的纸。
52.由权利要求37方法生产的改性的纤维。
53.由权利要求39方法生产的改性的纤维。
全文摘要
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。
文档编号D21C5/00GK1159841SQ95194748
公开日1997年9月17日 申请日期1995年6月28日 优先权日1994年6月29日
发明者S·贝克, N·W·拉佐列萨克, N·L·斯梅尔策, J·F·施米特, R·史密斯 申请人:金伯利-克拉克纸公司