CN103038415B

CN103038415B - 废纸再循环的方法、由其获得的产品及其用途

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Publication number: CN103038415B
Application number: CN201180034383.9A
Authority: CN
Inventors: M·卡拉斐蒙福特
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-05-16
Also published as: EP2569480A1; MA34302B1; PT2569480E; US8986499B2; MX338175B; BR112012029025A2; US20130118697A1; CN103038415A; SG185125A1; PL2569480T3; MX2012013267A; ES2536659T3; BR112012029025B1; WO2011141899A1; EP2569480B1; IL222970A0; RU2012147320A; EP2386681A1; CA2799057A1; PE20130978A1

Abstract

本发明涉及使源自高质量纸的废纸再循环的一种生物方法，所述方法包括以下步骤：a)制备纸浆；b)用水稀释a)中获得的成浆的材料；c)酶法处理纸浆；d)加入无机盐和胶；e)用水稀释d)中获得的材料；f)真空过滤；任选地压制；和g)干燥。特别地，所述的高质量纸为印刷纸。本发明还涉及通过上述方法获得的产品。本发明进一步涉及产品的不同用途，例如作为建筑材料、生态-包装材料和生态-装饰材料。

Description

废纸再循环的方法、由其获得的产品及其用途

技术领域

本发明公开了一种使源自高质量纸的废纸再循环的方法。本发明还描述了通过所述方法获得的产品，以及所述产品的不同用途。

背景技术

现今由于越来越多地选择性收集纸和纸板，废纸问题在城市和工业化地区变得越来越重要。尽管现在大量的所述废纸已被再循环。许多所述废纸返回至纸或纸板循环，但是所述废纸中很大部分包括明显含量的添加剂、油墨、胶、抗湿树脂等，使得再循环过程非常昂贵并且在许多情况下从环境角度看不是可持续的。该类废物或残留物必须送至垃圾场，从而造成公司的环境和经济问题。

该问题尤其存在于印刷和图形设计公司，因为它们会出于环境和经济原因而尽力避免产生废物或副产品。一般而言，一个趋势是降低送至垃圾场和/或焚化炉的纸的量。由于这些原因，纸和纸板的再循环得到了共同促进。通过回收和再循环已经使用过的纸，纤维素的寿命可以延长并且可以避免原纤消耗。印刷和图形设计公司使用不同范围的纸和油墨。一些副产品或废物已经有已知的处理方法，并且其再循环是该行业中产品寿命周期中正常过程的一部分。

然而，有一些纸不包括在该已知的再循环处理中。所述纸为具有高添加剂含量的高质量纸。高质量印刷过程不能回收废纸主要是由于油墨和添加剂的存在使得再制浆和再循环成为一个非常困难的过程。至今，该类纸制备中产生的所有废物必须作为垃圾丢弃处理，因此除涉及高成本外还成为污染源，并造成物料和能量的大量损失。

另外，生产高质量印刷和书写纸的公司不能使用再循环纸主要是由于使用再循环过程中的纸浆会造成最终产品的质量损失。

解决该问题的一个方法为移除添加剂和油墨。有许多文献公开了去油墨方法（见例如：US2009165967；US2007158039；Separationofink particlesfromwastepaperbyfine-bubbles.El-ShallH.，MoudgilB.M.，El-MidanyA.KONA(2005)，23，122-128；WO2005124016A1；US2005098278；WO2004011717；Theroleofparticlesizeonthe depositionefficiencyofinkonplasticspheres.AZZAMMohammedO.J.,MOUSAHasan，AL-MAQRAEIAbduljalilA.ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects(2003)，230(1-3)，207-216；US2003106654；Coagulationusingkeroseneformagneticdeinkingof wasteofficepaper.OkiTatsuya，OwadaShuji，YotsumotoHiroki，TanumaHirokazu，TakeuchiYuu.MaterialsTransactions(2003)，44(2)，320-326；WO2002012618）；但是其中大部分使用甚至会造成更高环境污染的化学产品。在一些其他情况下，移除这些添加剂后还会加入其他产品，这导致耗时间的工作并且消耗物料和能量，从而成为一种低成效的方法。

另一个实例为文件WO00/15899，该文件公开了去油墨和使印刷的纸脱色的方法，所述方法包括（a）使印刷的纸成浆以获得纸浆，以及（b）稀释纸浆，但是其中染料用一种或多种漆酶在氧存在下以及任选地一种或多种化学介质存在下而脱色。

