KR20230019193A - 습식 랩 보관 - Google Patents

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KR20230019193A
KR20230019193A KR1020237000091A KR20237000091A KR20230019193A KR 20230019193 A KR20230019193 A KR 20230019193A KR 1020237000091 A KR1020237000091 A KR 1020237000091A KR 20237000091 A KR20237000091 A KR 20237000091A KR 20230019193 A KR20230019193 A KR 20230019193A
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wet lap
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lap
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마르코 콜라리
카롤리나 마르쿨라
리 얀
수후아 우
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케미라 오와이제이
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Abstract

본원에 따라 아밀라제 활성 억제제와 살생물제의 조합을 습식 랩에 혼입시키는 습식 랩의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법에 따라 제조된 습식 랩은 보관 동안 감소된 섬유 강도 손실을 나타낸다.

Description

습식 랩 보관
발명의 분야
본 발명은 재활용 셀룰로스 섬유 공급원으로부터 습식 랩을 제조하는 방법, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 포함하는 습식 랩, 종이 또는 보드 제조 방법에서의 습식 랩의 용도, 및 습식 랩에서 섬유 강도를 보존하기 위한 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제의 용도에 관한 것이다.
발명의 배경
재활용 셀룰로스 섬유(RCF)를 포함하는 재료는 일반적으로 종이 또는 보드 제조용 원료로 사용된다.
RCF를 사용하는 종이 또는 보드 제조에는 다음과 같은 기존의 주요 단계가 포함된다:
1) 스톡 준비
RCF를 포함하는 재료는 약 98 내지 99 중량%의 높은 수분 함량을 갖는 섬유 스톡 또는 펄프를 형성하기 위해 물(일반적으로 이전 제지 작업에서 수집된 공정수)에 분산된다. 기계적 교반은 물에 RCF의 분산을 용이하게 한다. 대형 오염 물질(예컨대 섬유 및 플라스틱의 큰 조각)은 "래거(ragger)"를 사용하여 펄프에서 제거하고 나머지 바람직하지 않은 요소는 펄프를 일련의 스크린을 통과시켜 펄프에서 제거한다. 최종 제품에 바람직한 특성을 부여하기 위해 충전제, 결합제, 안료 및 강화제가 펄프에 혼입될 수 있다.
2) 성형
펄프는 철망에 침전되고 탈수되어 섬유는 정렬되어 얇은 원지 또는 종이 웹을 형성한다. 종이 웹의 수분 함량은 일반적으로 75~80 중량%로 감소한다.
3) 압착
종이 웹은 일반적으로 남아 있는 물을 많이 제거하는 일련의 닙 롤러를 통과한다. 롤러의 압력은 섬유를 압착하여 서로 얽혀 조밀하고 매끄러운 시트를 형성한다. 종이 시트의 수분 함량은 일반적으로 45 내지 55 중량%이다. 종이를 성형하고 압착하는 동안 수집된 물(공정수)은 일반적으로 섬유 스톡을 형성하기 위해 1단계에서 RCF를 희석하는 데 재사용된다.
4) 건조
압착된 종이 시트는 초기 건조 단계를 거칠 수 있고 최종 건조 단계 전에 강성을 향상시키기 위해 종이 표면에 전분을 혼입시킬 수 있다. 건조는 종이의 수분 함량을 약 5 내지 10 중량%로 줄인다.
오래된 골보드(OCC)는 종이 또는 보드 제조용 RCF 원료로 사용된다. OCC는 플라스틱, 모래, 유리, 유기 잔류물 및 기타 폐기물과 같은 복수의 불순물을 포함할 수 있다. 따라서 OCC는 많은 국가에서 폐기물로 분류되며 원자재 제품에는 적용되지 않는 운송 및 수입 제한이 존재할 수 있다. 예를 들어 중국의 향후 법안은 OCC를 포함한 모든 고체 폐기물의 수입을 금지할 것이다. 결과적으로 제지 산업에서는 OCC를 RCF를 포함하는 펄프 시트로 변환하는 새로운 프로세스가 개발되었다. 이를 습식 랩(wet-lap)이라 하는데, 이것은 오염물질 수준이 감소되고, 전술한 바와 같은 기존의 1)~4) 단계에 따라 종이나 보드로 후속 가공하기 위해 베일 형태로 중국으로 수입될 수 있는 원료로 분류된다.
보관 및 운송 시간을 포함하여 습식 랩 생산으로부터 종이 제조에 습식 랩을 실제로 사용하는 데 걸리는 시간은 최대 2개월이다. 현재 공정에 따라 생산된 습식 랩은 세균 및 진균을 포함하여 높은 수준의 미생물 오염이 있는 것으로 밝혀졌다. 습식 랩의 보관 및 운송 중에 관찰될 수 있는 온도 및 습도는 미생물 성장에 유리한다. 습식 랩에서 미생물에 의한 RCF의 분해는 습식 랩에서 섬유 강도의 바람직하지 않은 손실을 초래하고, 습식 랩에서 제조된 종이 또는 보드의 품질에 부정적인 결과를 초래한다.
종이 및 보드 제조 공정에서 미생물 성장은 광범위한 문제이다. 미생물은 최종 제품의 품질 및/또는 제지기의 작동에 영향을 미칠 수 있다. 미생물 성장을 제어하기 위한 시도가 이루어졌으며, 특히 살생물제의 적용이 검토되었다.
살생물제의 한 가지 특정 용도는 제지 산업의 공정수에서 전분 분해를 제어하는 것이다. 전분은 최종 제품의 향상된 강도 및 인쇄 특성과 같은 특성을 부여하기 위해 제지에서 널리 사용되는 첨가제이다. 전분은 제지 공정의 다양한 단계에서 종이에 혼입될 수 있으며, 여기에는 공정수에의 혼입, 습식 펄프에의 혼입 및/또는 건조 전 코팅으로의 혼입이 포함된다. 전분은 RCF를 구성하는 원료에도 존재한다. (원료에 첨가되거나 원래 존재하는) 모든 전분이 제지 섬유에 의해 유지되거나 결합되는 것은 아니며, 탈수 또는 건조 단계 중에 결합되지 않은 과잉 전분은 후속 제지 사이클을 위해 수집된 공정수에서 제거된다.
전분은 아밀로스와 아밀로펙틴의 두 가지 유형의 다당류로 구성된다. 아밀로스는 선형이며 α-(1→4) 결합으로 연결된 D-글루코스 잔기로 구성된다. 아밀로펙틴은 분지형이며 α-(1→4) 결합과 α-(1→6) 결합으로 연결된 D-글루코스 잔기로 구성된다. 아밀라제는 전분의 분해를 촉매하는 효소로서 진균과 세균을 포함한 많은 미생물에 의해 생성된다. 아밀라제 효소는 α-, β- 및 γ-아밀라제의 세 그룹으로 나뉜다. 모든 아밀라제 효소는 α-(1→4) 결합을 가수분해한다. β-아밀라제는 다당류 사슬에서 두 번째 al,4-글리코시드 결합만을 가수분해하여 분해 생성물로서 2개의 글루코스 단위(말토오스)를 생성할 수 있는 반면 α-아밀라제는 전분 분자의 모든 α-(1→4) 결합을 공격하여, 단일 글루코스 단위를 생성할 수 있다. 따라서 α-아밀라제는 종종 β-아밀라제보다 빠르게 작용한다. γ-아밀라제는 아밀로스와 아밀로펙틴의 비환원 말단에 있는 마지막 α-1,4 글리코시드 결합과 아밀로펙틴의 α-1,6 글리코시드 결합을 절단하여 단일 글루코스 단위를 생성한다. γ-아밀라제는 산성 환경에서 가장 효율적이다.
제지기의 공정수에는 종종, 전분을 분해하여, 첨가되거나 잔류하는 전분의 기능 손실을 유발하는 유리 아밀라제 효소를 생성하는 미생물이 포함되어 있다. 이것은 종이 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있고/있거나 이로 인해, 제조업체가 종이 제조 중에 추가되는 전분의 양을 증가시켜 원치 않는 추가 비용을 발생시킬 수 있다.
WO 2013/045638은 펄프, 종이 또는 보드 생산 공정에서 나오는 전분 함유 공정수에서 전분 분해를 방지하거나 감소시키기 위해 살생물제와 함께 아연 이온을 사용하는 것을 설명한다. 구체적으로 전분이 첨가된 섬유 함유 공정수를 최대 24시간 동안 배양하면 미생물 분해를 통해 상당한 양의 전분이 손실된다. 전분 손실은 아밀라제 제어를 위한 아연 이온과 살생물제가 섬유 함유 공정수에 통합될 때 억제된다.
필요한 장기간(즉 2~3개월) 동안 미생물 성장을 제어하기 위해 기존 살생물제를 습식 랩에 통합하려는 시도가 있었다. 그러나 이러한 시도는 성공적이지 못한 것으로 입증되었으며 살생물제의 통합은 습식 랩에서 섬유 강도의 손실을 방지하기에 충분하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 섬유 강도의 손실을 줄이고 장기간에 걸쳐 습식 랩의 저장을 가능하게 하는 개선된 습식 랩 제조 방법을 제공하는 것이다.
