SK94199A3 - Lignin-based adhesives for particle board manufacture - Google Patents

Lignin-based adhesives for particle board manufacture Download PDF

Info

Publication number
SK94199A3
SK94199A3 SK941-99A SK94199A SK94199A3 SK 94199 A3 SK94199 A3 SK 94199A3 SK 94199 A SK94199 A SK 94199A SK 94199 A3 SK94199 A3 SK 94199A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
lignin
fibers
wood
foam
pulping
Prior art date
Application number
SK941-99A
Other languages
English (en)
Inventor
Liisa Viikari
Anneli Hase
Pia Qvintus-Leino
Kirsi Kataja
Simo Tuominen
Lars Gadda
Original Assignee
Neste Chemicals Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neste Chemicals Oy filed Critical Neste Chemicals Oy
Publication of SK94199A3 publication Critical patent/SK94199A3/sk

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J1/00—Fibreboard
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J197/00—Adhesives based on lignin-containing materials
    • C09J197/005—Lignin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J197/00—Adhesives based on lignin-containing materials
    • C09J197/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/08—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers using foamed adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Description

PROSTRIEDOK LEPIVÉHO SPOJIVA NA BÁZE LIGNÍNU, SPÔSOB JEHO PRÍPRAVY, TRIESKOVÁ DOSKA A SPOSOB VÝROBY TRIESKOVEJ DOSKY
Oblasť techniky
Predmetný vynález sa týka výroby trieskových dosiek a podobných produktov na báze dreva, obsahujúcich lignocelulózové triesky, vlákna alebo lístkové triesky, zmiešané a zlepené dohromady lepivým spojivom. Predmetný vynález sa hlavne zaoberá novými lepidlami na báze lignínu a/alebo sacharidu, spôsobom prípravy a trieskovými doskami, vyrobenými s použitím lepidiel.
Doterajší stav techniky
Rapídny nárast produkcie trieskových a vláknitých dosiek a dosiek z lístkových triesok (ďalej len MDF dosky) počas posledných desaťročí vytvoril dopyt po lepidlách, ktoré nie sú drahé, sú dostupné vo veľkých množstvách a sú nezávislé od surového oleja. Tieto požiadavky dobre splňuje lignín, ktorý taktiež neobsahuje žiadny formaldehyd, ktorý bol u bežných močovino-formaldehydových lepidiel (UF) tradične považovaný za vážny problém. Natívny lignín, ako hlavná drevná zložka, nie je ani hydroskopický, ani rozpustný vo vode. Počas technického rozvlákňovania sa však v dôsledku degradácie a chemických zmien lignín stáva rozpustným vo vode.
V tejto oblasti je dobre známe použitie sulfitového výluhu (SSL) ako lepidla na papier, drevo a ďalšie lignocelulózové materiály. Počas posledných troch desaťročí bolo podaných mnoho patentových prihlášok na použitie lignínových produktov ako lepidiel pre trieskovú dosku, preglejku a vláknitú dosku namiesto bežných PF a UF lepidiel. Odkaz je daný na DE patenty 3 037 992, 3 621 218, 3 933 279, 4 020 969, 4 204 793 a 4 306
439 a PCT prihlášky, vydané pod číslami WO 93/25622, WO
94/01488, WO 95/23232 a WO 96/03546.
Hlavný nedostatok použitia SSL ako lepidiel na výrobu vláknitej dosky je jeho hydroskopicita. Z toho dôvodu nemôže konkurovať ostatným prírodným alebo syntetickým lepidlám. Ak je ako lepidlo použitý SSL, môže byť vytvrdzovaním premenený na nerozpustnú látku. Chemicky je vytvrdzovanie lignínu zosieťovací proces, ktorý vedie k vzniku nových éterových a C-C väzieb medzi rôznymi molekulami lignínu alebo vo vnútri jednej molekuly. Intermolekulárne a intramolekulárne zosieťovacie reakcie znižujú rozpustnosť a bobtnanie lignínu. Zosietenie v ligníne môže byť robené buď kondenzáciou alebo radikálovými kopulačnými reakciami. Pre kondenzačné reakcie sú požadované buď vysoké teploty a dlhé zahrievanie alebo minerálne kyseliny, čo spôsobuje štrukturálne zmeny alebo zuholnatenie v častiach dreva. V poslednom čase bolo zistené zosietenie lignosulfonátových molekúl radikálovými kombináciami. Vo väčšine prípadov sú pre lignín nevyhnutné ďalšie zosieťovacie činidlá, ako sú epoxidy, polyizokyanáty, polzoly, poly(akrylamid)y, poly(etyléniminy) a aldehydy.
