专利名称：从纸中除去油墨的方法
技术领域：
本发明的领域涉及ー种使印刷纸脱墨和脱色的方法。更具体地，本发明涉及ー种从包含旧新闻纸的纸浆中除去油墨的方法。
背景技术：
几十年来，纸エ业一直在实施废纸回收，从而再生可利用的纤维素纤维以进行造纸。在这些方法中，使用合适的脱墨组合物从废纸浆中脱墨。脱墨方法由否则的话可能终止于垃圾掩埋的材料获得新纸或纸板产品。由于公众需求日益增多，再生纸的使用稳步上升。为了从废纸中回收纤维以用于造纸，通常必须实施废纸脱墨エ艺以除去印刷中所用的油墨，且因此获得适于再次利用的特性。随着參与回收的最終消费者增多，可得废纸如旧新闻纸(ONP)和废杂志(WM)的量日 益增多。在常规纸回收过程中，脱墨程序包括如下步骤使废纸转化成纸浆并使所述纸浆与包含化学脱墨剂的碱性含水脱墨介质接触。机械作用和所述含水介质的碱度导致从所述纸浆纤维中部分除去油墨。所述脱墨剂完成该油墨去除并产生油墨颗粒的含水悬浮液和/或分散体。随后处理所得混合物以将悬浮/分散的油墨与纸浆分离。该分离可通过本领域已知的浮选和/或洗涤技术实现。常规脱墨化学物质包含各化学物质如氢氧化钠、硅酸钠、螯合剂、过氧化氢、表面活性剤、分散剂、捕集化学物质和附聚化学物质的复杂混合物。通常，在脱墨物质中一般包含显著量的碱性物质，这是因为据信需要碱性物质以使油墨树脂充分皂化和水解。此外，还提及苛性物质对纤维的溶胀部分导致油墨颗粒与纤维表面的分离。在该脱墨エ艺中的PH值通常为约9. 5-约11。使纤维素纤维和木素纤维素暴露于该碱度往往导致纤维黄变，且因此通常需要添加氧化性或还原性漂白剤，如过氧化物或连ニ亚硫酸钠。通常在脱墨エ艺结束时采用还原性漂白步骤，同时在碎浆机中添加过氧化氢。在一些脱墨操作中，在该エ艺末期添加过氧化氢。此外，所述碱性方法导致纸浆纤维发生不可逆的变化，且因此除使用所述化学品的成本之外，导致设备的成本増加。使用苛性物质也使造纸添加剂和涂料溶剂化，这导致由于在造纸机器上沉积而产生运行问题。因此，需要能避免这些短处，安全且在经济方面和环境方面是所需的脱墨方法。本发明人发现用本发明的脱墨体系处理包含纸浆的废纸的方法满足上述对该脱墨エ艺的要求。发明简述本发明涉及ー种从印刷纸中除去油墨的方法。在一个实施方案中，本发明涉及一种从包含旧新闻纸(ONP)的纸浆中除去油墨并维持或提高在中性脱墨エ艺中脱墨的纸浆的白度的方法。在第一方面中，本发明涉及ー种从印刷纸中除去油墨的方法，其包括(a)在至少约3%的稠度下将其中至少25重量％为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆；(b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含(i)脂肪酶与至少ー种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剤，其中脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约O. OOl重量％的量存在，且所述至少ー种第二酶脂肪酶之比为至少约I. 2:1 ;和(c)在脱墨步骤(例如脱墨浮选步骤)中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在脱墨步骤之前实施。在本发明的一个实施方案中，所述酶组合为脂肪酶与木聚糖酶的组合。木聚糖酶 脂肪酶之比可为至少约I. 5:1。在本发明的实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比可选自约
I.5:1-约 5:1，约 I. 5:1-约 4:1，约 I. 5:1-约 3:1，约 I. 5:1-约 2. 5:1，约 2:1-约 4:1 或约2:1-约3:1。在其他实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比可选自约2:1、2. 5:1或3: I。在本发明的实施方案中，所述非离子表面活性剂可选自脂肪酸烷氧基化物、脂肪醇烷氧基化物或其混合物。所述非离子表面活性剂可选自脂肪醇こ氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。在本发明的实施方案中，存在于所述脱墨体系中的之比可选自约I: I-约 1:10，约 I: I-约 1:5 或约 1:2-约 1:4。在本发明的另一方面，上述脱墨体系可进ー步包含(iii)肥皂。在另一方面，所述脱墨体系可进ー步包含(iv)碱性试剂。在又一方面，所述脱墨体系可进ー步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂。在一个实施方案中，稠度可为约3-约30%。在其他实施方案中，稠度可选自约10-约17%或约18-约23%的值。在本发明的实施方案中，所述印刷纸包含至少约40重量％的0ΝΡ。在另ー实施方案中，所述印刷纸包含至少约50重量％的0ΝΡ。在其他实施方案中，所述印刷纸包含选自约40-约95重量％，约45-约90重量％或约50-约80重量％量的ONP。在本发明的又一实施方案中，所述印刷纸进ー步包含旧杂志印刷品(OMG)。在一个实施方案中，当所述脱墨体系包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂时，酶组合(i)可为脂肪酶与木聚糖酶的组合。在该实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比可如上文所述。在本发明的一个实施方案中，所述肥皂可为脂肪酸皂。在另ー实施方案中，所述脂肪酸皂可衍生自牛脂。在又一实施方案中，所述脂肪酸皂可衍生自植物油。在本发明的一个实施方案中，所述碱性试剂为娃酸钠。在一个实施方案中，酶组合(i)为脂肪酶与木聚糖酶的组合；所述非离子表面活性剂(ii)选自脂肪醇こ氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO);所述肥皂(iii)为牛脂脂肪酸皂；且所述碱性试剂(iv)为硅酸钠。