改进纸浆的排水的制作方法
【专利说明】改进纸浆的排水
[0001 ] 对序列表的引用
[0002] 本申请包括一个计算机可读形式的序列表，将其通过引用结合在此。
[0003] 发明背景 发明领域
[0004]本发明涉及通过用糖苷水解酶家族61多肽进行处理来改进纸张或包装纸浆和/ 或由该纸张或包装纸浆制成的纸张或包装材料的特性。
[0005] 相关技术说明
[0006] 公认在纸张和包装材料的制造中使用酶。用于这一目的的酶的实例是蛋白酶、月旨 肪酶、木聚糖酶、淀粉酶、纤维素酶以及不同的氧化酶（诸如漆酶和过氧化酶）。
[0007] 这些酶的作用是广泛的，例如控制不同的沉积物（诸如沥青）、强度改进、脱墨、排 水改进、棉纸软化、漂白等。
[0008] 发明概述
[0009] 诸位发明人出人意料地发现，纸浆的某些特性，诸如由该纸浆制成的纸张材料的 排水度和/或特性，诸如短距抗压强度，可以在该纸张或纸板制造工艺期间，通过用一种糖 苷水解酶家族61 (GH61)多肽处理或接触该纸浆来改性。
[0010] 发明详细说明
[0011] 本发明描述了GH61多肽单独地或与其他的酶一起在新鲜或再循环的纸浆上作为 一种方式以改进纸张、纸板或模制包装制造配料（纤维、填料、水和功能性添加剂）的排水 度，以便降低制造成本、改进生产力和/或赋予最终产物价值的用途。不受理论约束，该机 制似乎包括胶体物质和原纤维的酶溶解，其倾向于在压榨期间（例如在压榨部之内）限制 水从电线上的固化纤维网落（纸浆的）的自由排水以及水从结合的纤维网络的萃取。此外， 纤维网络内这样的胶体物质部分的减少将减少网络内的结合水的数量，从而降低对干燥器 部内网络进行干燥所需的蒸汽数量。
[0012]当使用通常用于生产纸张或纸板的新鲜和再循环的纸浆进行应用和孵育时，GH61 多肽显著地改进所得配料的标准"排水度"值。一个临时相关性存在于排水度和纸张/纸 板机排水和/或脱水之间。鉴于该相关性，用GH61多肽单独地或与一个或多个另外的酶 (最优选地选自糖基水解酶）一起预处理这些纤维状浆料可以改进包含1% -100%的经酶 处理的纸浆的配料的在机性能。"在机"性能是一种取决于几个因素的累积反应，包括配料 的类型和组成、配料排水/脱水速率和程度、化学添加剂（例如凝聚剂及聚合物停留和排水 助剂）、网前箱一致性、基重和机械设计和操作。通过直接影响这些因素中的一个或多个，本 发明被假定为改进包含GH61多肽的经调节纸浆的配料的整体"在机"性能。
[0013] 本发明由此给予几个优点，这些优点包括：
[0014]a) -种新型酶方法，以在不存在糖基水解酶的情况下提高新鲜和回收纸浆的在机 性能。
[0015]b) -种方法，用以延长某些传统的酶应用的在机益处，使其优于通过单独地应用 传统的酶应用可得到的水平和程度。
[0016] 相应地，本发明涉及GH61多肽的用途，用于处理纸浆、用于改进纸浆的自由度和/ 或用于改进由纸浆制成的纸张、纸板或包装材料的短距抗压强度，这些纸张材料诸如纸张、 箱纸板、波纹纸板、棉纸、纸巾、模制包装、波纹容器和盒。
[0017] 纸张和纸衆
[0018] 术语"纸张或包装材料"是指可以由纸浆制造的产品，诸如纸张、箱纸板、波纹纸 板、棉纸、纸巾、包装材料、波纹容器或盒。
[0019] 术语"纸浆"意指可以用于制造一种纸张和包装材料的任何纸浆。纸浆是一种通 过从木材、纤维作物或废纸中化学或机械地分离纤维素纤维而制备的木质纤维素的纤维材 料。举例来说，纸浆可以按一种新鲜纸浆形式供应，或可以源自一种再循环的来源。纸浆可 以是一种木浆、一种非木浆或一种由废纸制成的纸浆。一种木浆可以由软木（诸如松树、红 木、冷杉、云杉、雪松以及铁杉）或硬木（诸如楓树、桤木、桦树、山核桃木、山毛榉、白杨、相 思树以及桉树）制成。一种非木楽?可以由例如亚麻、大麻、甘鹿澄、竹子、棉或洋麻制造。一 种废纸纸浆可以通过对废纸（诸如报纸、混合办公废纸、计算机印出、白色帐簿纸、杂志、牛 奶纸箱、纸杯等）进行再制浆来制造。
[0020] 在一个具体实施例中，待处理的纸浆包括硬木纸浆和软木纸浆两者。
[0021]待处理的木浆可以是机械纸浆（诸如磨木浆，GP)、化学纸浆（诸如牛皮纸浆或亚 硫酸盐纸浆）、半化学纸浆（SCP)、热磨机械浆（TMP)、化学热磨机械浆（CTMP)、或漂白化学 热磨机械浆（BCTMP)。
[0022] 机械纸浆通过研磨和精制方法来制造，其中原料经受周期性压力脉冲。TMP是热磨 机械浆，GW是磨木浆，PGW是加压磨木浆，RMP是精制机械纸浆，PRMP是加压精制机械纸浆， 并且CTMP是化学热磨机械浆。
[0023] 化学纸浆通过碱法蒸煮，由此去除大部分木质素和半纤维素组分来制造。在牛皮 纸制浆或硫酸盐蒸煮中，硫化钠或氢氧化钠用作主要蒸煮化学品。
[0024] 待处理的牛皮纸浆可以是一种漂白牛皮纸浆，它可以由软木漂白牛皮纸（SWBK，也 称为NBKP(针叶树漂白牛皮纸浆））、硬木漂白牛皮纸（HWBK，也称为LBKP(阔叶树漂白牛皮 纸浆））或其混合物组成。