Ďalej bolo dokázané, že môžu byť použité ako katalyzátory polymerizácie alebo vytvrdzovania lignínu enzýmami lakázy a ďalšie peroxidázy (DE patent č. 3 037 992, WO 96/03456). Použitie enzýmov na uskutočnenie radikálových reakcií však až doteraz nebolo vždy úspešné. Vlákna a štiepky dreva, použité na produkciu vláknitej dosky, obsahujú 5 až 20 % vody a používané lakázy potrebujú vodu na to, aby účinne katalyzovali polymerizačnú reakciu, potrebnú na rozsiahle lepenie vláknitej dosky. Sulfátový lignín, z velkej časti podobný natívnemu lignínu, je však nerozpustný vo vode a tak sú počas produkcie tvorené dve pevné fázy. Nerovnomerná distribúcia pevných látok spôsobuje tvorbu škvŕn a poruchu vlastnosti dosky, formovanej v lisovacej fáze.
Ďalším problémom, súvisiacim s použitím izolovaného lignínu, je vysoká cena sulfátového lignínu, ktorá je blízko hranice pre ekonomickú výrobu trieskových dosiek.
Z vyššie uvedených dôvodov, doteraz výroba dosiek na báze lignínu neviedla k akýmkoľvek praktickým aplikáciám.
Podstata vynálezu
Predmetný vynález je zameraný na elimináciu problémov, vzťahujúcich sa na stav techniky. Predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť nové lepidlo na báze lignínu na použitie pre trieskové dosky a podobné produkty na báze dreva. Ďalším predmetom predkladaného vynálezu je poskytnúť nové trieskové dosky a podobné produkty na báze dreva. Tretím predmetom vynálezu je poskytnúť spôsob výroby lepidla.
Tieto a ďalšie predmety, spolu s ich výhodami oproti známym lepidlám na báze lignínu a postupy na ich prípravu, ktoré by mali byť zreteľné z nasledujúcich špecifikácií, sú dosiahnuté predmetným vynálezom tak, ako je tu ďalej opísané a nárokované.
Aby bola poskytnutá rovnomerná disperzia pevných látok, je podľa predkladaného vynálezu lignín, lignín polymérizovaný s oxidačnými enzýmami alebo rozpustná frakcia sacharidov, získaná z mechanickej rafinácie lignocelulózových materiálov, pridaný a zmiešaný s vláknami, štiepkami alebo lístkovými trieskami, použitými ako lignocelulózový surový materiál produktu na báza dreva vo forme peny.
V tejto oblasti sú známe napenené UF alebo PF lepidlá. Uvedené peny sú použité na zlepšenie chovania počas procesu a na zlepšenie kvality produktu, hlavne v lepidlách s vysokými obsahmi pevných látok. CA patentová prihláška č. 2 114 258 popisuje produkciu trieskovej dosky s použitím napenených zmesí UF živice a krvi zvierat. DE 3 644 067 taktiež opisuje použitie napenených materiálov pri väzbe vlákien alebo lístkových triesok, kedy dochádza k produkcii homogénnej lepivej aplikácie jemných častíc (vlákna alebo prášky) na materiál na výrobu papiera. T. Sellers popisuje vo Forest Prod. J. 38(1998) strana 55 až 56 lepšie chovanie napenených UF a PF živíc pri výrobe trieskovej dosky, hlavne ako lepidla s vyšším obsahom pevných látok. Žiadny z odkazov na stav techniky však neuvádza napenenie lepidlových prostriedkov, obsahujúcich lignín. Podía týchto odkazov nie je zloženie plynu dôležité.
Prostriedok lepidla na báze lignínu obsahuje podía predmetného vynálezu vodnú suspenziu lignínu a/alebo sacharidov, získaných v procese rozvlákňovania lignocelulózových materiálov. Suspenzia bola napenená na objem 1,05 až 10, výhodnejšie 1,1 až 8, hlavne na 1,2 až 5 krát vyšší ako je objem kvapalnej zmesi. Uprednostňované je použitie polymérizovaného sulfátového lignínu ako lignínovej zložky. Podía predmetného vynálezu je ďalej prírodný lignín v drevných vláknach používaný na náhradu podstatnej časti lignínu v lepivom spojive, ktoré je určené na výrobu trieskovej dosky. Tieto lepivé spojivá obsahujú vodnú zmes vlákien s lignínom a/alebo sacharidmi, získaných z procesu rozvlákňovania lignocelulózových surových materiálov. Vzhladom na účinok enzýmov v penovej matrici, rovnomerne obsahujúcej kyslík, pridaný Použitie radikály lignín vlákien polymerizujú vlákna a/alebo ďalší
MDF alebo TMP v lepivom lignocelulózový typov obsahujúcich natívny lignín namiesto lignínu, spoj ive a materiál.
vedie k úsporám lepidla, ale aj k jeho odpovedajúcej sile.
