CN1330185A - 层压光催化纸与生产过程和装置,纸带与生产工艺和制品 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种具有多种用途的层压的光催化纸浆纸,诸如过滤材料、包装材料、结构材料等等,该材料具有抗菌特性、降低坏味道特性以及有害物质氧化降解特性,对在空气处理、水处理和士壤处理使用中是有用的,同时,可改善氧化钛自身的光催化活性作用。根据本发明,提供一种层压的光催化纸浆纸,其特征在于废纸纸浆被层压到光催化纸浆组合物上,在该组合物中40一95%重量具有水含量为3%重量或更少的、平均纤维直径为5－300微米的以及平均纤维长度为0.1－70毫米的纸浆和/或纸与5－60%重量的氧化钛混合,以及一种包括这种纸浆纸的纸带。

Description

层压光催化纸与生产过程和装置， 纸带与生产工艺和制品
本发明涉及一种层压的光催化纸浆纸，主要是一种纸浆和/或纸与废纸，最好是具有光催化活性的废报纸的模压材料以及生产该纸的过程，更特殊的是考虑废报纸的再利用，本发明提供一种可广泛应用于各种用途的层压的光催化纸浆纸，如家俱、建筑材料和一般的包装材料诸如过滤器材料、纸滑动帘、用于滑动帘的纸、壁纸、百页窗、仪表盘、灯罩、床单、帘子、地毯、沙发与罩布和柔性的复合包装材料，以及特殊的包装材料，例如，防霉用途、用于汽车的内部材料、家用电器产品的盖面材料和用于诸如日用必需品的各种模压制品的原材料，以及薄膜、罩布、一种粘结剂或粘结树酯层、各种涂复剂或涂复树酯隔膜，或者一种油漆或油漆树酯隔膜，该材料具有除臭和抗菌性能并且能够改进或者有效地发挥氧化钛的光催化特性；即，被紫外线激活的氧化钛的特性和氧化降解有机物、氨、氮氧化物、硫氧化物等等，诸如除臭和抗菌性能，通过吸收纸浆和/或纸上的氧化钛，最好是层压通过去墨处理步骤的废报纸，例如，在造纸的步骤，或者层压通过粘结剂分离地干燥废报纸而获得的废纸。
本发明也涉及前述层压的光催化纸浆纸的新颖用途的发展以及提供包括作为一种包装材料的层压的光催化纸浆纸的纸带以及其它日用必需品包括具有除臭特性和抗菌特性的垫子、罩、舌形百页窗、商店窗帘、帽子和工作服，或者作为可以在抽水马桶中冲下的水溶性宠物砂并具有抗菌功能和除臭功能以便更有效地处理由宠物粪便和尿产生的坏味道，其它各种模压物品或材料，以及包括纸带的模压物品。
上述种类的氧化钛到目前为止一直是用作除臭过滤器或者用作涂复剂，并用于通过涂在目的材料上并干燥它而形成一种膜以便获得防锈或抗菌特性，此外，还没有用于具有光催化特性的纸带的常规技术。
但是，这些过去的物品导致不利的结果，即在通过涂复氧化钛或在纤维之间的间隙中插入并固定氧化钛而获得的物品的情况中反应率慢或者反应完成很晚。
本发明的主要目的是提供一种具有抗菌、防霉、防锈和坏味道降解、除臭和有害材料氧化地降解作用，同时广泛地用于包装材料、建筑材料、过滤材料等的层压光催化纸浆纸，以及生产该纸的过程。
本发明还提供纸带和模压物品作为适合前述各种用途的包装材料，或作为用于各种模压物品的材料，该种材料保持作为包装材料的物理特性诸如拉伸强度。
为了达到前述目的，本发明的层压光催化纸浆纸其特征是原浆或废纸纸浆层压在光催化纸浆组合物上作为组合物，在该组合物中具有40-95％重量的纸浆和/或有3％重量或更小水含量的平均纤维直径为5-300微米和平均纤维长度为0.1-70毫米的纸与5-60％重量的氧化钛混合。
此外，热塑性树酯可与氧化钛混合，纸浆和/或纸以相对于氧化钛总重量的重量为25-100％的量与之混合，纸浆和/或纸、及以原浆或废纸纸浆可层压在组合物上。
生产层压光催光化纸浆纸的工艺过程包括对通过以40-95％的重量的纸浆和/或纸，该纸浆或纸已经分裂和解集为平均纤维直径为5-300微米和平均纤维长度为0.1-70毫米的纤维，与重量为5-60％的氧化钛混合而获得的组合物施加一搅动冲击力以搅动的步骤，因而，由在搅动冲击力的剪切力产生剪切放热同时组合物被该剪切放热所干燥以降低水含量到重量比为3％或更少，膨胀干燥的纸浆和/或纸以获得三维牵连的材料的步骤，通过搅动冲击力压迫氧化钛靠住纸浆和/或纸的纤维表面以固定于其上的处理步骤，以及在压迫并固定氧化钛的处理步骤之后在造纸步骤中层压原浆或废纸纸浆的步骤。
此外，在上述过程中，热塑性树酯可与氧化钛、纸浆和/或纸混合，以相对于氧化钛、纸浆和/或纸的总重量的25-100％(重量)的量混合。
当废纸纸浆包含通过去墨处理步骤的废报纸时，它适合于再使用废报纸并使用这种废纸纸浆作为芯子材料或基底能够进行层压。
此外，具有平均纤维长度为1-100毫米、平均纤维直径为10-40微米和熔点为120℃或更高的合成纤维可以以最大比率为1∶9混入重量为5-60％的氧化钛及重量为40-95％的纸浆和/或纸中。
