FI127330B - Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon - Google Patents

Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon Download PDF

Info

Publication number
FI127330B
FI127330B FI20095081A FI20095081A FI127330B FI 127330 B FI127330 B FI 127330B FI 20095081 A FI20095081 A FI 20095081A FI 20095081 A FI20095081 A FI 20095081A FI 127330 B FI127330 B FI 127330B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
raw material
coupling agent
mixing device
hot
mixing
Prior art date
Application number
FI20095081A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095081A0 (fi
FI20095081A (fi
Inventor
Liisa Lehtinen
Piia Peltola
Risto Laaksonen
Original Assignee
Upm Kymmene Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40329536&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI127330(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Upm Kymmene Corp filed Critical Upm Kymmene Corp
Priority to FI20095081A priority Critical patent/FI127330B/fi
Publication of FI20095081A0 publication Critical patent/FI20095081A0/fi
Priority to US13/147,052 priority patent/US9254584B2/en
Priority to PCT/FI2010/050050 priority patent/WO2010086506A1/en
Priority to EP10735514.1A priority patent/EP2391490B1/en
Priority to CN201080006071.2A priority patent/CN102300690B/zh
Publication of FI20095081A publication Critical patent/FI20095081A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI127330B publication Critical patent/FI127330B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B29B7/92—Wood chips or wood fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • 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
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2711/00—Use of natural products or their composites, not provided for in groups B29K2601/00 - B29K2709/00, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2711/12—Paper, e.g. cardboard
    • B29K2711/123—Coated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/005—Tarpaulins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Description

MENETELMÄ KYTKENTÄAINEEN LISÄÄMISEKSI RAAKA-AINEEN
JOUKKOON
KEKSINNÖN ALA
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon komposiittimateriaalin valmistuksessa.
KEKSINNÖN TAUSTA
Entuudestaan tunnetaan erilaisia menetelmiä ja laitteistoja komposiittimateriaalien valmistamiseksi pääosin kiinteästä raaka-aineesta. Raaka-aine ja mahdolliset lisäaineet voidaan johtaa suoraan ekst15 ruusioprosessiin tai esikäsittelyprosessin, esim. granuloinnin tai sekoitusprosessin, kautta ekstruusioprosessiin komposiittimateriaalin valmistamiseksi.
Edelleen entuudestaan on tunnettua kytkentäaineen lisääminen komposiittimateriaalin, erityisesti puukomposiittimateriaalin, valmistuksessa raaka-aineen joukkoon ekstruusiovaiheessa, esim. viitejulkaisusta US 2004/0126515. Tunnettua on käyttää maleiinihapon anhydridillä modifioituja polyolefiineja, esim. MAPE ja MAPP, kytkentäaineena puukomposiittien valmistuk25 sessa. MAPE tai MAPP reagoi puukuitujen kanssa muodostaen kovalenttisen sidoksen anhydridin karbonyyliryhmän ja kuidun hydroksyyliryhmän välille. Kytkentäaineen polyolefiiniosa sitoutuu mekaanisesti raakaaineen polymeerimatriisiin. Myös silaanipohjaisia kyt30 kentäaineita käytetään. Kytkentäaineen lisäämisvaiheessa tarvitaan korkea prosessilämpötila, pääsääntöisesti yli 180 °C, jotta kytkentäaineen ja raaka-aineen välille saadaan riittävä adheesio. Riittävän korkean prosessilämpötilan aikaansaaminen ilman erillistä läm35 mitysvaihetta on usein ongelmallista. Lisäksi ongelma20095081 prh 24-03- 2015 na on ollut ligniinivapaan kuidun ja muovin välisen, riittävän hyvän adheesion aikaansaaminen. Aiemmin ligniinivapaan kuidun ja muovin välille ei ole aikaansaatu riittävän vahvaa sidosta kytkentäaineenkaan läsnä ollessa. Tällöin muodostettavan komposiittimateriaalin mekaaniset ominaisuudet ovat olleet huonot.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi menetelmä komposiittimateriaalin valmistamiseksi. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin kytkentäaineen lisääminen raaka-aineeseen jo esikäsittelyvaiheessa. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jossa kytkentäaineen ja raaka-aineen sekä raaka-aineen eri komponenttien välistä adheesiota voidaan parantaa.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus20 omaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.
