利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法[发明专利]

*CN101775752A*

(10)申请公布号 CN 101775752 A(43)申请公布日 2010.07.14

(12)发明专利申请

(21)申请号 201010022935.1(22)申请日 2010.01.19

(71)申请人中国海诚工程科技股份有限公司

地址200031上海市徐汇区宝庆路21号申请人浙江温州轻工研究院(72)发明人刘攀 吴立群 陈均志

(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司

31001

代理人翁若莹(51)Int.Cl.

D21D 1/02(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 3 页

(54)发明名称

利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法(57)摘要

本发明提供了一种利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法，其特征在于，具体步骤为：将Lyocell纤维与纤维素酶按重量比100∶1-3混合，用水调节浆浓为2wt％～5wt％，调节pH值至4.5～6，温度45～60℃，处理时间30～60min；将所得酶处理料在PFI磨中进行打浆处理，打浆过程不加水。本发明的优点是采用纤维素酶对Lyocell纤维进行打浆前的预处理，使纤维润胀变得更加柔软，减少打浆时间，大幅度提高了纤维的原纤化程度，有利于保持纤维长度；而且还提高了纤维的耐碱性能。

CN 101775752 ACN 101775752 A

权 利 要 求 书

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1.一种利用纤维素酶进行预处理的Lyocel l纤维打浆方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将Lyocell纤维与酶活力水平为1000-1600IU/g的纤维素酶按重量比100∶1-3混合，用水调节浆料浓度为2wt％～5wt％，调节pH值至4.5～6，温度45～60℃，处理时间30～60min；

第二步：将第一步所得酶处理料在PFI磨中进行打浆处理，打浆过程不加水。2.如权利要求1所述的利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法，其特征在于，所述第二步打浆处理过程中，磨盘间隙控制在0.2mm。

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CN 101775752 A

说 明 书

利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法。

背景技术

Lyocell纤维是一种新型、环保的再生纤维素纤维，具有典型的皮芯结构，芯层主

要由巨原纤高度平行排列组成，中间夹有无定形区，原纤尺寸均在纳米级。Lyocell纤维容易产生原纤化结构，对于一些人造纤维和合成纤维，原纤化是指纤维在受机械力作用时，原本光滑的纤维表层受到破坏，纤维内部的原纤或原纤束裸露，附于纤维主体之上，也有部分脱离纤维主体。

[0003] 通过机械打浆处理容易使Lyocell纤维产生丰富的原纤化结构，原纤化的Lyocell纤维特别适合于某些特种纸的制备，可以很好地改善纸张撕裂强度、不透明度，调整纸张透气度。利用原纤化结构，还适合制备透气度大、孔径小且孔隙均匀的纸张，如高精度滤材、电池隔膜等。现有技术中，Lyocell纤维打浆不进行预处理，容易造成打浆时间长、纤维的原纤化程度低、纤维的打浆性能和耐碱性能差等特点。[0004] 纤维素酶是酶的一种，在分解纤维素时起生物催化作用。纤维素酶反应和一般酶反应不一样，其主要的区别在于纤维素酶是多组分酶系，且底物结构极其复杂。由于底物的水不溶性，纤维素酶的吸附作用代替了酶与底物形成的ES复合物过程。纤维素酶先特异性地吸附在底物纤维素上，然后在几种组分的协同作用下将纤维素分解成葡萄糖。

[0002]

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种利用生物酶对Lyocell纤维进行打浆处理的方法，提高Lyocell纤维的打浆性能和耐碱性能。[0006] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种利用纤维素酶进行预处理的Lyocell纤维打浆方法，其特征在于，具体步骤为：[0007] 第一步：将Lyocell纤维与酶活力水平为1000-1600IU/g的纤维素酶按重量比100∶1-3混合，用水调节浆料浓度为2wt％～5wt％，调节pH值至4.5～6，温度45～60℃，处理时间30～60min；[0008] 第二步：将第一步所得酶处理料在PFI磨中进行打浆处理，打浆过程不加水。[0009] 所述第二步打浆处理过程中，磨盘间隙控制在0.2mm。[0010] 本发明的原理是：Lyocell纤维分子链间主要通过氢键结合，水分子只能进入纤维的无定形区，破坏氢键而造成纤维有限溶胀。由于结晶区内分子链平行排列且靠得很近，故水分子不能进入其中。但当纤维素酶对纤维素水解后，纤维更为显著地溶胀，水分子进入结晶区，有利于纤维的打浆和分丝帚化；经酶处理后再次形成的氢键极其稳定。[0011] 本发明采用纤维素酶对Lyocell纤维进行打浆前的预处理，使纤维润胀变得更加柔软，减少打浆时间，大幅度提高了纤维的原纤化程度，有利于保持纤维长度；而且还提高了纤维的耐碱性能。