在以粗纸浆作为光催化纸浆组合物是纸板状的干纸浆的情况中，工艺过程包括分裂与解集步骤303，上述干纸浆通过该步骤而被处理，即，干纸浆被切成要处理的许多分段，并以冲击磨碎力施加到形成的个个分段上以获得纸浆纤维，该纸浆纤维被磨碎并像羊毛状地被解集，具有大约与纤维状粗纸浆相同的长度，即便磨碎也没有纤维毛。
此外，分裂或解集干纸浆的装置是用于处理片状的干纸浆，并设置一固定边的冲击磨碎装置，在该装置中供应大量待处理的被切碎的小分段的仓口132超过固定圆盘131的中心同时各个固定销钉134相继地设置在许多旋转的位置上，在移动边的冲击磨碎装置中移动圆盘141可旋转和可驱动地与固定圆盘131相对设置同时许多可移动的与各个固定销钉134不同的移动销钉144相继地在移动圆盘141的许多旋转位置上设置，最好地为排出污染物的回收装置通过位于各个固定销钉134和各个移动销钉144的组合体圆周上的隔栅151的设置具有预定直径小孔的排出口被打开，及为通过出口取出待处理的停留在隔栅151中并已经磨碎和解集成棉絮状纤维纸浆纤维84的小分段的取出装置。
因此回收的纸浆纤维84被转移到下一步骤，即，定型处理氧化钛的步骤。
此外，包括本发明的压层光催化纸浆纸的纸带其特征是已经切成5-50毫米的任意宽度的层压光催化纸浆纸以最好大约20-80克/平方米的基底重量被缠绕，它除去作为包装材料等的用途以外，可切成直径大约2-5毫米和长度大约5-30毫米并可用作水溶性的宠物砂，该砂具有抗菌性能与除臭性能以便更有效地处理由宠物粪便与尿产生的坏味道作为宠物粪便与尿的处理。
生产过程包括将层压光催化纸浆纸切成5-50毫米宽，绕成卷的状态，此后，扭转成，例如，15-30周左右。
此外，在同一平面上叠放许多，例如，10-40的纸带并浸入水溶性粘结剂中以干燥的步骤可重复大约三次同时粘结剂可通过喷砂去除以得到模压的带状的平纸带。
此外，织成的织物可以使用纸带作为纬线以及包括诸如棉丝的天然纤维或诸如人造丝的化学纤维的纤维作为经线来制造，同时，进一步，纸带、平片带和织成的织物可以组合用于许多用途。
本发明的目的与优点从以下结合附图对其优选实施例的详细描述将变得显而易见，全部附图中相同的标号代表相同的元件，其中：
图1是表示本发明的一个实施例的光催化纸浆组合物表面的通过扫描显微镜测到的视图。(A)放大200倍和(B)放大750倍；
图2是表示本发明的一个实施例的光催化纸浆组合物通过扫描显微镜测到的横截面和表面的视图。(A)表示表面放大750倍；
图3是示意表示用于分裂和解集本纸板状干纸浆步骤中的冲击磨碎装置的轮廓结构的部分横截面视图；
图4是图3的平面视图；
图5是为说明在图3的分裂与解集步骤中冲击磨碎动作的示意前视图；以及
图6是表示在本发明的分裂与解集步骤中使用的冲击磨碎装置的一个使用例子的外观视图。
例(1)：待层压的用于光催化纸浆组合物的材料
在本例子中，用作原材料的纸浆和/或纸不仅仅包括所谓的在造纸步骤中的原浆也包括通过1∶1混合二者而得到的废纸浆或纸浆，同时纸包括普通纸和广义的废纸诸如废报纸。
用具有10毫米×10毫米筛网的切碎机磨碎而后处理的废纸，同时该废纸包含大量印刷油墨，最好要在造纸步骤中象以下要描述的待层压的废纸一样的去油墨处理来脱色或着色。
平均的纤维直径是5至300微米而平均纤维长度是0.1至70毫米，体积比重在纸纤维的情况中是0.005至0.04而在原浆和/或纸的情况中是0.24，其重量为80％(在此时纸浆和/或纸包含大约重量为8％的水份)与重量为20％的氧化钛混合。
5至300微米的纸浆和/或纸的平均纤维直径与0.1至70毫米的平均纤维长度意味着在纸浆和/或纸的累积重量百分比中50％重量的颗粒尺寸。
在纸的情况中，用粉碎机和通过具有10毫米网格的筛子磨碎处理纸。
此外，废纸中的印刷油墨，除了产品被浅浅着色外，对处理没有问题。
在纸板状干纸浆的情况中，将干纸浆切成许多分段，并将冲击磨碎力施加到形成的各个分段上得到磨碎的和羊毛状解集的纸浆纤维，其具有大约与纤维粗纸浆相同的长度同时即使磨碎也没有纤维毛，使用这种分裂与解集步骤303之后的纸板状干纸浆。
在本步骤中使用的冲击磨碎装置在本例子中为方便起见称之为“分离器”。
在图3至6中，分离器130是超过的，并在固定圆盘131的中心为供应各个待处理的小分段的仓口132中被打开，固定的端面平板133对着固定的圆盘131由处理空间155分隔开，固定端面平板133的各个圆周边缘用圆周的侧板135固定到固定的圆盘131上，由在处理空间155的内部的旋转横向轴142驱动并旋转的可动圆盘141，旋转的横向轴由每个轴承143、143可转动地支撑着，旋转横向轴142由一旋转驱动装置诸如电动机等驱动并旋转，同时，在固定的圆盘131上，若干(本例中为6)单个销子134设置在同心圆上的a1至a6(相对于可动板141)(图5)的旋转位置上，同时单个固定销子134的16 24 3236 40 42相继地从同心圆上的固定圆盘的中心向着本例中的圆周边缘设置，另一方面，在可动圆盘141上，若干(在本例中为6)与各个固定销134不同的并交替处于旋转位置b1至b6的可动销子144相继地(4 4 4 4 4 6)在同心圆上从可动圆盘141的中心向着圆周边缘设置，并且该销子是这样设置的，以使在冲击磨碎力作用下在各固定和可动销子134，144之间获得分裂与解集动作。