Keksintö perustuu menetelmään komposiittimateriaalin, joka sisältää kuitupohjaista ligniinivapaata materiaalia ja polymeeripohjaista materiaalia, valmistamiseksi, johon valmistukseen kuuluu esikäsittely25 prosessi raaka-aineseoksen muodostamiseksi komposiittimateriaalin valmistusta varten. Keksinnön mukaisesti esikäsittelyprosessiin kuuluu hot-cold -sekoituslaite, joka käsittää ainakin lämmitysvaiheen ja jäähdytysvaiheen, ja käytetään hot-cold -sekoituslaitetta aikaansaa30 maan riittävän pitkä viipymäaika, riittävän korkea lämpötila, korkeat sekoitusnopeudet ja laaja kontaktipintaala, missä syötetään kytkentäaine ja raaka-aine, joka sisältää kuitupohjaista ligniinivapaata materiaalia ja polymeeripohjaista materiaalia, hot-cold sekoituslaitteeseen raaka-aineseoksen muodostamiseksi, lämmitetään raaka-aineseos hot-cold -sekoituslaitteessa
20095081 prh 24-03- 2015 yli 180 °C lämpötilaan ja parannetaan adheesiota raakaaineen kuitupohjaisen ligniininvapaan materiaalin ja polymeeripohjaisen materiaalin välillä kytkentäaineen, pitkän viipymäajan, korkean lämpötilan, korkean sekoi5 tusnopeuden ja laajan kontaktipinta-alan avulla.
Tässä yhteydessä raaka-aineseoksella tarkoitetaan seosta, joka voi sisältää yhtä tai useampaa raakaainetta ja/tai yhtä tai useampaa raaka-ainemateriaalia, esim. kierrätysmateriaalia. Edelleen raaka-aineseos si10 sältää esikäsittelyprosessissa lisättävää kytkentäainetta. Lisäksi raaka-aineseos voi sisältää lisäaineita ja/tai lisämuovia. Raaka-aineella tarkoitetaan ainakin yhtä raaka-ainetta tai useamman eri raaka-aineen seosta. Raaka-aine voi olla mitä tahansa raaka-ainetta tai raaka-ainemateriaalia, joka sisältää kuitupohjaisia, esim. puukuitupohjaisia, ja/tai polymeeripohjaisia, kuten muovipohjaisia, komponentteja.
Tässä yhteydessä kytkentäaineella tarkoitetaan mitä tahansa tartunta-ainetta tai tartuntaa pa20 rantavaa ainetta eri ainesosien välillä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään kytkentäaineena orgaanista ainetta, joka sisältää maleiinihapon anhydridejä. Eräässä sovelluksessa kytkentäaine on valittu joukosta MAPE, MAPP ja niiden seok25 set. Eräässä sovelluksessa kytkentäaine on silaanipohjainen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettua kytkentäainetta.
Eräässä edullisessa sovelluksessa muodostetaan sekoituslaitteessa olennaisen homogeeninen raaka30 aineseos. Edullisesti raaka-aineet ja kytkentäaine sekä mahdolliset lisäaineet ja lisämuovi sekoitetaan sekoituslaitteessa homogeeniseksi raaka-aineseokseksi.
Keksinnön eräässä sovelluksessa muodostetaan raaka-aineseoksesta agglomeraatteja sekoituslaittees35 sa.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään sekoituslaitetta, johon kuuluu lämmitys- ja jäähdytysvai20095081 prh 24-03- 2015 heet. Eräässä edullisessa sovelluksessa lämmitysosa on järjestetty sellaiseksi, että siinä on raaka-aineen virtauksella suhteellisen pitkä viipymäaika. Eräässä sovelluksessa sekoitusprosessi on hot-cold - sekoitus5 prosessi, so. hot-cold -mikseri, jossa on korkeat sekoitusnopeudet ja jossa muodostetaan agglomeraatteja. Hot-cold -mikserillä päästään korkeisiin lämpötiloihin .