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CN 101775752 A

说 明 书

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具体实施方式

[0012] 下面结合实施例来具体说明本发明。[0013] 实施例1

[0014] (1)酶混合和作用阶段：Lyocell纤维(奥地利兰精纤维公司，1.7D*4mm)加入与酶活力为1000IU/g的纤维素酶(中性纤维素酶Cellusoft CR，Novozymes公司生产)1.0％(重量比)，加入水，使得浆料浓度为2.0wt％，纤维和生物酶均匀混合。调节系统的pH值至4.5～6，温度控制在45℃，处理时间30min。

[0015] (2)与生物酶混合作用后的浆料在PFI磨中进行打浆原纤化处理，磨盘间隙控制在0.2mm，打浆过程不加水。

[0016] 上述处理完得到的Lyocell纤维，失重率0.44％，纤维长度1.83mm，碱损失率0.7％。

[0017] 实施例2

[0018] (1)酶混合和作用阶段：Lyocell纤维(奥地利兰精纤维公司，1.7D*4mm)加入酶活力为1200IU/g的纤维素酶(中性纤维素酶Cellusoft CR，Novozymes公司生产)2.0％(重量比)，加入水，使得浆料浓度为3.0wt％，纤维和生物酶均匀混合。调节系统的pH值至4.5～6，温度控制在50℃，处理时间40min。

[0019] (2)与生物酶混合作用后的浆料在PFI磨中进行打浆原纤化处理，磨盘间隙控制在0.2mm，打浆过程不加水。

[0020] 上述处理完得到的Lyocell纤维，失重率1.0％，纤维长度1.95mm，碱损失率0.5％。

[0021] 实施例3

[0022] (1)酶混合和作用阶段：Lyocell纤维(奥地利兰精纤维公司，1.7D*4mm)加入酶活力为1600IU/g的纤维素酶(中性纤维素酶Cellusoft CR，Novozymes公司生产)3.0％(重量比)，加入水，使得浆料浓度为5.0wt％，纤维和生物酶均匀混合。调节系统的pH值至4.5～6，温度控制在60℃，处理时间60min。

[0023] (2)与生物酶混合作用后的浆料在PFI磨中进行打浆原纤化处理，磨盘间隙控制在0.2mm，打浆过程不加水。

[0024] 上述处理完得到的Lyocell纤维，失重率2.0％，纤维长度2.07mm，碱损失率0％。[0025] 未经生物酶预处理与经过2.0％生物酶预处理的Lyocell纤维在相同条件下分别进行打浆，所得浆料的性能指标如下表所示：

[0026]

未经生物酶预处理

浆浓/％打浆方式失重率/％

3.0％PFI磨0.9

生物酶预处理(加入量2.0％)3.0％PFI磨1.0

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CN 101775752 A

说 明 书

未经生物酶预处理

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生物酶预处理(加入量2.0％)1.950.5

纤维长度/mm碱损失率/％

[0027]

1.324.0

实施例1-3中的纤维素酶活测定方法如下：

[0028] 取1mL酶液加1mL0.1mol·L-1、pH4.6的醋酸缓冲液，预热到50℃，加入1条1x6cm新华滤纸(50+1mg)，50℃保温1h。取出，沸水浴灭活5min，冷却至室温，用3mLDNS试剂显色后稀释3倍，测OD值(520nm)。[0029] 酶活力计算：从标准曲线中查出葡萄糖μmol数；[0030] 酶活力(μ/mL)＝葡萄糖量/60×Ew[0031] 其中：60为保温时间(酶与底物作用时间，min)；[0032] Ew为粗酶液的体积(mL)；[0033] u是指在特定条件下，每分钟催化纤维素水解成1μmol葡萄糖的酶量。[0034] 实施例1-3中的Lyocell纤维碱损失率的测定方法如下：[0035] 取一定质量的Lyocell纤维，在105℃的恒温干燥箱内干燥2h，称量质量m1，再在6mol/LKOH+15g/LLiOH的电解液中浸泡4h，用去离子水清洗直至中性，然后在105℃的恒温干燥箱内干燥2h，再称量质量m2。碱损失率按下式计算：[0036] 碱损失率＝[(m1-m2)/m1]×100％。

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