발명의 개요
따라서, 제1 측면에서, 본 발명은:
i) 재활용 셀룰로스 섬유 공급원을 물에 현탁시켜 섬유 스톡을 형성하는 단계,
ii) 습식 랩을 형성하기 위해 섬유 원료를 탈수시키는 단계
를 포함하는 습식 랩의 제조방법을 제공하며,
여기서 상기 섬유 스톡은 전분을 포함하고,
상기 방법은 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리하는 단계를 추가로 포함한다.
제2 측면에서, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 습식 랩을 제공한다.
습식 랩을 제조하는 방법 동안 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 처리하면 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제가 습식 랩에 혼입된다.
세 번째 측면에서, 본 발명은 아밀라제 억제제 및 살생물제를 포함하는 습식 랩을 제공한다.
제4 측면에서, 본 발명은 상기 정의된 습식 랩을 사용하여 종이 또는 보드를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:
i) 섬유 스톡을 형성하기 위해 펄프, 종이 또는 보드 생산에서 얻은 공정수에 습식 랩을 현탁시키는 단계;
ii) 제지기를 통해 섬유 스톡을 통과시켜 종이 또는 보드를 형성하는 단계
를 포함한다.
제5 측면에서, 본 발명은 습식 랩에서 섬유 강도를 보존하기 위한 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제의 용도를 제공한다.
본 발명의 모든 측면의 바람직한 특징은 종속항에 정의되어 있다.
본 발명자들은 뜻밖에도, 제조 공정 중 습식 랩에 아밀라제 억제제와 살생물제를 모두 혼입하면 효과적으로 장기 보존 효과를 제공하고 섬유 강도의 손실을 억제한다는 사실을 발견하였다.
발명의 상세한 설명
습식 랩의 제조방법 및 상기 방법에 의해 얻어진 습식 랩
일 측면에서, 본 발명은
i) 재활용 셀룰로스 섬유 공급원을 물에 현탁시켜 섬유 스톡을 형성하는 단계,
ii) 습식 랩을 형성하기 위해 섬유 원료를 탈수시키는 단계
를 포함하는 습식 랩의 제조방법을 제공하며,
여기서 상기 섬유 스톡은 전분을 포함하고,
상기 방법은 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은 본원에 기술된 방법에 따라 제조된 습식 랩을 추가로 제공한다.
본 명세서에서 "포함하는" 또는 "포함하다"라는 용어는 적어도 그 용어 뒤에 오는 특징을 포함하는 것을 의미하며, 명시적으로 언급되지 않은 다른 특징을 포함하는 것을 배제하지 않는다. 이 용어는 또한 용어 뒤에 오는 특징들로 구성된 대상을 나타낼 수 있다.
본원에 사용된 "재활용 셀룰로스 섬유"(RCF: recycled cellulose fibers)는 새로운 종이 제품으로 재활용하기 위해 회수된 종이 또는 보드에서 발견되거나 그로부터 얻은 셀룰로스를 포함하는 섬유를 의미한다. 재활용 셀룰로스 섬유의 일반적인 공급원에는 폐지와 보드, 오래된 골보드(OCC)가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. RCF의 바람직한 공급원은 OCC이다. 바람직한 구체예에서, 습식 랩을 생성하기 위해 사용되는 셀룰로스 섬유의 공급원(들)은 재활용 셀룰로스 섬유만을 포함한다. 다른 구체예에서, 재활용 섬유와 버진 섬유(즉, 셀룰로스 섬유를 포함하는 신선한 재료)의 블렌드가 습식 랩 생산을 위한 출발 물질로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "습식 랩"은 섬유 스톡(또는 펄프)으로 가공되고, 전형적으로 오염 제거 공정을 거쳐 섬유 스톡으로부터 적어도 일부 큰 오염물을 제거하고, 추가로 섬유 스톡으로부터 수분을 제거하여(탈수), 시트를 형성하는, RCF를 포함하는 재료를 칭한다.
습식 랩은 기존 공정으로 만든 종이나 보드와 물리적 및 화학적으로 구별되며 일반적으로 종이나 보드를 만들기 위한 원료로 나중에 사용하기 위해 운송 및/또는 보관된다. 특히 습식 랩 시트는 종이나 보드보다 더 견고하고 단단하며 두껍고 종이나 보드와 달리 고르지 않고 거친 표면을 가지고 있다. 또한 습식 랩을 생산하는 데 사용되는 섬유 스톡은 종이 또는 보드 제조 시 수행되는 동일한 오염 제거 공정을 거치지 않으므로 습식 랩은 종이 또는 보드보다 불순물 수준이 높다. 또한, 일반적으로 습식 랩은 종이 또는 보드 제조 공정의 효율성을 개선하고 궁극적으로 생산된 종이 또는 보드에 원하는 특성을 부여하기 위해 종래의 종이 또는 보드 제조 중에 수행되는 화학 처리를 거치지 않는다. (이러한 화학 공정에는 예를 들어 소포, 끈적임 제어, 유지, 사이징 및 강화가 포함된다.)
습식 랩은 전형적으로 습식 랩의 총 중량을 기준으로 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 고형물 함량을 갖는다. 바람직하게는, 습식 랩의 고형물 함량은 습식 랩의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 60 중량% 또는 약 45 중량% 내지 약 55 중량%이다. 가장 바람직하게는, 습식 랩의 고형분 함량은 습식 랩의 총 중량의 약 50 중량%이다.
섬유 스톡을 형성하기 위해 RCF 공급원을 물에 현탁시키거나 분산시킨다. 이는 RCF 공급원에서 섬유를 분리하기 위해 기계적 교반 또는 혼합 작용을 제공하는 펄퍼와 같은 대형 용기에서 수행될 수 있다. 약 25℃ 내지 약 40℃의 고온은 펄프화 효율을 향상시킬 수 있다. 섬유 스톡의 고형물 함량은 섬유 스톡의 총 중량을 기준으로 1 내지 약 30 중량% 또는 1 내지 2 중량% 만큼 낮을 수 있다. 일부 구체예에서, 고형물 함량은 섬유 스톡의 총 중량의 2 중량% 초과, 예를 들어 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 2 중량% 내지 약 5 중량%일 수 있다.
일부 RCF 공급원, 특히 OCC에는 잉크, 접착제, 점토, 먼지, 플라스틱, 유리 및 금속과 같은 오염 물질이 포함되어 있다. 오염 물질은 조대 및 미세 스크린, 원심 청소기, 및 큰 오염 물질 입자의 분해를 촉진하는 분산 또는 정제 장치를 통해 제거할 수 있다. 일반적으로 습식 랩 제조에서는 큰 오염 물질만 제거된다. 종이 또는 보드 제조에 허용되는 오염 물질의 양은 생산될 종이 또는 보드의 유형에 따라 다르다. 더 작은 오염 물질의 제거는 일반적으로 종이 또는 보드 제조 단계에서 운송 및 보관 후에 완료된다. 종래의 종이 또는 보드 제조 공정과 달리, 오염 제거를 위한 추가 화학물질(여기에 기술된 바와 같은 살생물제 및 아밀라제 활성 억제제 이외의 것) 또는 섬유 특성을 변경하기 위한 추가 화학물질은 바람직하게는 습식 랩을 제조할 때 섬유 스톡에 혼입되지 않는 것이 좋다. RCF의 공급원은 보관 및 운송 중에 습식 랩에서 섬유 강도의 손실에 기여하는 세균 및 진균과 같은 미생물을 추가로 포함할 수 있다.
섬유 스톡을 형성하기 위해 사용되는 물은 경제 및 환경상의 이유로 재활용 공정수인 것이 바람직하다. 공정수는 일반적으로 이전의 습식 랩 생산 주기에서 수집된 물이다. 담수, 또는 담수와 종이 제조 또는 기타 산업 공정의 공정수의 혼합수를 대안으로 사용할 수 있다. 공정수는 경제적 및 환경적 관점에서 유리하지만 세균 및 진균과 같은 미생물에 의해 종종 오염되어 보관 및 운송 중에 습식 랩에서 섬유 강도 손실에 기여한다는 단점이 있다. 섬유 스톡을 형성하기 위해 사용되는 물, 특히 공정수는 1 x 105 CFU/ml보다 많은 양의 세균을 함유할 수 있다. 일반적으로 물에서 관찰되는 세균 농도는 1 x 106 CFU/ml, 1 x 107 CFU/ml, 1 x 108 CFU/ml, 또는 1 x 109 CFU/ml 보다 높을 수 있다 . 섬유 입자, 잉크 입자 및 염료와 같은 기타 오염 물질도 존재할 수 있다.
일반적으로 RCF에는 전분이 포함된다. 이 전분은 주로 종이 또는 보드 제조 중 최종 건조 단계 전에 적용되는 표면 코팅 및/또는 초기 스톡 형성 중에 첨가되는 전분에서 유래한다. 첨가된 모든 전분이 셀룰로스 섬유에 의해 유지되는 것은 아니므로, 탈수 단계 동안 공정수에서 결합되지 않은 과도한 전분이 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법으로 제조된 섬유 스톡은 전형적으로 용해된 전분도 포함한다.