Eräässä edullisessa sekoituslaitteessa mate10 riaaliseosta lämmitetään, tavanomaisesti noin 200 °C lämpötilaan, jolloin raaka-aineiden sisältämä muovi ja/tai lisämuovi sulaa ainakin osittain, jolloin muodostuu agglomeraatteja. Lämmityksen jälkeen seosta jäähdytetään, esim. vesivaipan avulla jäähdytysosassa, edullisesti noin 70 °C lämpötilaan.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lämmitetään raaka-aineseos sekoituslaitteessa yli 180 °C lämpötilaan, jolloin raaka-aine ja kytkentäaine reagoivat adheesion aikaansaamiseksi raaka-aineen kuitu- ja poly20 meeripohjaisten ainesosien välille kytkentäaineen avulla. Eräässä sovelluksessa lämmitetään raakaaineseos sekoituslaitteessa yli 185 °C lämpötilaan, jolloin raaka-aine ja kytkentäaine reagoivat adheesion aikaansaamiseksi raaka-aineen kuitu- ja polymeeripoh25 jäisten ainesosien välille kytkentäaineen avulla. Riittävän korkean lämpötilan aikaansaaminen raakaaineen ja kytkentäaineen väliseen reaktioon voidaan varmistaa riittävän pitkällä viipymäajalla. Erityisesti hot-cold -tyyppisen sekoituslaitteen konstruktio takaa riittävän pitkän viipymäajan, esim. 15 - 20 min, raaka-aineen ja kytkentäaineen välisen reaktion aikaansaamiseksi .
Eräässä sovelluksessa järjestetään lämmitysvaiheeseen olennaisen tehokas sekoitus. Sekoituksen ansiosta aikaansaadaan raaka-aineen ja kytkentäaineen välille laaja kontaktipinta-ala. Sekoitus auttaa myös kytkentää heikentävän veden höyrystymistä ja poistu20095081 prh 24-03- 2015 mistä prosessista. Eräässä sovelluksessa järjestetään myös jäähdytysvaiheeseen sekoitus.
Keksinnön eräässä sovelluksessa syötetään sekoituslaitteeseen pääosin kiinteää raaka-ainetta raa5 ka-aineseoksen muodostamiseksi.
Eräässä sovelluksessa käytetään ainakin yhtenä raaka-aineena kierrätysmateriaalia. Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään ainakin yhtenä raakaaineena kierrätysmateriaalia, joka sisältää puukuitu10 pohjaista ja/tai polymeeripohjaista materiaalia.
Eräässä sovelluksessa raaka-aine sisältää puukuitupohjaista materiaalia. Keksinnön eräässä sovelluksessa raaka-aine sisältää ligniinivapaata materiaalia, esim. sellupohjaista paperia tai paperikuitua tai puhdasta sellukuitua.
Keksinnön eräässä sovelluksessa syötetään sekoitusprosessiin ainakin yhtenä raaka-aineena tarralaminaattijätettä. Eräässä edullisessa sovelluksessa raakaaine koostuu pääosin tarralaminaattijätteestä. Eräässä sovelluksessa tarralaminaattijäte on muodostettu tarramateriaalista, jonka päälle on järjestetty liimaainekerros, ja liima-ainekerroksen päälle on sovitettu liimakerroksen suojapaperiksi irrokemateriaali, joka on käyttökohteessa helposti irrotettavissa. Eräässä edulli25 sessa sovelluksessa tarramateriaali ja/tai irrokemateriaali sisältää puukuitupohjaista komponenttia ja/tai muovi- tai polymeeripohjaista tai muuta orgaanista komponenttia. Myös erilaisten epäorgaanisten aineiden käyttö on mahdollista. Eräässä sovelluksessa tarra- ja/tai ir30 rokemateriaali on puukuitupohjaista paperia, kartonkia tai vastaavaa. Eräässä sovelluksessa puukuitupohjainen paperi, kartonki tai vastaava sisältää tai on käsitelty muovi- tai polymeeripohjaisella materiaalilla. Eräässä sovelluksessa tarra- ja/tai irrokemateriaali voi olla muodostettu olennaisesti muovi- tai polymeeripohjaisesta materiaalista. Eräässä sovelluksessa irrokemateriaali
20095081 prh 24-03- 2015 sisältää silikonipohjaista komponenttia. Irrokemateriaali on edullisesti silikonoitu.
