KR100196687B1 - Thermoplastic resin from lignocellulose - Google Patents

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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B3/00Preparation of cellulose esters of organic acids

Abstract

본 발명은 리그노셀룰로스 물질을 열경화성 방수 접착제 및 복합 물품으로 변환시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for converting lignocellulosic materials into thermoset waterproof adhesives and composite articles.

리그노셀룰로스 물질을 먼저 고압 증기로 처리하여 헤미셀룰로스를 열분해 및 가수분해하여 수용성, 저분자량의 탄수화물과 기타 분해 생성물을 만든다. 리그노셀룰로스 잔류물을 다시 고압증기로 처리하여 셀룰로스를 분해 및 가수 분해하여 수용성, 저분자량 탄수화물과 기타 분해 생성물을 만든다. 이러한 수용성 물질을 열경화성 수지 접착제로서 단독으로 또는 혼합물 형태로 사용하여 열과 압력하에서 방수 결합을 만들 수 있다. 열경화성 접착제는 또한 리그노셀룰로스 물질의 기타 성분들을 결합시키는데 사용되거나, 또는 기타 리그노셀룰로스 물질 또는 비리그노셀룰로스 물질과 함께 사용하여 방수성 복합 물품을 제조할 수 있다.The lignocellulosic material is first treated with high pressure steam to pyrolyze and hydrolyze hemicellulose to produce water-soluble, low molecular weight carbohydrates and other degradation products. The lignocellulosic residue is again treated with high pressure steam to decompose and hydrolyze the cellulose to produce water-soluble, low molecular weight carbohydrates and other degradation products. Such water-soluble materials can be used alone or in the form of a mixture as a thermosetting resin adhesive to create a watertight bond under heat and pressure. Thermosetting adhesives may also be used to bond other components of the lignocellulosic material, or may be used with other lignocellulosic or non-lignocellulose materials to produce a waterproof composite article.

Description

리그노셀룰로스로부터의 열경화성 수지물질 및 복합 물품Thermosetting Resin and Composite Articles from Lignocellulosic

본 발명은 리그노셀룰로스 물질을 열경화성 방수 접착제 및 복합 물품으로 변환시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for converting lignocellulosic materials into thermoset waterproof adhesives and composite articles.

리그노셀룰로스 물질을 먼저 고압 증기로 처리하여 헤미셀룰로스를 열분해 및 가수분해하여 수용성, 저분자량의 탄수화물과 기타 분해 생성물을 만든다. 리그노셀룰로스 잔류물을 다시 고압증기로 처리하여 셀룰로스를 분해 및 가수분해하여 수용성, 저분자량 탄수화물과 기타 분해 생성물을 만든다. 이러한 수용성물질을 열경화성 수지 접착제로서 단독으로 또는 혼합물 형태로 사용하여 열과 압력하에서 방수 결합을 만들 수 있다. 열경화성 접착제는 또한 리그노셀룰로스 물질의 기타 성분들을 결합시키는데 사용되거나, 또는 기타 리그노셀룰로스 물질 또는 비리그노셀룰로스 물질과 함께 사용하여 방수성 복합 물품을 제조할 수 있다.The lignocellulosic material is first treated with high pressure steam to pyrolyze and hydrolyze hemicellulose to produce water-soluble, low molecular weight carbohydrates and other degradation products. The lignocellulosic residue is again treated with high pressure steam to decompose and hydrolyze the cellulose to produce water-soluble, low molecular weight carbohydrates and other degradation products. These water soluble materials can be used alone or in the form of a mixture as a thermosetting adhesive to create a watertight bond under heat and pressure. Thermosetting adhesives may also be used to bond other components of the lignocellulosic material, or may be used with other lignocellulosic or non-lignocellulose materials to produce a waterproof composite article.

본 출원인의 미합중국 특허 제07/524,700호에는 리그노셀룰로스 물질을 원료로하여 복합 물품을 만드는 방법이 개시되어 있다.Applicant's US Patent No. 07 / 524,700 discloses a method of making a composite article from lignocellulosic material.

이 방법은 먼저 리그노셀룰로스 물질을 고압증기 처리하여 헤미셀룰로스를 저분자량 탄수화물인 수용성 물질로 분해 및 가수분해하고, 그런다음 그 수용성 물질을 열경화성 접착제로 이용하여 리그노셀룰로스의 기타 성분을 인 시류 결합시켜 열 및 압력하에서 재구성된 복합 물품으로 만드는 것을 포함한다. 수용성 물질은 결합제 및 충전제 둘다로 작용하여 기계적 강도가 뛰어나고 치수 안정성이 우수한 복합 물품이 제조된다. 이와같이 해서 이 방법은 경제적 및 공업 기술적인 면에서, 결합하는데 페놀과 우레아포름알데히드와 같은 열경화성 합성수지 접착제가 필요한 종래 방법보다 뛰어나다.This method first decomposes and hydrolyzes lignocellulosic material by autoclaving to hemicellulose into a water-soluble substance that is a low molecular weight carbohydrate, and then uses the water-soluble substance as a thermosetting adhesive to bind other components of lignocellulosic phosphorus To make the composite article reconstituted under heat and pressure. The water soluble material acts as both a binder and a filler to produce a composite article having good mechanical strength and excellent dimensional stability. In this way, this method is superior in economical and technical terms to conventional methods that require thermosetting synthetic adhesives such as phenol and urea formaldehyde to bind.

본 발명은 리그노셀룰로스 물질로부터 열경화성 수지 접착제를 추출해내고 이 리그노셀룰로스 물질을 복합 물품으로 변화시키는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 목질 또는 비목질의 모든 리그노셀룰로스 물질에 이용할 수 있다. 이와같이 얻은 열경화성 접착제는 리그노셀룰로스 및 비리그노셀룰로스 물질을 결합시키는 우수한 특성을 가지고 있어 방수결합을 이룰 수 있다.The present invention relates to a method of extracting a thermosetting resin adhesive from lignocellulosic material and converting the lignocellulosic material into a composite article. This method can be used for all lignocellulosic materials, either woody or non-woody. The thermosetting adhesive thus obtained has excellent properties of binding lignocellulosic and non-lignocellulose materials to achieve waterproof bonding.

먼저 리그노셀룰로스 물질의 헤미셀룰로스를 고압증기로 분해 및 가수분해하여 오탄당과 육탄당, 당 중합체, 푸르푸랄, 탈수 탄수화물, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량 수용성 수지 물질을 제조한다. 이러한 수용성 물질은 추출되고 농축되어 열경화성 수지 접착제로 사용될 수 있다. 열 및 압력하에서 수용성 수지물질은 중합, 가교결합 및 열경화되어 끓는 물에 대한 내성을 가진 방수 결합을 이룰 수 있다.First, hemicellulose of lignocellulosic material is decomposed and hydrolyzed by high pressure steam to prepare a low molecular weight water soluble resin material selected from the group consisting of pentose sugar, hexose sugar, sugar polymers, furfural, dehydrated carbohydrates, organic acids and other decomposition products. This water soluble material can be extracted and concentrated to be used as a thermosetting adhesive. Under heat and pressure, the water-soluble resinous material can be polymerized, crosslinked and thermoset to form a waterproof bond that is resistant to boiling water.

수용성 물질이 추출된 리그노셀룰로스 잔류물을 다시 두번째로 고온증기 처리하여 셀룰로스를 열분해 및 가수분해하여 육탄당과 오탄당, 당 중합체, 히드록시 메틸 푸르푸랄, 푸르푸랄, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로 부터 선택된 저분자량 수용성 물질로 만든다. 이러한 수용성 물질들은 추출 및 농축하여, 단독으로 또는 헤미셀룰로스 가수분해로부터 추출된 수용성 물질과 혼합하여 열경화성수지 접착제로서 사용될 수 있다. 리그닌은 또한 고압증기 처리시에 열분해 및 가수분해하여 저분자량 리그닌과 리그닌 생성물이 얻어진다. 부수적으로 수용성 수지 물질에는 항상 소량의 이러한 리그닌 분해 생성물이 들어있다.Secondly, the lignocellulosic residue from which the water-soluble substance was extracted was subjected to high temperature steaming to pyrolyze and hydrolyze the cellulose to form hexose and pentose sugars, sugar polymers, hydroxy methyl furfural, furfural, organic acids and other decomposition products. Low molecular weight water-soluble materials selected from These water soluble substances can be extracted and concentrated, used alone or in combination with water soluble substances extracted from hemicellulose hydrolysis, to be used as thermosetting resin adhesives. Lignin is also pyrolyzed and hydrolyzed during autoclaving to yield low molecular weight lignin and lignin products. Incidentally, the water soluble resinous material always contains a small amount of such lignin decomposition products.