탈수 단계에서는 섬유 스톡으로부터 물을 제거하여 셀룰로스 섬유가 압착된 상태의 조밀한 습식 랩 시트를 형성한다. 탈수는 일반적으로 프레스, 바람직하게는 트윈 와이어 프레스를 사용하여 달성된다. 한 구체예에서, 바람직하게는 스톡의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 5 중량%, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 5 중량%의 고형물 함량을 갖는 섬유 스톡은 트윈 와이어 프레스의 두 와이어 사이에 고르게 분배되기 전에 트윈 와이어 프레스의 헤드박스로 가압 하에 펌핑된다. 프레스 내에서, 섬유 스톡은 중력에 의해 및/또는 탈수 필터 플레이트를 통과하여 탈수되어 섬유 스톡의 고형분 함량을 바람직하게는 섬유 스톡의 총 중량의 약 10 내지 12 중량%로 증가시킬 수 있다. 가압 하에서 섬유 스톡을 일련의 롤을 통해 통과시킴으로써, 섬유 스톡의 총 중량의 최대 약 70 중량%, 약 60 중량%, 또는 약 50 중량%까지 고형물 함량의 추가 증가를 달성하기 위해 프레스 내에서 추가 탈수가 발생할 수 있다. 탈수를 위해 트윈 프레스 대신 스크류 프레스를 사용할 수 있다. 스크류 프레스는 일반적으로 스크린이나 필터에 대해 종이 시트를 압착하고 지속적인 중력 배수로 탈수를 수행한다. 트윈 프레스는 일반적으로 전력 소비 및 유지 보수 비용 감소와 출력 일관성 향상으로 인해 스크류 프레스보다 선호된다. 습식 랩을 형성하기 위해 섬유 스톡 및/또는 종이 시트에서 물을 제거하기 위해 원심분리가 이용될 수도 있다.
절단된 시트를 레이보이(layboy) 시스템에 균일하게 쌓기 전에, 탈수로부터 형성된 습식 랩 시트는 이어서 맞춤형 크기로 절단하기 위해 시트 절단 기계에 도입될 수 있다. 마지막으로, 운반 및 보관에 적합한 베일을 형성하기 위해 적층된 습식 랩 시트를 추가로 압착하고 묶기 위해 포장기를 사용할 수 있다. 습식 ㄹ랩은 또한 성긴 칩으로 절단될 수 있으며 이후 운송을 위해 포장된다.
본 발명의 방법에서, 하나 이상의 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩은 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리된다. 본 발명자들은 아밀라제 활성 억제제와 살생물제가 상승적으로 작용하여, 미처리 대조군에서 관찰되는 셀룰로스 섬유 강도의 감소를 방지하거나 감소시킨다는 것을 예기치 않게 발견하였다.
처리는 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 습식 랩에 혼입하여 유지시키는 것이다. 바람직하게는, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제는 최대 1일, 1주, 2주, 1개월, 2개월 또는 3개월 동안의 습식 랩 보관 동안 활성을 유지하는 것이 좋다.
"처리"라 함은, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 RCF, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상과 접촉시키는 것을 의미한다. 처리는 연속적, 간헐적 또는 1회 수행될 수 있다. 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제는 개별 수용액으로 제공되거나 단일 수용액으로 조합될 수 있다. 대안적으로, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제 중 하나는 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제 중 다른 하나의 수용액에 용해되는 고체일 수 있다. 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 RCF, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상과 접촉시키는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, RCF 및/또는 습식 랩의 공급원에 아밀라제 억제제를 분무할 수 있다. 분무는 탈수 단계 동안 또는 후에, 예를 들어, 섬유 스톡의 고형물 함량이 섬유 스톡의 총 중량에 대해 적어도 20 중량%, 30 중량%, 40 중량%, 50 중량%, 60 중량% 또는 70 중량%로 증가된 때에 행할 수 있다. 살생물제는 습식 랩 기계 근처의 작업자에게 안전상 위험이 될 수 있으므로 일반적으로 스프레이 방식으로 사용되지 않는다. 대안적으로, RCF 및/또는 습식 랩의 공급원은 아밀라제 억제제 및 살생물제의 수용액으로 코팅될 수 있다. 아밀라제 억제제 및 살생물제는 또한 섬유 스톡을 형성하기 위해 사용되는 물에 용해 또는 분산될 수 있거나, 섬유 스톡에 또는 물 중 셀룰로스 섬유의 현탁액에 직접 첨가될 수 있다.
RCF, 섬유 스톡 및 습식 랩의 처리는 아밀라제 억제제 및 살생물제를 이들 물질 중 하나 이상과 동시에 또는 연속적으로 접촉시키는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 아밀라제 억제제는 살생물제 처리 전 또는 살생물제 처리 후, 또는 살생물제와 동시에 RCF, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상과 접촉될 수 있다. 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제가 RCF, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 처리하기 위해 개별적으로 사용되는 것도 상정된다. 따라서, 예를 들어, 일 구체예에서, RCF는 살생물제 없이 아밀라제 활성 억제제로 처리될 수 있고, 섬유 스톡은 아밀라제 활성 억제제 없이 살생물제로 처리될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 섬유 스톡은 살생물제 없이 아밀라제 활성 억제제로 처리될 수 있고, RCF 및 습식 랩 모두 아밀라제 활성 억제제 없이 살생물제로 처리될 수 있. 추가 구체예에서, 섬유 스톡은 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리될 수 있고, 습식 랩은 살생물제로 추가로 처리될 수 있다. 하나의 구성 요소를 지속적으로 추가하고 다른 구성 요소를 간헐적으로 추가하는 것도 가능한다. 따라서 다양한 순열 및 치료의 조합이 본 발명에 포함된다. 요구되는 것은 처리 결과 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제가 최종 습윤 랩에 혼입된다는 것이다.
아밀라제 활성 억제제는 α-, β- 및 γ-아밀라제 중 하나 이상에 작용하여 이들의 활성을 감소시키고 결과적으로 전분이 분해되는 속도를 감소시키는 화합물 또는 제제이다. 억제제는 아밀라제 효소의 활성 부위(경쟁적 억제제)에 결합하거나 아밀라제가 전분 기질에 대해 감소된 친화력을 갖도록 활성 부위에서 멀리 떨어진 부위에 결합할 수 있다(비경쟁적 억제제).
아밀라제 활성의 바람직한 억제제는 아연 이온을 포함한다. 한 구체예에서, 아연 이온은 무기 아연 염으로부터 유도된다. 또 다른 실시예에서, 아연 이온은 유기 아연 염으로부터 유도된다. 바람직하게는, 미생물이 사용할 수 있는 습식 랩 제조 공정에 탄소를 도입하지 않기 때문에 무기 아연염이 사용된다. 또한 무기염은 강산성이나 강알칼리성이 아니므로 pH에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 아연은 습식 랩 제조 공정과 호환되는 것으로 밝혀졌으며 환경에 유해하지 않은 농도에서 효과적인 것으로 나타났다. 또한, 아연 이온은 일반적으로 사람이 섭취하는 경우에도 안전한 것으로 간주된다(미국: Food & Drug Administration; GRAS Substances Database(SCOGS)). 또한 아연은 저렴한 원료이다.
바람직하게는, 아연 이온 공급원은 ZnBr2, ZnCl2, ZnF2, Zn, ZnO, Zn(OH)2, ZnS, ZnSe, ZnTe, Zn3N2, Zn3P2, Zn3As, Zn3Sb2, ZnO2, ZnH2,, ZnCO3, Zn(NO3)2, Zn(ClO3)2, ZnSO4, Zn3(PO4)2, ZnMoO4, ZnCrO4, Zn(AsO2)2, Zn(AsO4)2, Zn(O2CCH3)2, 아연 금속 및 이들의 조합으로부터 선택되는 것이 좋다. 바람직한 아연 염은 ZnCl2, ZnBr2, 및 ZnSO4 및 공정수와 같은 수용액에서 용해도가 높은 기타 염이다.
본 발명에서 사용하기 위한 다른 아밀라제 억제제는 곡물 및 콩류와 같은 식물의 종자에서 발견되고 그로부터 분리될 수 있는 천연(유기) 아밀라제 억제제를 포함한다.
살생물제는 세균 및 진균을 포함하는 미생물의 성장 및/또는 생존력을 억제하는 임의의 제제이다. 살생물제는 세균과 진균 중 하나 또는 둘 다에 대해 효과적일 수 있다. 바람직하게는, 살생물제는 세균 및 진균 모두에 대해 효과적이다. 살생물 작용은 미생물 표적 구조(예컨대 세포막)와의 물리화학적 상호작용, 생물학적 분자와의 특정 반응 또는 선택된 대사 또는 에너지 과정의 교란을 통해 발생할 수 있다.
수많은 살생물제가 제지 산업에 알려져 있고 본 발명의 방법에 사용하기에 적합하다. 살생물제는 비산화 살생물제 또는 산화 살생물제를 포함할 수 있다.