Pena bude homogenizovať pevnú a kvapalnú fázu, bude zvyšovať viskozitu zmesi a brániť sedimentácii pevných častíc. Napenená štruktúra, obsahujúca kyslík, bude taktiež poskytovať viac kyslíka pre O2-dependentné oxidázy, ktoré katalyzujú lignín/sacharidovú polymerizáciu. Vzhladom na velký objem peny, bude pena pri príprave dosiek pokrývať viac homogénne vlákna dreva a drevné triesky. To povedie k lepším silovým hodnotám a lepšej kontrole použitia lepidla počas výroby.
Predmetný vynález bude teraz podrobnejšie vysvetlený pomocou nasledujúceho detailného opisu a s odkazmi na pracovné príklady.
V kontexte predkladaného vynálezu označujú termíny „lepidlo, „lepivé spojivo a „živica chemický prostriedok, ktorý v mokrých fázach výroby, napr. trieskových a vláknitých dosiek, poskytuje adhéziu medzi trieskami alebo vláknami. Po tepelnej kompresii počas výroby dosky, pracuje prostriedok, obsahujúci polymérizovanú živicu, ako spojivo, ktoré udržiava triesky, vlákna alebo lístkové triesky zlepené dohromady.
Termín „produkty na báze dreva znamená akýkoľvek produkt na báze lignocelulózy, ako sú trieskové dosky, vláknité dosky (vrátane vysoko a stredne hustých vláknitých dosiek, tzn. tažké dosky a MDF dosky), dosky z lístkových triesok, preglejka a podobné produkty, tvorené trieskami, vláknami alebo lístkovými trieskami rastlinného pôvodu, hlavne odvodených od dreva alebo prstencovitých alebo viacročných rastlín, ktoré sú zmiešané a zlepené dohromady lepivým spojivom. Podía konkrétneho uprednostňovaného postupu, je predmetný vynález používaný na prípravu trieskových dosiek a podobných produktov na báze dreva, v ktorých môžu byť triesky dreva zosietené a spojené dohromady s vláknami lepidlového prostriedku, ktorý bude prilepený na triesky lepidlom na báze lignínu.
Termín „vlákna zahrňuje organické a anorganické vlákna akéhokoľvek vhodného materiálu, ktorý má pomer dĺžky k hrúbke väčší ako 6, výhodnejšie ako 10, hlavne väčší ako 20. Je uprednostňované použitie vlákien, obsahujúcich lignín, pretože lignín vlákien bude oxidovaný v prítomnosti oxidáz a pracuje ako lepidlo v zmesi drevných triesok a lepidlovej peny. Konkrétne uprednostňované lignocelulózové vlákna sú odvodené od dreva alebo prstencových alebo viacročných rastlín. Tieto vlákna môžu byť získané z mechanickej rafinácie dreva alebo rastlín rafinačným mechanickým rozvlákňovaním, tlakovým rafinačným mechanickým rozvlákňovaním, termomechanickým rozvlákňovaním, drevovinovým alebo tlakovým drevovinovým rozvlákňovaním alebo chemotermomechanickým rozvlákňovaním. Ďalej môžu byť vlákna z prípravy vláknitých dosiek (napr. vláknitej dosky so strednou alebo vysokou hustotou) použité pri príprave trieskových dosiek.
Okrem vyššie uvedených celulózových vlákien, môžu byť použité ďalšie prírodné vlákna, ako sú vlákna bavlny, vlákna Abaca konopy, sisalové vlákna, vlákna ramie, vlákna lanu, alebo vlákna juty. Taktiež môžu byť použité anorganické vlákna, ako sú sklenená vata, uhlíkové, sadrovcové vlákna atď.
Na polymerizáciu lignínu a sacharidov rozpustných drevných frakcií, môžu byť použité oxidačné enzýmy, ktoré sú schopné katalyzovať oxidáciu fenolických skupín. Tieto enzýmy sú oxidoreduktázy, ako sú peroxidázy a oxidázy. „Peroxidázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú oxidačné reakcie s peroxidom vodíka jako ich substrátom, zatiaľ čo „oxidázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú oxidačné reakcie so substrátom molekulovým kyslíkom. Fenoloxidázy (EC 1.10.3.2 benzendiol:O2oxidoreduktáza) katalyzujú oxidáciu o- a p-susbtituovaných fenolických hydroxylových a amino/amínových skupín v monomérnych alebo polymérnych aromatických zlúčeninách. Oxidačné reakcie vedú k vzniku fenoxy radikálov a k polymerizácii lignínu, enventuálne sacharidov. V spôsobe predmetného vynálezu môžu byť použité akékoľvek enzýmy, ako sú lakázy, tyrozinázy, peroxidáza alebo oxidázy, katalyzujúce biologickú tvorbu a sekundárnu chemickú polymerizáciu nízkomolekulárnych lignínov.