Eräässä sovelluksessa puumuovikomposiitin valmistuksessa voidaan käyttää valmiita tarralaminaatti5 tuotteita, niistä syntynyttä ja/tai niiden valmistuksessa syntynyttä jätemateriaalia. Lisäksi voidaan käyttää tuotannon hylkymateriaalia sekä kierrätysmateriaalia jatkojalostusvaiheesta tai loppukäyttösovelluksista.
Eräässä sovelluksessa tarralaminaattijäte on peräisin tarralaminaattituotannosta, josta tulee pääasiassa tuotannon hylkyjätettä, rullista leikattua reunanauhajätettä ja rullien pohjia, tarralaminaatin painatuslaitokselta, josta tulee pääasiassa rullien pohjia ja tarrojen ja etikettien stanssauksesta ylijäävää tarramateriaalia se15 kä hylkyjätettä, ja/tai tarralaminaatin loppukäyttäjäasiakkaalta, joka liimaa painetut tarrat ja etiketit tai vastaavat tuotteisiinsa. Loppukäyttäjältä tuleva jäte on pääasiassa irrokemateriaalia, rullien pohjia ja valmiin tuotteen jätettä.
Eräässä sovelluksessa ainakin yhtenä raakaaineena voidaan käyttää erityiskierrätyspaperia, jota ei hyväksytä tavanomaisen kierrätyspaperin joukkoon ja joka voi myös sisältää liima-ainetta, kuten erilaiset katalogit, puhelinluettelot tai vastaavat.
Keksinnön eräässä sovelluksessa murskataan raaka-aine ennalta määrättyyn partikkelikokoon ennen sen johtamista sekoituslaitteeseen. Raaka-aine on järjestetty esim. halutun partikkelikoon omaavaksi silpuksi. Eräässä sovelluksessa raaka-aineen partikkelikoko on edullisesti välillä 1-10 mm.
Keksinnön eräässä sovelluksessa syötetään ainakin yhtä lisäainetta sekoituslaitteeseen. Eräässä sovelluksessa syötetään lisämuovia sekoituslaitteeseen. Lisäaineet ja/tai lisämuovi voidaan syöttää kukin eril35 lisenä tai kaikki yhteisenä syöttönä sekoituslaitteeseen tai ne voidaan yhdistää johonkin raaka-ainesyöttöön ennen sekoituslaitetta.
20095081 prh 24-03- 2015
Eräässä edullisessa sovelluksessa ainakin osa komposiittimateriaaliin käytettävistä lisäaineista, lisämateriaalista ja/tai lisämuovista syötetään esikäsittelyprosessissa, kuten sekoitusprosessissa, raaka5 aineseoksen joukkoon. Eräässä sovelluksessa lisäaineista esim. liukuestoaine, palonestoaine ja adheesionedistäjä voidaan syöttää sekoituslaitteeseen.
Lisämuovina voidaan käyttää neitseellistä tai kierrätysmuovia. Komposiittimateriaalia voidaan valmis10 taa ilman lisämuovia tai lisämuovin kanssa. Eräässä sovelluksessa raaka-aineena käytetään tarralaminaattijätettä, jonka joukkoon lisätään lisämuovina esim. polyolefiinia, polypropeenia, polyeteeniä (HDPE, LDPE) tai muuta sopivaa muovia tai näiden seosta puukomposiittima15 teriaalin valmistamiseksi.
Eräässä sovelluksessa syötetään sekoitusprosessiin lisäaineena materiaalia, joka on valittu joukosta kuitumaiset materiaalit, orgaaniset täyteaineet, epäorgaaniset täyteaineet, jauhemaiset lujitteet, jauhemaiset lisäaineet, talkki, puukuidut, sellukuidut, paperi ja niiden kombinaatiot.
Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna.