再循环技术

再循环技术已被证明对于报纸和纸板的纸是有效的。这些产品由含有低含量填充剂的纸制成并且再成浆容易进行。因此，对于具有高含量填充剂的产品而言再成浆过程更难。

在现有的从使用过的高质量纸获得纸浆的方法中，总是存在回收纤维的抗性损失、总纤维产量的损失和从纸中移除添加剂和油墨的问题。还存在另外的必须将原浆加入至再循环的纸浆中以在最终产品中获得可接受的抗性的问题。这使该方法和产品更昂贵。

有时，机械方法例如浮选和絮凝用于移除使用过的纸张中的非纤维素添加剂，例如树脂、塑料、聚合物、清漆、涂料、预上墨制剂和后上墨制剂或其他非纤维素产品。

一般而言，添加剂在纤维分离步骤中从纤维中移除。将使用过的纸在碱性条件下在50-60℃下在制浆器中处理以获得良好的纤维分离以及可制浆的糊剂。另一个方法为在冷条件下进行该步骤，使纸浆增稠直至稠度（consistence）高于15%，用蒸汽将其加热至60℃并且然后引入脱墨剂和漂白剂。然后纸浆在浸渍塔中在机械搅拌下停留2或3小时。

该方法的首要问题是在加热处理中，低于其熔点的所有物质保持分散在纸浆中并且不能再被移除，从而导致后续在造纸机中的问题，使过滤器、格栅、阀门和传导器机械堵塞。

发现的第二个问题是这些脱墨技术对于大部分现代油墨而言是低效率的。现在的油墨使用具有抗湿性的树脂作为纤维上的固定载体，并且用这些方法，油墨不能从纸表面分离并且甚至对其的粘附并未减弱。

第三个问题为脱墨方法的温度不能增加，因为在碱性介质中在高温下对纤维素纤维的延展处理使纸浆具有微黄色，特别是当木头片保留在纸中时。

本发明人之一之前公开了一种方法（ES2241408B1），用于使在凹版印刷上用抗湿油墨印刷的废纸再循环。然而，提及的方法使用非常酸性的pH并且在过程中存在大量的废弃物，并且显著降低了纤维素纤维的长度，因此降低了再循环的材料的断裂强度。本发明公开的新的方法克服了提及的缺点并且另外允许获得具有改进的特性的产品，所述特性例如耐火、隔热和隔声、防水特性、尺寸稳定性、低密度、高机械抗性、如木头般坚硬但是能够模塑，并且可再循环。

因此，本发明的首要目的是使源自高质量纸（印刷纸）的废纸再循环的一种优化的生物方法。

本发明的第二目的是可以由第一个目的的生物方法获得的产品。

该“生态”材料在其生产或使用中对环境没有影响。另外，这种方法给予在大城市中积累的数以吨计的废纸和纸板以附加值。本发明的材料与可以被替代的非生态材料具有相当的特性，优点为其为一种天然材料。另外，该材料制备方法没有负面影响，因为其不产生残留物并且所有使用的残留物组分在过程自身中循环。

如上所提及，本产品具有改进的特性例如耐火、隔热和隔声、防水特性、尺寸稳定性、低密度、高机械抗性、如木头般坚硬但是能够模塑，并且可再循环。

本发明的另一个目的为第二目的的产品作为建筑材料、生态-包装材料以及作为生态-装饰材料的用途。

附图说明

图1表示本发明的使源自高质量纸的废纸再循环的生物技术方法：

(1)废纸进料

(2)制浆器

(3)第一稀释容器

(4)搅拌器

(5)第二稀释容器

(6)真空过滤器

(7)压制过程

(8)干燥加热器

(9)水滤液收集器

(10)最终产品

图2示出了在应力-应变（stress-strain）曲线图中对拉伸强度的不同定义

图3示出了拉伸强度样品的尺寸

图4示出了压制样品的尺寸

图5示出了着火测试后的材料样品的照片

图6示出了样品M1和M2在不同频率下测得的规范化计权声压（normalizedweightedacousticpressure）。

图7示出了样品M3和M4在不同频率下测得的规范化计权声压。

图8示出了样品在不同频率下α声系数的增加。

发明内容

本发明涉及使源自高质量纸的废纸再循环的一种生物方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备纸浆；