Ako špecifické príklady oxidáz môžu byť uvedené nasledujúce enzýmy : lakázy ' (EC 1.10.3.2.), katecholoxidázy (EC 1.10.3.1), tyrozinázy (EC 1.14.18.1) a bilirubinoxidázy (EC 1.3.3.5). Konkrétne uprednostňované oxidázy sú lakázy.
Môžu byt získané z baktérií a plesní patriacich napríklad k nasledujúcim kmeňom : Aspergillus, Neurospora, Podospora, Botrytis, Lentinus, Polyporus, Rhizoctonia, Coprinus, Coriolus, Phlebia, Pleurotus, Fusarium a Trametes.
Vhodné peroxidázy môžu byť získané z rastlín, plesní alebo baktérií. Uprednostňované peroxidázy sú tie, ktoré pochádzajú z rastlín, konkrétne chrenová peroxidáza a peroxidázy zo sójových bôbov.
Termíny „surfaktant alebo „povrchovo aktívne činidlo sú synonymá používané na označenie zlúčenín, ktoré majú afinitu k vode a hydrofóbnym (napr. mastným) materiálom, čím pomáhajú hydrofóbne materiály rozpustiť vo vode.
Zložka lepidla
Ako už bolo uvedené, môže byť lignín rôzneho pôvodu použitý ako zložka lepidla napenených lepivých spojív. Hlavne môže byť použitý izolovaný lignín, napr. sulfátový, sulfitový alebo získaný z ORGANOSOLV a MILOX procesov.
Okrem lignínu alebo miesto neho však môžu byť taktiež použité rôzne rozpustné drevné frakcie. V tejto oblasti je známe, že počas mechanickej rafinácie štiepkov je rozpustená časť zlúčenín vláknitého surového materiálu (asi 1% hmotnosti vlákna). Táto frakcia hlavne obsahuje rovnaké chemické zlúčeniny ako vlákna (sacharidy, extrahovatelné látky a lignín). Na predstavu príklad : Rozpustná frakcia štiepkov mäkkého dreva obsahuje asi 10 až 70% sacharidov, 10 až 25 % lignínu a 1 až 10% extrahovatelných látok, zatiaľ čo procesná voda z rozvlákňovania tvrdého dreva obsahuje 20 až 60 % sacharidov, 10 až 25% lignínu a 10 až 40% extrahovatelných látok.
Bolo zistené, že táto rozpustná lignín-sacharidová mechanického alebo chemomechanického rozvlákňovania, je konkrétne užitočná ako aditívum alebo frakcia, ziskateľná z adjuvans na lepenie trieskových dosiek, vláknitých dosiek a ďalších podobných produktov na báze dreva.
Účinné lepenia sa dosiahne konkrétne v prípade, že je táto frakcia (ako v prípade s lignínom) polymerizovaná s lakázovým (alebo podobným) oxidázovým enzýmom (enzýmami). Výsledky sú na rovnakej úrovni ako tie, ktoré sú získané s bežnými fenolovými alebo močovinoformaldehydovými živicami.
Malo by byt uvedené, že podobná rozpustná frakcia môže byť získaná pôsobením hydroláz, napr. celuláz, hemiceluláz a pektináz na lignocelulózový surový materiál, ako sú drevné vlákna alebo piliny.
Výroba peny lepivého spojiva
Predmetný vynález sa týka technológie poskytovania dobrej disperzie rôznych pevných častíc na báze peny. Preto je účinné spojenie počas ekonomickej výroby trieskovej dosky dosiahnuté použitím lepivých spojív na báze lignínu a/alebo sacharidov, aktivované oxidázou spolu s vláknami dreva alebo ostatnými lignocelulózovými vláknami. 0,1 až 50%, výhodnejšie 0,5 až 30% a hlavne asi 1 až 10% hmotnosti sulfátového lignínu alebo podobného lignínu je nahradené vláknami lepivej, oxidázou aktivovanej formulácie na báze peny.
Podía uprednostňovaného uskutočnenia predmetného vynálezu, v ktorom sú použité vlákna odvodené od dreva, sú lignín a vlákna, aktivované oxidázami, zmiešané so štiepkami vo forme peny, ktorá poskytuje dobré viskózne suspenzačné médium na tvorbu rovnomernej disperzie pevných častíc, čím sa podstatne zvyšuje kvalita vytvorenej trieskovej dosky. Použitie napenených lepidiel, ako je opisované vo vynáleze, vedie k lepšej kontrole aplikácie a k podstatnej úspore lepidla. Pena je produkovaná použitím povrchovo aktívneho činidla.
Napenené, aktivované vlákno a lignín/sacharidová disperzia môže byť vyrábaná oddelene zo štiepkov, ktoré sú vmiešané do peny pomocou technológie pre miešanie, napr. lisovaním alebo nastriekaním peny na vlákna alebo štiepky. Pena môže byť taktiež vyrábaná súčasne zmiešavaním vlákien a štiepkov s penovými chemikáliami, lignin/sacharidmi a lakázou.