비산화 살생물제로는 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드 (DBNPA), 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올 (Bronopol), 2-브로모-2-니트로-프로판-1-올 (BNP), 2,2-디브로모-2-시아노-N-(3-히드록시프로필)아세트아미드, 2,2-디브로모말론아미드, 1,2-디브로모-2,4-디시아노부탄 (DCB), 비스(트리클로로메틸)술폰, 2-브로모-2-니트로스티렌(BNS), 디데실-디메틸암모늄염소(DDAC), 벤잘코늄 염화물(ADBAC) 및 기타 4차 암모늄 화합물, 3-요오도프로피닐-N-부틸카바메이트(IPBC), 메틸 및 디메틸-티오카바메이트 및 그의 염, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(CMIT), 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(MIT), 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT), 4,5-디클로로-2-(n-옥틸)-3(2H)-이소티아졸론(DCOIT), 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(BIT), 2-(티오시아노메틸티오)벤즈티아졸(TCMBT), 2-메틸-1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온(MBIT), 테트라키스 하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS), 테트라하이드로-3,5-디메틸-2H-1,3,5-티아디아진-2-티온(Dazomet), 메틸렌 비스티오시아네이트 (MBT); 오르토-페닐페놀(OPP) 및 그 염; 글루타르알데히드; 오르토-프탈알데히드(OPA), 구아니딘 및 바이구아니딘, N-도데실아민 또는 n-도데실구아니딘, 도데실아민 염 또는 도데실구아니딘 염산염과 같은 도데실구아니딘 염, 비스-(3-아미노프로필)도데실아민, 피리티온, 헥사하이드로-1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리아진와 같은 트리아진, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-페닐술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-트리플루오르메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3 -[(2,4,6-트리메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-(4-메톡시페닐)술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]프로프-2-엔아미드, 이들의 임의의 이성질체, 및 이들의 조합이다. 바람직한 비산화 살생물제는 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(DCOIT) 또는 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT)과 같은 티아졸린 화합물이다.
산화 살생물제는 염소, 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염, 차아염소산, 브롬, 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염, 차아브롬산, 이산화염소, 오존, 과산화수소, 과포름산, 과아세트산과 같은 과산화 화합물 , 과탄산염 또는 과황산염, 할로겐화 히단토인, 예컨대 모노할로디메틸히단토인, 디할로디메틸히단토인, 과할로겐화 히단토인, 모노-클로라민 , 모노브로마민, 디할로아민, 트리할로아민, 산화제와 반응하는 요소(산화제는 예를 들어 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염), 산화제와 반응하는 암모늄 브로마이드, 암모늄 설페이트 또는 암모늄 카바메이트와 같은 암모늄 염(산화제는 바람직하게는 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염) 염, 및 이들의 조합으로부터 선택된 산화제를 포함할 수 있다. 특히 적합한 산화 살생물제는 암모늄 브로마이드, 암모늄 설페이트 또는 암모늄 카바메이트와 같은 산화제와 반응하는 암모늄염, 또는 차아염소산염과 같은 산화제와 반응하는 임의의 다른 암모늄염을 포함할 수 있다. 바람직한 산화 살생물제는 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 습식 랩에서 생산된 섬유 및 제품의 강도 손실은 보관 중 습식 랩에서 전분의 분해와 밀접한 관련이 있음이 밝혀졌다. 이론에 구애됨이 없이, 미생물, 특히 습식 랩에 존재하는 세균은 습식 랩에서 전분을 더 작은 단위의 글루코스 또는 말토스로 분해하는 유리 아밀라제를 생성하는 것으로 여겨진다. 미생물은 섬유 스톡을 형성하는 데 사용되는 물(특히 공정수) 및/또는 재활용 셀룰로스 섬유의 공급원에서 유래할 수 있다. 전분 자체는 에너지원으로 사용할 수 없거나 미생물에 의해 대사될 수 없지만, 글루코스와 같은 전분 분해 생성물은 미생물에 의해 쉽게 동화되어 습식 랩 보관 및 운송 중에 장기간에 걸쳐 미생물 개체수가 크게 증가한다. 전분 분해 산물은 세포 신호 전달 경로를 더욱 활성화하여 미생물에 의한 아밀라제 생성을 증가시키고 전분 분해 및 분해 산물의 동화를 더욱 증가시킨다. 일단 습식 랩의 전분이 고갈되면 습식 랩에 존재하는 미생물은 대체 에너지원을 찾고 셀룰로스 섬유의 셀룰로스를 글루코스로 분해하는 셀룰라제를 생성한다. 이 글루코스는 전분이 없을 때 미생물에 의해 새로운 에너지원으로 사용된다. 습식 랩에서 셀룰로스 섬유의 분해는 섬유 강도의 손실을 가져오며 이는 종이 또는 보드 제조에서 습식 랩의 향후 사용에 바람직하지 않는다.
본 발명에 따르면 습식 랩 베일에 혐기성 세균의 비율이 높은 것으로 밝혀졌다. 셀룰라제 생산 및 셀룰로스 섬유의 분해를 담당하는 것은 진균아라기보다는 이들 세균인 것으로 여겨진다.
살생물제 부재 하에 아밀라제 억제제만을 사용하는 것은 아마도 생존 가능한 미생물에 의한 지속적인 아밀라제 생산으로 인해 최대 몇 주까지의 배양 기간 동안 습식 랩에서 섬유 강도의 손실을 억제하는 데 불만족스러운 것으로 입증되었다. 습식 랩에서 미생물을 파괴하기 위해 살생물제를 사용하면 아밀라제 생산과 전분 분해를 감소시켜 전분 고갈을 방지하고 결과적으로 진균에 의한 셀룰로스 분해를 방지할 수 있다는 가설이 세워졌다. 나아가 습식 랩 베일에 존재하는 진균이 셀룰로스 분해에 크게 기여할 것이라고 생각하였다. 그러나, 아밀라제 억제제 부재 하에 살생물제만을 사용하는 것 역시도 예상외로 최대 몇 주간의 배양 기간에 걸쳐 습식 랩에서 섬유 강도의 손실을 억제하는 데 불만족스러운 것으로 입증되었다. 미생물에 의해 생성된 유리 아밀라제는 미생물 개체수가 감소된 후에도 상당한 시간 동안 습식 랩에 남아 있어 전분 분해와 고갈 및 남아 있는 세균 및 진균 세포에 의한 셀룰라제 생산으로 이어지는 것으로 여겨진다. 또한 셀룰라제 생성의 주요 원인은 진균보다는 혐기성 세균인 것으로 여겨진다. 아밀라제 활성 억제제와 살생물제의 조합은 습식 랩에서 셀룰로스 분해 및 섬유 강도 손실을 억제하는 두 갈래 접근법을 제공한다.
따라서, 본 발명은 습식 랩에서 섬유 강도를 보존하기 위한 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제의 용도를 추가로 제공한다. 습식 랩, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제는 본원에서 정의된 바와 같을 수 있다.
본 발명의 방법에 사용되는 아밀라제 억제제 및 살생물제의 양은 섬유 스톡을 형성하기 위해 사용된 물 및 셀룰로스 섬유의 공급원에 존재하는 전분의 양 및 미생물 수준에 따라 달라질 수 있다.
일부 구체예에서, 아밀라제 활성 억제제는 RCF, 섬유 스톡 및/또는 습식 랩 중의 물의 중량에 대한 아밀라제 활성 억제제의 활성 성분의 중량에 기초하여, 약 1 내지 약 1000 ppm, 또는 약 1 내지 약 500 ppm, 또는 약 1 내지 약 100 ppm, 또는 약 1 내지 약 50 ppm, 또는 약 5 내지 약 100 ppm, 또는 약 5 내지 약 50 ppm, 또는 약 5 내지 약 20 ppm, 또는 약 5 내지 약 10 ppm의 양으로 RCF, 섬유 스톡 및/또는 습식 랩의 공급원에 혼입될 수 있다. (본 명세서의 목적상, 달리 언급하지 않는 한, 1ppm의 농도는 물 1kg 중 활성 성분 1mg을 의미한다.) 따라서 아밀라제 활성 억제제가 아연 이온을 포함하는 공급원인 경우, 전술한 양은 Zn 이온의 중량에 기초한다
일부 구체예에서, 산화 살생물제는 약 0.1 내지 약 100ppm, 또는 약 0.1 내지 약 50ppm, 또는 약 0.1 내지 약 15ppm, 또는 약 0.5 내지 10ppm, RCF 공급원, 섬유 스톡 및/또는 습식 랩의 물 중량에 대한 산화 살생물제의 활성 성분 함량을 기준으로 한다. 산화 살생물제가 염소를 함유하는 실시예에서, 활성 성분은 총 활성 염소인 것으로 이해된다.
