專利名稱：一種由造紙廢料生產(chǎn)建筑構(gòu)件或吸收性產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)回收產(chǎn)品例如建筑構(gòu)件產(chǎn)品或吸收性產(chǎn)品的方法。這種回收產(chǎn)品至少包含由廢紙材料的回收過程得到的剩余纖維(rest fibres)。本發(fā)明還涉及由該方法得到的回收產(chǎn)品例如建筑構(gòu)件產(chǎn)品和吸收性產(chǎn)品以及它們的用途。
背景技術(shù)：
盡可能多地重新利用材料的需要在全世界日益增長。最佳情況是來自于生產(chǎn)線的產(chǎn)品或廢料的組分可以被反復(fù)回收/再利用生成其它的產(chǎn)品。可是，由于沒有發(fā)明再利用和/或再利用廢料太昂貴，仍有大量的廢料被囤積。然而，空間的減小和環(huán)境意識的增長迫使人類去尋找廢料的新用途。
一個例子是紙材料例如廢報紙、雜志、圖書目錄、廣告手冊、紙箱等的回收。紙材料可以在造紙工業(yè)中再利用以生產(chǎn)不同品種的紙。然而，為了能夠再利用廢紙材料，在將廢紙材料加入新紙生產(chǎn)線之前，首先要制備廢紙材料。廢紙材料包含幾種不需要的組分，它們必需被除去。這些組分的例子是粘合劑、色料和印刷油墨。
然而，除去存在于廢紙材料上的上述組分已由一些公司實(shí)施，這些公司已開發(fā)使用了若干步驟的回收生產(chǎn)線，其中廢紙材料被改性為適于生產(chǎn)新紙的紙漿。該方法包括例如篩分、浮選、過濾、渦流凈化、稀釋、加入所需的添加劑、分散等步驟。然而，該回收過程生產(chǎn)紙漿的同時也產(chǎn)生了廢料，該廢料通常稱為剩余纖維。
除了纖維之外，所述剩余纖維還包含鈣和添加劑，例如石灰、滑石、色料和印刷油墨?，F(xiàn)今，剩余纖維主要被燃燒，由于剩余纖維中存在大量的礦物質(zhì)，燃燒通常導(dǎo)致大量的灰燼，大約為剩余纖維總量的40-50％。除了燃燒之外，剩余纖維也被用于若干種過程中以生產(chǎn)新產(chǎn)品例如紙板、吸收材料和建筑材料。然而，迄今為止所使用的過程還包括在干燥生產(chǎn)的剩余纖維之前加入水或其它組分例如危害環(huán)境的聚丙烯酰胺，以得到適于形成新的剩余纖維產(chǎn)品的剩余纖維混合物。
需要一種新方法再利用在廢紙材料的回收過程中所得到的纖維廢料。一種方法，能夠反復(fù)再利用剩余纖維以充分滿足未來的需要再利用來自自然的材料和使用對人類無害的材料。
據(jù)此我們提供一種方法，其能夠生產(chǎn)回收產(chǎn)品，其中的材料對人類是無害的。此外，該方法節(jié)省了我們的環(huán)境資源，例如剩余纖維的再利用和水的最低限度使用，并且是一種低成本方法。該方法可被用于吸收性和建筑構(gòu)件產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且這些產(chǎn)品可被重新再利用。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)回收產(chǎn)品例如建筑構(gòu)件產(chǎn)品或者吸收性產(chǎn)品的方法。所述回收產(chǎn)品包含在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維，例如廢報紙、雜志、圖書目錄、廣告手冊和紙箱的回收過程。當(dāng)產(chǎn)生用于生產(chǎn)新的回收紙材料的新紙漿時，在廢紙材料的回收過程中制成回收產(chǎn)品。
根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及生產(chǎn)建筑構(gòu)件產(chǎn)品的方法，該方法包括提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維和模塑建筑構(gòu)件產(chǎn)品的步驟，所述剩余纖維，至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及生產(chǎn)吸收性產(chǎn)品的方法，該方法包括提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維和成形回收產(chǎn)品，所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量。
本發(fā)明還涉及由上述方法得到的產(chǎn)品，例如建筑和吸收性產(chǎn)品，以及這些方法或產(chǎn)品的應(yīng)用。