Podľa predmetného vynálezu je pena vyrábaná dispergovaním zmesi lignínu a vlákien do vody, aby bola vytvorená suspenzia a prebublávanim suspenzie plynom za tvorby bublín, ktoré majú stredný priemer 0,001 až 1 mm, hlavne asi 0,01 až 0,1 mm.
Pena je produkovaná použitím povrchovo aktívneho činidla, ktoré môže byť katiónové, aniónové alebo neionogénne. Preto môže byť surfaktant vybraný zo skupiny, obsahujúcej alkylsulfonát alebo alkylbenzensulfonát, Tween® a ďalšie komerčné zlúčeniny, mydlá s mastnými kyselinami, lignosulfonáty, sarkozináty, amíny mastných kyselín alebo amíny poly(oxyetylénalkohol)y, drevo a rastlinné extrahovateľné látky. Na produkciu a zvýšenie stability peny môžu byť použité penové stabilizátory a pevné surfaktanty, ako sú karboxymetylcelulóza (CMC), želatína, pektín, extrahovateľné látky a podobné zlúčeniny. Je potrebné malé množstvo povrchovo aktívnych zlúčenín, t j. asi 0,01 až 10%, hlavne asi 0,05 až 5%.
Pena môže byť vyrábaná napenením v statickom penovači alebo v turbulentnej penovej bunke použitím známych technológií pre miešanie. Hoci môže byť pre napenenie použitý akýkoľvek plyn, uprednostňuje sa použitie plynov, obsahujúcich kyslík, ako sú vzduch, vzduch obohatený kyslíkom, kyslík alebo ich tlakové systémy. Dôležitosť použitých plynov obsahujúcich kyslík je detailnejšie diskutovaná nižšie.
Produkovaná pena je počas manipulácie, skladovania, transportu a výroby produktov na báze dreva v podstate stabilná a má hustotu v rozsahu 0,1 až 0,9 kg/1, hlavne asi
0,2 až 0,7 kg/1 a stredný priemer penovej bubliny v rozsahu
0,005 až 0,1 mm, hlavne asi 0,01 až 0,1 mm, výhodnejšie asi
0,02 mm.
Spôsob podľa predmetného vynálezu môže byť použitý na všetky oxidázami katalyzované, skôr neúspešné lepiace procesy. Použité enzýmy môžu byť akékoľvek enzýmy, ktoré katalyzujú oxidáciu a polymerizáciu aromatických zlúčenín alebo lignínov, ako sú lakáza, tyrozinázy alebo ďalšie oxidázy, ktoré sú uvedené vyššie. Množstvo použitého enzýmu sa líši v závislosti od aktivity enzýmov a od obsahu sušiny prostriedku. Všeobecne sú oxidázy používané sušiny, výhodnejšie Aktivita oxidázy je viacej ako 100 nkat/g.
V súvislosti s v množstvách 0,00 až asi 0,1 až 5 mg asi 1 až 100 000 mg proteínu/gram proteínu/g sušiny.
nkat/g, výhodnejšie v enzýmovej rozhodujúcu lepidiel dosiek z na zistené, že pôvodu hrá
Preto je
Oxidačná predmetným vynálezom bolo polymerizácii lignínu akéhokoľvek úlohu kyslík. Toto je dôležité hlavne pri výrobe výrobu vláknitých dosiek, trieskových dosiek a lístkových triesok a iných produktov na báze dreva, okrem aromatického reaktantu taktiež potrebný kyslík, reakcia vedie k vzniku fenoxy radikálov a nakoniec k polymerizácii lignínu.
Vzhľadom na zrejmé obmedzenie v dostupnosti kyslíka, bolo v známych, vyššie diskutovaných metódach dosiahnuté iba čiastočné zosietenie. Limitácia reakcie kyslíkom sa prejavuje v dlhých reakčných časoch a v získaných zlých silových vlastnostiach, čim sa zhoršuje výsledok enzýmovej polymerizácie.
Kyslík môže byť dodávaný rôznymi spôsobmi, ako sú dostatočné miešanie, vzduchom, obohateným kyslíkom alebo zavedením kyslíka do roztoku enzýmovými alebo chemickými spôsobmi. Podlá predmetného vynálezu je však možné poskytovať kyslík, potrebný na úpravu polymerizácie lignínu, napenením suspenzie plynom, obsahujúcim kyslík. Napenená štruktúra súčasne dáva dostatočnú silu lepidlu a tým bráni sedimentácii vo vode nerozpustného lignínu alebo polymérizovaného lignínu z lepidla, takže dochádza k poruchám vo výrobe a vo vyrábaných doskách.