Esikäsittelylaitteessa, erityisesti lämmitys25 vaiheen sisältävässä sekoituslaitteessa ja erityisemmin hot-cold-sekoituslaitteessa, aikaansaadaan tarvittavan korkea lämpötila ja laaja kontaktipinta raakaaineen ja kytkentäaineen väliseen reaktioon, jolloin aikaansaadaan erinomainen adheesio raaka-aineen poly30 meeripohjaisten ja kuitupohjaisten ainesosien välille. Lisäksi vesi poistuu tehokkaammin korkeassa lämpötilassa, mikä parantaa adheesiota, sillä vesi häiritsee kytkentäaineen toimivuutta. Keksinnön ansiosta saadaan hyvä adheesio myös ligniinivapaan puukuidun, kytkentä35 aineen ja polymeerin välille.
20095081 prh 24-03- 2015
Keksinnön ansiosta aikaansaadaan homogeeninen komposiittituote ja tuotteelle korkeat mekaaniset ominaisuudet parantuneen adheesion johdosta.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä sekoitus5 laitteelle johdettavan raaka-ainesilpun partikkelikokoa voidaan kasvattaa, koska sekoituslaitteella tapahtuu partikkelien murskaantumista sekoituksen johdosta.
Keksinnöllä saavutetaan teollisesti sovellettavissa oleva helppo, nopea ja käyttökelpoinen tapa kytkentäaineen lisäämiseksi komposiittimateriaalin raaka-aineen joukkoon jo esikäsittelyvaiheessa, edullisesti agglomeraattien valmistusvaiheessa, jolloin komposiittimateriaalin valmistuslaitteistoa voidaan yksinkertaistaa, esim. granulointilaitteen tai lisä15 ekstruuderin osalta.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisten sovellusesimerkkien avulla.
Esimerkki 1
Näissä kokeissa vertailtiin eri menetelmiä kytkentäaineen lisäämiseksi komposiittimateriaalin raaka-aineen joukkoon.
Raaka-aineena käytettiin tarralaminaattijätettä, joka sisälsi sellupohjaista paperikuitua ja muovia.
Kokeissa vertailtiin eri esikäsittelymenetelmiä, kuten hot cold - sekoitusprosessia, esigranuloin30 tiprosessia ja jälkijauhatusprosessia, kytkentäaineen lisäämiseksi komposiittimateriaalin raaka-aineen joukkoon. Esikäsittelymenetelmistä saatuja tuloksia verrattiin komposiittimateriaalin ekstruusiovalmistusprosessista saatuihin tuloksiin, kun kytkentäaine lisät35 tiin suoraan raaka-aineen joukkoon komposiittimateriaalin ekstruusiossa.
Kokeissa havaittiin, että hot-coldsekoitusprosessissa aikaansaatiin onnistuneita sidoksia raaka-aineen ja kytkentäaineen välille sekä erinomainen adheesio raaka-aineen paperikuidun ja muovin välille. Tällöin komposiittimateriaaliin saatiin hyvät mekaaniset ominaisuudet. Esimerkiksi hot-cold prosessia käytettäessä aikaansaatiin hyvä materiaalilujuus komposiittimateriaalille, eräässä kokeessa jopa 55 % parempi materiaalilujuus kuin käytettäessä suoraa ekstruusiota.
20095081 prh 24-03- 2015
Esimerkki 2
Tässä kokeessa valmistettiin komposiittimateriaalin välituotetta, so. agglomeraatteja, hot-cold sekoituslaitteessa, johon kuului lämmitys- ja jäähdytysosat ja sekoitusvälineet. Sekoituslaitteeseen syötettiin raaka-aineseoksena tarralaminaattijätesilppua, joka sisälsi sekä sellupohjaista paperikuitua että muovipohjaista materiaalia. Raaka-aine esikäsiteltiin sekoituslaitteessa välituotteen muodostamiseksi. Sekoituslaitteeseen oli mahdollista syöttää myös lisämuovia ja lisäaineita. Lisäksi kytkentäainetta sekoi25 tettiin raaka-aineen joukkoon sekoituslaitteen lämmitysosassa. Kytkentäaineena käytettiin MAPP:ä. Raakaaine ja kytkentäaine sekoitettiin seokseksi tehokkaan sekoituksen alaisuudessa ja lämmitettiin yli 185 °C lämpötilaan.
Sekoituslaitteessa muodostetut agglomeraatit voidaan varastoida, myydä ja/tai johtaa ekstruuderille tai ruiskuvaluun komposiittimateriaalin valmistamiseksi .