在该实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比和(i) ( )之比可如上文所述。在本发明的ー个方面中，将组分⑴与(ii)预混以形成酶组合物(V)，然后将(V)作为所述脱墨体系的组分添加至所述液体浆中。在一个实施方案中，所述酶组合物(V)以约O. 04-约O. 5重量％的量添加至所述液体浆中，所述肥皂(iii)以约O. I-约I重量％的量添加至所述液体浆中，且所述碱性试剂(iv)以约O. 5-约2重量％的量添加至所述液体浆中，所有值均基于该淤浆的固体含量。在一个实施方案中，所述淤浆的pH值保持在约6-约11的范围之内。优选范围为6. 7-9. 5，更优选的范围为7-9，最优选的范围为7. 5-8. 8。在本发明的一个实施方案中，所述淤浆基本不含亚硫酸钠。在另ー实施方案中，所述淤浆基本不含氢氧化钠，或者如果添加至淤浆中的话，氢氧化钠以基于所述淤浆为小于约O. 15重量％的量添加。在又一实施方案中,所述游衆基本不含过氧化氢。在又一实施方案中，满足这些要求(不含特定物质)中的两个或全部。在研究下文描述部分后，本领域技术人员将了解其他方面、优点和新颖特征。附图简介图I是显示实施例I脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图2是显示实施例I脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。 图3是显示实施例I脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图4是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图5是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图6是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图7是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图8是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图9是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图10是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图11是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图12是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图13是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图14是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图15是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图16是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图17是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图18是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图19是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图20是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图21是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图22是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图23是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图24是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图25是显示实施例9脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图26是显示实施例9脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图27是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图28是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图29是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图30是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图31是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图32是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图33是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图34是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图35是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图36是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图37是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图38是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图39是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图40是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图41是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。