专利名称：：制造纸张或硬纸板制品的方法和用该方法制造的产品的制作方法
技术领域：
：本发明涉及制造纸张或硬纸板制品的方法，该方法是通过制造纸张或硬纸板的机器，由含有纤维素的物质制造该制品的。纸张或硬纸板中的基本成份是纤维素，它使材料具有所要求的粘着性和强度。通常，硬纸板主要用在那些使用后被作为废物而堆积在卸料场的产品中，这些产品的典型例子是用来装牛奶、奶油、果汁等各种液体的零售包装容器和各种包装盒以及一次性使用的容器。问题是由于这些废物的数量太大，以致使堆料场过载。纤维素是在自然环境下经受完全生物分解的物质，这个分解主要是由生长在土壤中的微小的细丝状真菌所产生的酶起作用，这些称作纤维素酶的酶把纤维素分解成糖(葡萄糖)，而糖又进一步被土壤中的细菌分解。在自然环境中纤维素分解的速率是由真菌决定的，而真菌的成长率比细菌低得多。真菌和细菌间再一个不同是真菌的生存过程需要大量的氧气，而细菌则即使在完全没有氧的情况下仍能保持充分活性。在现代化的大型堆料场中，废物被机械地压缩，只在废物堆的表面层才有氧气，这就是为什么纸张或硬纸板废物的生物分解只在这一表面层上发生的原因。也就是说，堆料场之所以如此快地堆满的一个原因就是废物没能完全充分地分解。另一方面，这点是众所周知的，即，如果把废纸那样的含有纤维素的废物用纤维素酶加以处理，则可以不通过真菌作用，只由细菌作用就可发生分解。用这种方法，即使在没有氧气的自然环境下也能实现废物的有效分解。本发明的目的是提供一种促进堆积的纸张或硬纸板分解的方法。本发明的特征在于纸张或硬纸板制品在制造过程中就加进了一种当该制品暴露在湿气里时能使制品分解的纤维素酶。本发明所述在制造过程中把纤维素酶加到纸张或硬纸板制品里的这一方法保证了制品在堆料场一遭受湿气就很快地分解，而且这分解与氧气及产生酶的细丝状真菌存在与否无关，其结果使纸张或硬纸板废物的分解效率有了根本性的改进并使堆料场的负载降低。初步试验已表明，采用能够使酶保持在加工好的硬纸板制品中的方法，就可以在制造过程中将纤维素酶加入到硬纸板中。通过把酶与表面上胶溶液(一般用淀粉浆糊)混合，或者把它与初次的或二次的涂复颜料混合，或与压光机水混合就能把酶加到纸张或硬纸板中。也可以用溶液的形式把酶单独地加到料中，例如用上胶刀或类似的装置，或者在机器的干燥段直接把它喷洒在纸张或硬纸板坯料上。有几个原因说明为什么把酶的添加安排在机器的干燥段。第一，如果纸张或硬纸板坯料的湿气含量不很高的话(最好是50％)，酶就具有较好地承受干燥筒热量的能力。第二，如果酶在制造过程的后期工段加入的话，则酶的损耗会降低。第三，这样的安排可使酶不致于进入机器的水循环系统，也就可使酶不进入加热箱，在那里酶会使纸浆纤维的质量变坏。因为纤维素酶需要水来活化，把加酶工序尽可能安排在制造过程中的最后干燥段上就可避免制品制造时纤维素分解的危险。纤维素酶可配成稠的稳定溶液或具有50％干燥剂的悬浮液后添加。生产每吨纸张或硬纸板，酶的用量至少是5000FP酶单位，较佳的用量是10000～400000FP酶单位，最好的用量是50000～100000FP酶单位。在供食品用的包装或一次性使用的容器中，所用的酶当然要适合那种食品，一些合适的纤维素酶的例子是MultifectL250和MultifectK。纤维素酶加到硬纸板中一点也不妨害该纸板用作包装材料。至今所取得的试验结果表明酶在制品中至少可保留五个月，而它的潜在的活性基本上没有什么衰减。而且还发现，由本发明的方法所制造的产品可在微波炉里经受加热，而对酶的活性基本没有影响。此外，还确认了这点，即含有纤维素酶的制品当暴露在湿气中时确实比不含酶的类似制品能较快地分解，而且分解过程不会过早发生，以致对制品的正常使用造成困难。那些在液体和加工过的食品的包装中所使用的、一次性的杯子或盘子所使用的、用来包裹肉、奶酪和其它加工过的食品所使用的、以及本领域里其他产品上所用的纸张或硬纸板一般都在其至少一个侧面上复盖了塑料涂层，通常所用的涂复材料是聚乙烯，它的用量是8～25克/米2，但也可用别种塑料。象这样的塑料涂层也可加在用本发明方法所制造的纸张或硬纸板上。试验表明，在322℃温度下把融熔的塑料加到纸张或硬纸板上对先前添加的酶的活性不会有明显的质量变坏的影响。根据现在的知识，用作纸张或硬纸板上涂复的塑料并不进行生物分解，只有在光的作用下或通过燃烧才分解。然而，即使纸张或硬纸板制品的两侧都有塑料涂复，这对材料的生物分解也不妨碍，因为涂复层是非常薄的，而且在运输过程中或最后在堆料场废物被机械压实时这样的薄层又总被弄破，这样，微生物和湿气就会找到一条通路进到塑料层之间的材料内并且与本发明的方法所添加的纤维素酶一起使制品分解。另外，分解并不总靠弄破的涂复层，因为微生物能透过制品的缝隙而进到塑料涂复层之间的材料中。特别是在一次性使用的杯子和盘子所用的硬纸板上涂有薄的PE涂复膜时，微生物会透过涂复膜上的微小细孔进到材料中。与本发明有关的一些试验中，把用硬纸板做的，在一侧或两侧有聚乙烯涂复层的没有损坏的饮料杯和酸奶容器等试样埋在地里来研究这些制品的分解。经重量测定，在前两个月没有发生明显的分解，然而从试验开始约过半年之后，在一侧有涂复层的制品的硬纸板已完全分解了，而在两侧有涂复层的制品的硬纸板重量已减少到比原始重量一半还小。从这些结果可清楚地看出这一点，即塑料涂复层使硬纸板的分解滞缓了，但并不能防止它分解。本发明也和用上述的方法由含有纤维素的物质制造的纸张或硬纸板制品有关，其特征在于该制品含有在制造过程中加到它里面的纤维素酶，当制品暴露在湿气中时，上述的酶使制品分解。纤维素酶可含在淀粉浆糊那样的表面上胶料中，或者含在制品上的涂复颜料中。本发明的制品也可在一侧或两侧上涂复象聚乙烯那样的塑料涂层。较典型的本发明的制品是含有纤维素酶的硬纸板，它是用来制造装牛奶、酸奶、奶油和果汁之类液体的包装容器，或制造装鸡蛋、加工了的食品或香烟的包装盒，或制造象盘子和饮料杯那样的一次性使用的容器，或制造含纤维素酶的用来包肉、奶酪、和其它食品的包裹纸。下面是对本发明的含有纤维素酶的硬纸板制品的制造方法和用该方法所制造的硬纸板的试验结果的说明。大部分结果是根据加到硬纸板里酶的活性程度的测量而得出的。为了进行测量，测定纤维素酶的标准程序必需改进，从而能确定纸械南宋孛浮３绦蚴腔贑MC添加剂进行的，其中利用二硝基水杨酸测定培育期后(Ph4.8)在柠檬酸钠缓冲剂中酶化形成的还原糖，标准程序的改进在于混合物在显色反应之后和在550毫微米测定其吸光度之前需经离心分离作用，这是必需进行的，因为不这样的话，纸浆会稠到(1％和3％)无法进行分光光度分析。把纤维素酶加到硬纸板里的可能性是用通常方法制造杯状纸板进行研究的，这纸板的两侧是用6％的氧化淀粉浆糊在55～65℃温度下进行过表面上胶的，所用的表面上胶溶液的量是108克/米2，上胶时间为3小时，纤维素酶SpezymeFp100混合到表面上胶溶液里。图1下方的曲线表示加到纸板中的纤维素酶的量，它是以每公斤活性单位表示的，曲线还表示了在加工好的纸板中测得的纤维素酶的对应数量。由这些结果可看到这点，即纤维素酶能加到纸板中，在表面上胶时没有被破坏而使酶明显地损耗，这样制造的硬纸板中没有出现裂缝，没有异样的气味。为了研究把纤维素酶加到带有颜色涂层的硬纸板中的可能性，还做了一些类似的试验。把含有碳酸钙的涂复浆糊和高岭土悬浮液及纤维素酶SpezymeFp100以各种不同的用量混合到浆糊中，图1的曲线表示出用每公斤活性单位表示的纤维素酶的用量和在加工好的纸板中所测得的相应纤维素酶的量，这曲线表示出这方法作为一种将酶加入到硬纸板中的方法也能得到好结果。纤维素酶被保留在塑料涂复的硬纸板里的程度是通过在上述的硬纸板的一侧涂一层聚乙烯涂层加以研究的，聚乙烯是在322℃的融熔温度下，以每平方米14克的数量施加的。在下面的表中已列出了在涂复前后，从硬纸板测得的用FP酶单位/公斤表示的酶的活性值。表1</tables>从这些结果可看出，在涂复之后，大部分纤维素酶的活性被保持，少量的损耗可通过增加添加到硬纸板里的纤维素酶的量就能容易地加以补偿。这点要预料到，即装谟仓桨灏昂欣锏募庸す氖称方谖⒉炉里加热，为此，把含有纤维素酶的硬纸板包装盒放在750W的微波炉里，持续不同的加热时间，来观察纤维素酶在硬纸板里保持得怎样，结果列在下面的表2里，纤维素酶的活性值用FP酶单位/公斤给出。表2</tables>结果表明，当硬纸板在微波炉里加热时，酶并没有受到显著的损耗。进而，这样一个事实是基本的特征，即在硬纸板中的纤维素酶从制造时到堆放为止它的活性始终保持着。至今所作出的初步试验的结果表明，在五个月保存期内酶的活性不显著下降。下面的表3表示把五个没有塑料涂复的试样放在室温下4天和154天之后测得的酶的活性值。表3</tables>通过一个试验，把用本发明方法所制造的含有纤维素酶的硬纸板的分解与通常不含酶的硬纸板的分解进行了比较，在这个试验里，硬纸板试样被放在注入了假单胞菌单孢和杆状菌微细核素的水里，在不同的时间间隔之后测定了在试验中产生的直接表示纤维素分解的定量指数二氧化碳的量。由于应用了大量的水，因此不会影响分解过程。下表列出了在试验中所测得的是时间函数的二氧化碳累积量，均以毫克为单位，但分别从不含硬纸板的水样、从不含酶的通常硬纸板，以及从两个用本发明方法制造的含有纤维素酶而酶的活性值是200和400FP酶单位/公斤的硬纸板试样测得的。在每种情况下试验中均用1公斤硬纸板表4</tables>结果表明，用本发明的方法所制造的含有纤维素酶的硬纸板的分解速率比不含酶的通常硬纸板分解速率高几倍。本发明的不同实施例并不局限于上述的几个例子，而且它们可在下述的权利要求范围内进行变换，这对本专业的人员来说应该是很清楚地知道的。权利要求1.制造纸张或硬纸板制品的方法，它是通过制造纸张或硬纸板的机器、由含有纤维素的物质制造该制品的，其特征在于纸张或硬纸板制品在制造过程中就加进了一种当该制品暴露在湿气里时能使制品分解的纤维素酶。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于酶是在表面上胶、涂复颜料或压光过程中加到制品里的。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于酶是以溶液的形式，在机器的干燥工段被加到制品里的。4.如上述的权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于所添加的酶的数量相对于1吨制品至少是5000FP酶单位，较合适的是10000～400000单位，而最好是50000～100000单位。5.如上述的权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于酶加入之后，至少在制品一侧用塑料涂复，例如用聚乙烯涂复。6.用上述权利要求中任何一项所述的方法由含有纤维素的物质所制造的纸张或硬纸板制品，其特征在于该制品含有在制造过程中加到它里面的纤维素酶，当制品暴露在湿气里时，上述的酶使制品分解。7.如权利要求6所述的制品，其特征在于上述的酶是含在制品上的表面胶浆中，例如淀粉浆糊中的。8.如权利要求6所述的制品，其特征在于上述的酶呛谥破的涂复颜料中的。9.如权利要求6～8中任何一项所述的制品，其特征在于至少制品的一侧涂复塑料涂层，例如聚乙烯。10.如权利要求6～9中任何一项所述的制品，其特征在于制品是在制造液体包装，包装盒或一次性使用的容器中所用的硬纸板。全文摘要本发明涉及制造纸张或硬纸板制品的方法和用该方法制造的制品。根据本发明，纤维素酶在制造过程中加入到制品中，当制品暴露在湿气中时，上述的酶使制品分解。酶可在表面上胶、颜料涂敷或压光过程中加到制品中；或者以溶液的形式，在纸张或硬纸板制造机的干燥工段单独加到制品中。试验表明，按本发明制造的制品可涂敷一层塑料涂层而没有酶被破坏的危险。用本发明的方法所制造的硬纸板可用来制造液体包装、包装盒或一次性使用的容器。当制品作为废物扔到垃圾堆料场之后，纤维素酶促使制品分解。文档编号D21H19/10GK1035146SQ881092公开日1989年8月30日申请日期1988年12月7日优先权日1987年12月7日发明者默雅·沙尔金诺雅-沙朗伦申请人:恩索-古特蔡特股份公司