b)用水稀释a)中获得的成浆的材料；

c)酶法处理纸浆；

d)加入无机盐和胶；

e)用水稀释d)中获得的材料；

f)真空过滤；任选地压制；和

g)干燥

特别地，所述高质量纸为印刷纸。

本发明还涉及由上述方法获得的产品。

本发明进一步涉及产品的不同用途例如建筑材料、生态-包装材料和生态-装饰材料。

具体实施方式

本发明涉及使源自高质量纸的废纸再循环的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备纸浆，其中将废纸与水引入制浆机，稠度为15至20%；

b)将a)中获得的成浆的材料用再循环水稀释直至稠度为5至10%；

其特征在于还包括以下步骤：

c)酶法处理b)中获得的稀释的成浆材料；

d)将一种或多种无机盐和一种或多种胶添加至处理步骤c)中获得的材料中；

e)将d)中获得的材料用水稀释直至稠度为1至3%；

f)真空过滤e)中获得的材料并任选地压制；

g)干燥f)中获得的过滤的材料；

其中在步骤f)过滤后，存在一个将残留的水悬浮液反馈至进行步骤b)和e)的容器中的步骤。

术语“残留物”和“废弃物”在本发明中当其意指无用的或无益的材料时可以替换使用。

术语“稠度”在本发明中是指干的原材料（通常为残留物）在溶剂（通常为水）中的百分比。

除非另作说明，术语“废纸”总是指源自高质量印刷纸的废纸。本文中的“废纸”结构上应理解为具有纤维素基（例如纸纤维素、棉花、稻草等）的天然聚合物。在一个更优选的实施方案中，该废纸具有灰分（15%至40%）和纤维素纤维（60%至85%），所述纤维素纤维包括短纤维硬木（70%至80%）和长纤维针叶树（20%至30%）。

本文中源自“高质量纸”的废纸应理解为是指在纸和纸板行业中不能再制浆也不能再循环的废纸，例如胶版纸或高质量凹版印刷、具有高浓度防水树脂和抗水油墨的杂志纸。

步骤a

本发明的步骤a)在制浆器(2)中通过加入通常为纸张大小的废纸（1）进行，使得在自来水中的稠度为15至20%。该步骤a)可以在酶的存在下在室温或保持温度在25至40℃之间进行，酶的存在使得过程更快并且改善纤维分离。pH应该保持为5至9，优选约7。

在一个优选的实施方案中，所述酶为水解酶。

步骤b)

在步骤b)中，将已经成浆的材料引入容器(3)中用水稀释。该水的90%为从收集器(9)再循环的水，10%为自来水，以补偿蒸发，从而使得材料稠度为10至5%。

步骤c)

将步骤b)中获得的混合物引入具有机械搅拌的容器(4)中。在那里将纸浆用酶（相对于干物质–DM-为0.05%-1%）处理。控制温度（在25-50°C之间）并且控制pH（在6至9之间）以最优地进行酶反应。

在一个优选的实施方案中，所述的酶为氧化还原酶和漆酶。

步骤d)

半小时至一小时后，将无机盐（优选地铝盐并且更优选地硫酸铝）和一种或多种天然胶（其包括天然树脂酸，例如松香酸或其与甘油的酯或其钠盐，或其季铵盐）以相对于DM为1至5%的量加入。在该步骤中，pH优选保持在pH7并且温度在25至50℃之间。

步骤c)的酶和步骤d)的添加剂的浓度将会决定机械性能的变化。

步骤e)

然后将步骤d)获得的混合物引入至第二容器（5）中用水稀释，其中所述水为从收集器（9）再循环的水。所述稀释可获得在pH6-9且温度为25-40°C时稠度为1至3%，优选约1%的材料。

步骤f)

将步骤e)中获得的产品在模具(6)中真空过滤。水滤液收集在容器(9)中并重新引入工艺过程中，即容器(3)和(5)中。

任选地，从过滤器(6)获得的固体产品在压机(7)中压制以获得更结实的材料。

步骤g)

将步骤f)中获得的产品从模具中移出，然后引入至强制通风干燥加热器(8)中，在150℃保持数分钟。然后以1°C/分钟梯度降温至80℃并保持60至120分钟（取决于材料的形状和设计）以使最终产品（10）脱水和固化。

本发明还涉及通过本发明方法获得的产品。

所述产品（其为纤维素材料）通过以下测试表征：

-空气渗透率

-吸水性（Cobb₃₀方法）

-通过浸渍和变形测得的吸水性

-吸湿膨胀性

-冲击隔声

-空气噪音隔声

-着火性能

-密度

-拉伸强度

-压缩强度

-弯曲强度

对于每个测试简要说明如下。

空气渗透率测定

空气渗透率根据UNE标准57-066-86测定。所述方法测定每增加压力和时间单位通过一个表面单位的空气的平均体积。以μm/(Pa·s)表示并且如下计算：

其中：

V：在测试期间通过表面的空气体积(ml)