일부 실시예에서, 비산화 살생물제는 RCF, 섬유 스톡 및/또는 습식 랩의 공급원 중 물의 중량에 대한 비산화 살생물제의 활성 성분 함량에 기초하여 약 0.1 내지 1000 ppm, 또는 약 1 내지 약 100 ppm, 또는 약 2 내지 약 50 ppm, 또는 약 2 내지 약 20 ppm, 또는 약 2 내지 약 15 ppm, 또는 약 5 내지 약 15 ppm의 양으로 RCF, 섬유 스톡 및/또는 습식 랩의 공급원에 혼입될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 아밀라제 활성 억제제 및 산화 살생물제는 활성 성분의 중량을 기준으로 약 1:1 내지 100:1의 중량비로 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제는 활성 성분의 중량을 기준으로 약 1:10 내지 100:1, 바람직하게는 약 1:5 내지 20:1, 보다 바람직하게는 약 1:2 내지 5:1의 비로 존재한다. 아밀라제 활성 억제제와 비산화 살생물제는 활성 성분의 중량을 기준으로 약 1:10 내지 10:1의 비율로 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 아밀라제 활성 억제제와 비산화 살생물제는 활성 성분의 중량에 기초하여, 약 1:20 내지 20:1, 바람직하게는 약 1:10 내지 10:1, 보다 바람직하게는 약 1:5 내지 5:1의 비율로 존재한다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 습식 랩의 섬유는 Z-Span Tester(Model: 2400, PULMAC)을 사용하여 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정할 때 약 90 내지 약 120 N·m/g 또는 약 100 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 가질 수 있다. 테스트는 T402 sp-98에 명시된 표준 조건에 따라 건조 상태에서 수행된다. 섬유의 제로 스팬 파단 강도 지수는 RCF가 습식 랩으로 처리되기 전에 수행된 재활용 라운드 횟수에 의존한다. 연속적인 재활용 라운드는 생성된 습식 랩의 섬유 강도를 약화시킬 수 있다. 그러나 본 발명에 따라 제조된 습식 랩은 아밀라제 활성 억제제와 살생물제에 의한 처리를 수반하지 않는 방법에 의해 생성된 습식 랩에 비해, 시간이 지남에 따라 저장될 때 감소된 손실을 나타낸다. 일부 구체예에서, 습식 랩은 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도 및 80% 내지 100%의 습도에서 1주일 보관 후, 전술한 방법을 이용하여 측정된 제로-스팬 파단 강도 지수에 의해 정량화한 경우, 그의 섬유 강도의 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80% 또는 적어도 90%를 유지한다. 일부 구체예에서, 습식 랩은 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도 및 80% 내지 100%의 습도에서 2주일 보관 후, 전술한 방법을 이용하여 측정된 제로-스팬 파단 강도 지수에 의해 정량화한 경우, 그의 섬유 강도의 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80% 또는 적어도 90%를 유지한다. 일부 구체예에서, 습식 랩은 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도 및 80% 내지 100%의 습도에서 6주일 보관 후, 전술한 방법을 이용하여 측정된 제로-스팬 파단 강도 지수에 의해 정량화한 경우, 그의 섬유 강도의 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80% 또는 적어도 90%를 유지한다. 또 다른 구체예에서, 습식 랩은 실질적으로 일정한 환경에서 적어도 1, 2, 3 또는 6주간 보관시, 전술한 방법을 이용하여 측정된 제로-스팬 파단 강도 지수에 의해 정량화한 경우, 그의 섬유 강도의 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80% 또는 적어도 90%를 유지한다. "실질적으로 일정한"이라 함은 적어도 온도 및 습도가 시간 0(즉, 보관 시작 시)에 원래 값의 약 5% 이내로 유지됨을 의미한다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 1 x 109 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 108 CFU/g 습식 랩 미만 또는 1 x 107 CFU/g 습식 랩 미만의 세균 농도를 갖는 습식 랩을 제공한다. 세균 농도는 혐기성 세균 농도일 수 있다. 습식 랩은 대안적으로 또는 추가로 1 x 10 7 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 10 6 CFU/g 습식 랩 미만 또는 1 x 10 5 CFU/g 습식 랩 미만의 진균 농도를 가질 수 있다. 습식 랩은 정량적 PCR에 기초하여 전체 세균의 25% 미만, 20% 미만, 15% 미만 또는 10% 미만의 혐기성 세균 함량을 가질 수 있다. 바람직하게는, 습식 랩은 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된다. 전술한 미생물 수는 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도와 80% ~ 100%의 습도에서 최소 1주, 2주, 3주 또는 6주 동안 보관된 습식 랩에서 관찰될 수 있다.
종이 또는 보드 제조
본 발명의 또 다른 측면에서, 본 명세서에 기술된 습식 랩은 종이 또는 보드 제조 공정에서 원료로 사용된다. 종이 또는 보드의 제조 공정에서, 습식 랩은 물, 바람직하게는 공정수에 재현탁되어 섬유 스톡을 형성한다. 다른 섬유 공급원이 섬유 스톡에 포함될 수 있다. 여기에는 목재 섬유 및/또는 기타 재활용 섬유와 같은 처녀 섬유가 포함된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 습식 랩 제조 동안, 전형적으로 큰 오염물만이 제거된다. 따라서 습식 랩을 종이나 보드 제조용 펄프의 원료로 사용하는 경우 펄프에서 생산되는 종이나 보드의 등급에 따라 잔류 오염물질을 제거해야 한다. 더 작은 오염 물질은 추가 스크리닝 및/또는 원심 분리 프로세스를 통해 제거할 수 있다. 추가 화학 물질은 오염 제거 프로세스를 용이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 셀룰로스 섬유에서 잉크를 제거하기 위해 계면활성제를 사용할 수 있고 색을 제거하기 위해 표백제를 사용할 수 있다.
종이 또는 보드 제조 공정의 효율성을 개선하고(성능 화학 물질), 종국적으로 생산되는 종이 또는 보드의 특성을 수정하거나 향상시키기 위해(기능성 화학 물질) 추가 화학 물질을 섬유 스톡에 도입할 수도 있다. 성능 화학 물질에는 거품 발생을 줄여 제지기의 작동성을 개선하는 소포제, 접착제 및 테이프에서 발생하는 끈적한 소수성 물질에 의한 침전물 형성을 방지하는 점착 제어제, 미생물 오염 및 관련 점액 형성을 줄이는 살생물제가 포함될 수 있다. 기능성 화학 물질에는 생산된 종이 또는 보드의 미적 및 물리적 특성을 향상시키는 충전제, 충전제 및 미세 물질과 셀룰로스 섬유의 결합을 촉진하는 유지 보조제, 내구성을 부여하는 강화제, 내수성을 부여하고 쓰기 품질과 인쇄 가능성을 유지하기 위한 사이징제가 포함될 수 있다.
섬유 스톡은 이어서 제지기를 통과하여 종이 또는 보드를 형성한다. 제지기는 제지 산업에서 매우 일반적으로 사용되며 쉽게 구할 수 있다. 전형적으로, 제지기는 다음의 작동 섹션을 포함한다: 섬유 스톡으로부터 시트를 형성하기 위한 와이어 메쉬를 포함하는 형성 섹션; 탈수된 시트를 형성하기 위해 시트를 탈수하기 위한 프레스 섹션; 탈수된 시트를 건조시켜 건조 시트를 형성하는 건조 섹션; 및 선택적으로, 건조된 시트를 매끄럽게 하기 위한 캘린더 섹션.
본 발명의 습식 랩에서 관찰되는 섬유 강도 손실의 예상치 못한 감소는 습식 랩이 종이 또는 보드를 만들기 위해 추가로 가공될 때 유리하다. 특히, 종이 또는 보드 최종 제품의 강도가 향상된다. 이는 종이나 보드에 통합되어야 하는 전분과 같은 첨가제의 양과 제조 공정과 관련된 비용을 절감시켜준다.
다음의 구체예가 추가로 제공된다:
항목
1. 다음을 포함하는 습식 랩의 제조방법:
i) 재활용 셀룰로스 섬유 공급원을 물에 현탁시켜 섬유 스톡을 형성하는 단계, 및,
ii) 습식 랩을 형성하기 위해 섬유 원료를 탈수시키는 단계;
여기서 상기 섬유 스톡은 전분을 포함하고,
상기 방법은 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리하는 단계를 추가로 포함한다.
2. 항목 1에 있어서, 물은 펄프, 종이 또는 보드 생산에서 얻은 공정수인 방법.
3. 항목 1에 있어서, 아밀라제 억제제는 아연 이온 공급원을 포함하는 방법.
4. 항목 3에 있어서, 아연 이온은 무기 또는 유기 아연 염, 바람직하게는 무기 아연 염으로부터 유도되는 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 아연 이온의 공급원은: ZnBr2, ZnCl2, ZnF, Znl2, ZnO, Zn(OH)2, ZnS, ZnSe, ZnTe, Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2, Zn3Sb2, ZnO2, ZnH2, ZnCO3, Zn(NO3)2, Zn(C1O3)2, ZnS04, Zn3(PO4)2, ZnMoO4, ZnCrO4, Zn(AsO2)2, Zn(AsO4)2, Zn(O2CCH3)2), 아연 금속 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
6. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 살생물제가 비산화 살생물제 또는 산화 살생물제를 포함하는 방법.