进而，具有预定的网格的筛子151，在该网格中具有所需直径的由冲压形成的小孔，圆周地设置在可动圆盘141的圆周侧面，在圆周侧板135之间由排出口156隔开，而在排放空间156下面设置排出口152，如图6所示鼓风机157与分离器130中的排出口152连通。
同时，排出口152通过鼓风机157设置的排放管239与回收罐250连通。
此外，作为筛子151，使用具有直径大约0.8毫米至2.0毫米的筛子，虽然取决于下面要描述的可动销子的旋转数，进一步，取出口153设在处理空间155(图3)的筛子151的内部的下面，通过增大各个固定的和可动的销子134、144之间的间隙来减小作用在待处理的小分段上的磨碎力和通过减小间隙增大磨碎力，在分离器130中吸气的鼓风机157与如图6所示的取出口153连通，并通过此鼓风机157可与供应口132连通。
此外，如图3和6所示，可以采取以下结构：通过连通管235接通取出口153与处理空间155，从取出口153在处理空间155中循环的并来自压缩空气供应源(未表示)的压缩空气通过一管子236引入一连通管235，同时从取出口153排出的磨碎的纸浆纤维和相异的物质在分离器130中的处理空间155中再循环。
另一选择，为回收纸浆纤维、或纸浆纤维及相异的物质通过分出连通管235的供应口侧边设置与罐240连通的分流管237，可以将在每一设定时间适当关闭的双向阀238，例如，具有定时回路的，设置在此分流管237的分流点，连通管235的下游边用电磁阀闭合而分流管237的侧边打开，在筛子151中保留的纸浆纤维通过分流管237吸入并回收到回收罐240。可选择地，提供一个开关分流管237的电磁阀及开关分流管235下游边的电磁阀，同时此二电磁阀可以被交替地开关(图6)。
通过转动带有旋转驱动装置诸如电动机等的旋转横向轴142以便转动可动圆盘141并向供应口132中供应待处理的各个小分段，各个待处理的小分段通过处理空间155中心内的冲击磨碎力而被分散到各固定的和可动的销子134、144之间成为更小的纤维，另一方面，通过冲击磨碎力以不确定的方式将相异物质的直径变成大约2至6毫米，也就是，通过各固定的与可动的销子133和144的冲击各待处理的小分段被打磨或粉碎成小块，同时由于弯曲动作反复作用于待处理的各个小分段使得细分的纸板与要处理的小分段分离，这样，构成待处理的小分段的纸浆纤维和相异物质被按类分离，分别将纸板分散到纤维中而相异物质被磨成细片。
在此期间，由可动圆盘141旋转的离心力通过供应到处理空间155中的压缩空气产生的气流或者通过鼓风机157的吸力或者通过管子236，分离的和纤维化的纸层和纸浆纤维或者纤维化的纸层与少量的相异物质以混合状态逐渐接近分离器130圆周设置的筛子151的圆周边缘，此后，纤维化的纸浆通过在具有大约0.8至2毫米直径的网格中形成的筛子151并排放进排放空间156，此后，通过排放口152和鼓风机157吸向外面，并通过排放管239回收入回收罐250，另一方面，结成羊毛状的薄物质片和少量的纸浆纤维不能通过筛子151而保留在处理空间中，当纸浆纤维的回收完成时，保留在处理空间155内部的相异物质将从取出口153向外排出。
排放的物质经分流管237通过使用分流管237的双向电磁阀238关闭连通管235下游边和打开分流管237侧被回收入回收罐240，该分流管237在连通管23的供应口侧分出并且与回收罐240连通以回收纸浆纤维并吸出保留在筛子151中的相异物质。
在图3中，连通管235到分流管237的连接是通过设置在管子上的法兰154实现的，在该管子中上游边一侧和连通管235的取出一侧153被分开(朝向图3中纸平面的后面)。
因此回收的纸浆纤维被转移到下一步骤。
当氧化钛的颗粒尺寸较小时它是有效的，例如，可以使用直径7到50的nm的X射线直径。
纸浆和/或纸和氧化钛，或这些材料与合成纤维放在一起，且氧化钛和纸浆和/或纸的水含量调节到3％的重量，最好是通过产生剪切热的释放调节到1％的重量或更小，该剪切热的释放是通过在混合器中的高速旋转的搅动冲击叶片在搅动冲击力基础上的剪切力而产生的使温度升高到大约120℃。在此步骤中，水从纸浆和/或纸中蒸发，干燥同时在纸的情况中纸浆和/或纸通过冲击力经过磨碎作用，同时随着干燥而膨胀，纤维变成毛状并结成松散的羊毛状以获得三维牵连的纤维，此后，通过搅动冲击叶片的搅动冲击力或伴随剪切力的外部压力氧化钛附加到或插入以固定纤维表面和纤维内部。