A：测试表面面积(m²)

T：测试时长(s)

ΔP：压力差(Pa)

测试在Bekk仪器上进行。

方法

在测试仪器上放置15x15mm的试样。使用压力计，调节100ml空气至样品上，使空气通过样品并且控制所需的时间。

时间以Bekk秒表示。

吸水性测定。Cobb30方法

该测试根据UNE标准54-027-74进行。

吸水性以克每平方米表示并且如下计算：

C₃₀＝200·m(2)

其中

C₃₀：在30秒内每表面单位的30秒Cobb指数或吸水能力(g/m²)。

M：重量增加(g)

用于测试的仪器记载于UNE标准54-027-74中。

方法

称重测试样品。所述样品应该低于100g，重量误差（weightapproximation）低于1mg。

将具有纤维的样品（表面与滤纸接触）放置在仪器上。锁定样品并且在20°±1°C倒70cm³水。从那时起通过秒表控制时间。20秒后，使仪器颠倒以收回所有水，并且移出样品。将样品置于两张吸墨水纸之间并且在孔上滚动擀面杖以移去过量的水。

最后在部分蒸发发生前称重样品。

通过水浸渍测定吸水性和厚度增加

该测试根据UNE标准57-112-79进行

方法

制备样品以在23℃和50%相对湿度下测试。称重和测定样品的厚度。使样品以竖直位置浸没在蒸馏水中24小时±15分钟。

从水中取出样品并持其一角，在2分钟内流去所有过量的水。最后称重和测定样品的厚度。

相对吸水率由下式计算：

A_{r} = \frac{m_{2} - m_{1}}{m_{1}} \cdot 100 - - - (3)

其中：

A_r：相对吸水率(%)

m₁：浸入水中前公定样品重量(g)

m₂：浸入水中后样品重量(g)

相对厚度增加也如下计算：

E_{r} = \frac{t_{2} - t_{1}}{t_{1}} \cdot 100 - - - (4)

其中：

E_r：相对厚度增加(%)

t₁：浸入水中前公定样品厚度(mm)

t₂：浸入水中后样品厚度(mm)

已经测定了当湿度改变时样品经受的长度增加/降低（吸湿膨胀性）。以百分比表示。该测试根据UNE标准57-097-78进行。

方法

将样品引入至45±2%相对湿度的容器中。当达到平衡时（至少12小时），测定厚度、宽度和长度。之后将样品引入至83±2%相对湿度的容器中并且使其再次达到平衡（12小时）。最后，进行与之前相同的测试。

结果表示如下：

X = 100 \frac{I}{I_{0}} - - - (5)

其中：

X：厚度、宽度和/或长度的相对增加(%)

I：样品中厚度、宽度和/或长度的增加(mm)

I₀：样品在45%相对湿度下厚度、宽度和/或长度的增加(mm)

冲击隔声改进测试

冲击噪音测试根据相当于标准ISO140-8的标准UNE-74040/8进行。

计权声压级（L_now）基于相当于标准ISO717-2的标准UNE21314/75计算。

方法

为评估材料的冲击隔声，使用两个垂直相邻的室，称为发射室和接收室。

两个室通过安装有测试用隔离面板的规范化的地板/天花板结构隔离。在待测试样品不同区域测定声压：

M_o：基础结构

M₁：不具有面板的镶木地板

M₂：具有面板的镶木地板

M₃：不具有面板并且具有负载的镶木地板

M₄：具有面板并且具有负载的镶木地板。

发射室的地板为由120mm厚度的钢筋混凝土制成的20m²(M_o)面积的结构。该结构位于接收室的顶部。板与墙之间为氯丁橡胶层。

测试在具有和不具有面板，具有和不具有30Kg/m²负载（M₁、M₂、M₃、M₄）的镶木地板上进行。镶木地板由1.264m²胶合的三聚氰胺条制成。具有面板的镶木地板与上述类型相同，具有90片尺寸为12x12x0.7cm的片材。片材用与镶木地板相同的胶料胶合至钢筋混凝土上。冲击噪声源置于样品上（Bruel3204型机器，如标准规定）