Kokeissa havaittiin, että aikaansaatiin suuri kontaktipinta-ala raaka-aineen ja kytkentäaineen välille tehokkaan sekoituksen ansiosta, jolloin kytkentäaine saatiin tarttumaan hyvin raaka-aineeseen. Ko10 keissa havaittiin, että saavutettiin onnistuneita sidoksia raaka-aineen ja kytkentäaineen sekä erinomainen adheesio raaka-aineen sellukuitujen ja muovin välille sekoituksen ja riittävän korkean lämpötilan ansiosta.
Kokeiden perusteella havaittiin, että keksinnön mukainen menetelmä sopii erityisen hyvin raakaaineen ja kytkentäaineen välisen reaktion aikaansaamiseen ja adheesion lisäämiseen raaka-aineiden eri komponenttien välillä. Kokeiden perusteella havaittiin, että komposiittimateriaalin mekaanisia ominaisuuksia voitiin parantaa, eräässä tapauksessa jopa 30 - 40 %, keksinnön mukaisella menetelmällä, jossa muodostetaan agglomeraatteja ja jossa raaka-aineeseen on lisätty kytkentäaine jo ennen agglomeraattien muodostumista, verrattuna aiemmin käytettyyn esigranulointi- ja ekstruuderitekniikkaan.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erilaisina sovelluksina käytettäväksi mitä erilaisimpien komposiittimateriaalien valmistuksen yhteydessä.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (10)

1. Menetelmä komposiittimateriaalin, joka sisältää puukuitupohjaista ligniinivapaata materiaalia
5 ja polymeeripohjaista materiaalia, valmistamiseksi, johon valmistukseen kuuluu esikäsittelyprosessi raakaaineseoksen muodostamiseksi, tunnettu siitä, että esikäsittelyprosessiin kuuluu hot-cold -sekoituslaite, joka käsittää ainakin lämmitysvaiheen ja jäähdytysvai10 heen, ja jolla aikaansaadaan yli 180 °C lämpötila ja riittävän pitkä viipymäaika, korkeat sekoitusnopeudet ja laaja kontaktipinta-ala aikaansaamaan reaktio raakaaineen ja kytkentäaineen välille ja jossa muodostetaan agglomeraatteja, ja esikäsittelyprosessissa syötetään
15 kytkentäaine ja raaka-aine, joka sisältää puukuitupohjaista ligniinivapaata materiaalia ja polymeeripohjaista materiaalia, hot-cold -sekoituslaitteeseen raakaaineseoksen muodostamiseksi ja järjestetään raakaaineseos hot-cold -sekoituslaitteessa yli 180 °C lämpö20 tilaan adheesion parantamiseksi raaka-aineen kuitupohjaisen ligniininvapaan materiaalin ja polymeeripohjaisen materiaalin välillä kytkentäaineen, lämpötilan ja hotcold -sekoituslaitteen viipymäajan, sekoitusnopeuden ja kontaktipinta-alan avulla ja jäähdytetään raaka-aineseos
25 hot-cold -sekoituslaitteen jäähdytysvaiheessa, johon kuuluu sekoitus, ja muodostetaan agglomeraatteja raakaaineseoksesta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että järjestetään raaka-aineseos
30 sekoituslaitteessa yli 185 °C lämpötilaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään sekoituslaitteeseen pääosin kiinteää raaka-ainetta.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen 35 menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään ainakin yhtenä raaka-aineena kierrätysmateriaalia, joka sisältää puukuitupohjaista ja/tai polymeeripohjaista materiaalia.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään ainakin yhtenä raaka-aineena tarralaminaattijätettä.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen 5 menetelmä, tunnettu siitä, että murskataan raakaaine ennalta määrättyyn partikkelikokoon ennen sen johtamista sekoituslaitteeseen.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään lisä10 muovia sekoituslaitteeseen.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syötetään lisäainetta sekoituslaitteeseen.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen 15 menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään kytkentäaineena orgaanista ainetta, joka sisältää maleiinihapon anhydridejä.
10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kytkentäaine on
20 valittu joukosta MAPE, MAPP, ja niiden seokset.