리그노셀룰로스 물질로부터 복합 물품을 만드는 종래의 방법에서는 열경화성 수지 결합제가 결합에 필요하다.In conventional methods of making composite articles from lignocellulosic materials, thermosetting resin binders are required for bonding.

열경화성 수지 결합제는 일반적으로 리그노셀룰로스 물질을 원료로하는 복합 물품에 가장 통상적으로 사용되는 합성수지인 우레아-포름알데히드와 페놀-포름알데히드와 같은 석유화학제품으로부터 합성된다. 이러한 합성수지 결합제는 재생 불능의 석유화학제품으로부터 얻어지기 때문에 천연자원이 고갈됨에 따라 점점 더 비싸진다. 따라서 열경화성 접착제용 공급 원료로서 재생가능한 리그노셀룰로스 물질을 사용하는 것은 종래방법에 비해 공업기술적 및 경제적으로 우수하기 때문에 제조업자에게 매우 흥미가 있다.Thermosetting binders are generally synthesized from petrochemicals such as urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde, the most commonly used synthetic resins in composite articles based on lignocellulosic materials. Since these synthetic binders are obtained from non-renewable petrochemicals, they become more expensive as natural resources are depleted. Therefore, the use of renewable lignocellulosic materials as feedstock for thermosetting adhesives is of great interest to manufacturers because they are technically and economically superior to conventional methods.

리그노셀룰로스 물질의 헤미셀룰로스 부분으로부터 얻은 수용성 탄수화물을 접착제로 이용하는 것은 나무조각으로 경질보드를 만들기 위해, 메이슨이 그의 방법 메이스나이트(Masonite)(미합중국 특허 2-1,578,609호, 1,824,221호 및 제2,303,345호)을 특허받은 후인 1930년대에 처음 나왔다. 메이스나이트 방법에는 리그닌을 리그노셀룰로스 물질로부터 분리해내고, 헤미셀룰로스를 가수분해하고 수용성이 되도록하기 위해, 고압증기로 나무조각을 처리하는 것이 포함된다. 증기처리 끝부분에서, 조각을 섬유와 섬유다발로 만드는 폭발을 하면서, 처리된 나무조각을 고압 건(gun)으로 부터 방출한다. 수용성 물질은 물로 용출되어 분리되고 셀룰로스와 리그닌이 들이 있는 잔류섬유는 경질보드로 가공된다. 메이스나이트는 결합에 있어 천연 리그닌에 좌우된다. 수용성 물질은 메이스노이드(Masonoid)라는 상표명으로 부산물로서 별도로 처리된다.The use of water-soluble carbohydrates from the hemicellulose portion of lignocellulosic material as an adhesive may be used by Mason to manufacture hard boards of wood, such as Masonite (US Pat. Nos. 2-1,578,609, 1,824,221 and 2,303,345). It first appeared in the 1930s after patenting. The mayiteite method involves treating wood chips with high pressure steam to separate the lignin from the lignocellulosic material and to hydrolyze the hemicellulose and make it water soluble. At the end of the steaming process, the pieces of wood are expelled from the high pressure gun, with an explosion that turns the pieces into fibers and fiber bundles. The water-soluble substance is eluted with water to separate and the remaining fibers with cellulose and lignin are processed into hardboard. Mace knight depends on natural lignin in binding. Water-soluble substances are treated separately as by-products under the trade name Maconoid.

알. 보엠(R. Boehm)에 특허권이 부여된 미합중국 특허 제2,224,135호에서, 경질보드 제조시의 수용성 부사\산물인 메이스노이드가 알데히드, 알코올 및 유기산을 제조하는데 사용된다. 이 특허는 또한 이와같이 얻은 수용성 물질을 더 농축하여 수용성 접착제로 사용할 수 있다고 언급하고 있다. 메이스노이드를 수용성 접착제로 사용하는 것은 또한 1949년과 1950년에 각각 더블유. 쇼엘에게 특허된 미합중국 특허 제2,643,953호와 제2,716,613호에도 교시되어 있다. 이 특허들에는 이러한 수용성 물질이 접착성을 지니고 있다고 언급하고 있지만 접착제로 사용하는데 완전히 만족스럽지는 않다고 밝혀졌다.egg. In U.S. Patent No. 2,224,135, to which R. Boehm is granted a patent, maynoid, a water-soluble adverb / product in the manufacture of hard boards, is used to prepare aldehydes, alcohols and organic acids. The patent also mentions that the water soluble materials thus obtained can be further concentrated and used as water soluble adhesives. The use of maceoids as water-soluble adhesives was also W. in 1949 and 1950, respectively. US Pat. Nos. 2,643,953 and 2,716,613 are also taught. These patents mention that these water-soluble materials are adhesive, but have been found to be not completely satisfactory for use as adhesives.

그 한가지 이유는 이러한 수용성 물질이 바람직스럽지 못하게 흡습성이 있고 따라서 접착제로 이용할 때 그것들로 형성된 결합이 다소 불안정하다는 것이다. 고습도하에서 이러한 수용성 물질로 형성된 접착제 결합은 공기로부터 습기를 흡수하여 접착제 결합을 약화시키고, 반며에 저습도 하에서는 이러한 수용성 물질로 형성된 접착제 결합이 습기를 잃어버려 약화된다. 습기를 흡수할 때 이러한 수용성 물질로 형성된 접착제 결합은 녹아버리는 경향이 있고, 반면에 습기 손실은 결합을 경화시켜 깨지기 쉬운 상태가 된다(미합중국 특허 제2,643,953호, Col.1, 25-35줄).One reason is that these water soluble materials are undesirably hygroscopic and therefore the bonds formed from them when used as adhesives are somewhat unstable. Adhesive bonds formed from such water-soluble materials under high humidity absorb moisture from the air, weakening the adhesive bonds, while under low humidity, adhesive bonds formed from such water-soluble materials lose moisture and weaken. When absorbing moisture, adhesive bonds formed from these water-soluble materials tend to melt, while moisture loss hardens the bonds, leaving them brittle (US Pat. No. 2,643,953, Col. 1, lines 25-35).

보엠과 쇼엘은, 헤미셀룰로스를 적절하게 열분해 및 가수분해하면 이러한 수용성 물질은 자연적으로 열경화될 수 있고 방수 접착제로 사용될 수 있음을 깨닫지 못했다. 대신에, 보엠과 쇼엘의 특허에 따르면 메이스노이드는 수용성 접착제로서만 사용될 수 있다. 그들은 수용성 물질의 결합 특성을 인식하지 못했기 때문에 그들의 특허는 수용성 접착제 결합의 발생을 교시하고 있을 뿐이다. 수용성 접착제는 제한적으로만 상업적으로 이용된다.Boehm and Schoell did not realize that, when properly pyrolyzed and hydrolyzed hemicellulose, these water-soluble substances could naturally be thermally cured and used as waterproof adhesives. Instead, the maceoid can only be used as a water soluble adhesive, according to Boem and Shoel's patents. Because they did not recognize the binding properties of water soluble materials, their patents only teach the occurrence of water soluble adhesive bonds. Water soluble adhesives are only commercially available on a limited basis.