在接收室（50.48m³），通过扩音器测定声压(L_n)。使用的3个扩音器置于不同的随机的高度。

测试环境条件为22℃和65%相对湿度。

量级和测定过程如下所述：

在每种分析频率下的规范化噪音的声压级（Ln）由下式定义：

L_{n} = L_{no} + 10 \log \frac{A}{A_{0}} - - - (6)

其中：

L_no：在接收室中在各个频带下的声压级(dB)。

A：在接收室测定的等效吸收面积(m²)。

A⁰：结构面积(m²)。

在测定的频带下隔离冲击噪音改进（ΔL）的定义为：在两个相邻室的地板/天花板结构铺设面板后所得到的规范化冲击噪音声压级的降低。其可以由下式得到：

ΔL＝L_no-L_n(7)

其中：

L_no：没有铺设面板时接收室内的规范化冲击噪音声压级(dB)。

L_n：铺设面板时接收室内的规范化冲击噪音声压级(dB)。

冲击噪音源在测试的表面上置于5个不同的位置。声压级测试在接收室进行。对于每个位置，进行3次声压级测试。

对于每次读数，整合时间测试为5秒。L_no和L_n用波谱分析仪实时进行。以1/3倍频程分析100至5000Hz间的波谱频带。

计权声压级（L_now）用于获得规范化的声压级，这考虑到人类听力频率敏感性声场。

计权隔离冲击噪音改进（ΔL_w），为参照的计权声压级与样品计权声压级之差：

ΔL_w＝L_now-L_nw(8)

其中：

L_now：参照的计权声压级(dB)。

L_nw：样品计权声压级(dB)。

空气噪音隔离改进测量

通过两种方法测定了材料的空气噪音隔离能力：理论空气噪音隔离系数(R)和由Kundt管测定的实验吸声系数（α）。

空气噪音隔离系数(R)

该系数由冲击噪音测试获得的数据通过理论计算得到。

根据标准NBE-CA-88，材料空气噪音改进由下式确定：

L_nw＝135-R(9)

其中：

L_nw：计权冲击声压级(dB)

R：测定的空气噪音隔离(dB)。

R系数为与被研究的材料分离开的两个空间之间的声音强度水平有关的度量。建筑的声音水平标准基于该参数。

测定Kundt管吸声系数

实验吸声系数（α）根据标准EN-ISO110534-1测定。

根据静波方法进行测试。说话者在具有确定的尺寸的管内发出声音。在另一端具有一个分析仪，其连接至一个可以沿着管的内部滑动的扩音器。样品反射说话者所发出的波，在管内产生静波。静波可以用扩音器捕获。通过测定最大和最小的声压级，可以计算样品的吸声系数。系数对于0度角的入射波是确定的。

人类听力频率范围为20至20,000Hz。环境中最常见的频率为约1000至5000Hz。这些频率的范围为那些可以使人烦恼的频率。

方法

将9cm或3cm样品置于管的一端（取决于使用的Kundt管）。将扩音器置于样品表面（最大dB信号可以从分析仪上读出）。然后，沿着管滑动直至发现静波的最小信号。由最大压力级和最小压力级之间的差可以获得吸声系数。对于每个频率重复该过程。

高频Kundt管（StandingWaveApparatustype4002,Bruel&Kjaer）为内径30mm并且管长280mm。高频工作带：800至6500Hz。

低频Kundt管为内径90mm并且管长170mm。低频工作带：90至1800Hz。

着火研究

着火测试根据标准UNE23-721-90进行。

所述标准定义了着火性能测试方法，其能够用于所有样品或建筑材料，与厚度无关。

测试在辐射室中进行。

方法

制备400x300mm样品。将其引入至辐射室内部。在300℃维持20分钟。在该时间内，释放出气体并且产生火焰。

密度

密度为单位体积的质量的量度，并且根据EN323测定。物体的密度越高，单位体积的质量就越大。

=m/V(10)

M=质量

V=体积

(11)