当平均纤维长度是1至100毫米、平均直径是10至40微米且熔点是120℃或更高时，合成纤维是最好的。
通常在板状干纸浆的情况中原浆具有大约10％重量的水含量，但是，也是在较高水含量的情况中，原浆要在混合氧化钛之前用混合器或已知的干燥器预干燥或者是预干燥到10％重量的水含量或更小。
在此步骤中，完成氧化钛的附着与固定以便形成“光催化纸浆组合物”。
在此步骤中，原材料中的纸浆和/或纸不变成大块，当松散成分离的羊毛状没有个别纤维的相互牢固牵连，同时在此意义上，形成三维牵连的纤维同时形成这种形式的单独纸浆和/或纸，即氧化钛附着到纸浆和/或纸的纤维的所有表面上，由于这些单独的纸浆是从纸解集的松散羊毛状块，在简单纸浆和/或纸之间没有粘结特性同时块自身具有高的体积比重，因此，由此步骤形成的光催化纸浆组合物是作为光催化纸浆组合物的较好材料，该组合物可在各种已知的造纸步骤中制成纸。
以更详细的方式描述上述步骤。由于纸浆和/或纸的水含量是3％重量或更小，因此就失去氧化钛和纸浆和/或纸之间的界面，氧化钛以均匀的密度分散在纸浆/或和纸中，当完全包围纸浆和/纸的四周时氧化钛易于被吸收或附着到纸浆和/纸中，同时纸浆和/或纸被混合和分散。
这样，本光催化纸浆组合物可以用作原材料以便用各种造纸方法制成纸。
此外，塑料纤维或胶粘物、淀粉浆、蜡或树酯粘结剂诸如醋酸乙烯纤维素和丙烯酸系统可以在造纸步骤中被混合以便制备模压的光催化纸浆组合物。
利用上述具有光催化活性的纸浆组合物制备光催化纸浆纸。
作为光催化纸浆组合物的例子和比较的例子，利用光催化纸浆组合物，具有直径7nm的X射线的氧化钛ST-01(由ISHIHARATECHNO公司生产的)，90％重量或更多及300米2/克的比面积的氧化钛被用于随着在混合器(120℃)中的高速旋转的搅动冲击叶片产生的搅动冲击力来处理。光催化纸浆组合物：例1
在分裂与解集步骤中处理大约2.5公斤的板状干纸浆以得到大约2.0公斤的松散羊毛状的纸浆(水含量：0.5重量％)。光催化纸浆组合物2：例2(图1与图2)
粉碎纸纤维2公斤(80重量％)，水含量10重量％；在分裂和解集步骤中被处理。
氧化钛：0.5公斤(20重量％)
通过固定处理步骤处理它，以得到大约2.3公斤的光催化纸浆组合物(处理后的含水量：0.6重量％)。光催化组合物纸：例1
利用在上述[光催化纸浆组合物1：例1]获得的光催化纸浆组合物，将组合物稀释到纸浆浓度为8％重量以便在打浆机中进行打浆处理一小时。
另一方面，打浆过的纸浆原材料诸如包括一种日本纸的原浆，例如，包括废报纸的废纸纸浆在去墨处理步骤之后用水稀释到纸浆浓度为8重量％，打浆一小时，然后使用在已知造纸步骤中的造纸机械将包括光催化纸浆和废报纸的纸浆湿片制成纸，光催化纸浆(50克/米2)和废报纸的纸浆(10克/米2)在打浆处理之后分别用丝网造纸机械和滚筒造纸机械制成纸，它们被叠置转移到挤压部分并进一步干燥制成纸。
通过前述，在光催化纸浆层(例1)上层压一种透明的、透气的白色底层。光催化纸浆组合物纸：例2
在[光催化纸浆组合物2：例2]中获得的光催化纸浆组合物和废报纸被制成如例1中的纸。
打浆机处理时间    1小时
光催化纸浆浓度    8重量％
废报纸纸浆浓度    8重量％
基底重量          总重60克/米2
光催化纸浆层      50克/米2
废报纸纸浆层      10克/米2[光催化纸浆＋纸；比较例1]
纸纤维：2公斤(80重量％)和氧化钛：0.5公斤(20重量％)被稀释到纸浆浓度为8重量％，用打浆机而不用上述实施例和例子中的混合器，以制成纸，基底重量总重50克/米2。
上述例1和2以及比较例1的试验结果表示如下。试验条件：
添加的乙醛的浓度    大约820ppm
光线强度            大约1mW/cm2
反应容器    1升光催化纸浆纸和其它比较例子
样品尺寸      8×8厘米        基底重量：    例1、2  总重量60克/米2
                                比较例1             50克/米2表1
          光催化剂              二氧化碳      二氧化碳    乙醛
          二氧化碳初始          生产率        生产率      初始趋于零
          生产速度          在1小时               在2小时       速度
 ppm/分  (％)  (％)  ppm/分
试验例1  29.8  79  100  18.9
试验例2  24.0  68  100  17.5