Predmetný vynález poskytuje značné výhody. Napenená štruktúra môže byť využitá pri príprave trieskových dosiek a/alebo sacharidov alebo polymerizovaného lignínu využitím
I lepivých vlastností lignínu alebo polymerizovaného lignínu, zatiaľ čo vlákna pracujú ako zosieťovacie faktory medzi trieskami. Pena bude homogenizovať nerovnorodú pevnú kvapalnú fázu, bude zvyšovať viskozitu zmesi a bude brániť sedimentácii pevných látok a vlákien. Napenená štruktúra, obsahujúca kyslík, bude taktiež poskytovať viacej kyslíka na oxidázou katalyzovanú lignín/sacharidovú polymerizáciu, obohatenú kyslíkom. Pri príprave dosiek bude pena vzhladom na velký objem pokrývať viac rovnomerne vlákna dreva a drevné triesky. Lepivé spojivo je rovnomerne distribuované prostredníctvom produktov na báze dreva, asi 0,02 ± 0,002 až 0,2 ± 0,02 g/cm3, výhodnejšie 0,04 až 0,08 g/cm3 , v akejkolvek náhodne vybranej objemovej jednotke produktu.
Toto vedie k lepším silovým hodnotám a lepšej kontrole použitia lepidla pri výrobe.
Nasledujúce nelimitujúce pracovné príklady ilustrujú vynález.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Výroba MDF vlákna
MDF vlákna boli pripravené z tvrdého dreva (švédska breza) rafináciou brezových štiepkov v bežnom TMP procese, pri rafinačnom tlaku 4.105 Pa.
Kvalita vlákna bola testovaná použitím ako Bauer
McNettovej analýzy, tak aj Pulmacovej analýzy pazderia.
Výsledky sú ukázané nižšie.
Tabulka 1. Charakteristiky vlákna
Bauer McNett
•si 6 (s.1 (1 Q mm) 18, 6
16-30(1,19-0,595 mm) 25,1
30-50 (0,595-0.297 mm) 12,4
50-100 (0,149 mm) 29, 4
ζ1 ΠΠ fzfi. 1 dQ mm) 15,0
Pulmäcová analvza oazderia
Triediaci olech 0,15 7,0
Triediaci plech 0,25 o 00
Príklad 2
Výroba trieskových dosiek
Tento príklad opisuje prípravu napeneného lepidla, obsahujúceho sulfátový lignín, lakázu, vlákno dreva a výrobu trieskových dosiek z lepidla. Test bol robený v laboratórnom meradle.
Ako spojivová zmes na výrobu testovacích panelov trieskovej dosky boli použité sulfátový lignín Indulin AT a lignín, v ktorom bolo 1 až 10% hmotnosti nahradené MDF z príkladu 1.
3,6 a 3,96 g lignínu bolo intenzívne miešané s 0,04 až 0,4 g MDF vlákien a aerované 30 min. s 4,0 g lakázového koncentrátu (aktivita 4 000 nkat/g) v 2,0 g 2M sodného acetátového pufru (pH 4,5). 1,4 g zmesi bolo mechanicky zmiešané so 4,4 g štiepkov. Štiepky boli už ošetrené voskom (Mobilex 54,60% emulzie) s koncentráciou 1 % sušiny vlákien. Porovnávacie testy boli robené bez lakázy (miesto nej bola použitá voda) a s komerčnými močovinoformaldehydovými živicami.
Na silové testy boli lisovaním 2 min. pri tlaku 30 kp/cm2 a teplote 190° C pripravené panely trieskovej dosky s veľkosťou mm x 50 mm x 2 mm (hmotnosť asi 5 g) . Po zlisovaní boli panely rozrezané na 4 kusy (50 mm x 12 mm x 2 mm) . Tieto boli testované na paralelnú pevnosť v ťahu pomocou Zwickovho testovacieho zariadenia pevnosti na ťah.
Tabuľka 2. Výsledky testov lepenia pre trieskové dosky.
Napenené spojivo Pevnosť v ťahu
Voda v n+nr ?
Indulin AT (10%) + MDF ». 5+n.δ
90%
Indulin AT (10%)+ MDF 1 i Q+n.Ί
90(%) + lakáza
Indulin AT ir9+n.A
Indulin AT + Lakáza 1 7. 7+0.6
Referenčná UF živica L2>.5+n,7
Ako je zrejmé z výsledkov tabulky 2, až 10% lakázou aktivovaného sulfátového lignínu môže byť nahradené MDF vláknami bez akejkoľvek významnej straty pevnosti v ťahu, Silové vlastnosti trieskových dosiek, pripravených podľa predmetného vynálezu, sú porovnateľné s vlastnosťami dosiek, lepených bežnou UF živicou.