FI20095081A 2009-01-30 2009-01-30 Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon FI127330B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095081A FI127330B (fi) 2009-01-30 2009-01-30 Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon
US13/147,052 US9254584B2 (en) 2009-01-30 2010-01-29 Process for adding a coupling agent to raw stock
PCT/FI2010/050050 WO2010086506A1 (en) 2009-01-30 2010-01-29 Process for adding a coupling agent to raw stock
EP10735514.1A EP2391490B1 (en) 2009-01-30 2010-01-29 Process for adding a coupling agent to raw stock
CN201080006071.2A CN102300690B (zh) 2009-01-30 2010-01-29 用于向原料中加入偶联剂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095081A FI127330B (fi) 2009-01-30 2009-01-30 Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095081A0 FI20095081A0 (fi) 2009-01-30
FI20095081A FI20095081A (fi) 2010-07-31
FI127330B true FI127330B (fi) 2018-03-29

Family

ID=40329536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095081A FI127330B (fi) 2009-01-30 2009-01-30 Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9254584B2 (fi)
EP (1) EP2391490B1 (fi)
CN (1) CN102300690B (fi)
FI (1) FI127330B (fi)
WO (1) WO2010086506A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI127330B (fi) 2009-01-30 2018-03-29 Upm Kymmene Corp Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon
FI124380B (fi) 2011-11-15 2014-07-31 Upm Kymmene Corp Komposiittituote, menetelmä komposiittituotteen valmistamiseksi ja sen käyttö sekä lopputuote

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102178C2 (de) 1990-02-16 1995-05-24 Menzolit Gmbh Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Halbzeugen und faserverstärktes Halbzeug
AU680094B2 (en) * 1993-12-29 1997-07-17 Eastman Chemical Company Water-dispersible adhesive composition and process
CA2135267C (en) 1994-02-10 2008-02-26 Sadao Nishibori Synthetic wood meal, method and apparatus for manufacturing the same; synthetic wood board including the synthetic wood meal, method and apparatus of extrusion molding therefor
US20040126515A1 (en) * 1995-12-27 2004-07-01 Yarmoska Bruce S. Wood-plastic composite having improved strength
BR9714006A (pt) 1996-12-11 2000-05-09 Boise Cascade Corp Aparelho e método para a formação contìnua de compostos tendo agentes de enchimento e materiais termoativos, e produtos feitos pelo método
US5952105A (en) 1997-09-02 1999-09-14 Xyleco, Inc. Poly-coated paper composites
US20030032702A1 (en) 1997-09-02 2003-02-13 Marshall Medoff Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
ATE251021T1 (de) 1998-05-07 2003-10-15 Ato Bv Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von verbundwerkstoffen aus kunststoff und cellulose fasern
US6409952B1 (en) 1998-11-25 2002-06-25 Crane Plastics Company Limited Partnership Drying and processing cellulosic compounds
US6971211B1 (en) 1999-05-22 2005-12-06 Crane Plastics Company Llc Cellulosic/polymer composite material
CH694364A5 (de) 2000-09-01 2004-12-15 Coperion Buss Ag Verfahren sowie Vorrichtung zum Kühlen einer in einem Schmelzmischkneter aufbereiteten Masse.