7. 항목 6에 있어서, 비산화 살생물제는: 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드 (DBNPA), 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올(Bronopol), 2-브로모-2-니트로-프로판-1-올 (BNP), 2,2-디브로모-2-시아노-N-(3-히드록시프로필)아세트아미드, 2,2-디브로모말론아미드, 1,2-디브로모-2,4-디시아노부탄(DCB), 비스(트리클로로메틸)술폰, 2-브로모-2-니트로스티렌(BNS), 디데실-디메틸암모늄염소(DDAC), 벤잘코늄 염화물(ADBAC) 및 기타 4차 암모늄 화합물, 3-요오도프로피닐-N-부틸카바메이트(IPBC), 메틸 및 디메틸-티오카바메이트 및 그의 염, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(CMIT), 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(MIT), 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT), 4,5-디클로로-2-(n-옥틸)-3(2H)-이소티아졸론(DCOIT), 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(BIT), 2-(티오시아노메틸티오)벤즈티아졸(TCMBT), 2-메틸-1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온(MBIT), 테트라키스 하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS), 테트라하이드로-3,5-디메틸-2H-1,3,5-티아디아진-2-티온(Dazomet), 메틸렌 비스티오시아네이트 (MBT); 오르토-페닐페놀(OPP) 및 그 염; 글루타르알데히드; 오르토-프탈알데히드(OPA), 구아니딘 및 바이구아니딘, N-도데실아민 또는 n-도데실구아니딘, 도데실아민 염 또는 도데실구아니딘 염산염과 같은 도데실구아니딘 염, 비스-(3-아미노프로필)도데실아민, 피리티온, 헥사하이드로-1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리아진와 같은 트리아진, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-페닐술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-트리플루오르메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3 -[(2,4,6-트리메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-(4-메톡시페닐)술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]프로프-2-엔아미드, 이들의 임의의 이성질체, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
8. 항목 7에 있어서, 비산화 살생물제는 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(DCOIT) 또는 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT)인 방법.
9. 항목 6에 있어서, 산화 살생물제는: 염소, 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염, 차아염소산, 브롬, 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염, 차아브롬산, 이산화염소, 오존, 과산화수소, 과산화 화합물, 좋기로는 과포름산, 과아세트산, 과탄산염 또는 과황산염, 할로겐화 히단토인, 좋기로는 모노할로디메틸히단토인, 디할로디메틸히단토인, 과할로겐화 히단토인, 모노-클로라민, 모노브로마민, 디할로아민, 트리할로아민, 산화제(알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염으로부터 선택된)와 반응하는 요소, 암모늄 염, 좋기로는 산화제(알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염으로부터 선택된)와 반응하는 암모늄 브로마이드, 암모늄 설페이트 또는 암모늄 카바메이트, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
10. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 셀룰로스 섬유의 공급원은 오래된 골보드 용기(OCC), 패키징 보드 및 종이 중 하나 이상을 포함하는 방법.
11. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 약 30 중량% 내지 약 70 중량% 고형물을 포함하는 방법.
12. 항목 10에 있어서, 습식 랩은 약 40 중량% 내지 약 60 중량% 고형물을 포함하는 방법.
13. 항목 12에 있어서, 습식 랩은 약 50 중량% 고형물을 포함하는 방법.
14. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 섬유 스톡은 약 1 중량% 내지 약 20 중량% 의 고형물을 포함하는 방법.
15. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 섬유 스톡은 약 2 중량% 내지 약 5 중량%의 고형물을 포함하는 방법.
16. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 아밀라제 활성 억제제와 살생물제는 셀룰로스 섬유 공급원의 현탁 전에 물에 첨가되는 방법.
17. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 아밀라제 활성 억제제와 살생물제는 셀룰로스 섬유 공급원의 현탁 후에 물에 첨가되는 방법.
18. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 아밀라제 활성 억제제와 살생물제는 물에 현탁되기 전에 셀룰로스 섬유 공급원에 첨가되는 방법.
19. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩에 아밀라제 활성 억제제가 분무되는 방법.
20. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 탈수는 형성 공정에서 섬유 스톡을 와이어 메쉬 위로 통과시킴으로써 수행되는 방법.
21. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 탈수는 압착 작용에 의해 수행되는 방법.
22. 항목 21에 있어서, 탈수는 트윈 프레스를 사용하여 수행되는 방법.
23. 항목 21에 있어서, 탈수는 스크류 프레스를 사용하여 수행되는 방법.
24. 항목 21에 있어서, 탈수는 원심분리에 의해 수행되는 방법.
25. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 섬유 스톡은 오염물을 제거하기 위해 탈수 전에 하나 이상의 스크린을 통과하는 방법.
26. 항목 25에 있어서, 오염물은 플라스틱인 방법.
27. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 물은 미생물을 포함하는 방법.
28. 항목 27에 있어서, 미생물은 세균 또는 진균인 방법.
29. 항목 27 또는 항목 28에 있어서, 물 중 세균의 양은 1 x 105 CFU/ml를 초과하는 방법.
30. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 아밀라제 활성 억제제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 100ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법.
31. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 아밀라제 활성 억제제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 20ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법.
32. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 살생물제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 100ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법..
33. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 살생물제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 2 내지 약 15ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법..
34. 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정시 약 90 내지 약 120 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 갖는 방법.
35. 항목 34에 있어서, 습식 랩은 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정시 약 100 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 갖는 방법..
36. 선행하는 항목 중 어느 하나의 방법에 따라 생산된 습식 랩.
37. 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 포함하는 습식 랩.
38. 항목 36 또는 항목 37에 있어서, 아밀라제 억제제는 아연 이온의 공급원을 포함하는 습식 랩.
39. 항목 38에 있어서, 아연 이온은 무기 또는 유기 아연 염, 바람직하게는 무기 아연 염으로부터 유도되는 습식 랩.
40. 항목 38 또는 항목 39에 있어서, 아연 이온의 공급원은: ZnBr2, ZnCl2, ZnF, Znl2, ZnO, Zn(OH)2, ZnS, ZnSe, ZnTe, Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2, Zn3Sb2, ZnO2, ZnH2,, ZnCO3, Zn(NO3)2, Zn(C1O3)2, ZnSO4, Zn3(PO4)2, ZnMoO4, ZnCrO4, Zn(AsO2)2, Zn(AsO4)2, Zn(O2CCH3)2), 아연 금속 및 이의 조합으로부터 선택되는 습식 랩.
41. 항목 36 내지 40 중 어느 한 항목에 있어서, 살생물제는 비산화 살생물제 또는 산화 살생물제를 포함하는 방법.
42. 항목 41에 있어서, 비산화 살생물제는: 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드 (DBNPA), 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올(Bronopol), 2-브로모-2-니트로-프로판-1-올 (BNP), 2,2-디브로모-2-시아노-N-(3-히드록시프로필)아세트아미드, 2,2-디브로모말론아미드, 1,2-디브로모-2,4-디시아노부탄(DCB), 비스(트리클로로메틸)술폰, 2-브로모-2-니트로스티렌(BNS), 디데실-디메틸암모늄염소(DDAC), 벤잘코늄 염화물(ADBAC) 및 기타 4차 암모늄 화합물, 3-요오도프로피닐-N-부틸카바메이트(IPBC), 메틸 및 디메틸-티오카바메이트 및 그의 염, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(CMIT), 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(MIT), 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT), 4,5-디클로로-2-(n-옥틸)-3(2H)-이소티아졸론(DCOIT), 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(BIT), 2-(티오시아노메틸티오)벤즈티아졸(TCMBT), 2-메틸-1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온(MBIT), 테트라키스 하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS), 테트라하이드로-3,5-디메틸-2H-1,3,5-티아디아진-2-티온(Dazomet), 메틸렌 비스티오시아네이트 (MBT); 오르토-페닐페놀(OPP) 및 그 염; 글루타르알데히드; 오르토-프탈알데히드(OPA), 구아니딘 및 바이구아니딘, N-도데실아민 또는 n-도데실구아니딘, 도데실아민 염 또는 도데실구아니딘 염산염과 같은 도데실구아니딘 염, 비스-(3-아미노프로필)도데실아민, 피리티온, 헥사하이드로-1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리아진와 같은 트리아진, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-페닐술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-트리플루오르메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3 -[(2,4,6-트리메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-(4-메톡시페닐)술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]프로프-2-엔아미드, 이들의 임의의 이성질체, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 습식 랩.
43. 항목 41에 있어서, 산화 살생물제는: 염소, 알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염, 차아염소산, 브롬, 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염, 차아브롬산, 이산화염소, 오존, 과산화수소, 과산화 화합물, 좋기로는 과포름산, 과아세트산, 과탄산염 또는 과황산염, 할로겐화 히단토인, 좋기로는 모노할로디메틸히단토인, 디할로디메틸히단토인, 과할로겐화 히단토인, 모노-클로라민, 모노브로마민, 디할로아민, 트리할로아민, 산화제(알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염으로부터 선택된)와 반응하는 요소, 암모늄 염, 좋기로는 산화제(알칼리 및 알칼리 토류 차아염소산염 또는 알칼리 및 알칼리 토류 차아브롬산염으로부터 선택된)와 반응하는 암모늄 브로마이드, 암모늄 설페이트 또는 암모늄 카바메이트, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 습식 랩.
44. 항목 36 내지 43 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 물을 포함하고, 여기서 아밀라제 활성 억제제는 습식 랩의 물 중량에 대해, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 100ppm의 양으로 존재하는 습식 랩.
45. 항목 44에 있어서, 아밀라제 활성 억제제는 습식 랩의 물 중량에 대해, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 20ppm의 양으로 존재하는 습식 랩.
46. 항목 36 내지 45 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 물을 포함하고, 살생물제는 습식 랩의 물 중량에 대해, 살생물제의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 100ppm의 양으로 존재하는 습식 랩.
47. 항목 46에 있어서, 살생물제는 습식 랩의 물 중량에 대해, 살생물제의 중량을 기준으로 약 2 내지 약 15ppm의 양으로 존재하는 습식 랩
48. 항목 36 내지 47 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정시, 약 90 내지 약 120 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 갖는 습식 랩.