[0025] 待用于本发明的工艺中的纸浆是机械或化学纸浆或其组合的悬浮液。举例来 说，待用于本发明的工艺中的纸浆可以包括〇%、1〇% -20%、20% -30%、30% -40%、 40%-50%、50%-60%、60%-70%、70%-80%、80%-90%或90%-100%的化学纸浆。 在一个具体实施例中，一种化学纸浆形成用于制造纸张材料的纸浆的一部分。在本文中， 表述"形成……的一部分"意指在待用于本发明的工艺中的纸浆中，化学纸浆的百分比处 于1% -99%的范围内。在具体实施例中，化学纸浆的百分比处于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% 的范围内。
[0026] 在本发明的用途和工艺的一个具体实施例中，化学纸浆是一种牛皮纸浆、一种亚 硫酸盐纸浆、一种半化学纸浆（SCP)、一种热磨机械浆（TMP)、一种化学热磨机械浆（CTMP)、 一种漂白化学热磨机械浆（BCTMP)。在具体实施例中，牛皮纸浆是漂白牛皮纸浆，例如软木 漂白牛皮纸（SWBK，也称为NBKP(针叶树漂白牛皮纸浆））、硬木漂白牛皮纸（HWBK，也称为 LBKP(阔叶树漂白牛皮纸浆））或其混合物。
[0027] 棑水度
[0028] 纸浆的排水度被设计为给出纸浆的稀释悬浮液（例如，3g的纸浆在IL的水中）在 标准化的测试设备内排出的速率的一种度量。该排水度或排水速率（参见例如TAPPI测试 方法T221 "纸浆的排水时间"）已经显示与纤维的表面情况和润胀有关。除了这些因素， 该结果还取决于该测试进行的条件，诸如备料、温度和水质。
[0029] 在许多情况下，排水度值和（a)精炼纸浆的目标水平或（b)白色水从湿纤网排放 的难易程度之间有一种相关性，尤其是在长网造纸机成形器的先前部分中。排水度的标准 测试是基于通过一种筛网的重力脱水。这些装置被设计以便一位操作员可以通过观察刻度 量筒中收集的液体的体积来判断脱水的速度。排水度倾向于通过精炼及通过增加配料中的 细料水平而降低。排水度可以通过使用排水助剂、去除细料、或将粘液质材料转化为糖的酶 处理来增加。
[0030] 如在本发明的方法、组合物和用途中所定义的排水度是按照加拿大标准排水度来 测量的，该加拿大标准体现在如由纸衆和造纸行业的技术协会（TechnicalAssociation ofthePulpandPaperIndustry，TAPPI)所公开的TAPPI测试方法T227 "纸衆的排水 度（加拿大标准方法）"中。
[0031] 抗压强度
[0032] 如在本发明的方法、组合物和用途中所定义的抗压强度是根据TAPPI测试 方法T826 "容器用板纸的短距抗压强度（Shortspancompressivestrengthof containerboard) " 来测量的。
[0033] 短距抗压强度指数是用于比较不同克重纸张的短距抗压强度的建议度量。短距抗 压强度指数通过将以牛顿/米（N/m)为单位测量的短距抗压强度除以纸张的以克/平方米 (g/m2)为单位的克重而获得。
[0034] GH61多肽
[0035] 术语"GH61多肽"意指根据亨利萨塔（HenriSSat)，1991，糖基水解酶基于氨基酸 序列相似性的分类（Aclassification of glycosyl hydrolases based on amino-acid sequence similarities)，生物化学杂志（Biochem.J. )280:309-316 ;和亨利萨塔和巴洛 赫（Bairoch)，1996,糖基水解酶的基于序列的分类的更新（Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases)，生物化学杂志316:695-696属于糖昔水解酶 家族61中的一种多肽。
[0036] 在本发明的组合物和方法中，可以使用任何GH61多肽。
[0037] 在一个第一方面，该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)是任何四个或五个连续氨基酸，并且X(4)是任何四 个连续氨基酸。
[0040] 包含以上提到的基序的该GH61多狀可以进一步包含：
[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)是任何一个或两个连续氨基酸，x(3)是任何三个连 续氨基酸，并且X(2)是任何两个连续氨基酸。
[0045]在一个优选方面，该GH61 多肽进一步包含H-x(l，2)-G-P-x(3)-[YW]-[AILMV]。在 另一个优选方面，该GH61 多肽进一步包含[EQ]-X-Y-X(2)-C-X-[EHQN] -[FILV]-X-[ILV]。 在另一个优选方面，该6册1多肽进一步包含111(1，2)-6-?1(3)-[￥1