V=体积

r=半径

d=厚度

样品在23℃在50%相对湿度下维持12小时。

然后使用天平称量其重量并且测量材料尺寸以计算体积。密度通过称量总质量并且除以总体积而测定。

当材料没有压制时本发明公开的材料的密度低于0.500g/cm³，当压制时材料密度等于或高于0.700g/cm³但是小于1。

拉伸强度

拉伸强度参考标准ISO1924-1:1992而测定。一般而言拉伸强度决定将材料拉至其断裂点所需要的力。这表示一个非常重要的参数，特别是在材料科学和机械工程领域。

更具体而言，材料的拉伸强度是在失效前可施加的拉伸应力的最大量，而失效的定义是可变的。

拉伸强度的三种典型定义为：

●屈服强度：材料能够经受并且没有永久变形的应力

●拉伸强度：材料可以经受的最大应力

●断裂强度：应力-应变曲线上在断裂点处的应力坐标值

拉伸强度的不同定义示于图2。

曲线的发展高度依赖于材料，由于其强度、脆性或弹性。

拉伸强度以每单位面积的力的单位测定；单位为牛顿每平方米(N/m²)或帕斯卡(Pa)。表示应力应变曲线的值可以通过式12和式13计算。

σ = \frac{F}{d \cdot b} - - - (12)

σ=应力

F=力

d=厚度

b=宽度

ϵ = \frac{D}{l} - - - (13)

ε=变形

D=位移

l=初始长度

为分析材料的拉伸强度，使用直径为18cm的圆盘。依照标准，从这些盘上剪出六个样品以进行测试，所以得到的值代表六个单独测试的平均值。

样品尺寸示于图3中。

样品用距离精确地为63mm的夹具夹紧。测试速度为1mm/分钟。

测试在商标为ADAMELLOMARGHI的拉力测试机上进行。

压缩强度

压缩强度是材料承受轴向推力的能力。当达到压缩强度的极限时，材料通常压坏。

为测定压缩强度，将压缩应力施加至材料，这导致其压实或体积减小。加载结构元件或试样会增加压缩应力直至达到压缩强度。

压缩应力具有应力单位（每单位面积的力）。

σ = \frac{F}{A} - - - (14)

σ=应力

F=力

A=表面

ϵ = \frac{D}{d} - - - (15)

ε=变形

D=位移

d=厚度

为测定抗压性，制备直径约9cm并且厚度约1–1.3cm的样品。

测试机总计的最大载荷为8000N，因此将样品的表面积减小至400mm²（图4）以获得有益的结果。

测试机的位移极限显示为4mm，因此在测试中不能获得最大值。样品通过对于一定压缩载荷的变形量进行比较。测试以速度为2.5mm/min进行。

对于拉伸强度，压缩强度必须通过测试机（拉伸测试机ADAMELLOMARGHI）给出的数据测定。

弯曲强度

弯曲强度，也称为裂断模量或断裂强度。该机械参数参照标准ISO178-2001测定，并且定义为材料在载荷下抗变形的能力。

该测试使用具有矩形横截面的杆状试样，使用三点弯曲测试技术使其弯曲直至破坏。弯曲强度表示材料在其裂断的瞬间所经受的最高应力。其以应力测定，本文中给出符号σ。

弯曲应力σ_f的计算

σ_{f} = \frac{3 PL}{2 b d^{2}}

在这些式子中使用以下参数：

·σ_f=在中点处外层纤维的应力，(MPa)

·P=在载荷挠度曲线上给定点的载荷，(N)

·L=支撑距离，(mm)

·b=测试梁的宽度，(mm)

·d=测试梁的厚度，(mm)。

本文公开的受压材料的弯曲强度高于30Mpa。

由这些测试的结果可得到以下结论：由本发明公开的方法获得的产品具有下列特性：耐火、隔热和隔声、防水特性、尺寸稳定性、低密度、高机械抗性、如木头般坚硬但是能够模塑、可锻造并且可再循环。

鉴于由本发明公开的方法获得的产品具有这些特性，这进一步涉及所述产品的不同用途。

第一个用途是作为建筑材料：例如作为镶木地板、隔断墙或隔离地板的隔离物。

第二个用途是作为特别的生态包装材料。

第三个用途是作为生态-装饰材料。

本文中使用的术语“生态-装饰材料”是指可以用于装饰和/或整修的材料，其需要被再循环并且可以再循环，或来自废弃物重新利用方法。

有利地，本发明生态友好地克服了某些用于这些目的产品的缺陷，例如发泡聚苯乙烯或具有较低坚固性(consistency)和更高脆性的产品，例如塑料板或由于形成VOC而较不生态友好的产品的材料例如聚集板（agglomerateboard）。

在建筑工业中的用途

材料在模塑时所呈现出来的特性：部件在实际纤维模塑过程中获得的更大的抗性、具有耐火和防水特性、以及隔热和隔声，使其成为取代在建筑工业中使用的塑料部件的理想选择。

在建筑工业中发泡聚苯乙烯市场很大。用新材料取代发泡聚苯乙烯所开发、模塑的具有特殊性能的部件有：

预制板（prefabricatedpanel）和墙

该新材料可以用于预制板和墙以及各种板(board)（塑料、木片、纤维等）的成分。

对于所考虑的特殊板（防水和防火）而言，该材料可以用于该应用。

拱形结构(Dome)、格栅结构(Waffle)和PanSlab

该材料减轻结构重量并且同时降低了混凝土的消耗量。

天花板

该应用需要隔热和隔声特性，还可以产生所需质量的表面面光洁度以便直接上漆。

外立面隔离

对于该应用，该材料优于发泡聚苯乙烯，其为一种防火材料。

天花板和地板隔离

发泡聚苯乙烯可以多种形式用作地板和天花板的隔层。新开发材料的优点是可将安装镶木地板所需的几个部件的功能合并：地板本身加上隔离材料，降低了安装困难（褶皱、升高肋板等）。

在包装工业的用途

有两种方法可以降低污染：增加所述产品在全国范围内再循环的能力或者减少其使用。考虑到不同国家使纸和纸板再循环的成果，政治上希望降低塑料消耗，而使用其他材料。在这方面可提及的有，例如：在西班牙在超市中限制塑料袋的使用、在法国在食品包装中禁止使用发泡聚苯乙烯等。所有这些使得所有可循环的包装材料有了新的机遇，并且防水特性很重要，而这是我们的材料所具有的性能。

包装工业涉及食品、化妆品、器具，及常见的各种领域。产品会由于包装不当而被拒绝。由于大多数为仅用一次，已开始提出各种措施和规定来对材料进行再利用和再循环。

食品和药品运输恒温箱

除需要的隔离特性外，新材料展现出更强的机械强度抗性，允许更大的载荷。

模塑材料的不同应用

隔离和装饰元件、角部防护物、显示元件、手工艺品等。

以下实施例用于进一步说明本发明，并且不应理解为限制性的。

实施例1：将8kg废纸在制浆机内在15分钟内用水制浆为15%稠度。将纸浆用再循环水稀释至5%稠度后将其引入至具有机械搅拌的加热的反应器中。将DM中百分之一的酶的混合物加入至纸浆中，所述酶的混合物包括：30%内纤维素酶（EC3.2.1.4）、20%xilanasa（EC3.2.1.8）和50%葡萄糖氧化酶（EC1.1.3.4）。在40℃和控制pH为7时，将搅拌在300rpm保持30分钟。然后增加速度直至500rpm并且加入DM中5%的天然胶和铝盐。保持温度为40℃，在相同旋转速度下振动15分钟。该处理之后，将纸浆稀释直至稠度为1%，然后在尺寸为230X450mm的矩形过滤器中过滤。将滤饼从过滤器剥下，并且置于强制通风对流烘箱中。该烘箱初始为150℃，之后按照1°C/分钟的梯度直至80℃，保持在该温度下直至滤饼完全干燥（大约5小时）。大约获得15至20个尺寸为230x450x10mm的测试板。滤液的水再循环回该过程中纸浆的第一次和第二次稀释步骤中。相对于初始的DM，材料以重量计的产率为98%。

性能：

空气渗透率结果：0.0059μm/Pa·s

Cobb₃₀结果：49.6g/m2

相对吸水率(%)：21.68

相对厚度增加(%)：3.44

相对厚度、宽度和长度增加

X_厚度(%)	X_长度(%)	X_宽度(%)
			0	0	-0.9

着火性能（图5）

测试的样品显示出烧掉了施加热辐射的区域。燃烧没有传播至样品的其他部分。材料几乎没有任何炽点而降为灰分。

在测试的20分钟内，没有易燃气体释放（可能其大部分为CO₂）。

在测试中的观察结果为：

●没有燃烧

●没有火焰

●没有滴下物

●没有炽点

●释放的气体不是易燃的浅灰色（可能为CO₂）。

材料分类为M1（根据UNE标准23-721-90）。这取决于释放气体的种类。

实施例2：将8kg来自包装纸板再收集过程的废纸制浆，加入DM中0.1%的内纤维素酶（EC3.2.1.4），在15分钟内在制浆机中用水制成15%稠度。然后将纸浆用再循环水稀释至10%稠度并且将其引入至具有机械搅拌的加热的反应器中。之后，加入DM中1%的漆酶（EC1.10.3.2）。在40℃下并控制pH为6在300rpm保持搅拌30分钟。然后增加速度直至500rpm，加入DM中5%的含有松香的天然胶和铝盐。保持温度为40℃，在相同速度下振动15分钟。该处理后，将纸浆稀释直至稠度为1%，然后在尺寸为230X450mm的矩形过滤器中过滤。过滤后，将滤饼在一个电动机械压机上以400N/s速度在30bar下压制，然后将滤饼置于强制通风对流烘箱中。该烘箱初始为150℃并且按照1°C/min梯度直至80℃，保持在该温度下直至滤饼完全干燥（大约5小时）。过滤出的水再循环至该过程中纸浆的第一次和第二次稀释步骤中。相对于初始的DM，材料以重量计的产率为98%。