49. 항목 48에 있어서, 습식 랩은 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정시, 약 100 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 갖는 습식 랩.
50. 항목 36 내지 49 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 고형분을 포함하는 습식 랩.
51. 항목 50에 있어서, 습식 랩은 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 고형분을 포함하는 습식 랩.
52. 항목 51에 있어서, 습식 랩은 약 50 중량%의 고형분을 포함하는 습식 랩..
53. 항목 36 내지 52 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 오래된 골보드 용기 보드(OCC)로부터 생성되는 습식 랩.
54. 항목 36 내지 53 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩은 베일에 제공되는 습식 랩.
55. 항목 36 내지 54 중 어느 한 항목에 있어서, 20 ℃ 내지 40 ℃의 온도, 80% 내지 100%의 습도에서 적어도 2주 동안 보관되었던 습식 랩.
56. 항목 55에 있어서, 적어도 6주간 보관되었던 습식 랩.
57. 항목 36 내지 56 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩에 존재하는 호기성 세균의 양은 1 x 109 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 108 CFU/g 습식 랩 미만 또는 1 x 107 CFU/g 습식 랩 미만인 습식 랩.
58. 항목 36 내지 57 중 어느 한 항목에 있어서, 습식 랩에 존재하는 진균의 양은 1 x 107 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만, 또는 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만인 습식 랩.
59. 항목 36 내지 58 중 어느 하나의 습식 랩을 사용하여 종이 또는 보드를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
i) 섬유 스톡을 형성하기 위해 펄프, 종이 또는 보드 생산에서 얻은 공정수에 습식 랩을 현탁시키는 단계;
ii) 제지기를 통해 섬유 스톡을 통과시켜 종이 또는 보드를 형성하는 단계
를 포함하는 방법.
60. 습식 랩에서 섬유 강도를 보존하기 위한 아밀라제 억제제 및 살생물제의 용도.
실시예 1
오래된 골보드 용기 보드로부터 섬유 스톡을 준비하고 4.4 ppm(물 중량 대비)의 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(DCOIT)과 조합하여 6.3 ppm(물 중량 대비)의 양의 아연 이온 공급원으로 처리하였다. 이어서, 섬유 스톡을 압착하고 고형분 함량이 50 중량%인 습식 랩 케이크로 탈수하고 고습도 조건에서 35℃에서 6주 동안 저장하였다. 습식 랩의 제로-스팬 파단 강도 지수(섬유 강도의 지표)는 TAPPI 표준 T231 cm-96에 따라 전술한 바와 같이 보관 전, 보관 2주, 4주, 6주 및 8주 후에 측정하였다. 전분 함량도 같은 시점에서 흡광도 분광법으로 측정했다.
흡광도 측정을 수행하기 위해 습식 랩 케이크(약 25g)를 1L 수돗물에 30분 동안 담근 후 실험실 분해기를 사용하여 3000rpm에서 10분 동안 분해하여 펄프를 형성하였다. 약 30g의 펄프를 검은색 리본 여과지가 덧대어진 깔때기를 사용하여 중력 하에서 여과하였다. 여액을 수집하고 이 중 3ml를 1.3ml 1 중량% HCl 및 5.7ml H2O에 현탁시켜 시험 샘플을 형성하였다. 흡광도 분광 광도계(HACH DR 900, 프로그램 275#)는 610nm의 파장에서 위의 현탁액으로 0으로 보정되었다. 0.4ml 요오드 시약(7.5g/l KI 및 5g/l I2 )을 테스트 샘플에 첨가하고 30초 후에 흡광도를 측정하였다.
결과를 하기 표 1a, 1b, 2a 및 2b에 나타내었다
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
위의 결과는 습식 랩 제조 방법에서 아연과 DCOIT를 함께 사용하면, 그렇지 않으면 관찰되었을 습식 랩에서의 섬유 강도 손실을 적어도 6주 동안 상당히 감소시킨다는 것을 보여준다. 이러한 조합 처리는 그렇지 않으면 관찰되었을 전분 함량 손실도 적어도 6주 동안 상당히 감소시킨다.
이러한 데이터는 아밀라제 억제제와 살생물제의 조합을 사용하여 습식 랩에서 전분 수준을 유지하면 셀룰로스 분해 및 섬유 강도의 관련 손실이 감소함을 시사한다.
실시예 2
실시예 1에 기술된 공정에 따라 생성된 습식 랩에서의 세균 계수를 표준 방법을 사용하여 추가로 수행하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure pct00005
위의 결과는 DCOIT로 처리하면, 테스트한 모든 시점에 걸쳐 미처리 대조군에 비해, 아연 아밀라제 억제제가 있는 상태에서 습식 랩에서 호기성 세균의 수준이 유의하게 감소함을 보여준다.
실시예 3
약 5 중량%의 펄프 농도와 약 4.6Abs/g의 전분 함량으로 오래된 포장 상자로부터 섬유 스톡을 준비하였다. 섬유는 살생물제와 함께 6.4ppm 양(물의 중량에 대해)의 아연 이온 공급원으로 처리되었다. 살생물제가 섬유 스톡에 첨가되었고 그 종류와 투여량을 아래에 나타태었다. 그 다음 섬유 스톡을 압착하고 50 중량%의 고형분 함량을 갖는 습식 랩 케이크로 탈수하고 2개의 주요 표면 각각에 1 ml의 아연 이온 공급원을 분무하였다. 케이크는 8주 동안 습도가 높은 35 ℃에서 보관되었다. 실시예 1에 기술된 방법론을 사용하여 하기에 기재된 시간에 습윤 랩의 제로-스팬 파단 강도 지수(고유 섬유 강도의 지표)를 측정하였다. 세균 수 또한 측정하였다.
결과를 하기 표 4a, 4b 및 4c에 나타내었다.
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
위의 결과는 아연과 살생물제 처리가 살생물제 단독 처리와 비교하여 습식 랩에서 장기간 제로-스팬 파단 강도 손실을 감소시킨다는 것을 보여준다. 이 효과는 같은 시점에서 습식 랩의 호기성 세균 수준과 어느 정도 상관관계가 있다. 표 4c의 세균 수는 미처리 대조군 또는 살생물제 단독 처리와 비교할 때 아연 아밀라제 억제제의 존재 하에 살생물제로 처리된 습식 랩에서 더 낮다.
Zn + DCOIT 및 Zn + OIT 처리된 습식 랩 샘플에서도 전분 분해의 억제가 관찰되었다(데이터는 표시되지 않음).
실시예 4
재활용 카드보드 공급원의 혼합물로부터 대략 5 중량%의 펄프 농도 및 대략 4.94Abs/g의 전분 함량으로 섬유 스톡을 제조하였다. 섬유는 살생물제와 함께 7.4ppm(물의 중량에 대해)의 양의 아연 이온 공급원으로 처리되었다. 살생물제를 섬유 스톡에 첨가하였고 투여량을 아래에 기재하였다. 이어서 섬유 스톡을 가공하여 실시예 3에 기재된 바와 같이 습식 랩 케이크를 생성하였다. 30%의 아연 공급원을 살생물제와 함께 섬유 스톡에 첨가하고 70%를 습식 랩 케이크의 표면에 분무하였다. 실시예 1에 기술된 방법을 사용하여 전분을 측정하였다. 강도 매개변수를 하기 기술한 바와 같이 결정하였다.
결과를 하기 표 5a, 5b, 5c 및 5d에 나타내었다.
Figure pct00009
이러한 결과는 살생물제 단독과 비교하여 Zn과 살생물제로 처리된 습식 랩에서 전분 분해가 억제됨을 보여준다 .
Lorentzen & Wettre 장치를 사용하는 표준 방법론을 사용하여 파열 강도, 링 압착 강도(RCT) 및 단거리 인장 강도(SCT)를 측정하였다. 파열 강도는 ISO 2759:2014에 따라 측정되었다. RCT는 ISO 12192:2011에 따라 측정되었다. SCT는 ISO 9895:2008에 따라 측정되었다.
Figure pct00010
이러한 결과는 살생물제 단독과 비교하여 Zn과 살생물제 모두로 처리된 습식 랩에서 파열 강도의 감소가 억제됨을 보여준다.
Figure pct00011
이러한 결과는 살생물제 단독과 비교하여 Zn과 살생물제로 처리된 습식 랩에서 링 압착 강도의 감소가 억제됨을 보여준다.
Figure pct00012
이러한 결과는 살생물제 단독과 비교하여 Zn과 살생물제로 처리된 습식 랩에서 단경간 인장강도의 감소가 억제됨을 보여준다.
또한 파열강도, 링 압착강도, 단경간 인장강도 사이에 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다; 또한 파열강도, 단경간 인장강도 및 전분 함량 감소 사이에도 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다(데이터는 표시되지 않음). 종합하면, 이들 결과는 미생물 성장을 억제하기 위한 살생물제의 사용이 이번에는 아연 아밀라제 억제제의 존재 하에 사용될 때 전분 손실 및 섬유 강도 손실을 억제할 것임을 나타낸다.
실시예 5
이 실시예는 습식 랩에서의 미생물 프로필 연구와 미생물 프로필에 대한 Zn과 살생물제의 조합 효과에 관한 것이다.
습식 랩에서 섬유 강도 저하의 주요 원인은 진균의 존재에 기인한다고 믿는 것이 일반적이다. 진균은 셀룰로스 섬유를 분해하는 셀룰라제를 생성할 수 있다. 습식 랩 케이크 및 베일의 표면은 예를 들어 명확하게 보이는 흰색 점, 패치 또는 코팅의 형태로 진균 성장을 나타낸다. 위의 예에서. 습식 랩 케이크 중 일부는 이러한 진균 성장 징후를 보였다.
표준 방법에 따라 qPCR(quantitative polymerase chain reaction) 및 NGS(next generation sequencing)를 사용하여 DNA 기반 분석을 수행하였다. qPCR을 이용하여 총 진균 수와 총 세균 수를 구하였다. NGS는 세균 군집 구성을 결정하는 데 사용되었다.
두 개의 서로 다른 습식 랩 베일(1a-1e 및 2a-2e) 내부의 다양한 지점에서 샘플을 채취하였다. 결과를 하기 표 6a 및 6b에 나타내었다.
Figure pct00013
이 결과는 습식 랩 베일이 세균보다 최소 세자릿수 더 적은 진균을 함유하고 있음을 나타낸다. 이 발견은 처리되지 않은 습식 랩 케이크에서 얻은 미생물 수와 일치한다. 이것은 섬유질 분해에 진균보다 세균이 주로 책임이 있음을 시사한다.
Figure pct00014
상기한 NGS 결과는 평균 클로스트리디아 함량이 베일 1의 경우 38.2%, 베일 2의 경우 38.9%인 세균 군집 구성을 보여주었다. 이러한 값은 혐기성 클로스트리디아 세균의 경우 높으며, 습식 랩 베일이 보관 중에 상당한 혐기성 환경을 가짐을 시사한다.
클로스트리디아 클래스의 세균은 피르미쿠테스 문(phylum Firmicutes)에 속하며 습식 랩에서 NGS에 의해 검출된 다음 세균 속을 포함한다: 클로스트리디움 센스 스트릭토, 옥소박터, 가르시엘라, 세디멘트박터, 언에어로스포로박터, 라치노스피라세아에-미분류, 펩토코카세아에-미분류, 아세탄에어로박테리움, 카프로이시프로듀센스, 루미노코카세아에-미분류, 루미노코카서스 1. 이들 세균은 펄프의 섬유 성분을 분해하는 셀룰라제를 생성한다. 예를 들어, 카프로이시프로듀시엔스 및 아세탄에어로박테리움을 비롯한 루미노코카세아에는 엄격한 혐기성 셀룰로스 분해제이다. 루미노코카세아는 일반적으로 반추 동물의 반추위에서 발견된다.
습식 랩 미생물 조성물에 대한 아연 및 살생물제의 효과를 연구하기 위해, 실시예 4의 습식 랩 케이크로부터 샘플을 채취하였다 . 결과를 하기 표 6c 및 6d에 나타내었다.
Figure pct00015
Figure pct00016
이러한 결과는 살생물제로 처리할 때 습식 랩에서 클로스트리디아와 같은 혐기성 피르미큐테스의 비율이 감소될 수 있음을 보여준다. 그들은 또한 살생물제 단독 처리와 비교할 때 Zn 아밀라제 억제제의 존재 하에 살생물제로 처리하는 것이 혐기성 세균의 비율을 감소시키는 데 더 우수하다는 것을 보여준다.

Claims (15)

  1. 다음을 포함하는 습식 랩의 제조방법:
    i) 재활용 셀룰로스 섬유 공급원을 물에 현탁시켜 섬유 스톡을 형성하는 단계, 및,
    ii) 습식 랩을 형성하기 위해 섬유 원료를 탈수시키는 단계;
    여기서 상기 섬유 스톡은 전분을 포함하고,
    상기 방법은 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상을 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제로 처리하는 단계를 추가로 포함한다.
  2. 청구항 1에 있어서, 물은 펄프, 종이 또는 보드 생산에서 얻은 공정수인 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 아밀라제 억제제는 아연 이온 공급원을 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 아연 이온의 공급원은: ZnBr2, ZnCl2, ZnF, Znl2, ZnO, Zn(OH)2, ZnS, ZnSe, ZnTe, Zn3N2, Zn3P2, Zn3As2, Zn3Sb2, ZnO2, ZnH2, ZnCO3, Zn(NO3)2, Zn(C1O3)2, ZnS04, Zn3(PO4)2, ZnMoO4, ZnCrO4, Zn(AsO2)2, Zn(AsO4)2, Zn(O2CCH3)2), 아연 금속 및 이들의 조합으로부터 선택되는 방법.
  5. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 살생물제는 다음, 즉: 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드 (DBNPA), 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올(Bronopol), 2-브로모-2-니트로-프로판-1-올 (BNP), 2,2-디브로모-2-시아노-N-(3-히드록시프로필)아세트아미드, 2,2-디브로모말론아미드, 1,2-디브로모-2,4-디시아노부탄(DCB), 비스(트리클로로메틸)술폰, 2-브로모-2-니트로스티렌(BNS), 디데실-디메틸암모늄염소(DDAC), 벤잘코늄 염화물(ADBAC) 및 기타 4차 암모늄 화합물, 3-요오도프로피닐-N-부틸카바메이트(IPBC), 메틸 및 디메틸-티오카바메이트 및 그의 염, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(CMIT), 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온(MIT), 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT), 4,5-디클로로-2-(n-옥틸)-3(2H)-이소티아졸론(DCOIT), 4,5-디클로로-1,2-디티올-3-온, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온(BIT), 2-(티오시아노메틸티오)벤즈티아졸(TCMBT), 2-메틸-1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온(MBIT), 테트라키스 하이드록시메틸 포스포늄 설페이트(THPS), 테트라하이드로-3,5-디메틸-2H-1,3,5-티아디아진-2-티온(Dazomet), 메틸렌 비스티오시아네이트 (MBT); 오르토-페닐페놀(OPP) 및 그 염; 글루타르알데히드; 오르토-프탈알데히드(OPA), 구아니딘 및 바이구아니딘, N-도데실아민 또는 n-도데실구아니딘, 도데실아민 염 또는 도데실구아니딘 염산염과 같은 도데실구아니딘 염, 비스-(3-아미노프로필)도데실아민, 피리티온, 헥사하이드로-1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리아진와 같은 트리아진, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-페닐술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-트리플루오르메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3 -[(2,4,6-트리메틸페닐)술포닐]-2-프로펜니트릴, 3-(4-메톡시페닐)술포닐-2-프로펜니트릴, 3-[(4-메틸페닐)술포닐]프로프-2-엔아미드, 이들의 임의의 이성질체, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 비산화 살생물제를 포함하고, 좋기로는 비산화 살생물제는 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(DCOIT) 또는 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(OIT)인 방법.
  6. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 습식 랩은 약 30 내지 약 70 중량%의 고형분, 또는 약 40 내지 약 60 중량%의 고형분, 또는 약 50 중량%의 고형분을 포함하고, 선택적으로 여기서 섬유 스톡은 약 1 내지 약 20 중량%의 고형분 또는 약 2 내지 약 5 중량%의 고형분을 포함하는 방법.
  7. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 습식 랩에 아밀라제 활성 억제제가 분무되는 방법.
  8. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 탈수는 압착 작용에 의해 수행되고, 좋기로는 탈수는 트윈 프레스를 사용하여 수행되거나, 또는 탈수는 스크류 프레스를 사용하여 수행되거나, 또는 탈수는 원심분리에 의해 수행되는 방법.
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 아밀라제 활성 억제제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 5 내지 약 100ppm의 양, 또는 약 5 내지 약 20ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법.
  10. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 살생물제는 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 또는 습식 랩의 물 중량에 상대적으로, 아밀라제 활성 억제제의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 100ppm, 또는 약 2 내지 약 15ppm의 양으로 재활용 셀룰로스 섬유, 섬유 스톡 및 습식 랩 중 하나 이상에 혼입되는 방법.
  11. 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항에 있어서, 습식 랩은 TAPPI 표준 T 231 cm-96에 따라 측정시 약 90 내지 약 120 N·m/g, 또는 약 100 N·m/g의 제로-스팬 파단 강도 지수를 갖는 방법.
  12. 아밀라제 활성 억제제 및 살생물제를 포함하는 습식 랩으로서, 선택적으로 상기 습식 랩은 선행하는 청구항 중 어느 한 청구항의 방법에 따라 생산된 것인 습식 랩.
  13. 청구항 12에 있어서, 20℃ 내지 40℃의 온도, 80% 내지 100%의 습도에서 적어도 2주, 또는 적어도 6주간 보관되었던 습식 랩.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서, 습식 랩에 존재하는 호기성 세균의 양은 1 x 109 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 108 CFU/g 습식 랩 미만 또는 1 x 107 CFU/g 습식 랩 미만이고 및/또는 습식 랩에 존재하는 진균의 양은 1 x 107 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만, 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만, 또는 1 x 105 CFU/g 습식 랩 미만인 습식 랩.
  15. 습식 랩에서 섬유 강도를 보존하기 위한 아밀라제 억제제 및 살생물제의 용도.
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