CN1556777A - 一种由造纸废料生产建筑构件或吸收性产品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产回收产品的方法，所述回收产品至少包括从废纸材料回收过程得到的剩余纤维，其中所述剩余纤维至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量，并且生产回收产品例如建筑构件产品或吸收性产品。本发明还涉及由所述方法得到的回收产品。
Description
发明领域
本发明涉及一种生产回收产品例如建筑构件产品或吸收性产品的方法。这种回收产品至少包含由废纸材料的回收过程得到的剩余纤维(rest fibres)。本发明还涉及由该方法得到的回收产品例如建筑构件产品和吸收性产品以及它们的用途。
发明背景
尽可能多地重新利用材料的需要在全世界日益增长。最佳情况是来自于生产线的产品或废料的组分可以被反复回收/再利用生成其它的产品。可是，由于没有发明再利用和/或再利用废料太昂贵，仍有大量的废料被囤积。然而，空间的减小和环境意识的增长迫使人类去寻找废料的新用途。
一个例子是纸材料例如废报纸、杂志、图书目录、广告手册、纸箱等的回收。纸材料可以在造纸工业中再利用以生产不同品种的纸。然而，为了能够再利用废纸材料，在将废纸材料加入新纸生产线之前，首先要制备废纸材料。废纸材料包含几种不需要的组分，它们必需被除去。这些组分的例子是粘合剂、色料和印刷油墨。
然而，除去存在于废纸材料上的上述组分已由一些公司实施，这些公司已开发使用了若干步骤的回收生产线，其中废纸材料被改性为适于生产新纸的纸浆。该方法包括例如筛分、浮选、过滤、涡流净化、稀释、加入所需的添加剂、分散等步骤。然而，该回收过程生产纸浆的同时也产生了废料，该废料通常称为剩余纤维。
除了纤维之外，所述剩余纤维还包含钙和添加剂，例如石灰、滑石、色料和印刷油墨。现今，剩余纤维主要被燃烧，由于剩余纤维中存在大量的矿物质，燃烧通常导致大量的灰烬，大约为剩余纤维总量的40-50％。除了燃烧之外，剩余纤维也被用于若干种过程中以生产新产品例如纸板、吸收材料和建筑材料。然而，迄今为止所使用的过程还包括在干燥生产的剩余纤维之前加入水或其它组分例如危害环境的聚丙烯酰胺，以得到适于形成新的剩余纤维产品的剩余纤维混合物。
需要一种新方法再利用在废纸材料的回收过程中所得到的纤维废料。一种方法，能够反复再利用剩余纤维以充分满足未来的需要：再利用来自自然的材料和使用对人类无害的材料。
据此我们提供一种方法，其能够生产回收产品，其中的材料对人类是无害的。此外，该方法节省了我们的环境资源，例如剩余纤维的再利用和水的最低限度使用，并且是一种低成本方法。该方法可被用于吸收性和建筑构件产品的生产，并且这些产品可被重新再利用。
发明简述
本发明涉及一种生产回收产品例如建筑构件产品或者吸收性产品的方法。所述回收产品包含在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维，例如废报纸、杂志、图书目录、广告手册和纸箱的回收过程。当产生用于生产新的回收纸材料的新纸浆时，在废纸材料的回收过程中制成回收产品。
根据一个方面，本发明涉及生产建筑构件产品的方法，该方法包括提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维和模塑建筑构件产品的步骤，所述剩余纤维，至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量。
根据另一方面，本发明涉及生产吸收性产品的方法，该方法包括提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维和成形回收产品，所述剩余纤维至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量。
本发明还涉及由上述方法得到的产品，例如建筑和吸收性产品，以及这些方法或产品的应用。
本发明完整提供生产回收产品的新方法，其中回收产品包括在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维。此外，该方法节省了我们的环境资源，例如剩余纤维的再利用和水的最低限度使用，并且还是一种低成本方法。该方法可被用于生产吸收和建筑构件产品，并且生产的产品可被重复利用，且不需要任何净化来除去有害化合物如使人致癌的或对环境不利的化合物。
发明详述
定义
在本申请和本发明的上下文中应用了下面的定义：
术语“剩余纤维”指在废纸材料回收过程中废弃的剩余纤维，其中所述回收过程用于制备新纸浆。所述剩余纤维包含组分如纤维、钙、颜料和/或油墨以及生产纸浆过程中使用的一种或多种组分。所述纸浆可进一步用于生产新纸。
术语“废纸材料”是指纸材料，例如纸张、杂志、图书目录、广告手册、纸箱等，即由不同组分例如颜料、油墨、粘合剂、可塑层等处理过的纸。已经被废弃的纸材料。
术语“颜料”是指用于给纸张着色的任何颜料或绘图的颜料。
术语“油墨”是指任意一种油墨，例如用于造纸工业的印刷油墨。
回收产品的生产方法
根据第一方面，本发明涉及生产回收产品如建筑-或吸收性产品的方法。
该方法使用在废纸材料回收过程中被废弃的剩余纤维，这意味着剩余纤维是当由废纸材料生产新纸浆时得到的。纸浆可被用于新的回收纸的生产。作为废料得到的剩余纤维通常被废弃并且导致大量堆积，占用了许多空间。
剩余纤维包含不同的组分，例如纤维、矿物质、颜料和油墨。矿物质的例子为钾和钙。存在于剩余纤维中的这些组分来自废纸材料或在已知的回收过程中加入的组分、添加剂。然而，剩余纤维中的这些组分是环境友好的或以可接受的量存在。可接受的量是这样的量：该量由于对人类无害和对环境友好而可接受。
根据一个方面，在该方法中使用的剩余纤维包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨(干含量)，优选至少包含：a)约50至约60％纤维干含量，b)约15至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量。
然而，钙含量可以变化且处于以下范围内：约10-85％干含量或约20-85％干含量，例如，30-85％干含量或40-85％干含量，例如50-85％干含量。此外，剩余纤维可含有约0.1-10％干含量的钾，以及微量的对本发明的回收产品不重要的其它组分。
由于如果干含量太高则回收产品会被微生物例如真菌侵袭，因此回收产品中剩余纤维的干含量很重要。微生物存在于剩余纤维中或通过剩余纤维的使用可与回收产品接触。所述干含量可为至少60％，优选至少80％、80-100％，例如85％。因此，如果剩余纤维不是充分干燥的，即具有至少60％干含量，则需要干燥步骤。如果不用该步骤，则很大的可能性是存在于剩余纤维中或通过使用而与回收产品接触的微生物开始繁殖并分解回收产品。微生物的例子是细菌、藻类和真菌。微生物可以存在于剩余纤维中或通过使用剩余纤维而与回收产品接触。因此在生产(模塑或成形)回收产品之前，该方法可包括干燥剩余纤维的步骤，将剩余纤维干燥至干含量至少为60％，如约80至约100％，例如约85至约100％。然而，进行干燥的方式并不重要，本领域技术人员能选择最佳的干燥方法。在某些情况下在干燥之前需要将添加剂加到剩余纤维中，例如调节pH值。根据一方面，本发明涉及生产建筑构件产品的方法，包括提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维和模塑建筑构件产品，所述剩余纤维至少包含a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量。
模塑可由一些方法实施，所述方法的实例为注塑、压塑、加压模塑和铸模。
另外在模塑回收产品之前可增加干燥步骤将剩余纤维干燥至干含量至少为60％，如约80至约100％，例如约85至约100％。
另外在某些情况下在模塑前可进行筛分步骤。根据其粒度进行筛分，将剩余纤维颗粒分成不同的组，例如＜2mm至＞8mm，例如＜2mm、2-4mm、4-6.3mm、＞6.3mm或者＞8mm。经筛分的剩余纤维颗粒接着进行进一步的模塑或铸模步骤以生产回收产品。干燥可在筛分之前或之后进行。
此外，如需要，可在剩余纤维进行任何处理，如干燥、筛分或模塑之前，将附加组分如粘合剂加入到剩余纤维中。所述组分的例子是木质素磺酸钙(WAFEX)、聚丙烯、聚乙烯醇(HDPE)或脲甲醛。木质素磺酸钙、聚丙烯、聚乙烯醇和脲甲醛都是粘合剂，它们有助于将剩余纤维粘合到建筑构件产品例如用于生产塑性产品的塑性复合材料或塑性颗粒中。脲甲醛可以0.1-15％的量添加。包含附加组分的模塑产品的实例可见实施例2、4和5。
由该方法生产的产品的例子是不同种类的建筑材料，例如顶棚镶板、面板、屋顶瓦、绝缘材料、片材，例如地板片材和家具部件、隔音板、隔音绝热板、消音器、垫衬、运输箱、集装箱板、玩具、消费品，以及不同种类的纤维混凝土和纤维水泥产品。其它的例子是用于汽车工业和不同类型的包括一次性猫盒的包装的模塑部件。
另一个实例是生产包含发泡混凝土的模塑片材，其中使用本领域技术人员熟知的方法将20-30％混凝土与70-80％剩余纤维混合。所述发泡混凝土片材可以具有厚度约25mm、规格约600×600mm以及重量约5至约6kg/m2。
根据本发明的另一方面，涉及生产吸收性产品的方法，包括：提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维以及成形吸收性产品，所述剩余纤维至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量。
另外在成形回收产品之前可增加干燥步骤将剩余纤维干燥至干含量至少为60％，如约80至约100％，例如约85至约100％。
另外在某些情况下在成形之前可以进行筛分步骤。从纤维中筛分出钙的步骤。从而，该方法能够成形以钙作为芯、以纤维作为包覆层(实施例1)的吸收性产品。通过这样的方法可以获得极好的吸收材料，其可以吸收来自动物例如猫、奶牛、马和猪的排泄物。此外，回收产品可吸收化合物如N、S、Cl、P和不同种类的泄漏产品如油和其它非环境友好的化学溶液。吸收性产品的剩余纤维首先吸收排泄物或化合物，这些物质在吸收之后扩散进入含钙的芯内。所述钙吸收、中和并将排泄物或化合物保留在用纤维包覆的芯中。因此，排泄物或化合物保留在吸收性产品的芯中，并且不会从吸收性产品中反向扩散出来。另外，所述吸收性产品能有效吸收NH4，因此可用于马厩中、马槽中以吸收马的排泄物。另一个优点是该吸收性产品轻，便于年轻人携带，从而也适用于马厩中。该吸收性产品也可用于训马场地中。该吸收回收产品可包含某些添加剂如抗氧化剂、颜料、香料、粘合剂或它们的混合物。
实施例
实施例1
吸收性产品的生产
将500kg剩余纤维风干至75-80％的干含量。通过搅拌将剩余纤维混合，并通过筛分将纤维与碳酸钙(CaCO3)分离。接着在转鼓中搅拌100kg碳酸钙，并将100kg纤维加入转鼓中，从而制备由碳酸钙作为芯、纤维作为包覆层而组成的吸收性产品。再接着用水蒸气处理30％吸收性产品，以将湿度增加至约35-40％。
实施例2
模塑回收产品的生产
采用下面的模塑参数，使用剩余纤维生产模塑回收产品；
模塑成形机直径-140mm
压塑压力-300巴
模塑时间-90秒
材料-80g剩余纤维
含有粘合剂的最终模塑产品在热鼓风炉中于60℃下干燥至少12小时。
剩余纤维可直接模塑或在模塑之前与粘合剂混合。将80g剩余纤维与粘合剂混合成均匀混合物，并使用上述参数进行模塑。
粘合剂包括其用量示于表1中。
在将粘合剂与剩余纤维混合前，先使其与适量水混合且在搅拌下均化。
混合粘合剂聚乙烯醇，并加热至75℃。
粘合剂WAFEX得自于BORREGAARD Ligno Tech.，聚乙烯醇72000得自于MERCH Schuchardt。
表1
| 样品 | 剩余纤维(颗粒粒度) | 粘合剂 | 粘合剂用量 |
| 1 | ＜8mm | 无 | - |
| 2 | ＜8mm | WAFEX | 1g |
| 3 | ＜8mm | WAFEX | 2g |
| 4 | ＜8mm | WAFEX | 10g在50ml水中 |
| 5 | ＜8mm | WAFEX | 20g在50ml水中 |
| 6 | 2-4mm | WAFEX | 10g在50ml水中 |
| 7 | 4-6.3mm | WAFEX | 10g在50ml水中 |
| 8 | ＜8mm | 聚乙烯醇 | 10g在350ml水中 |
| 9 | ＜8mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 10 | ＜8mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 11 | ＜8mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 12 | ＜8mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 13 | 4-6.3mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 14 | 2-4mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 15 | 0-2mm | 聚乙烯醇 | 20g在300ml水中 |
| 16 | ＜8mm | HDPE | - |
实施例3
筛分过的回收产品的生产
由回收过程从废纸材料中得到1000kg废弃剩余纤维。剩余纤维被风干至90％的干含量，并筛分成＞8mm的粒度。
实施例4
使用普通水泥生产模塑回收产品
采用下列模塑参数，使用剩余纤维生产模塑回收产品；
模塑成形机直径-140mm
压塑压力-50巴
模塑时间-15分钟
材料-剩余纤维和普通水泥(粘合剂)
最终模塑产品在室温下干燥。
在模塑前将剩余纤维与粘合剂和水混合。将300g剩余纤维与450g粘合剂混合，并加入350g水，混合成均匀混合物，以及使用上述参数进行模塑。在模塑期间释放出150g水(见表2)。
表2
| 样品 | 剩余纤维(颗粒粒度) | 成分 |
| 1 | ＜8mm | 300g剩余纤维450g普通水泥350g水 |
| 2 | 2.0-4.0mm | 300g剩余纤维450g普通水泥350g水 |
| 3 | 4.0-6.3mm | 300g剩余纤维450g普通水泥350g水 |
实施例5
使用脲甲醛生产模塑回收产品
采用下列模塑参数，使用剩余纤维生产模塑回收产品；
模塑成形机直径-140mm，在模塑之前将注塑机加热至150℃
压塑压力-100巴
模塑时间-4分钟，包括每30秒排气2秒
材料-剩余纤维和脲甲醛(粘合剂)
最终模塑产品在室温下干燥。
在模塑前将剩余纤维与粘合剂混合。将850g剩余纤维与150g粘合剂混合，并混合至均匀混合物，使用上述参数进行模塑。该模塑回收产品可以用作塑性复合材料。
Claims (14)
1.一种生产建筑构件产品的方法，包括：
i)提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维，所述剩余纤维至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量，和
ii)模塑该建筑构件产品。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤i)和ii)之间增加将剩余纤维干燥至于含量至少为60％的附加步骤。
3.根据权利要求2的方法，其中将剩余纤维干燥至干含量为约80％至约100％。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤ii)之前增加附加的筛分步骤。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中模塑步骤选自注塑、压塑、加压模塑和铸模。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤i)中添加附加组分，该组分选自聚乙烯醇、聚丙烯、木质素磺酸钙和脲甲醛。
7.通过权利要求1-6中任一项的方法得到的建筑构件产品。
8.根据权利要求7所述的建筑构件产品，其中所述建筑构件是塑性复合材料。
9.一种生产吸收性产品的方法，包括
i)提供在废纸材料回收过程中作为废料得到的剩余纤维，所述剩余纤维至少包含：a)约40至约85％纤维干含量，b)约10至约85％钙干含量和约0.1至约20％颜料和/或油墨的干含量，和
ii)成形吸收性产品。
10.根据权利要求9的方法，其中在步骤i)和ii)之间增加将剩余纤维干燥至干含量至少为60％的附加步骤。
11.根据权利要求10的方法，其中将剩余纤维干燥至干含量为约80％至约100％。
12.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤ii)之前进行附加的筛分步骤，以从纤维中分离钙。
13.根据权利要求9-12中任一项的方法，其中成形步骤形成吸收性产品，该吸收性产品包含用剩余纤维包覆的作为芯的钙。
14.通过权利要求9-13中任一项的方法得到的吸收性产品。
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