본 발명에 따라 행한다면 헤미셀룰로스 가수분해로 생겨나는 수용성 물질이 열경화될 수 있다는 것을 보엠과 쇼엘이 인식하지 못한것은 메이스나이트 방법의 논리적인 전개 때문이다. 메이스나이트 방법은, 메이스나이트 방법에서 메이스노이드로 제거되는 수용성 물질이 아니라 천연 리그닌을 결합제로 이용한다. 수용성 물질을 제거하는 것은 보드 물품을 만드는 메이스나이트 방법의 중요한 특성인데, 이것은 이러한 수용성 물질이 있으면 목적 생성물을 감성(減成)하기 때문이다. 보엠과 쇼엘은 이러한 수용성 물질이 열경화될 수 있다는 것을 인식하지 못했거나 또는 메이스나이트 방법에서 부산물로 얻어지는 수용성 물질로부터 열경화성 결합을 만들려고 시도하지 않았고 그러한 방수성 결합이 가능하지 않다고 발견한 것으로 보인다. 메이스나이트 방법에서 열가수분해의 정도는 열경화성 방수결합을 만드는데 요구되는 필요 수용성 물질을 제조하는데 적절하지 못했을 것같다. 본 발명이 교시하는 것처럼, 일정하고 특정한 리그노셀룰로스 공급원료와 관련하여, 온도와 시간의 매우 특정한 조합만이 필요한 가수분해와 열경화성 결합에 필요한 어떤 분해 생성물을 함유한, 결과의 수용성 물질을 만들 수 있다.It is because of the logical development of the maye night process that Bohm and Schöll did not realize that the water-soluble substance resulting from hemicellulose hydrolysis can be thermally cured if done according to the present invention. The mayiteite method utilizes natural lignin as a binder, not a water-soluble substance which is removed by the maceoid in the mayiteite method. Removing the water soluble material is an important characteristic of the maye knight method of making board articles, since the presence of such water soluble material will sensitize the desired product. Boehm and Schoell did not recognize that such water-soluble materials could be thermoset, or they did not attempt to make thermosetting bonds from water-soluble materials obtained as a by-product from the Maynite method and found that such waterproof bonds were not possible. The degree of thermal hydrolysis in the mayeite process may not have been adequate to produce the necessary water soluble materials required to make thermosetting waterproof bonds. As the present invention teaches, with respect to a constant and specific lignocellulosic feedstock, only a very specific combination of temperature and time can produce the resulting water soluble material that contains any decomposition products required for hydrolysis and thermosetting bonding. have.

탄수화물은 과거에 페놀수지와의 공동반응물질로서 뿐만아니라 접착제의 유일한 성분으로 연구되어 왔다. 미합중국 특허 제1,593,342호, 제1,801,953호 및 제1,868,216호에서 메이그스는 페놀 탄수화물 조합체로 몇몇 최초의 작업을 행하였다. 이 반응에서 산과 염기성 촉매 둘다가 사용되었고 후에 아닐린 또는 지방족 음이온과의 반응이 포함되었다.Carbohydrates have been studied in the past not only as co-reactants with phenolic resins, but also as the sole component of adhesives. In US Pat. Nos. 1,593,342, 1,801,953, and 1,868,216, Mages did some initial work with phenol carbohydrate combinations. Both acid and basic catalysts were used in this reaction and later included reactions with aniline or aliphatic anions.

창(Chang)과 코노넨코(Kononenko)(Adhesives Age, July 1962:36-40)는 수크로스가 염기성 조건하에서 페놀과 반응하는 접착제 시스템을 개발하였다.Chang and Kononenko (Adhesives Age, July 1962: 36-40) developed an adhesive system in which sucrose reacts with phenol under basic conditions.

이렇게 얻은 접착제는 외부 합판제조에 적합하다고 한다. 미합중국 특허 제4,048,127호에서 기븐스(Gibbons)와 원돌로스키(Wondolowski)는 탄수화물-우레아-페놀 반응 생성물이 중성화되고 포름알데히드와 더 반응하여 합판용 염기성 접착제를 형성하는 가용성 액체 접착제를 제조하였다.The adhesive thus obtained is said to be suitable for the manufacture of external plywood. In US Pat. No. 4,048,127, Gibbons and Wondolowski produced a soluble liquid adhesive in which the carbohydrate-urea-phenol reaction product was neutralized and further reacted with formaldehyde to form a basic adhesive for plywood.

더욱 최근에는 미합중국 특허 제4,107,370호, 제4,183,997호 및 제4,375,194호에서 스토프코는 리그노셀룰로스 물질을 결합하기 위한 방수 접착제로 수크로스와 스타아치를 포함하여 각종 탄수화물원과 산성 촉매를 사용한 시스템을 제안하였다. 이 특허중 하나에는 또한 슈가-스타치 접착제를 방수성 결합으로 변환시키기 위해 밀봉된 프레스하에서 생증기를 사용하는 것이 교시되어 있다. 대조적으로, 본 발명은 5탄당과 6탄당, 당 중합체, 푸르푸랄, 탈수 탄수화물, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지고, 어떤 리그노셀룰로스 물질의 헤미셀룰로스 및 셀룰로스 가수분해로도 추출되는 수용성 물질을 이용한다. 어떤 화학적 변성 또는 촉매없이, 소량의 리그닌 분해 생성물과 함께 이러한 추출된 수용성 물질은 노축된 형태로, 리그노셀룰로스와 비-리그노셀룰로스 물질을 결합시키기 위한 열경화성 방수수지 접착제로 사용될 수 있다. 또한 제위치에서 리그노셀룰로스의 기타 성분을 결합시키고 부피를 크게하는 수용성 물질을 이용하거나, 또는 기타 리그노셀룰로스 물질과 함께, 가수분해된 리그노셀룰로스를 더 처리하여 기계적 강도가 뛰어나고 치수 안정성이 우수한, 재구성된 복합 물품을 제조할 수 있다.More recently, in US Pat. Nos. 4,107,370, 4,183,997 and 4,375,194, Storco proposed a system using various carbohydrate sources and acid catalysts, including sucrose and starch, as a waterproof adhesive for bonding lignocellulosic materials. It was. One of these patents also teaches the use of live steam under a sealed press to convert sugar-starch adhesives into waterproof bonds. In contrast, the present invention utilizes a water-soluble substance consisting of pentasaccharide and hexasaccharide, sugar polymers, furfural, dehydrated carbohydrates, organic acids and other degradation products and extracted with hemicellulose and cellulose hydrolysis of any lignocellulosic material. . Without any chemical denaturation or catalyst, these extracted water soluble materials, together with small amounts of lignin degradation products, can be used in the preserved form as a thermosetting waterproofing resin adhesive for bonding lignocellulosic and non-lignocellulose materials. In addition, by using a water-soluble material that binds and bulkens other components of lignocellulosic in situ, or in combination with other lignocellulosic materials, hydrolyzed lignocellulosic is further treated to provide excellent mechanical strength and excellent dimensional stability. The reconstituted composite article can be prepared.

본 발명의 구체예는 다음 실시예에서 설명되고 상세히 예시될 것이다.Embodiments of the present invention will be described and illustrated in detail in the following examples.

[실시예 1]Example 1

약 7%의 수피물질과 16%의 수분함량이 들어 있는 백색 가문비나무와 잭소나무 제재용 톱 잔류물을 해머밀로 분쇄하여 6.4mm(1/4 인치) 스크린을 통과하도록 한 다음 지속시간을 달리하여 여러 증기온도로 처리하였다. 총 15개의 배치의 잔류물을 1/2 내지 11분 동안 215 내지 260℃의 온도로 상이한 4가지 고압증기로 처리하였다. 증기처리후, 처리된 분쇄 잔류물을 온수로 세척하고 용리액을 진공하에서 증발시켜 액체수지 접착제로서 약 50% 고형분 농도가 되도록 하였다. 액체 수지 접착제는 pH가 약 2.8 내지 4.3인 암갈색이었다. 액체 수지는 점도가 낮아 분무하기가 용이하였다.White spruce and jack pine sawdust residues containing about 7% bark and 16% moisture are crushed with a hammer mill and passed through a 6.4 mm (1/4 inch) screen, Treatment was at various steam temperatures. A total of 15 batches of residue were treated with four different high pressure steams at a temperature of 215-260 ° C. for 1 / 2-11 minutes. After steaming, the treated milled residue was washed with warm water and the eluent was evaporated under vacuum to a concentration of about 50% solids as a liquid resin adhesive. The liquid resin adhesive was dark brown with a pH of about 2.8 to 4.3. The liquid resin was low in viscosity and easy to spray.