性能：

拉伸强度

压制的样品：应力8MPa

变形1.6%

压缩强度

未压制的样品：应力5.5MPa

变形40%

密度：压制的样品0.700g/cm³

未压制的样品0.430g/cm³

实施例3：将8kg废纸制浆，加入DM中0.1%的内-1-4β木聚糖酶(EC3.2.1.8)，在15分钟内在制浆机中用水制浆（15%稠度）。然后将纸浆用再循环水稀释至10%稠度并且将其引入至具有机械搅拌的加热的反应器中。将DM中0.2%的含水制备的水解酶：内纤维素酶、半纤维素酶和酯酶加入至纸浆中，并且在30分钟内在pH7下温度保持为50℃。然后旋转速度增加至500rpm并且加入DM中5%含有松香的含水胶和铝盐。保持温度在40℃，在15分钟内保持同样的速度振动。处理后，将纸浆稀释至1%稠度并且然后用450X320X200的模型过滤器过滤。在滤饼过滤并从过滤器上剥下之后，将其置于强制通风对流烘箱。该烘箱初始为150℃并且按照1°C/min梯度直至80℃，保持在该温度下直至滤饼完全干燥。滤液中的水再循环至该过程中纸浆的第一次和第二次稀释步骤中。相对于初始的DM，材料以重量计的产率为90%。

性能：

弯曲强度

压制的样品：35MPa

规范化计权声压级结果：

样品	M_o	M₁	M₂	M₃	M₄
						L_nw(dB)	79	62	60	65	62
ΔL_nw(dB)	-1	16	18	13	16

图6示出了对于样品M₁yM₂在不同频率下的规范化计权冲击噪声声压级（L_n）。

图7示出了对于样品M₃yM₄在不同频率下的规范化计权冲击噪声声压级（L_n）。

样品α系数

频率(Hz)	2000	1600	1250	1000	800	700	600	500	400	300	200
												α	0.426	0.39	0.242	0.249	0.242	0.237	0.26	0.247	0.18	0.337	0.655

图8示出了在250y2500Hz频率下系数增加，该范围内的声音是令人烦恼的。

Claims

1.使源自高质量纸的废纸再循环的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备纸浆，其中将废纸与水引入制浆机，稠度为15至20％；

b)将a)中获得的成浆的材料用再循环水稀释直至稠度为5至10％；

其特征在于还包括以下步骤：

c)酶法处理b)中获得的稀释的成浆材料；

e)将d)中获得的材料用水稀释直至稠度为1至3％；

f)真空过滤e)中获得的材料并任选地压制；

g)干燥f)中获得的过滤的材料；

2.权利要求1的方法，其中步骤a)通过另外加入水解酶而进行。

3.权利要求1或2的方法，其中步骤a)的温度为25至40℃并且pH为5至9。

4.权利要求1或2的方法，其中步骤c)的pH为6至9。

5.权利要求1或2的方法，其中步骤c)的酶法通过氧化还原酶和漆酶进行。

6.权利要求1或2的方法，其中步骤d)使用的无机盐为硫酸铝。

7.权利要求1或2的方法，其中步骤d)中使用的胶包括树脂酸或其盐或其酯。

8.权利要求1或2的方法，其中步骤e)结束时材料的稠度为1％。

9.权利要求1或2的方法，其中步骤e)的温度为25至40℃并且pH为6至9。

10.通过权利要求1的方法获得的产品，其特征在于当材料未压制时密度低于0.500g/cm³，当材料压制时密度等于或高于0.700g/cm³但低于1，当材料压制时弯曲强度高于30Mpa，并且根据UNE标准23-721-90未压制材料的着火性能相当于材料M1。

11.权利要求10的产品的用途，作为建筑材料。

12.权利要求10的产品的用途，作为生态-包装材料。

13.权利要求10的产品的用途，作为生态-装饰材料。