[发明专利]非-木纤维的漂白和植物性杂质减少方法

说明书

本发明涉及增加非‑木纤维和通过该方法生产的非织造织物的亮度的方法。在一个方面中，该方法包括形成非‑木纤维的混合物，和将该混合物暴露于增白剂下，生产增白纤维。该增白剂是氧气，过乙酸，过氧化物化合物或其组合。增白纤维的亮度大于暴露之前该混合物中纤维的亮度，所述亮度通过MacBeth UV‑C标准方法测量。

本发明专利申请是申请号201580035298.2、申请日2015年5月19日、发明名称“非-木纤维的漂白和植物性杂质减少方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年5月20日提交的美国临时申请系列No.61/000,825的权益，在本文中通过参考将其全文引入。

技术领域

本发明一般地涉及纤维的生产方法。更具体地，本发明涉及非-木纤维漂白和植物性杂质(shive)减少的方法。

发明背景

植物纤维分成三组：种子纤维(例如，棉和木棉)，茎纤维(韧皮纤维，例如亚麻和大麻)，和叶纤维(例如，剑麻和洋麻)。韧皮纤维以纤维束形式出现，所述纤维束沿植物茎的长度延伸，植物茎位于植物的外表皮的“皮”层和内部木芯(皮层)之间。因此，韧皮纤维稻草包括三层主要的同心层：树皮-状的表皮覆盖层，韧皮纤维层，和内部木芯。木芯具有各种名称，这取决于特定的植物类型。例如，亚麻的木芯称为“植物性杂质”。因此，“植物性杂质”是指在韧皮纤维内包含的所有木-芯材料。

纤维束包埋在果胶，半纤维素和一些木质素的基体内。木质素例如必须例如通过细菌(例如，在用露浸的过程中)或真菌(例如，在用水浸麻的过程中)产生的酶“沤麻”(部分沤麻)稻草来降解。脱皮牵涉机械弯曲和断裂稻草，将纤维束从植物性杂质和表层中分离出来，然后使用一系列的机械清洁段，除去非-纤维材料。

包围单独的韧皮纤维的显著比例的含果胶的材料是果胶，和其余部分主要是各种水溶性成分。果胶是一种碳水化合物聚合物，它包括部分甲基化的聚-半乳糖醛酸和作为钙盐存在的游离羧酸基。果胶通常在水或酸中不可溶，但在碱性溶液，例如氢氧化钠的水溶液中可以分解或水解。

在许多情况下需要除去含果胶的材料或树胶，使用纤维用于其打算目的。各种除去果胶的方法包括脱胶，或从单独的韧皮纤维中除去含果胶的物质。例如，美国专利No.2,407,227公开了处理纤维状蔬菜或植物纤维，例如亚麻，苎麻和大麻的沤麻方法。该沤麻方法使用微生物和湿气，使大多数细胞组织和包围纤维束的果胶溶解或腐败，从而加速纤维束从植物性杂质和茎的其他非-纤维部分中分离。因此，在植物结构内存在的蜡状、树脂或树胶状粘合物质通过发酵而被除去或分解。

紧跟在沤麻之后，使茎断裂，然后进行一系列的化学和机械步骤，生产单独或小的纤维素纤维束。然而，仍然存在于非-木纤维工艺中的常见的问题是出现植物性杂质，所述植物性杂质在最终的纸产品内是非所需的颗粒。植物性杂质包括茎的小片，“稻草”，真皮组织，表皮组织和类似物。

植物性杂质显著抗脱纤维工艺，这使得它们的存在成为问题。即使紧跟在氧化漂白之后，植物性杂质继续对最终纸产品的外观，表面光滑度，吸墨性能，和亮度具有有害的影响。机械除去植物性杂质到高价值产品所要求的水平牵涉采用显著大的机械能，这导致纤维断裂并生成微粒，或小的纤维素颗粒。微粒是产率的损失，从而增加生产成本。此外，断裂的纤维降低总的纤维强度，结果它们或者不可能在一些制造工艺中使用和/或导致不结实的纺织品或纸产品。

因此，非-木纤维加工的常规方法的耐用度(robust)不足以除去，脱色和断裂纤维内存在的残留植物性杂质。因此，加工并完工的纤维仍然可包括植物性杂质的暗颗粒，这既在美学上不吸引人，还降低纤维产品的商业价值。此外，常规的漂白工艺的耐用度不足以增加纸张亮度到商业产品所要求的充足水平。

因此，继续需要既充分地漂白，又充分地减少植物性杂质在非-木纤维，其中包括植物-基纤维内存在的方法。因此，本发明涉及满足这一和其他需求并解决以上所述的问题。