比较例1  11.0  38  47  7.4
光催化剂二氧化碳初始生产率由以下公式获得：(近似的二氧化碳初始生产率)－(光控制二氧化碳生产率)。
乙醛初始消失率是光发射之后30分钟处的消失率。
在1小时或2小时的生产率(％)是生产量相对于理论值的比率同时只用光催化剂部分计算。
初始乙醛消失率(％)是1小时的浓度/初始浓度100。
光催化剂＋纸浆纸；比较例1的纸具有极低的光催化活性同时乙醛消失率是慢的。
反之，光催化纸浆组合物试验例1表明在2小时的二氧化碳生产率显示100％像试验例2一样，同时可以看到，在乙醛浓度降低之后，出现充分的反应。
已经看到，氧化钛的简单混合不能产生效果而本发明可极大地改善光催化活性。
图1(A)—(B)和图2分别表示例2的光催化组合物和光催化组合物(例2)的扫描显微镜的照片，可以看出，氧化钛附着并连接到纸浆原材料的外表面上，甚至根据用水的造纸方法，氧化钛附着之处的状态维持在纸浆的外表面和纸的内表面上，从以下事实看这也是明显的，即小的氧化钛在水中溶解，这是加在试验例的造纸试验中的搅动点处。[光催化纸浆组合物：例(3)，光催化纸浆纸：例(3)]
在此例中，混合氧化钛、形成光催化纸浆组分的纸浆和/或纸的比率与为制备的上述例(1)的比率相同。
此外，与制备例(1)的那些相同的氧化钛、纸浆和/或纸可用作原材料。
在此例子中，如同在制备例(1)中，氧化钛和纸浆和/或纸被混合同时25％至100重量％的热塑性树酯被添加到氧化钛与纸浆和/或纸的总重量中以形成一种光催化纸浆组合物(光催化纸浆组合物：例(3))。
形成光催化纸浆组合物，同时回收的纸包括由去墨处理废报纸获得的废纸纸浆可以被层压到组合物上(光催化纸浆纸：例(3)。)
作为这种热塑性树酯，可以使用各种各样的树酯。此外，可以使用粉状的、颗粒状和片状的热塑性树酯，优选的是，在粉状或颗粒状热塑性树酯情况下，具有1毫米或更小的颗粒尺寸的热塑性树酯，或者在片状热塑性树酯的情况下，具有1毫米或更薄的厚度的热塑生树酯要被磨碎成具有10毫米或更小边的小片以供使用。
当生产的光催化组合物被加热以形成模压的光催化纸浆时，如果在高温下加热，在某些情况中这种光催化纸浆组合物中的纸浆由于此热而变焦，因此，与具有相对较高熔点的热塑性树酯诸如聚酯、聚碳酯等相比较，最好是使用具有较低熔点的热塑性树酯诸如聚乙烯PE(LLD：线性低密度)和乙酸乙烯树酯。
构成光催化纸浆的纸浆和/或纸以及热塑性树酯不需要作为一种分离的原材料放入混合器中，例如，具有层压热塑性树酯膜的纸层的复合膜，该复合膜用于牛奶的包装，被磨碎成具有10毫米左右边的小片，此后，如上所述可将小片放入混合器中，在此情况中，复合膜的纸层成为构成光催化纸浆组合物的纸浆纤维而热塑性树酯层成为构成待形成光催化纸浆组合物的热塑性树酯，因此，以纸浆组分相对于包含在复合膜中的热塑树酯组分的比率来确定待混合的氧化钛的量，同时，由于需要，添加热塑性树酯和/或纸浆和/或纸从而调节各种原材料的比率至前述比率。
在纸浆和/或纸及氧化钛和热塑性树酯放入混合器之后，驱动混合器以产生剪切热，该剪切热是通过在混合器中高速旋转的搅动冲击叶片在搅动冲击力的基础上产生的剪切力而产生的，同时温度提高到大约120度以便调节纸浆和/或纸的水含量到3重量％，最好为1重量％或更小，在此步骤中，水从纸浆和/或纸中被蒸发以便干燥它，同时在纸的情况中纸浆和/或纸经受由于冲击力的磨碎动作以便成为纤维，进一步，该纤维伴随干燥而膨胀，纤维被擦破并结成松散的羊毛状以便形成三维牵连的纤维，此后，氧化钛附着到或插入以固定纤维的表面或者也伴随通过搅动冲击叶片的搅动冲击力或剪切力的外挤压力而附着或插入纤维的内部。
此外，同时放入混合器中的热塑性树酯的至少一部分也经受磨碎作用，并磨成小片，这些小片附着到或插入以便固定纤维的表面并且伴随通过搅动冲击叶片的搅动冲击力或剪力的推力附着或插入纤维的内部像前述氧化钛一样。
当诸如牛奶包装的复合膜被用作前述纸浆和/或纸和热塑性树脂时，放入混合器中的复合膜的小分段通过剪切冲击叶片的搅动冲击力而分离成热塑性树酯层和纸层，同时分离的纸层被搅动冲击力磨碎并松散成如上述用于纸的纤维。
此外，热塑性树酯层的至少一部分通过搅动冲击力也被磨碎成小片并附着到或插入纤维以固定纸浆纤维的表面和纸浆纤维的内部像前述分离放置的热塑性树酯一样。
此外，热塑性树酯不需要随混合器搅动的热而熔化只要它附着到或插入以固定纸浆纤维即可。
本光催化纸浆组合物可容易地形成模压的光催化纸浆诸如压片等，例如，在加热下模压，此外，本方法形成的模压物品牢固地粘结在纸浆纤维之间因为附着的或插入的以固定纸浆纤维的表面或内部的热塑性树酯用作粘结剂，它变成诸如坚韧的压片等这样的成型制品。
用前述制备例子获得的具有光催化活性的纸浆组合物用以制造模压的光催化纸浆组合物(压片)。