图42是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。图43是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。图44是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。发明详述本发明涉及ー种从印刷纸中除去油墨的方法。在一个实施方案中，本发明涉及从 包含旧新闻纸(ONP)中的纸浆中除去油墨并维持或提高中性脱墨エ艺中的脱墨纸浆的白度的方法。在ー个方面中，本发明涉及一种脱墨体系，所述体系包含(i)脂肪酶与至少ー种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)使油墨从所述液体浆中释放出的有效量的非离子表面活性剤，其中脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0.001重量％的量存在，且所述至少ー种第二酶脂肪酶之比为至少约I. 2:1。在本发明的一个实施方案中，所述酶组合为脂肪酶与木聚糖酶的组合。木聚糖酶脂肪酶之比可为至少约1.5:1。在本发明的实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比可为选自如下范围的比值约 I. 5:1-约 5:1，约 I. 5:1-约 4:1，约 I. 5:1-约 3:1，约 I. 5:1-约 2. 5:1，约2:1-约4:1或约2:1-约3:1。在其他实施方案中，木聚糖酶脂肪酶之比可选自约2:1、
2.5:1 或 3:1。在所述脱墨方法的实施方案中，添加至所述脱墨体系的液体浆中的酶的总量为小于 O. 5 磅(O. 23kg)、或 O. 45 磅(O. 2kg)、或 O. 4 磅(O. 18kg)、或 O. 3 磅(O. 14kg)，基于每吨(2000磅)干纸浆。在所述脱墨方法的实施方案中，所述脱墨体系的各组分以在随后的脱墨浮选步骤中获得至少约50%，或至少约60%，或至少约70%或至少约80%的脱墨效率的量存在。脱墨效率意指基于在用所述脱墨体系处理并进行脱墨步骤以提供脱墨的纸浆之前，所述印刷纸浆中所含油墨的初始量的除去的油墨百分比。例如，50%脱墨效率意指脱墨纸浆具有比起始印刷纸浆低50%的油墨。在本发明的实施方案中，在脱墨步骤(例如脱墨浮选步骤)之后的液体浆具有显著降低量的油墨，包括印刷油墨体系中通常所含类型的印刷油墨树脂或油。在本发明的实施方案中，所述脱墨纸浆包含小于O. 2重量％或基本不含印刷油墨中的植物油和矿物油。在所述脱墨方法的实施方案中，不向所述液体浆中添加植物油或矿物油。非离子表面活性剂的实例包括高级脂族醇烷氧基化物、脂族酸烷氧基化物、高级芳族醇烷氧基化物、链烷醇胺的脂肪酸酰胺、脂肪酸酰胺烷氧基化物、丙ニ醇烷氧基化物、氧化こ烯与氧化丙烯的嵌段或无规共聚物或高级醇聚こ烯-聚丙烯嵌段或无规加合物。在本发明的实施方案中，所述非离子表面活性剂可选自脂肪酸烷氧基化物、脂肪醇烷氧基化物或其混合物。所述非离子表面活性剂可选自脂肪醇こ氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。在本发明的实施方案中，选择所述非离子表面活性剂或将其掺入体系中以提供低起泡脱墨体系。所述非离子表面活性剂本身或者包含所述表面活性剂的组合物可为低起泡的。可用于本发明中的市售表面活性剂产品的实例包括获自EkaChemicals 的 Eka RF 4000 和 4200 系列脱墨产品，尤其是Eka RF 4031 和 Eka RF 4291。在一个实施方案中，优选包含Eka RF 4291脱墨产品。在本发明的ー个方面中，所述脱墨体系可进ー步包含(iii)肥皂。在另一方面中，所述脱墨体系可进ー步包含(iv)碱性试剂。在又一实施方案中，所述脱墨体系可进ー步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂。
权利要求
1.一种从印刷纸中除去油墨的方法,包括 (a)在至少约3%的稠度下将其中至少25重量％为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆； (b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含(i)脂肪酶与至少一种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剂，其中所述脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0. 001重量％的量存在，且所述至少一种第二酶脂肪酶之比为至少约I. 2:1 ;和 (c)在脱墨步骤中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在所述脱墨步骤之前实施。
2.根据权利要求I的方法，其中所述酶组合为脂肪酶与木聚糖酶的组合。
3.根据权利要求2的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为至少约I.5:1。
4.根据权利要求3的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约I.5:1-约5: I。
5.根据权利要求4的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约I.5:1-约2. 5:1。