本發(fā)明完整提供生產(chǎn)回收產(chǎn)品的新方法，其中回收產(chǎn)品包括在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維。此外，該方法節(jié)省了我們的環(huán)境資源，例如剩余纖維的再利用和水的最低限度使用，并且還是一種低成本方法。該方法可被用于生產(chǎn)吸收和建筑構(gòu)件產(chǎn)品，并且生產(chǎn)的產(chǎn)品可被重復(fù)利用，且不需要任何凈化來除去有害化合物如使人致癌的或?qū)Νh(huán)境不利的化合物。
發(fā)明詳述定義在本申請和本發(fā)明的上下文中應(yīng)用了下面的定義術(shù)語“剩余纖維”指在廢紙材料回收過程中廢棄的剩余纖維，其中所述回收過程用于制備新紙漿。所述剩余纖維包含組分如纖維、鈣、顏料和/或油墨以及生產(chǎn)紙漿過程中使用的一種或多種組分。所述紙漿可進(jìn)一步用于生產(chǎn)新紙。
術(shù)語“廢紙材料”是指紙材料，例如紙張、雜志、圖書目錄、廣告手冊、紙箱等，即由不同組分例如顏料、油墨、粘合劑、可塑層等處理過的紙。已經(jīng)被廢棄的紙材料。
術(shù)語“顏料”是指用于給紙張著色的任何顏料或繪圖的顏料。
術(shù)語“油墨”是指任意一種油墨，例如用于造紙工業(yè)的印刷油墨。
回收產(chǎn)品的生產(chǎn)方法根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及生產(chǎn)回收產(chǎn)品如建筑-或吸收性產(chǎn)品的方法。
該方法使用在廢紙材料回收過程中被廢棄的剩余纖維，這意味著剩余纖維是當(dāng)由廢紙材料生產(chǎn)新紙漿時得到的。紙漿可被用于新的回收紙的生產(chǎn)。作為廢料得到的剩余纖維通常被廢棄并且導(dǎo)致大量堆積，占用了許多空間。
剩余纖維包含不同的組分，例如纖維、礦物質(zhì)、顏料和油墨。礦物質(zhì)的例子為鉀和鈣。存在于剩余纖維中的這些組分來自廢紙材料或在已知的回收過程中加入的組分、添加劑。然而，剩余纖維中的這些組分是環(huán)境友好的或以可接受的量存在?？山邮艿牧渴沁@樣的量該量由于對人類無害和對環(huán)境友好而可接受。
根據(jù)一個方面，在該方法中使用的剩余纖維包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨(干含量)，優(yōu)選至少包含a)約50至約60％纖維干含量，b)約15至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量。
然而，鈣含量可以變化且處于以下范圍內(nèi)約10-85％干含量或約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，剩余纖維可含有約0.1-10％干含量的鉀，以及微量的對本發(fā)明的回收產(chǎn)品不重要的其它組分。
由于如果干含量太高則回收產(chǎn)品會被微生物例如真菌侵襲，因此回收產(chǎn)品中剩余纖維的干含量很重要。微生物存在于剩余纖維中或通過剩余纖維的使用可與回收產(chǎn)品接觸。所述干含量可為至少60％，優(yōu)選至少80％、80-100％，例如85％。因此，如果剩余纖維不是充分干燥的，即具有至少60％干含量，則需要干燥步驟。如果不用該步驟，則很大的可能性是存在于剩余纖維中或通過使用而與回收產(chǎn)品接觸的微生物開始繁殖并分解回收產(chǎn)品。微生物的例子是細(xì)菌、藻類和真菌。微生物可以存在于剩余纖維中或通過使用剩余纖維而與回收產(chǎn)品接觸。因此在生產(chǎn)(模塑或成形)回收產(chǎn)品之前，該方法可包括干燥剩余纖維的步驟，將剩余纖維干燥至干含量至少為60％，如約80至約100％，例如約85至約100％。然而，進(jìn)行干燥的方式并不重要，本領(lǐng)域技術(shù)人員能選擇最佳的干燥方法。在某些情況下在干燥之前需要將添加劑加到剩余纖維中，例如調(diào)節(jié)pH值。根據(jù)一方面，本發(fā)明涉及生產(chǎn)建筑構(gòu)件產(chǎn)品的方法，包括提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維和模塑建筑構(gòu)件產(chǎn)品，所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量。
模塑可由一些方法實(shí)施，所述方法的實(shí)例為注塑、壓塑、加壓模塑和鑄模。
另外在模塑回收產(chǎn)品之前可增加干燥步驟將剩余纖維干燥至干含量至少為60％，如約80至約100％，例如約85至約100％。
另外在某些情況下在模塑前可進(jìn)行篩分步驟。根據(jù)其粒度進(jìn)行篩分，將剩余纖維顆粒分成不同的組，例如＜2mm至＞8mm，例如＜2mm、2-4mm、4-6.3mm、＞6.3mm或者＞8mm。經(jīng)篩分的剩余纖維顆粒接著進(jìn)行進(jìn)一步的模塑或鑄模步驟以生產(chǎn)回收產(chǎn)品。干燥可在篩分之前或之后進(jìn)行。
此外，如需要，可在剩余纖維進(jìn)行任何處理，如干燥、篩分或模塑之前，將附加組分如粘合劑加入到剩余纖維中。所述組分的例子是木質(zhì)素磺酸鈣(WAFEX)、聚丙烯、聚乙烯醇(HDPE)或脲甲醛。木質(zhì)素磺酸鈣、聚丙烯、聚乙烯醇和脲甲醛都是粘合劑，它們有助于將剩余纖維粘合到建筑構(gòu)件產(chǎn)品例如用于生產(chǎn)塑性產(chǎn)品的塑性復(fù)合材料或塑性顆粒中。脲甲醛可以0.1-15％的量添加。包含附加組分的模塑產(chǎn)品的實(shí)例可見實(shí)施例2、4和5。
由該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的例子是不同種類的建筑材料，例如頂棚鑲板、面板、屋頂瓦、絕緣材料、片材，例如地板片材和家具部件、隔音板、隔音絕熱板、消音器、墊襯、運(yùn)輸箱、集裝箱板、玩具、消費(fèi)品，以及不同種類的纖維混凝土和纖維水泥產(chǎn)品。其它的例子是用于汽車工業(yè)和不同類型的包括一次性貓盒的包裝的模塑部件。
另一個實(shí)例是生產(chǎn)包含發(fā)泡混凝土的模塑片材，其中使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法將20-30％混凝土與70-80％剩余纖維混合。所述發(fā)泡混凝土片材可以具有厚度約25mm、規(guī)格約600×600mm以及重量約5至約6kg/m2。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，涉及生產(chǎn)吸收性產(chǎn)品的方法，包括提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維以及成形吸收性產(chǎn)品，所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量。
另外在成形回收產(chǎn)品之前可增加干燥步驟將剩余纖維干燥至干含量至少為60％，如約80至約100％，例如約85至約100％。
另外在某些情況下在成形之前可以進(jìn)行篩分步驟。從纖維中篩分出鈣的步驟。從而，該方法能夠成形以鈣作為芯、以纖維作為包覆層(實(shí)施例1)的吸收性產(chǎn)品。通過這樣的方法可以獲得極好的吸收材料，其可以吸收來自動物例如貓、奶牛、馬和豬的排泄物。此外，回收產(chǎn)品可吸收化合物如N、S、Cl、P和不同種類的泄漏產(chǎn)品如油和其它非環(huán)境友好的化學(xué)溶液。吸收性產(chǎn)品的剩余纖維首先吸收排泄物或化合物，這些物質(zhì)在吸收之后擴(kuò)散進(jìn)入含鈣的芯內(nèi)。所述鈣吸收、中和并將排泄物或化合物保留在用纖維包覆的芯中。因此，排泄物或化合物保留在吸收性產(chǎn)品的芯中，并且不會從吸收性產(chǎn)品中反向擴(kuò)散出來。另外，所述吸收性產(chǎn)品能有效吸收NH4，因此可用于馬廄中、馬槽中以吸收馬的排泄物。另一個優(yōu)點(diǎn)是該吸收性產(chǎn)品輕，便于年輕人攜帶，從而也適用于馬廄中。該吸收性產(chǎn)品也可用于訓(xùn)馬場地中。該吸收回收產(chǎn)品可包含某些添加劑如抗氧化劑、顏料、香料、粘合劑或它們的混合物。
實(shí)施例實(shí)施例1吸收性產(chǎn)品的生產(chǎn)將500kg剩余纖維風(fēng)干至75-80％的干含量。通過攪拌將剩余纖維混合，并通過篩分將纖維與碳酸鈣(CaCO3)分離。接著在轉(zhuǎn)鼓中攪拌100kg碳酸鈣，并將100kg纖維加入轉(zhuǎn)鼓中，從而制備由碳酸鈣作為芯、纖維作為包覆層而組成的吸收性產(chǎn)品。再接著用水蒸氣處理30％吸收性產(chǎn)品，以將濕度增加至約35-40％。
實(shí)施例2模塑回收產(chǎn)品的生產(chǎn)采用下面的模塑參數(shù)，使用剩余纖維生產(chǎn)模塑回收產(chǎn)品；模塑成形機(jī)直徑-140mm壓塑壓力-300巴模塑時間-90秒材料-80g剩余纖維含有粘合劑的最終模塑產(chǎn)品在熱鼓風(fēng)爐中于60℃下干燥至少12小時。
剩余纖維可直接模塑或在模塑之前與粘合劑混合。將80g剩余纖維與粘合劑混合成均勻混合物，并使用上述參數(shù)進(jìn)行模塑。
粘合劑包括其用量示于表1中。
在將粘合劑與剩余纖維混合前，先使其與適量水混合且在攪拌下均化。
混合粘合劑聚乙烯醇，并加熱至75℃。
粘合劑WAFEX得自于BORREGAARD Ligno Tech.，聚乙烯醇72000得自于MERCH Schuchardt。
表1
實(shí)施例3篩分過的回收產(chǎn)品的生產(chǎn)由回收過程從廢紙材料中得到1000kg廢棄剩余纖維。剩余纖維被風(fēng)干至90％的干含量，并篩分成＞8mm的粒度。
實(shí)施例4使用普通水泥生產(chǎn)模塑回收產(chǎn)品采用下列模塑參數(shù)，使用剩余纖維生產(chǎn)模塑回收產(chǎn)品；模塑成形機(jī)直徑-140mm壓塑壓力-50巴模塑時間-15分鐘材料-剩余纖維和普通水泥(粘合劑)最終模塑產(chǎn)品在室溫下干燥。
在模塑前將剩余纖維與粘合劑和水混合。將300g剩余纖維與450g粘合劑混合，并加入350g水，混合成均勻混合物，以及使用上述參數(shù)進(jìn)行模塑。在模塑期間釋放出150g水(見表2)。
表2
實(shí)施例5使用脲甲醛生產(chǎn)模塑回收產(chǎn)品采用下列模塑參數(shù)，使用剩余纖維生產(chǎn)模塑回收產(chǎn)品；模塑成形機(jī)直徑-140mm，在模塑之前將注塑機(jī)加熱至150℃壓塑壓力-100巴模塑時間-4分鐘，包括每30秒排氣2秒材料-剩余纖維和脲甲醛(粘合劑)最終模塑產(chǎn)品在室溫下干燥。
在模塑前將剩余纖維與粘合劑混合。將850g剩余纖維與150g粘合劑混合，并混合至均勻混合物，使用上述參數(shù)進(jìn)行模塑。該模塑回收產(chǎn)品可以用作塑性復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)建筑構(gòu)件產(chǎn)品的方法，包括i)提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維，所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量，和ii)模塑該建筑構(gòu)件產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在步驟i)和ii)之間增加將剩余纖維干燥至于含量至少為60％的附加步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將剩余纖維干燥至干含量為約80％至約100％。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在步驟ii)之前增加附加的篩分步驟。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中模塑步驟選自注塑、壓塑、加壓模塑和鑄模。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在步驟i)中添加附加組分，該組分選自聚乙烯醇、聚丙烯、木質(zhì)素磺酸鈣和脲甲醛。
7.通過權(quán)利要求1-6中任一項的方法得到的建筑構(gòu)件產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑構(gòu)件產(chǎn)品，其中所述建筑構(gòu)件是塑性復(fù)合材料。
9.一種生產(chǎn)吸收性產(chǎn)品的方法，包括i)提供在廢紙材料回收過程中作為廢料得到的剩余纖維，所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量，和ii)成形吸收性產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在步驟i)和ii)之間增加將剩余纖維干燥至干含量至少為60％的附加步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中將剩余纖維干燥至干含量為約80％至約100％。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中在步驟ii)之前進(jìn)行附加的篩分步驟，以從纖維中分離鈣。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項的方法，其中成形步驟形成吸收性產(chǎn)品，該吸收性產(chǎn)品包含用剩余纖維包覆的作為芯的鈣。
14.通過權(quán)利要求9-13中任一項的方法得到的吸收性產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)回收產(chǎn)品的方法，所述回收產(chǎn)品至少包括從廢紙材料回收過程得到的剩余纖維，其中所述剩余纖維至少包含a)約40至約85％纖維干含量，b)約10至約85％鈣干含量和約0.1至約20％顏料和/或油墨的干含量，并且生產(chǎn)回收產(chǎn)品例如建筑構(gòu)件產(chǎn)品或吸收性產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及由所述方法得到的回收產(chǎn)品。
文檔編號B27N3/08GK1556777SQ02818341
公開日2004年12月22日 申請日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者B·N·奧爾森, B N 奧爾森 申請人:凱米馬克拉納國際股份公司