Claims (16)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Prostriedok lepivého spojiva na báze lignínu a/alebo sacharidu pre trieskové dosky a podobné produkty na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že obsahuje zmes vlákien, obsahujúcich lignín a lignínu a/alebo sacharidov, získaných z procesu rozvlákňovania lignocelulózových materiálov a oxidačné enzýmy, schopné katalyzovať oxidáciu fenolických skupín a zmes je napenená na 1,1 až 10 násobok objemu kvapalnej zmesi.
  2. 2. Prostriedok podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že lignín obsahuje polymerizovaný sulfátový lignín.
  3. 3. Prostriedok podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pena má obsah pevných látok 1 až 90, výhodnejšie asi 5 až 70% hmotnosti.
  4. 4. Prostriedok podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hustota peny je v rozmedzí od 0,1 do 0,9 kg/1, hlavne asi 0,2 až 0,7 kg/1 a stredný priemer bubliny peny je v rozmedzí 0,0001 až 0,1 mm, hlavne asi 0,01 až 0,05 mm.
  5. 5. Prostriedok podía akéhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že vlákna sú lignocelulózové vlákna, odvodené od dreva jednoročných alebo viacročných rastlín.
  6. 6. Prostriedok podía nároku 5, vyznačujúci sa tým, že vlákna sú získané z mechanickej rafinácie dreva alebo rastlín rafinačným mechanickým rozvlákňovaním, tlakovým rafinačným mechanickým rozvlákňovaním, drevovinovým alebo tlakovým drevovinovým rozvlákňovaním alebo chemotermomechanickým rozvlákňovaním.
  7. 7. Prostriedok podía nároku 6, vyznačujúci sa tým, že vlákna sú získané z prípravy vlákien pre vláknité dosky.
  8. 8. Prostriedok podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsah vlákna je 0,1 až 50, výhodnejšie 0,5 až 30 a hlavne 1 až 10% hmotnosti lignínu.
  9. 9. Prostriedok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pena obsahuje v množstvách 0,1 až 10, výhodnejšie 0,2 až 5% hmotnosti vodnej suspenzie.
  10. 10. Prostriedok podľa akékoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že prostriedok obsahuje oxidázu alebo peroxidázu, množstvo oxidázy je 0,1 až 5 mg proteínu/g sušiny.
  11. 11. Spôsob prípravy lepivého spojiva na báze lignínu a/alebo sacharidov pre trieskové dosky a podobné produkty na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že obsahuje kroky :
    - použitia lignínu a/alebo sacharidov, získaných z rozvlákňovacích procesov lignocelulózových surových materiálov, ako surového materiálu,
    - použitia vlákien na báze dreva, jednoročných alebo viacročných rastlín ako surový materiál,
    - tvorbu vodnej suspenzie lignínu a/alebo sacharidov a vlákien a
    - napenenie vodnej suspenzie na zisk prostriedku napeneného lepivého spojiva.
  12. 12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že obsahuje kroky :
    - tvorbu vodnej suspenzie, obsahujúcej 1 až 90 % hmotnosti pevnej látky, obsahujúci lignín, vlákna a surfaktanty a
    - napenenie vodnej suspenzie plynom, obsahujúcim kyslík, na 1,1 až 10 násobok objemu suspenzie, s cieľom poskytnúť penu s obsahom pevných častíc 5 až 70% hmotnosti.
  13. 13. Spôsob podľa nároku 11 alebo 12, vyznačujúci sa tým, že lignín obsahuje polymérizovaný sulfátový lignín.
  14. 14. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že obsahuje krok, zahrňujúci tvorbu vodnej suspenzie, obsahujúcej lignín, vlákna, oxidázu a surfaktanty.
  15. 15. Triesková doska alebo podobný produkt na báze dreva, vyznačujúca sa tým, že obsahuje triesky dreva, vlákna alebo lístkové triesky zmiešané s lepivým spojivom podía akéhokoľvek z nárokov 1 až 10.
  16. 16. Spôsob výroby trieskovej dosky alebo podobného produktu na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že obsahuje krok, zahrňujúci zmiešanie triesok dreva, drevných vlákien alebo drevných lístkových triesok s lepivým spojivom na báze lignínu a/alebo sacharidov podía akéhokoľvek z nárokov 1 až 10 tak, aby bolo začlenené 2 až 20% pevných zložiek prostriedku lepivého spojiva do produktu na báze dreva.
