[发明专利]纸浆、纸或板制造方法中淀粉降解的防止

说明书

技术领域

本申请涉及生物杀伤剂，更具体地涉及包括Zn离子和生物杀伤剂的生物杀伤体系，它们的用途，以及用于防止或降低纸浆、纸或板制造方法中的淀粉降解的方法。

背景技术

众所周知，在纸浆、纸或板制造工业中应用氧化性或非氧化性生物杀伤剂来控制微生物生长。常用非氧化性生物杀伤剂的实例为戊二醛、2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)、2-溴-2-硝基丙烷-1,3-二醇(溴硝丙二醇(Bronopol))、季胺类化合物、氨基甲酸酯类、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。常用氧化性生物杀伤剂的典型实例为氯、次氯酸盐类、次氯酸、氯化异氰脲酸酯、溴、次溴酸盐类、次溴酸、氯化溴、二氧化氯、臭氧、过氧化氢或过氧类化合物。

生物杀伤剂的具体应用为控制造纸工业的生产用水(process waters)中的淀粉降解。淀粉是造纸中广泛使用的添加剂。实际上，造纸是淀粉最大的非食品用途。例如，在造纸机的湿部(wet end)，淀粉用于改善纸强度。在造纸机的干部，在称为表面施胶(surface sizing)的过程中将淀粉用于涂布纸。这给予纸额外的强度和更好的打印性质。

淀粉酶是一种催化淀粉降解的酶。其由许多微生物(真菌和细菌)产生，并且还存在于例如人的唾液中。淀粉酶分为三组：α-、β-和γ-淀粉酶。它们都水解将淀粉分子的葡萄糖单位连接在一起的α-1,4-糖苷键。β-淀粉酶仅可破坏第二α-1,4-糖苷键，生成二元葡萄糖单元(麦芽糖)。α-淀粉酶可攻击淀粉分子中的任何键，因而通常比β-淀粉酶作用更快。γ-淀粉酶一次裂解一个葡萄糖单位并且在酸性环境中最有效。

造纸工业中的生产用水可含有能够产生降解淀粉并引起所添加的淀粉添加剂的功能损失的淀粉酶的微生物。这将导致纸张质量问题，或可选地迫使增加淀粉剂量，由此产生不需要的附加成本。

控制淀粉降解的现行方法的效力不足，或者需要经济性不可行的高生物杀伤剂剂量。特别是当含高淀粉酶活性的生产用水用于再生纤维的制浆时，或者用于造纸机或纸板机的干损纸(dry broke)的再制浆时，容易发生淀粉降解并且原本包含在来自再生纸(其含有来自原始生产过程的大量淀粉)的纤维原料中的淀粉的益处丧失。

WO2012/025228A1公开了一种造纸方法，其中含有淀粉的纤维素材料用生物杀伤剂处理，随后添加离子性聚合物和辅助性离子性聚合物，两种聚合物具有不同的平均分子量和不同的离子性。

发明内容

出乎意料的是，已发现当将Zn离子(例如经Zn离子源化合物)与一种或多种生物杀伤剂组合时，可获得增强的防止或减少淀粉降解。尽管不倾向于受理论的约束，但认为这是由两种不同的机制引起的，一种机制是抑制既有淀粉酶的活性，而另一种机制是防止微生物产生新淀粉酶，从而产生协同影响。新的组合提供有效降低或防止淀粉降解的协同的最终结果。

因此，本公开涉及包括锌离子(例如，经锌离子源化合物)和生物杀伤剂的生物杀伤组合物。在实施方案中，生物杀伤剂可为氧化性生物杀伤剂，或者除了吡啶硫酮锌(zinc pyrithione)、或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和吡啶硫酮锌以外的非氧化性生物杀伤剂(即，非氧化性生物杀伤剂不包括用于生物杀伤组合物实施方案的吡啶硫酮锌，或者1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和吡啶硫酮锌)。优选地，本公开的生物杀伤组合物中的生物杀伤剂为氧化性生物杀伤剂。

本发明的实施方案包括可形成原位生物杀伤组合物的含有独立的锌离子和生物杀伤剂组分的生物杀伤体系、生物杀伤组合或生物杀伤混合物。本公开的实施方案包括包含锌离子和生物杀伤剂的组合的生物杀伤体系。在实施方案中，生物杀伤剂为氧化性生物杀伤剂或非氧化性生物杀伤剂，优选生物杀伤剂为氧化性生物杀伤剂。本发明的生物杀伤体系的条件为非氧化性生物杀伤剂不包括吡啶硫酮锌或者1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和吡啶硫酮锌二者。