포플라 웨이퍼(약 길이가 38mm, 두께가 0.7mm, 너비가 6 내지 50mm)를 6% 액체 접착제(O.D웨이퍼 중량기준 고형분)로 분무하였다. 분무후 매트를 만들기 전에 웨이퍼를 수분 함량이 약 3-5%가 될 때까지 건조시켰다. 밀도가 약 660kg/m3인 총 38개의 웨이퍼보드(60×60×1.11cm)를 하나의 압착 조건(230℃ 온도, 12분, 35kg/cm2폐쇄 압력)으로 만들었다.Poplar wafers (about 38 mm long, 0.7 mm thick, 6-50 mm wide) were sprayed with a 6% liquid adhesive (solids by weight of OD wafer weight). The wafers were dried until the moisture content was about 3-5% before making the mat after spraying. A total of 38 waferboards (60 × 60 × 1.11 cm) with a density of about 660 kg / m 3 were made under one compression condition (230 ° C. temperature, 12 minutes, 35 kg / cm 2 closing pressure).

시험결과는 다음의 표 1에 요약하였다. 캐나다 표준 CAN-0 437.0-M86도 비교하기 위해 포함시켰다.The test results are summarized in Table 1 below. Canadian standard CAN-0 437.0-M86 was also included for comparison.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

[실시예 2]Example 2

본 실시예에서는 생성된 열경화성 수지 접착제의 질(質)에 관련한 공급물질의 입자크기와 입자형상을 나타낸다. 약 25%의 수분을 함유한 어린 포플라나무 칩을 두개의 동일부분 A와 B로 나누었다. 그러나 B부분의 칩은 증기처리전에 해머밀로 분쇄하여 6.4mm 스크린을 통과시켰다. 그런다음 부분 A와 B 둘다를 230℃에서 3분간 고압증기처리하였다. 액상 수지 접착제를 추출하고 처리된 포플라나무 칩과 입자와 분리하여 농축하였다. 동일 조건하에서 포플라나무 A와 B에서 추출된 수지 접착제로 6개의 웨이퍼보드로된 2개의 배치(batch)를 제작하였다. 다음의 표 2에서는 같은 제조조건으로 처리하여 같은 원료인 포플라 칩에서 추출된 것보다 해머밀로 처리된 포플라 입자에서 추출된 수지 접착제가 더 좋다는 것을 표시한 시험결과를 나타낸다.In this example, the particle size and particle shape of the feed material are shown in relation to the quality of the resulting thermosetting resin adhesive. The young poplar chips containing about 25% moisture were divided into two equal parts A and B. However, the chip in part B was crushed with a hammer mill before steaming and passed through a 6.4 mm screen. Both parts A and B were then autoclaved at 230 ° C. for 3 minutes. The liquid resin adhesive was extracted and concentrated separately from the treated poplar chips and particles. Under the same conditions, two batches of six wafer boards were made with resin adhesives extracted from poplar trees A and B. Table 2 below shows the test results indicating that the resin adhesive extracted from the poplar particles treated with the hammer mill is better than that extracted from the same raw material, the poplar chip.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 3]Example 3

본 실시예는 수지 접착제의 추출시 나무껍질의 사용에 대해 명시한다. 약 53% 수분을 함유한 약 12% 목질을 가진 어린 백송껍질을 해머밀로 분쇄하여 6.4mm 스크린을 통과시킨 후 230℃에서 5분간 고압증기로 처리하였다. O.D 껍질 중량으로 약 16%인 액상 수지를 증기처리된 껍질에서 추출하고 48% 고형성분을 가진 액상 수지로 농축하였다. 껍질수지는 pH3.2이며, 암갈색의 색을 가졌다. 8% 수지 고형분을 가진 세개의 균질의 입자보드를 제조하고 40kg/cm 의 압력으로 230℃에서 10분간 가온가압 하였다. 시험결과를 표 3에 개시한다.This example specifies the use of the bark in the extraction of the resin adhesive. The young white pine bark with about 12% wood containing about 53% moisture was ground with a hammer mill and passed through a 6.4 mm screen and treated with high-pressure steam at 230 ° C. for 5 minutes. A liquid resin, about 16% by weight of O.D shell, was extracted from the steamed shell and concentrated to a liquid resin with 48% solids. The shell resin was pH 3.2 and had a dark brown color. Fabricate three homogeneous particle boards with 8% resin solids and weigh 40kg / cm It was heated and pressurized at 230 ° C. for 10 minutes. The test results are shown in Table 3.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[실시예 4]Example 4

수크로스를 사탕수수설탕 생성물에서 추출한 후 남는 사탕수수바가스 경작 잔류물 즉 과육질 잔류물로부터의 수지접착제 추출을 본 실시예에서 명시한다. 약 14% 수분을 함유한 바가스를 220℃에서 7분간 고압증기 처리하였다. O.D 바가스 중량으로 약 12%인 수지 고형분을 추출하고 약 52% 고형분 성분을 가지도록 액상 접착제로 농축하였다. 건조된 바가스 섬유에 8% 액상 접착제를 분무하고 230℃에서 10분간 가압하여 여러가지 보드밀도를 가진 균질한 입자 보드(600×600×12.5mm)를 생성하였다. 세개의 바가스 입자보드의 시험결과를 다음의 표 4에 요약하였다.Resin adhesive extraction from sugarcane bargas cultivation residues, ie, fleshy residues, remaining after extraction of sucrose from sugarcane sugar products is specified in this example. Vargas containing about 14% moisture was autoclaved at 220 ° C. for 7 minutes. The resin solids, about 12% by weight of O.D Vargas, were extracted and concentrated with a liquid adhesive to have about 52% solids components. 8% liquid adhesive was sprayed onto the dried Vargas fibers and pressurized at 230 ° C. for 10 minutes to produce a homogeneous particle board (600 × 600 × 12.5 mm) having various board densities. The test results of the three Vargas particle boards are summarized in Table 4 below.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[실시예 5]Example 5

열경화성 접착물의 생성을 위한 원료로 다른 경작부산물인 밀짚(wheat straw)의 사용을 본 실시예에서 명시힌다. 건조밀짚을 약 20cm길이로 잘라 240℃에서 2분간 고압증기로 처리하였다. 짚중량으로 약 14%인 수용성 물질을 추출하고 약 49% 고형분을 가진 액상 접착제로 농축하였다.The use of another agricultural by-product, straw straw, as a raw material for the production of thermosetting adhesives is specified in this example. The dried straw was cut to about 20 cm in length and treated with high pressure steam at 240 ° C. for 2 minutes. About 14% water soluble material was extracted by straw weight and concentrated to a liquid adhesive with about 49% solids.

2mm보다 더 작은 미세한 가문비나무 입자를 10% 액상 접착제로 분무하였다. 2m 내지 6mm 사이의 더 큰 입자를 8% 고형분의 액상 접착제로 분무하였다. 3층 구조의 세개의 입자보드(600×600×12.5m)를 표면층은 미세한 입자로, 심부는 거친 입자로 형성하였다. 모든 보드의 목표밀도값을 770kg/M 로 하고 모든 보드를 230℃에서 각각 8, 10, 12분간 가온가압하였다. 시험결과를 다음의 표 5에 요약하였다.Fine spruce particles smaller than 2 mm were sprayed with 10% liquid adhesive. Larger particles between 2 m and 6 mm were sprayed with a liquid adhesive of 8% solids. Three particle boards (600 × 600 × 12.5m) having a three-layer structure were formed of fine particles and deep particles of coarse particles. 770kg / M target density for all boards All boards were heated and pressurized at 230 ° C. for 8, 10 and 12 minutes, respectively. The test results are summarized in Table 5 below.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[실시예 6]Example 6

약 7% 수피(樹皮) 물질 및 약 70%의 수분을 함유한 어린 자작나무칩을 230℃에서 5분간 고압증기로 처리하였다. 칩을 물로 두번 세정하고 가능한한 많은 추출물을 추출하기 위해 압착하였다. 추출물을 진공에서 증발시켜 약 3% 고형분을 함유한 액상 접착제로 농축하고 고체상태의 미세분말로 동결 건조하였다.Young birch chips containing about 7% bark material and about 70% moisture were treated with high-pressure steam at 230 ° C. for 5 minutes. The chips were washed twice with water and pressed to extract as much extract as possible. The extract was evaporated in vacuo, concentrated to a liquid adhesive containing about 3% solids and lyophilized to a fine solid powder.