SK941-99A 1997-01-14 1998-01-14 Lignin-based adhesives for particle board manufacture SK94199A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI970160A FI104835B (fi) 1997-01-14 1997-01-14 Ligniinipohjaiset sideaineet lastulevyvalmistusta varten
PCT/FI1998/000026 WO1998031764A1 (en) 1997-01-14 1998-01-14 Lignin-based adhesives for particle board manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK94199A3 true SK94199A3 (en) 2000-05-16

Family

ID=8547605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK941-99A SK94199A3 (en) 1997-01-14 1998-01-14 Lignin-based adhesives for particle board manufacture

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0953030A1 (sk)
KR (1) KR20000070164A (sk)
CN (1) CN1250463A (sk)
AU (1) AU5664598A (sk)
BR (1) BR9806909A (sk)
CA (1) CA2277286A1 (sk)
FI (1) FI104835B (sk)
HU (1) HUP0200620A2 (sk)
ID (1) ID22657A (sk)
NZ (1) NZ336668A (sk)
PL (1) PL334548A1 (sk)
SK (1) SK94199A3 (sk)
WO (1) WO1998031764A1 (sk)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217942B1 (en) 1998-12-08 2001-04-17 Genencor International, Inc. Lignin based coating
FI20030466A (fi) * 2003-03-28 2004-09-29 Bakelite Oy Liimausainekoostumus
US8143335B2 (en) 2003-03-28 2012-03-27 Momentive Specialty Chemicals Inc. Adhesive composition
CA2595316A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 9119-3656 Quebec Inc. Wood and non-wood plant fibers hybrid composition and uses thereof
EP2522690A1 (de) 2011-03-24 2012-11-14 Annikki GmbH Verfahren zur Herstellung von Lignin-Derivaten
FI126736B (en) 2013-11-26 2017-04-28 Upm Kymmene Corp A process for treating lignin and preparing a binder composition
CN104097247B (zh) * 2014-07-23 2016-08-17 浙江农林大学 一种自清洁环保竹碎料板及其制备方法
EP3186326B1 (en) 2014-09-26 2024-02-21 Renmatix, Inc. Adhesive compositions comprising type-ii cellulose
WO2016057390A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Georgia-Pacific Chemicals Llc Adhesives containing a resin, a kraft lignin, and a surfactant and methods for making and using same
CN111100581B (zh) * 2019-12-02 2020-11-06 福建农林大学 一种全生物基胶黏剂及其制备方法和应用
GB2608951A (en) * 2020-04-03 2023-01-18 Rockwool As Method of draining water
CN115698445A (zh) * 2020-04-03 2023-02-03 洛科威有限公司 排水方法
US11690332B2 (en) 2020-04-03 2023-07-04 Rockwool A/S Method of growing plants
FR3125822A1 (fr) * 2021-07-27 2023-02-03 Rene Massard Mousse aqueuse
CN114410707B (zh) * 2022-01-25 2023-08-15 齐鲁工业大学 一种纯化阔叶木制浆预水解液中糖分的方法
CN114368053A (zh) * 2022-01-25 2022-04-19 浙江省林业科学研究院 一种高粘度流动态纤维悬浮液及其制备方法和应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD133301A1 (de) * 1977-11-10 1978-12-27 Lothar Buschbeck Vorrichtung zum aufschaeumen von bindemittel fuer die plattenherstellung
DE3644067C2 (de) * 1986-12-22 1995-04-20 Lignotock Gmbh Verfahren zum Beleimen von Fasern, Fäden, Spänen oder dergl. schüttfähigen Rohstoffen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69034003T2 (de) * 1990-12-28 2003-05-22 K C Shen Technology Internat L Wärmehärtbares Harz und Verbundstoff aus Lignozellulosematerial
DE4137761A1 (de) * 1991-05-17 1992-11-19 Call Hans Peter Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit
DK77492D0 (sk) * 1992-06-12 1992-06-12 Novo Nordisk As

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998031764A1 (en) 1998-07-23
ID22657A (id) 1999-12-02
EP0953030A1 (en) 1999-11-03
FI104835B (fi) 2000-04-14
KR20000070164A (ko) 2000-11-25
NZ336668A (en) 2000-02-28
CA2277286A1 (en) 1998-07-23
BR9806909A (pt) 2000-05-16
AU5664598A (en) 1998-08-07
FI970160A (fi) 1998-07-15
HUP0200620A2 (hu) 2003-07-28
PL334548A1 (en) 2000-03-13
CN1250463A (zh) 2000-04-12
FI970160A0 (fi) 1997-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104834B (fi) Ligniinipohjaiset sideaineet ja niiden valmistusprosessi
SK94199A3 (en) Lignin-based adhesives for particle board manufacture
US6287708B1 (en) Adhesive for fiber boards
AU723714B2 (en) Process for preparing fiber boards
WO2002002288A1 (en) Method of manufacturing fiberboards
SK94399A3 (en) Particle boards, fiber boards, flake boards and similar wood-based products, and the preparation process thereof
CZ251799A3 (cs) Prostředek lepivého pojivá na bázi ligninu, způsob jeho přípravy, třísková deska a metoda výroby třískové desky
CZ252099A3 (cs) Lepivé pojivo na bázi lignitu a/nebo sacharidů, způsob přípravy lepivých pojiv a použití pojivá
CZ251999A3 (cs) Třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy
CZ246899A3 (cs) Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy