[发明专利]具有新颖性质的纤维素材料

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及具有新颖性质的纤维素质、木质纤维或纤维素材料如纸浆和纸张的生产领域，其中所述的新颖性质如嵌入的标记物特征，其可区别于不具有这样的特征的纤维素质、木质纤维或纤维素材料。

背景技术

在商品化的造纸纸浆如北方漂白软木牛皮纸(NBSK)纸浆和漂白化学热磨机械纸浆(BCTMP)以及在其他纤维素材料如棉纤维和纳米晶体纤维素(也称为纤维素纳米晶体)中最占优势的官能团是羟基(-OH)基团。已经将该官能团用于造纸纸浆或其它纤维素材料的化学改性。Allan等已经将在未漂白和漂白的牛皮纸纸浆中的羟基(-OH)基团与二氯-s-三嗪基染料分子反应以将该染料分子引入纸浆中。Dong和Roman已经描述了通过纤维素纳米晶体中的羟基(-OH)相继与过量的表氯醇(555mg表氯醇每克纤维素)、氢氧化铵和荧光素-5’-异硫氰酸盐反应而将荧光分子标记至纤维素纳米晶体。

羧基(-COOH)基团和伯氨基(H₂N-)基团形成酰胺键[-C(o)-NH-]的碳化二亚胺-介导的偶联反应在有机化学、肽合成和蛋白改进中是公知的反应。经常称作酰胺化的反应一般在有机溶剂中采用脂质-可溶解的碳化二亚胺如N，N’-二环己基碳化二亚胺(DCC)、C₆H₁₁-N＝C＝N-C₆H₁₁作为偶联剂进行。该反应还可以在水中采用水溶性碳化二亚胺如N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳化二亚胺盐酸化物(也称为1-乙基-3-(3-(二甲基氨基)丙基)碳化二亚胺盐酸化物)(EDC·HCl)、CH ₃CH₂-N＝C＝N-CH₂CH₂CH₂-N(CH₃)CH₃·HCl作为偶联剂/活化剂进行[参见由Lonngren和Goldstein以及由Nakajima和Ikada的参考文献]。添加剂如N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)或1-羟基苯并三唑(HOBt)已经显示提高这样的在水中的反应的效率[参见由Sehgal和Vijay，以及由Nozaki的参考文献]。在硬木漂白牛皮纸浆中的纤维素羧基(-COOH)与盐酸甲胺(H₂NCH₃·HCl)在1-乙基-3-(3-二甲基-氨基丙基)-碳化二亚胺HCl盐以减少纸浆中羧基含量的酰胺化已经简要地报导[参见由Kitaoka等的参考文献]。

已经描述了荧光素胺在用于潜在作为pH传感器的用途的纤维素载体上的固定[参见由Saari和Seitz的参考文献]。所述的固定通过纤维素与氢氧化钾溶液以及然后在丙酮中氰尿酰氯的反应，接着通过用水和丙酮洗涤氰尿酰氯-反应的纤维素以及将氰尿酰氯-反应的纤维素浸泡于在丙酮中的荧光素胺溶液而实现。将荧光素胺通过氯代基团(-Cl)或羧基(-COOH)基团与在荧光素胺中的伯氨基(H₂N-)在有机溶剂中的反应而固定到合成的共聚物也已经报导[参见Ham等以及Kang等的参考文献]。

通常将荧光增白剂(FWA)[也称为光学增白剂(OBA)]用于造纸工业以改善光学性质如纸制品的I SO亮度。大部分可商购的FWA是4，4’-二氨基均二苯代乙烯的二、四或六磺化的1，3，5-三嗪基衍生物。这样的衍生物的一个实例是4，4’-双[[4-[双(2-羟乙基)氨基]-6-(4-磺酸苯胺)-1，3，5-三嗪-2-基]氨基]均二苯代乙烯-2，2’-二磺酸四钠盐](商品称作Tinopal ABP-A)。可将FWA在湿部如造纸方法的成浆池加入。然而，纸浆和纸如BCTMP以及含BCTMP的纸的ISO亮度改善经常部分由于FWA至纸浆纤维的低亲和力而受到局限。

然而，在本发明之前，还没有在水性介质中将伯或仲氨基芳基化合物/分子如5-氨基荧光素(也称为荧光素胺异构体I或荧光素胺)或4，4’-双[[4-[双(2-羟乙基)氨基]-6-(4-磺酸苯胺)-1，3，5-三嗪-2-基]氨基]均二苯代乙烯-2，2’-二磺酸四钠盐](商品称作T inopa l(商标)ABP-A)持久地附着到造纸纸浆或其他纤维素材料如棉纤维、羧甲基纤维素、纳米原纤化(nanofibrillated)的纤维素和纳米晶体纤维素。

发明内容

本发明的目的在于提供具有外来的或改进性质的改性的纤维素质、木质纤维或纤维素材料。