이 미세분말 수지 접착제는 다루기 쉽고 포장 및 저장할 수 있다. 먼저 포플라 웨이퍼를 1% 용융슬랙왁스(slack wax)로 분무하고 다음에 4% 수지분말로 분무하였다. 세개의 웨이퍼보드를 세가지의 다른 가압시간 8, 10,12분 동안 34kg/cm 의 압력하에, 230℃의 가압온도로 분말상태의 접착제로 만들었다. 이들 세개의 웨이퍼 보드의 시험결과를 표 6에 개시하였다.This micropowder resin adhesive is easy to handle and can be packaged and stored. Poplar wafers were first sprayed with 1% slack wax and then 4% resin powder. Three waferboards with 34kg / cm for three different press times 8, 10 and 12 minutes Under the pressure of, it was made into a powdery adhesive at a pressurization temperature of 230 ° C. Table 6 shows the test results of these three wafer boards.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

[실시예 7]Example 7

산 촉매와 함께 낮은 증기온도를 사용하여 칩 중량으로하여 거의 같은 비율로 아스펜과 자작나무의 혼합물로부터 헤미셀룰로스를 수용성 탄수화물 수지물질로 가수분해하는 것을 본 실시예는 명시하고 있다.This example specifies that hydrolysis of hemicellulose into a water-soluble carbohydrate resin material from a mixture of aspen and birch in about the same proportions by chip weight using a low vapor temperature with an acid catalyst.

아스펜과 자작나무 칩의 신선한 혼합물을 두개의 배치로 나누었다. 한 배치를 24시간 동안 0.4% 황산용액에 담그고 150℃에서 25분간 증기로 찐다. 다른 배치를 산의 첨가없이 3그룹으로 나눠 각 그룹을 또한 150℃에서 각각 60, 120, 180분간 증기로 찐다.The fresh mixture of aspen and birch chips was divided into two batches. One batch is immersed in 0.4% sulfuric acid solution for 24 hours and steamed at 150 ° C. for 25 minutes. The other batch was divided into three groups without the addition of acid and each group was also steamed at 150 ° C. for 60, 120 and 180 minutes respectively.

수용성 물질을 아스펜과 자작나무가 혼합된 칩으로된 2개의 처리 배치로부터 추출하고 약 46% 고형분을 가진 수지물질로 농축하였다.The water soluble material was extracted from two treatment batches of chips mixed with aspen and birch and concentrated to a resinous material with about 46% solids.

웨이퍼 보드 결합에 사용하기 전에 산촉매 칩에서 얻어진 액상 수지접착제를 수산화나트륨으로 pH3.0으로 조절하였다.The liquid resin adhesive obtained from the acid catalyst chip was adjusted to pH 3.0 with sodium hydroxide prior to use in wafer board bonding.

12개의 웨이퍼 보드를 두개의 배치의 칩에서 유래된 4개의 수지 접착제로 제조하였다.Twelve wafer boards were made with four resin adhesives derived from two batches of chips.

모든 웨이퍼 보드의 수지함량은 6%이었다. 가압온도는 12분간 230℃이었다. 결과를 다음의 표 7에 요약하였다.The resin content of all wafer boards was 6%. Pressurization temperature was 230 degreeC for 12 minutes. The results are summarized in Table 7 below.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

[실시예 8]Example 8

앞에서 가수분해된 리그노셀룰로스 물질로부터 수용성 수지물질의 추출을 본 실시예에 개시한다.Extraction of the water-soluble resinous material from the previously hydrolyzed lignocellulosic material is disclosed in this example.

앞에서 가수분해된 리그노셀룰로스 물질은 헤미셀룰로스와 수용성 물질을 소량 함유한 셀룰로스와 리그닌 생성물로 구성된다.The previously hydrolyzed lignocellulosic material consists of cellulose and lignin products containing small amounts of hemicellulose and water-soluble substances.

고압증기로 처리하고 가수분해된 헤미셀룰로스에서 수용물을 추출한 후, 실시예 2에서의 포플라입자 잔류물을 0.4% 황산용액으로 분무하였다. 잔류물의 산함량은 잔류물의 O.D 중량을 기준으로하여 약 1.2%이었다.After treatment with high pressure steam and extraction of the water from the hydrolyzed hemicellulose, the poplar particle residue in Example 2 was sprayed with 0.4% sulfuric acid solution. The acid content of the residue was about 1.2% based on the O.D weight of the residue.

산을 가득 머금은 잔류물을 210℃에서 14분간 증기로 쪄서 셀룰로스의 가수분해로 수용성 수지물질이 생성되게 하였다.The acid-laden residue was steamed at 210 ° C. for 14 minutes to produce water-soluble resinous material by hydrolysis of cellulose.

리그노셀룰로스 잔류물의 O.D 중량으로 해서 약 32%인 수용성 물질을 얻었다. 액상수지를 가용성 염기인 NaOH로 pH3.0으로 조절하고 약 48%의 고체함량을 가지도록 액상수지 접착제로 농축하였다. 세개의 포플라 웨이퍼 보드를 액상 수지 접착제 6% 분사로 제조하였다. 시험결과를 다음의 표 8에 요약하였다.O.D weight of the lignocellulosic residue gave about 32% water soluble material. The liquid resin was adjusted to pH 3.0 with soluble base NaOH and concentrated with liquid resin adhesive to have a solids content of about 48%. Three poplar wafer boards were made with a 6% spray of liquid resin adhesive. The test results are summarized in Table 8 below.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[실시예 9]Example 9

증기처리후 같은 리그노셀룰로스 물질에서 생성될 수 있는 열경화성 접착제와 복합패널 물품에 있어서 방법의 다양성을 본 실시예에서 명시한다.The variety of methods for thermosetting adhesive and composite panel articles that can be produced in the same lignocellulosic material after steaming is specified in this example.

녹색포플라 칩을 245℃에서 90초간 고압증기로 처리하였다. 증기처리후 칩의 O.D 중량으로 약 6%인 수용성 물질을 고온수 추출물로 추출하고 약 50% 고체성분으로 농축하고 수지 접착제를 사용하여 웨이퍼 보드를 제조하였다. 그리고나서 잔류칩을 20% 녹색포플라 칩과 함께 혼합하여 디스크 정련기로 정련하여 중간 밀도의 섬유보드 제조를 위해 섬유를 생성하였다.The green poplar chip was treated with high pressure steam at 245 ° C. for 90 seconds. After steaming, the water-soluble substance having about 6% by weight of the O.D of the chip was extracted with hot water extract, concentrated to about 50% solids, and a wafer board was prepared using a resin adhesive. Then, the remaining chips were mixed with 20% green poplar chips and refined with a disk refiner to produce fibers for producing a medium density fiber board.

증기처리된 결합용 섬유 물질에 충분한 수지물질이 남아 있어 어떤 접착제로 첨가되지 않았다. 웨이퍼 보드와 MDF에 대한 실험결과를 다음의 표 9에 요약하였다.Sufficient resin material remained in the steamed bonding fiber material and was not added with any adhesive. The experimental results for the wafer board and the MDF are summarized in Table 9 below.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

[실시예 10]Example 10

포플라칩의 헤미셀룰로스와 셀룰로스에서 유래된 수용성 수지물질의 혼합물의 사용을 본 실시예에서 개시한다. 실시예 2와 8에서 수집된 수용성 수지 접착제를 pH2.7로 조절된 산도를 가지도록 하여 수지고체 중량 기준으로 1:1의 비율로 혼합하였다.The use of a mixture of hemicellulose of cellulose and water-soluble resinous materials derived from cellulose is disclosed in this example. The water-soluble resin adhesives collected in Examples 2 and 8 were mixed at a ratio of 1: 1 based on the weight of the resin, with acidity adjusted to pH2.7.