使用光催化纸浆组合物的光催化纸浆纸的例子和比较例。
作为一个例子，热塑性树酯聚乙烯PE[Urdozex4030p(粉未)：Mitsui石油化工有限公司]使用同时其它原材料与前述例2的那些相同以及模压压片和包括去墨处理步骤之后的废报纸的废纸纸浆被制成纸，以便通过粘结剂用热压机干燥并层压到一侧上。
光催化纸浆纸：例3
纸纤维：2公斤(80重量％)，
水含量10重量％
氧化钛：0.5公斤(20重量％)
热塑性树酯：聚乙烯1.5公斤(纸纤维＋相对于氧化钛总重量的60重量％)
处理后的水含量：0.5重量％
上述原材料放入混合器中并搅动，同时将温度提高到大约120℃以便将纸纤维的水含量调到3重量％，最好为1重量％或更小，如上所述而获得的0.51克的光催化纸浆组合物被铺展成8×8厘米，夹入聚四氟乙烯薄片，并在150℃的恒温室中加热2小时同时施加1公斤的载荷以形成具有基体重量50克/米2的模压光催化纸浆(压片)，模压的压片和包括去墨处理步骤后的废报纸的废纸纸浆制成纸，以便干燥，重量10克/米2的基体通过粘结剂其用作例子(例3)使用热压机在一侧上层压。
打浆机处理时间    1小时
光催化纸浆浓度    8重量％
未用打浆机处理的光催化纸浆。
基体重量总重量  60克/米2
光催化纸浆层    50克/米2
废报纸纸浆层    10克/米2
比较例2(前述光催化纸浆纸：例2)
破碎的纸纤维：2公斤(80重量％)，水含量10重量％
氧化钛：0.5公斤(20重量％)
处理后的水含量：0.6重量％
在前述例2获得的光催化纸浆组合物被使用并根据比较例1的相同步骤(基体重量，总重量50克/米2)制成纸，包括去墨处理步骤之后的废报纸的废纸纸浆和此种模压的光催化纸浆被制成纸，以便干燥(基体重量，总重量10克/米2)，该纸通过粘结剂用热压机层压一侧。
打浆机处理时间  1小时
光催化纸浆浓度  8重量％
废报纸浓度      8重量％
基底重量总重量  60克/m2
光催化纸浆层    50克/m2
废报纸纸浆层    10克/m2
在以下条件下比较前述例3与比较例2的模压光催化纸浆的结果如表2中所示。实验条件
添加的乙醛的浓度  大约820ppm
光密度            大约1mmW/cm2
反应容器          1升
光催化纸浆和其它比较的例子
样品尺寸：8×8厘米
基体重量 总重量 60克/m2
表2
光催化剂       二氧化碳   二氧化碳  乙醛         二氧化碳
二氧化碳初始   生产率     生产率    初始趋于零   100％
生产率         在1小时    在2小时   速率         生产时间
(ppm/分)        (％)      (％)      (ppm/分)     时间(小时)试验例3 24.3         70        100        16.2           2比较例2 24.0         68        100        17.5           2
已被证明，由例3制造的光催化纸浆组合物形成的模压光催化纸浆(压片＋废纸；例3)具有与光催化纸浆纸(比较例2)的那些近似相同的性质。
因此，已经显出前述例3的模压光催化纸浆具有改进光催化活性效率的作用，该作用通过简单地混合氧化钛是不能获得的。
此外，由于2小时的二氧化碳生产率是100％，即使乙醛的浓度降低之后也能发生充分的反应。
前述再生纸，具有光催化活性的功能，在该纸中废纸被层压，可以与普通纸、合成纸、塑料膜或无纺纤维，通过用作层压材料诸如废纸纸浆芯材料、底层材料等，以在光催化一侧的纸作为内、外或中间层层压成二层或三层层压制品，在此例子中，通过使用具有极好光可透射性的材料诸如普通纸、合成纸、无纺织物、纺织物、具有低纤维密度的无纺织物、具有天然纺织型态的纺织织物、透明膜及具有光透射性或具有许多小孔作为芯子材料或一种基底，在光催化纸浆被放在光源一侧并且安置得直接暴露的情况中，以及同样在光催化纸浆不放在光源一侧的情况诸如光催化纸浆放在芯子材料或基底之间的情况等，光催化纸浆随着穿过芯子材料或基底的光照射，因而氧化钛的光催化特性被适当地发挥。同时，通过提供带有开孔等的具有透气性的芯子材料或基底，模压的光催化纸浆易于用作过滤器等。[作为包括层压的光催化纸浆纸的模压制品的纸带的例1]
牛奶的包装以与例1同样的分裂与解集步骤来处理而获得纸浆，在前述固定处理步骤中为此固定了大约23重量％的氧化钛以获得光催化纸浆组合物，然后完成的光催化纸浆稀释到纸浆浓度为8重量％并用打浆机打浆处理1小时。