ATE454253T1 (de) 2000-09-13 2010-01-15 Homatherm Ag Plattenförmiges formelement auf naturfaserbasis und verfahren zu seiner herstellung
US6936200B2 (en) 2001-05-04 2005-08-30 Chul Park Plastic wood fiber foam structure and method of producing same
AU2002312489A1 (en) 2001-06-15 2003-01-02 International Paper Company Cellulose-polymer composites and related manufacturing methods
JP3085676U (ja) 2001-10-29 2002-05-17 ミサワホーム株式会社 木質様成形品および木質様成形品製造装置
US6743507B2 (en) 2002-06-07 2004-06-01 Rayonier Products And Financial Services Company Cellulose fiber reinforced composites having reduced discoloration and improved dispersion and associated methods of manufacture
DE10304095A1 (de) 2003-01-31 2004-08-12 Vgt-Polycom Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Agglomerats aus holzfaserverstärktem Kunststoff
CA2527325C (en) 2005-11-18 2014-05-06 Mohini M. Sain Manufacturing process for high performance lignocellulosic fibre composite materials
PL1806213T3 (pl) 2005-12-27 2008-09-30 Jakob Friederich Werz Sposób impregnowania wiórów drewnianych
FI126796B (fi) * 2006-10-19 2017-05-31 Upm Kymmene Corp Puukomposiittimateriaali ja menetelmä sen valmistamiseksi
EP1990362A1 (en) 2007-05-09 2008-11-12 Borealis Technology Oy Polyolefin compositions with highly crystalline cellulose regenerate fibers
FI127330B (fi) 2009-01-30 2018-03-29 Upm Kymmene Corp Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon

Also Published As

Publication number Publication date
EP2391490A4 (en) 2013-04-24
CN102300690B (zh) 2015-09-09
CN102300690A (zh) 2011-12-28
WO2010086506A1 (en) 2010-08-05
FI20095081A0 (fi) 2009-01-30
US9254584B2 (en) 2016-02-09
EP2391490A1 (en) 2011-12-07
FI20095081A (fi) 2010-07-31
EP2391490B1 (en) 2014-07-16
US20110294909A1 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3019609C (en) Cellulosic composites comprising wood pulp
Adhikary et al. Dimensional stability and mechanical behaviour of wood–plastic composites based on recycled and virgin high-density polyethylene (HDPE)
CN108407142B (zh) 用于制备塑性组合物的方法
CN110023400B (zh) 分散有纤维素·铝的聚乙烯树脂复合材料及其粒料和成型体以及它们的制造方法
CA2900596C (en) Microstructured composite material, method for the production thereof, moulded articles made hereof and also purposes of use
Baroulaki et al. Preparation and study of plastic compounds containing polyolefins and post used newspaper fibers
FI126796B (fi) Puukomposiittimateriaali ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP6961703B2 (ja) セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、これを用いた成形体及びペレット、これらの製造方法、並びにセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法
JP2017145392A (ja) セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、それを用いた成形体及びペレット、並びに、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法
JP2017145393A (ja) セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、それを用いた成形体及びペレット、並びに、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法
KR20200044004A (ko) 셀룰로오스 섬유 분산 폴리올레핀 수지 복합재, 이를 이용한 펠릿 및 성형체, 그리고 셀룰로오스 섬유 분산 폴리올레핀 수지 복합재의 제조 방법
JP7178183B2 (ja) セルロース・アルミニウム分散ポリエチレン樹脂複合材、これを用いたペレット及び成形体、並びにこれらの製造方法
KR20200044003A (ko) 셀룰로오스 섬유 분산 폴리올레핀 수지 복합재, 이를 이용한 펠릿 및 성형체, 그리고 셀룰로오스 섬유 분산 폴리올레핀 수지 복합재의 제조 방법
Akindoyo et al. Oxidative induction and performance of oil palm fiber reinforced polypropylene composites–effects of coupling agent and UV stabilizer
FI127330B (fi) Menetelmä kytkentäaineen lisäämiseksi raaka-aineen joukkoon
Najafi et al. Effect of thermomechanical degradation of polypropylene on mechanical properties of wood-polypropylene composites
WO2019038869A1 (ja) セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材、これを用いた成形体及びペレット、これらの製造方法、並びにセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法
JP2019210406A (ja) ポリエチレン樹脂組成物及びこれを用いた複合体、並びにポリエチレン樹脂組成物の製造方法
CN114007827B (zh) 用于配混的天然纤维塑料复合前体材料及其制备方法和天然纤维塑料复合产品的制备方法
Kim et al. Interfacial adhesion of pine wood filled PP compounds via effects of volatile extractives
JP2017201030A (ja) セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法
JP2009149744A (ja) Ｆｒｐ粉体を含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法
Metanawin et al. The effects of coupling agents on the mechanical and thermal properties of Eucalyptus flour/HDPE composite
CN114126733A (zh) 分散有纤维的树脂复合材料、成型体以及复合构件
Kahraman et al. Processing and characterization of palm fiber-polypropylene composites

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: UPM-KYMMENE CORPORATION

FG Patent granted

Ref document number: 127330

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B