포플라칩의 헤미셀룰로스와 셀룰로스에서 개별적으로 유래된 이 혼합수지 접착제로 만들어진 웨이퍼 보드는 각각 헤미셀룰로스와 셀룰로스에서 유래된 수용성 수지로 결합된 웨이퍼 보드와 매우 유사한 물리적 성질을 가졌다. 시험결과를 표 10에 요약하였다.The wafer boards made from PoplarChip's hemicellulose and cellulose, respectively, have very similar physical properties to wafer boards bonded with hemicellulose and water-soluble resins derived from cellulose, respectively. The test results are summarized in Table 10.

Figure kpo00010
Figure kpo00010

[실시예 11]Example 11

실시예 7과 8에서 나타낸 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 산가수분해에서 얻어진 수지물질의 산성성질의 이점을 본 실시예에서 명시한다. 실시예 8에서 포플라 셀룰로스의 산가수분해로부터 얻어진 강산성수지를 실시예 7에서 포플라 헤미셀룰로스의 가수분해로부터 얻어진 수지물질과 혼합하였다. 이들 두 액상수지를 혼합하여 pH2.7로 조절하였다. 이 혼합된 강산성수지를 사용하여 웨이퍼 보드를 만들었다.The advantages of the acidity of the resin material obtained in the acid hydrolysis of hemicellulose and cellulose shown in Examples 7 and 8 are specified in this example. The strong acid resin obtained from the acid hydrolysis of poplar cellulose in Example 8 was mixed with the resin material obtained from the hydrolysis of poplar hemicellulose in Example 7. These two liquid resins were mixed and adjusted to pH2.7. The mixed strong acid resin was used to make a wafer board.

6개의 웨이퍼 보드(3층, 11.1mm 두께)를 10% 수지 공형분을 가진 0.015(0.40mm) 두게 웨이퍼 40중량%, 8% 수지고형분을 가진 0.028(0.71mm)의 코아웨이퍼 60%로 제조하였다. 페이스 및 코아웨이퍼 둘다 1% 슬랙왁스를 포함하였다. 220℃의 가압온도에서 가압시간 5, 6, 7분 동안 가압하였다. 시험결과를 표 11에 요약하였다.Six wafer boards (three layers, 11.1 mm thick) were fabricated with 60% of 0.028 (0.71 mm) core wafers with 40 wt% wafers and 8% resin solids to 0.015 (0.40 mm) with 10% resin content. . Both the face and core wafers contained 1% slack wax. Pressurization was performed for 5, 6 and 7 minutes at a pressurization temperature of 220 ° C. The test results are summarized in Table 11.

강산성수지는 비교적 더 낮은 판(板) 생성온도와 더 짧은 가압시간에서 외에는 우수한 웨이퍼 보드를 생성하는 것이 명백하다.It is evident that strong acid resins produce excellent wafer boards except at relatively lower plate production temperatures and shorter pressing times.

Figure kpo00011
Figure kpo00011

[실시예 12]Example 12

이 실시예는 가문비나무와 소나무로부터 추출된 (245℃, 3분) 수지 결합제의 주물용 모래를 결합시키는 능력을 나타낸다. 고형분 함량이 50%인 액체수지 60g과 40g을 각각 AFS GEN 60 모래 2kg과 혼합하였다. 수지로 피복된 모래를 수차례 260℃의 핫플레이트 한쌍사이에서 손으로 다진 모래를 가열하여 수지를 경화 및 열경화하여 6.3mm 두께의 장력시편(dogbones)을 만들었다. 가열된 모든 고형분은 암갈색 또는 검은색이 되었다. 가장자리 유지와 표면 한정등은 정상적이었다. 액체 수지 경화시간과 인장강도의 백분율은 다음과 같다.This example demonstrates the ability to bond casting sand of a resin binder (245 ° C., 3 minutes) extracted from spruce and pine. 60 g and 40 g of a 50% solids content were mixed with 2 kg of AFS GEN 60 sand, respectively. The resin-coated sand was several times heated by hand between a pair of hot plates at 260 ° C. to cure and thermally cure the resin to make 6.3 mm thick dogbones. All heated solids became dark brown or black. Edge retention and surface definition were normal. The liquid resin curing time and the percentage of tensile strength are as follows.

Figure kpo00012
Figure kpo00012

강도수치는 두 시험의 평균이다. 이러한 강도 특성은 주물용 모래를 결합시키는데 적당한 것으로 보인다. 자루에 넣어둔, 수지로 피복한 모래의 원래의 배치로부터 3주후에 시편을 만들었다. 인장강도는 변하지 않았다.Strength values are the average of two tests. These strength properties appear to be suitable for bonding foundry sand. The specimens were made three weeks after the original batch of resin-coated sand in a bag. Tensile strength did not change.

이것은 만일 완전히 말라버리지 않으면 미리 혼합된 모래가 저장수명이 길다는 것을 나타낸다. BCIRA 가열변형 시험은 불꽃 위에 둔 100×25×6.3MM 시편의 변형을 측정한다. 시편을 한쪽끝은 고정하여 두고, 자유로운 쪽 끝에서 움직임을 관찰하였다. 수지 결합제를 모래와 혼합하고 4 내지 6분동안 경화시킨 후 3주 후에 제조된 시편은 정상보다 약간 더 팽창하였고 90 내지 120초후에는 완전히 망가졌다.This indicates that the premixed sand has a long shelf life if it does not dry out completely. The BCIRA Heat Deflection Test measures the deflection of 100 x 25 x 6.3 mm specimens placed on a flame. The specimen was fixed at one end and the movement was observed at the free end. After 3 weeks of mixing the resin binder with sand and curing for 4-6 minutes, the prepared specimens expanded slightly more than normal and completely destroyed after 90-120 seconds.

이러한 시험결과는 주물용 모래를 결합시키는데 있어서 리그노셀룰로스로부터 추출된 수지결합제의 잠재력을 나타낸다.These test results show the potential of resin binders extracted from lignocellulosic to bond sand for castings.

Claims (19)

리그노셀룰로스 물질을 열경화성 수지물질로 변환시키는 방법에 있어서, a) 분할된 형태의 리그노셀룰로스 물질을 상기 리그노셀룰로스 물질에 들어있는 헤미셀룰로스를 탄화시키지 않고서 분해 및 가수분해하기에 충분히 높은 온도에서 고압증기와 접촉시키는 단계; b) 헤미셀룰로스를 5탄당과 6탄당, 당 중합체, 푸르푸랄, 탈수 탄수화물, 유기산 및 기타 유사분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량 수용성 수지 물질로 분해 및 가수분해하는데 충분한 시간동안만 리그노셀룰로스 물질을 고압증기와 접촉시켜 두는 단계; c) 수용성 수지물질을 분리해내는 단계를 포함하여, 분리된 수용성 수지물질은 열경화성 수지접착제로 사용가능하고; d) 단계 b)에서의 미리 가수분해된 잔류 리그노셀룰로스 물질을, 셀룰로스를 탄화시키지 않고서 분해 및 가수분해 하기에 충분히 높은 온도에서 두번째로 고압 증기와 신속하게 접하도록 하는 단계; e) 셀룰로스를 5탄당과 6탄당, 당 중합체, 히드록시메틸 푸르푸랄, 푸르푸랄, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량의 수용성 수지물질로 분해 및 가수분해하기에 충분한 시간동안, 미리 가수분해된 리그노셀룰로스 물질을 고압증기와 접촉시켜두는 단계; f) 가수분해된 리그노셀룰로스 물질로부터 수용성 수지물질을 분리해 내어 수용성 수지물질과 가수분해된 리그노셀룰로스 잔류물로 분리하는 단계; g) 농축된 형태의 단계 c)와 f)에서 제조된 수용성 물질을 중합, 가교결합 및 열경화하여 표면에 접착하는 방수 접착성 결합으로 하기에 충분한 시간동안 일정온도, 압력에서 거기에 접착되는 표면에 대해 가열 및 가압하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.A method of converting lignocellulosic material into a thermosetting resin material, comprising: a) dividing the lignocellulosic material in divided form at a temperature high enough to decompose and hydrolyze without carbonizing the hemicellulose contained in the lignocellulosic material; Contacting with high pressure steam; b) lignocellulosic material for a time sufficient to decompose and hydrolyze the hemicellulose into a low molecular weight water soluble resin material selected from the group consisting of pentasaccharide and hexasaccharide, sugar polymers, furfural, dehydrated carbohydrates, organic acids and other similar degradation products; Contacting with high pressure steam; c) separating the water soluble resin material, wherein the separated water soluble resin material can be used as a thermosetting resin adhesive; d) bringing the pre-hydrolyzed residual lignocellulosic material in step b) into rapid contact with the high pressure steam for a second time at a temperature high enough to decompose and hydrolyze without carbonizing the cellulose; e) in advance for a time sufficient to decompose and hydrolyze cellulose to a low molecular weight water-soluble resinous material selected from the group consisting of pentasaccharide and hexasaccharide, sugar polymers, hydroxymethyl furfural, furfural, organic acids and other degradation products; Contacting the hydrolyzed lignocellulosic material with high pressure steam; f) separating the water-soluble resinous material from the hydrolyzed lignocellulosic material and separating it into a water-soluble resinous material and a hydrolyzed lignocellulosic residue; g) a surface which is adhered to it at a constant temperature and pressure for a time sufficient to be a waterproof adhesive bond which polymerizes, crosslinks and thermosets and adheres to the surface the water-soluble material prepared in steps c) and f) in concentrated form. Heating and pressurizing. 리그노셀룰로스 물질의 헤미셀룰로스를 열경화성, 방수 수지 접착제로 변환시키는 방법에 있어서, a) 리그노셀룰로스 물질을 분할된 형태로 120℃ 내지 280℃의 온도에서 고압증기와 접촉시키는 단계; b) 헤미셀룰로스를 5탄당과 6탄당, 당 중합체, 탈수 탄수화물, 푸르푸랄, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량의 수용성 수지물질로 분해 및 가수분해하기에 충분한 시간동안만 리그노셀룰로스 물질을 고압증기와 접촉시켜 두는 단계; c) 가수분해된 리그노셀룰로스 물질로 부터 수용성 수지물질을 분리하는 단계; d) 분리된 수용성 수지물질을 높은 고형체 함유물이 되도록 농축하는 단계; 로 구성되며, 농축된 수지물질은 리그노셀룰로스 및 비(非) 리그노셀룰로스 물질을 접착하기 위한 열경화성 접착제로 사용가능한 것을 특징으로 하는 방법.CLAIMS 1. A method of converting hemicellulose of lignocellulosic material into a thermoset, water resistant resin adhesive, comprising the steps of: a) contacting lignocellulosic material in divided form with high pressure steam at a temperature of 120 ° C to 280 ° C; b) lignocellulose only for a time sufficient to decompose and hydrolyze hemicellulose into a low molecular weight water-soluble resinous material selected from the group consisting of pentasaccharide and hexasaccharide, sugar polymers, dehydrated carbohydrates, furfural, organic acids and other degradation products; Contacting the material with high pressure steam; c) separating the water soluble resinous material from the hydrolyzed lignocellulosic material; d) concentrating the separated water soluble resinous material to a high solids content; Wherein the concentrated resin material is usable as a thermosetting adhesive for adhering lignocellulosic and non lignocellulosic materials. 리그노셀룰로스 물질의 셀룰로스를 열경화성, 방수 수지 접착제로 변환시키는 방법에 있어서; a) 헤미셀룰로스를 분해 및 가수분해하기 위해 고압증기로 처리하고, 그로부터 수용성 수지물질을 추출한 리그노셀룰로스 물질을 120℃ 내지 280℃의 온도에서 고압증기와 신속하게 접촉시키는 단계; b) 셀룰로스를 6탄당과 5탄당, 당 중합체, 히드록시메틸 푸르푸랄, 푸르푸랄, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량의 수용성 수지물질로 분해 및 가수분해하기에 충분한 시간동안 리그노셀룰로스 물질을 고압증기와 접촉하여 유지하는 단계; c) 농축된 형태의 이와같이 생성된 수용성 수지물질을, 중합, 가교결합 및 열경화하여 표면에 접착하는 방수 점착성 결합으로 하기에 충분한 시간 및 압력으로 적어도 160℃의 온도에서, 거기에 접착되는 표면에 대해 상기 수용성 수지물질을 가열 및 가압하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.A method for converting cellulose of lignocellulosic material into a thermoset, waterproof resin adhesive; a) treating with hemicellulose to high pressure steam to decompose and hydrolyze, and rapidly contacting the lignocellulosic material from which the water-soluble resin material is extracted from the high pressure steam at a temperature of 120 ° C to 280 ° C; b) lignoses for a time sufficient to decompose and hydrolyze cellulose to low molecular weight water-soluble resinous materials selected from the group consisting of hexasaccharides and pentoses, sugar polymers, hydroxymethyl furfural, furfural, organic acids and other degradation products; Maintaining the cellulosic material in contact with high pressure steam; c) at a temperature of at least 160 [deg.] C. at a time and pressure sufficient to cause the water-soluble resin material thus produced in concentrated form to be a water-tight adhesive bond that is polymerized, crosslinked and thermoset to adhere to the surface. And heating and pressurizing the water-soluble resin material. 리그노셀룰로스 물질을 열경화성 수지 접착제 및 재구성된 복합 물품으로 변환시키는 방법에 있어서, a) 분할된 형태의 리그노셀룰로스 물질을, 헤미셀룰로스를 탄화시키지 않고 분해 및 가수분해하기에 충분한 온도에서 헤미셀룰로스를 5탄당과 6탄당, 당 중합체, 푸르푸랄, 탈수 탄수화물, 유기산 및 기타 분해 생성물로 이루어지는 군으로부터 선택된 저분자량의 수용성 수지물질로 분해 및 가수분해하기에 충분한 시간동안 고압증기와 신속하게 접촉시키는 단계; b) 리그노셀룰로스 물질로부터 일부 수용성 수지물질을 분리하는 단계를 포함하며, 분리된 수용성 수지물질은 열경화성 방수수지 접착제로 사용가능하고; c) 잔류하는 리그노셀룰로스 물질을 어느 순서로든 건조 및 감쇄시켜 섬유 또는 미세입자로 만드는 단계; d) 섬유상 또는 미세입자상의 리그노셀룰로스 물질 단독으로, 혹은 세분할된 형태의 다른 리그노셀룰로스 물질과 혼합시켜 매트를 형성하는 단계; e) 수용성 수지물질을 그 위치에서 점착성결합물로 열경화하고 매트를 재구성된 복합물품으로 고형화하도록 열과 압력을 사용하여 상기 매트를 가압하는 단계; 로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.A method of converting lignocellulosic material into a thermosetting resin adhesive and a reconstituted composite article, comprising the steps of: a) dividing the lignocellulosic material in divided form at a temperature sufficient to decompose and hydrolyze the hemicellulose without carbonizing the hemicellulose; Rapidly contacting with high pressure steam for a time sufficient to decompose and hydrolyze with a low molecular weight water-soluble resinous material selected from the group consisting of pentasaccharide and hexasaccharide, sugar polymers, furfural, dehydrated carbohydrates, organic acids and other degradation products; b) separating some water soluble resinous material from the lignocellulosic material, wherein the separated water soluble resinous material can be used as a thermosetting waterproof resin adhesive; c) drying and attenuating the remaining lignocellulosic material in any order into fibers or microparticles; d) fibrous or microparticulate lignocellulosic material alone or mixed with other lignocellulosic materials in subdivided form to form a mat; e) pressurizing the mat using heat and pressure to thermally cure the water soluble resinous material in its place with a tacky adhesive and solidify the mat into a reconstituted composite article; Method characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, h) 단계 c)와 f)로부터의 수용성 수지물질을 함유한, 입자, 섬유 또는 박편 형태의, 가수분해된 리그노셀룰로스 물질을 단독으로 또는 기타 리그노셀룰로스 물질과 혼합하여, 가능한한 빨리 저수분함량으로 건조시켜 농축하고, i) 건조된 리그노셀룰로스 물질을 단독으로 또는 기타 리그노셀룰로스 물질과 함께 매트로 만들고, 그 다음 j) 일정 압력과, 먼저 수용성 수지물질을 상기한 가교결합 중합체 물질로 중합하고 이와같이 형성된 중합체 물질을 방수 접착제로 열경화하기에 충분한 시간동안, 매트를 태우지 않고서 고온에서 매트를 가압하여, 접착되는 표면으로서의 리그노셀룰로스 물질을 제위치에서 결합 및 팽창시키고 결합된 복합물품을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.The hydrolyzed lignocellulosic material, in the form of particles, fibers or flakes, containing water-soluble resinous materials from steps c) and f), alone or in combination with other lignocellulosic materials Drying as low moisture as possible and concentrating as soon as possible, i) mating the dried lignocellulosic material alone or with other lignocellulosic material, and then j) a constant pressure and the water-soluble resin material first Bonding and swelling the lignocellulosic material as the surface to be bonded in place by pressing the mat at a high temperature without burning the mat, for a time sufficient to polymerize into one crosslinked polymeric material and thermally cure the thus formed polymeric material with a waterproof adhesive. And form a combined composite article. 제1항에 있어서, 단계 b)와 e)로부터의 입자, 섬유 또는 박편형태로, 100% 이하의 수용성 수지물질을 함유한 가수분해된 리그노셀룰로스 물질을 단독으로 또는 기타 리그노셀룰로스 물질과 혼합하여, 가능한한 빨리 저수분 함량으로 건조시켜 농축하고, 매트로 형성한 다음 이 매트를 태우지 않고서 160℃ 내지 250℃에서, 먼저 저분자량의 수용성 수지물질을 상기한 가교결합, 중합체물질로 중합하고, 이와같이 형성된 중합체 물질을 방수성 접착제로 열경화하기에 충분한 압력과 시간으로 가압하여, 접착되는 표면인 리그노셀룰로스 물질의 기타 성분들을 제위치에서 결합 및 팽창시키고, 결합된 복합 물품을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.The hydrolyzed lignocellulosic material of claim 1, in the form of particles, fibers or flakes from steps b) and e), alone or in combination with other lignocellulosic materials. By drying to a low moisture content as soon as possible, concentrating, forming into a mat and then polymerizing the low molecular weight water-soluble resin material into the above-mentioned crosslinking, polymer material at 160 ° C to 250 ° C without burning the mat, The polymer material thus formed is pressurized at a pressure and time sufficient to thermally cure with the waterproof adhesive to bond and expand other components of the lignocellulosic material, which is the surface to be bonded, in place and form a bonded composite article. How to. 제1항에 있어서, 분해 및 가수분해된 리그노셀룰로스 물질로부터 물로 추출 및 용리된 수용성 수지물질을 농축된 형태로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the water-soluble resinous material extracted and eluted from the decomposed and hydrolyzed lignocellulosic material is treated in concentrated form. 제1항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질의 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 분해 및 가수분해로 얻어지는 수용성 수지물질이 별도로 또는 함께 혼합되어 사용되며, 액체 또는 고체형태로 열경화성 수지 접착제로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the water-soluble resin material obtained by the decomposition and hydrolysis of the hemicellulose and the cellulose of the lignocellulosic material is used separately or mixed together, and is used as a thermosetting resin adhesive in liquid or solid form. . 제1항에 있어서, 단일 또는 혼합된 종류의 헤미셀룰로스와 셀룰로스로부터 유래한 수용성 수지물질이 별도로 또는 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the hemicellulose of the single or mixed type and the water-soluble resin material derived from cellulose are used separately or in combination. 제1항에 있어서, 나누어진 리그노셀룰로스 물질을 증기처리전에 5중량%를 넘지 않는 양의 산성 촉매와 혼합하여 증기온도 및 시간을 감소시키고, 헤미셀룰로스와 셀룰로스가 수용성 수지물질로 열분해 및 가수분해되는 것을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the divided lignocellulosic material is mixed with an acidic catalyst in an amount of no greater than 5% by weight prior to steaming to reduce steam temperature and time, and hemicellulose and cellulose are pyrolyzed and hydrolyzed to a water-soluble resinous material. To facilitate the process. 제1항에 있어서, 별도로 또는 혼합하여 사용된 단일 또는 혼합된 종류의 헤미셀룰로스 및 셀룰로스로부터 유래된 수용성 수지물질의 pH를 낮게 조절하여 점착성 결합의 열경화를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the pH of the water-soluble resinous material derived from hemicellulose and cellulose of a single or mixed type used separately or in combination is lowered to promote thermosetting of the adhesive bonds. 제1항에 있어서, 단일 또는 혼합된 종류로, 헤미셀룰로스와 셀룰로스로부터 유래한 수용성 수지물질을 별도로 또는 혼합하여 사용하여 리그노셀룰로스 및 비-리그노셀룰로스 물질을 결합시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the lignocellulosic and non-lignocellulose materials are combined in a single or mixed type, using separately or mixed water-soluble resinous materials derived from hemicellulose and cellulose. 제1항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질이 단일 또는 혼합된 종류로, 입자, 섬유, 박편, 칩 또는 그 혼합형태로, 숲의 수목과 목질 또는 비목질의 경작물로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the lignocellulosic material is derived from wood or woody or non-woody crops in a single or mixed variety, in the form of particles, fibers, flakes, chips or mixtures thereof. 제1항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질의 리그닌을 고압증기로 분해 및 가수분해하여 저분자량의 리그닌 및 리그닌 분해 생성물로 만드는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the lignin of the lignocellulosic material is decomposed and hydrolyzed with high pressure steam to produce low molecular weight lignin and lignin decomposition products. 제1항에 있어서, 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 분해 및 가수분해로 생긴 수용성 수지물질이 소량의 저분자량 리그닌과 리그닌 분해 생성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the water-soluble resinous material resulting from the decomposition and hydrolysis of hemicellulose and cellulose contains a small amount of low molecular weight lignin and a lignin decomposition product. 제1항, 제5항 내지 제15항중 어느 한 항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질이 가수분해되는 바람직한 증기온도는 120~280℃의 범위이고, 바람직한 증기 지속시간은 30초 내지 180분의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.The preferred steam temperature according to any one of claims 1 to 5 to 15, wherein the lignocellulosic material is hydrolyzed is in the range of 120 to 280 ° C, and the preferred vapor duration is in the range of 30 seconds to 180 minutes. Characterized in that the method. 제2항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질이 가수분해되는 바람직한 증기온도는 120~280℃의 범위이고, 바람직한 증기지속시간은 30초 내지 180분의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the preferred steam temperature at which the lignocellulosic material is hydrolyzed is in the range of 120-280 ° C., and the preferred vapor duration is in the range of 30 seconds to 180 minutes. 제3항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질이 가수분해되는 바람직한 증기온도는 120~280℃의 범위이고, 바람직한 증기지속시간은 30초 내지 180분의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3, wherein the preferred steam temperature at which the lignocellulosic material is hydrolyzed is in the range of 120-280 ° C., and the preferred vapor duration is in the range of 30 seconds to 180 minutes. 제4항에 있어서, 리그노셀룰로스 물질이 가수분해되는 바람직한 증기온도는 120~280℃의 범위이고, 바람직한 증기지속시간은 30초 내지 180분의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4, wherein the preferred steam temperature at which the lignocellulosic material is hydrolyzed is in the range of 120-280 ° C., and the preferred vapor duration is in the range of 30 seconds to 180 minutes.
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