另一方面，如上所述通过处理相同的牛奶包装而得到的纸浆的43克/米2用水稀释到纸浆浓度8重量％，打浆处理一小时，然后，其中有15重量％的光催化纸浆的光催化层(20克/米2)加以混合同时纸浆层(43克/米2)包括牛奶包装分别用丝网造纸机或滚筒造纸机，在已知的造纸步骤中使用造纸机械被制成纸，同时将它们叠置并传递到压机部分，进一步干燥并制成纸以获得63克/米2二层的光催化纸浆。
以下表中的实验1示出对上述光催化纸浆纸的物理性能的评价。
在使样品放在恒温与恒湿室中24小时之后，根据日本工业标准P8124，P8113和P8135进行测试。
用切刀将该光催化纸浆纸切成48毫米宽，并绕成大约500米一卷，用己知的环形拧结器拧结该纸卷以便使前述光催化纸层成为外表面以获得大约3毫米φ的纸带。
在下表中的实验2表明包括前述光催化纸浆纸的纸带的物理特性的评估。
在纸带经受20±5℃的温度与相对湿度为65±2％48小时或更长的湿度调节以致它不变干，根据日本工业标准Z1518-1976进行测试。
表3
实验1和2
   实验1    实验2
实验1 基底重量(克/米2)     63     38
拉伸强度(纵向)(公斤/15毫米)     4.2     3.8
拉伸强度(横向)(公斤/15毫米)     2.06     0.78
湿拉伸强度(纵向)(公斤/15毫米)     1.6     0.38
湿拉伸强度(横向)(公斤)/15毫米)     1.13     0.18
实验2 宽度(毫米)     48     20
尺寸(毫米)     3     1
重量(克/10米)     30.2     7.6
[包括前述层压的光催化纸浆纸的纸带的例2]
根据如例2的同样状态，获得二层光催化纸浆的38克/米2，用该纸浆制成纸，包括用处理光催化层(12/米2)获得的纸浆层(26克/米2)，将光催化纸浆组合物大约为15％，23重量％的氧化钛固定剂添加到该纸浆层中，带有牛奶包装。然后，拧结二层的光催化纸浆使前述光催化纸浆层成为外表面，以获得大约1毫米φ的纸带。[包括前述层压的光催化纸浆纸带的作为模压制品的长且窄的纸带的例3]
将16片例2中制备的纸带在同一平面叠加，浸入作为水溶性粘合剂的变化浓度(第一次30重量％，第二次15重量％，第三次3重量％的水溶液)的水溶性聚乙烯醇中，然后干燥(浸入和干燥重复进行3次)得到宽度为20mm的长而窄的纸带。然后，至少使长而窄的纸带的一个表面经受砂磨(由Amitecs；制造，NS-15D；#400砂纸)以便暴露光催化层。
作为以下表5中的实验3所用的样品，例1和2的纸带，例3的长而窄的砂磨前、后的纸带，以及长而窄的不含对比例3的光催化剂的纸带。
实验条件
气体/浓度：加乙醛气体/20ppm(吸收到纸之后的浓度)
照射亮度：大约1mW/cm2
反应容器：3升
样品：切割为总面积5cm×10cm
光源：40W黑光
测量：用Gastec探测管92L测量
预处理：在用1mW/cm2紫外线照射15小时之后在干燥器中干燥1天。
表4
             乙醛气体的浓度    (ppm)
 照射时间     例1     例2    例3砂磨前    例3砂磨后 对比例1
 0分钟     18     18     19     18     19
 20分钟     6     4     16     5     18
 60分钟     0     0     15     0     17
本发明的效果
由于本发明是以上述已解释的方式来安排的，可以获得以下效果：包括层压的光催化回收纸的光催化纸浆纸，具有抗菌、防霉、防锈和降解坏味道、除臭和有害物质氧化降解作用，该材料广泛地用于包装材料、建筑材料、过滤材料等；包括层压的光催化纸浆纸的纸带以及包括纸带的模压制品，可以加速反应速率并非常显著地完成反应和改进氧化钛的光催化特性。
现在，已经描述了本发明，因此，随之的是最广的权利要求，其不指向特定方法构成的机械，取而代之，所述最广的权利要求试图保护本突破性的发明的核心或本质。
本发明明显地是新的和有用的，此外，以过去技术的观点当作为整体来考虑时，对通常技术领域的那些熟练人员在其完成时是非显而易见的。
此外，从本发明革命性的本质的观点，很明显是一首创的发明，因此，随之的权利要求给予了很广泛解释的权利从而作为一法律事件，保护本发明的核心。
因此可以看出上述的目的，以及从前面描述很明显的那些有效地被实现，同时由于在不偏离本发明的范围情况下可以在上述结构中作某些改变，希望所有包含在前述内容或附图中表示的将作为说明性解释而不是限制的观点。
也要理解，以下的权利要求试图覆盖此处描述的全部的本发明的一般的和特定的特征，以及本发明所有的陈述范围，由于语言的关系，可以说成所有落在它们之间的范围。

Claims (15)