6.根据权利要求5的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约2:1。
7.根据权利要求2的方法，其中所述非离子表面活性剂选自脂肪酸烷氧基化物、脂肪醇烷氧基化物或其混合物。
8.根据权利要求7的方法，其中所述非离子表面活性剂选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。
9.根据权利要求8的方法，其中(1):(11)之比为约1:1-约1:10。
10.根据权利要求9的方法，其中(1):(^)之比为约1:1_约1:5。
11.根据权利要求10的方法，其中(i): (ii)之比为约1:2-约1:4。
12.根据权利要求I的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iii)肥皂。
13.根据权利要求I的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iv)碱性试剂。
14.根据权利要求I的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂。
15.根据权利要求14的方法，其中所述稠度为约3-约30%。
16.根据权利要求14的方法，其中所述印刷纸包含至少约40重量％的0NP。
17.根据权利要求16的方法，其中所述印刷纸包含至少约50重量％的0NP。
18.根据权利要求16的方法，其中所述印刷纸包含其量为约40-约95重量％的0NP。
19.根据权利要求16的方法，其中所述印刷纸进步一步包含旧杂志印刷品(OMG)。
20.根据权利要求14的方法，其中所述酶组合(i)为脂肪酶与木聚糖酶的组合。
21.根据权利要求20的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为至少约I.5:1。
22.根据权利要求21的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约I.5:1-约5: I。
23.根据权利要求22的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约I.5:1-约2. 5:1。
24.根据权利要求23的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约2:1。
25.根据权利要求20的方法，其中所述非离子表面活性剂选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。
26.根据权利要求25的方法，其中(1):(出之比为约1:1-约1:10。
27.根据权利要求26的方法，其中(1):(11)之比为约1:1-约1:5。
28.根据权利要求27的方法，其中(i):(ii)之比为约1:2-约1:4。
29.根据权利要求14的方法，其中所述肥皂为脂肪酸皂。
30.根据权利要求29的方法，其中所述肥皂衍生自牛脂。
31.根据权利要求29的方法，其中所述肥皂衍生自植物油。
32.根据权利要求14的方法，其中所述碱性试剂为硅酸钠。
33.根据权利要求14的方法，其中所述酶组合(i)为脂肪酶与木聚糖酶的组合；所述非离子表面活性剂(ii)选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO);所述肥皂(iii)为牛脂脂肪酸皂；且所述碱性试剂(iv)为硅酸钠。
34.根据权利要求33的方法，其中木聚糖酶脂肪酶之比为约I.5:1-约5: I。
35.根据权利要求34的方法，其中之比为约1:2_1:4。
36.根据权利要求35的方法，其中将(i)与(ii)预混以形成酶组合物(V)，然后将(V)作为所述脱墨体系的组分添加至所述液体浆中。
37.根据权利要求36的方法，其中所述酶组合物(V)以约0.04-约0. 5重量％的量添加至所述液体浆中，所述肥皂(iii)以约0. I-约I重量％的量添加至所述液体浆中，且所述碱性试剂(iv)以约0. 5-约2重量％的量添加至所述液体浆中，所有值均基于所述浆的固含量。
38.根据权利要求36的方法，其中所述浆的pH值保持为约6-约11。
39.根据权利要求36的方法，其中所述浆基本不含亚硫酸钠。
40.根据权利要求36的方法，其中所述浆基本不含氢氧化钠，或者如果添加至所述浆中的话，则氢氧化钠以基于所述浆的重量为小于0. 15重量％的量添加。
41.根据权利要求36的方法，其中所述浆基本不含过氧化氢。
42.根据权利要求36的方法，其中脱墨效率为至少50%。
43.根据权利要求42的方法，其中脱墨效率为至少60%。
44.根据权利要求43的方法，其中脱墨效率为至少70%。
45.根据权利要求44的方法，其中脱墨效率为至少80%。
全文摘要
一种从印刷纸中除去油墨的方法，包括(a)在至少约3%的稠度下将其中至少25重量%为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆；(b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含(i)脂肪酶与至少一种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剂，其中所述脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0.001重量%的量存在，且所述至少一种第二酶脂肪酶之比为至少约1.2:1；和(c)在脱墨步骤中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在所述脱墨步骤之前实施。
文档编号D21C5/02GK102753753SQ201180008621
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月12日
发明者R·D·海恩斯, S·B·奥格 申请人:阿克佐诺贝尔化学国际公司