1、一种层压的光催化纸浆纸，其特征在于：原浆或废纸纸浆层压在光催化纸浆组合物上，在该组合物中40-95％重量具有水含量为3％重量或更少的，平均纤维直径为5-300微米和平均纤维长度为0.1-70毫米的纸浆和/或纸，与5-60％重量的氧化钛混合在一起。
2、一种层压的光催化纸浆纸，其特征在于：原浆或废纸纸浆层压在光催化纸浆组合物上，在该组合物中将5-60％重量的氧化钛、40-95％重量具有水含量为3％重量或更少的，平均纤维直径为5-300微米和平均纤维长度为0.1-70毫米的纸浆和/或纸，及相对氧化钛、纸浆和/或纸总重量的25-100％重量的热塑性树酯，混合在一起。
3、一种生产层压的光催化纸浆纸的方法，该方法包括对由混合40-95％重量的已被分裂并解集成5-300微米平均纤维直径和0.1-70毫米平均纤维长度的纸浆和/或纸与5-60％重量的氧化钛而得到的组合物施加搅动冲击力以便搅动的步骤，因而由在搅动冲击力的基础上的剪切力产生剪切释放的热，同时组合物被此剪切释放的热干燥以便将水含量降低到3％重量或更少，在干燥时膨胀纸浆和/或纸以便获得三维牵连的材料的步骤，以搅动冲击力将氧化钛压靠纸浆和/或纸的纤维表面以便固定其上的处理步骤，以及压靠并固定氧化钛的处理步骤后的层压原浆或废纸纸浆的步骤。
4、一种生产层压的光催化纸浆纸的方法，该方法包括对组合物施加搅动冲击力的步骤，在该组合物中5—60％重量的氧化钛、具有水含量为3％重量或更少的、5—300微米平均纤维直径和0.1—70毫米平均纤维长度的40-95％重量的纸浆和/或纸、以及相对氧化钛、纸浆和/或纸总重量的25—100％重量的热塑性树酯被混合在一起，因而，由在搅动冲击力的基础上的剪切力产生剪切释放的热，同时组合物被此剪切释放的热干燥以便将水含量降低到3％重量或更少，在干燥时膨胀纸浆和/或纸以便获得三维牵连的材料的步骤，以搅动冲击力将氧化钛和热塑性树脂压靠纸浆和/或纸的纤维表面以便固定其上的处理步骤，将氧化钛压着纸浆和/或纸的纤维表面以固定于其上的步骤，以及在压靠并固定氧化钛的处理步骤后的层压原浆或废纸纸浆的步骤。
5、根据权利要求3或4的制备层压光催化纸浆纸的方法，其中在压靠并固定氧化钛的处理步骤之后原浆或废纸纸浆是在造纸步骤中的制造层压的纸。
6、根据权利要求1或2的层压的光催化纸浆纸或者根据权利要求3或4的制备层压的光催化纸浆纸的方法，其中废纸纸浆包括通过去墨处理步骤的废报纸。
7、根据权利要求1—5的任何一项的层压的光催化纸浆纸或制备层压的光催化纸浆纸的方法，其中废纸纸浆包括废报纸和用废纸纸浆作为芯子材料或底层进行层压。
8、根据权利要求1—6的任何一项层压的光催化纸浆纸或制备层压的光催化纸浆纸的方法，其中具有平均纤维长度1—100毫米、平均纤维直径10—40微米和120℃或更高熔点的合成纤维与5—60％重量的氧化钛和40—95％重量的纸浆和/或纸，以最大比率1∶9被混合。
9、根据权利要求3或4的制备层压的光催化纸浆纸的方法，其中纸浆是纸板状干纸浆和干纸浆用作经受处理的主体，同时进一步包括对将干纸浆切碎成许多待处理的小分段而形成的待处理的各小分段施加冲击磨碎力的分裂与解集步骤，成磨碎的和棉絮状纤维纸浆纤维，其具有与原浆近似相同的长度并没有因磨碎产生的绒毛。
10、一种如在权利要求9中所限定的制备层压的光催化纸浆纸的方法中使用的分裂与解集装置，该装置包括固定侧边的冲击磨碎装置，其中供应许多待处理切碎的小分段的仓口超出固定圆盘的中心同时各固定销相继地设置在许多旋转位置上，一个可动侧边的冲击磨碎装置，其中一个可动圆盘对着固定圆盘可驱动且可旋转地设置，多个不同于各个固定销的可动销相继设置在可动圆盘上的旋转位置上，及通过一出口为取出待处理的纤维小分段的取出装置，该小分段已经磨碎并成棉絮状纤维。
11、一种包括拧结的层压的光催化纸浆纸的纸带，其中所述的层压的光催化纸浆纸是通过将原浆或废纸纸浆层压到光催化纸浆组合物上而获得，在该组合物中40-95％重量具有水含量为3％重量或更少的，平均纤维直径为5-300微米和平均纤维长度为0.1-70毫米的纸浆和/或纸，与5-60％重量的氧化钛混合在一起，并将所得的结层切成任意宽度。
12、如在权利要求11中所限定的制备包括光催光纸的纸带的方法，包括将前述层压的光催化纸浆纸切割成5—50毫米宽，绕成卷的状态，并拧结该卷。
13、一种包括如在权利要求1中限定的纸带的成型制品，包括平纸带，其中所述的平纸带通过在同一平面上迭放许多纸带而获得。
14、一种包括如在权利要求1中限定的纸带的成型制品，包括一种纺织织物，其包括如权利要求11所限定的纸带作为纬线和天然的或化学的纤维作为经线。
15、一种包括如权利要求11中所限定的纸带的成型制品，包括如权利要求11、13和14中所限定的成型制品的任何2或3种的组合。
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