KR20220083729A

KR20220083729A - 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법 및 그와 같은 방법에 의해 수득되는 복합재 재료

Info

Publication number: KR20220083729A
Application number: KR1020227015313A
Authority: KR
Inventors: 자비에흐 르 퓌흐; 까힌 망게옹 빠스또히
Original assignee: 에버트리
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-06-20
Also published as: BR112022006941A2; EP3805318A1; CA3152434A1; WO2021069689A1; CN114729197A; US20230135128A1; JP2022551326A; EP4041825A1

Abstract

본 발명은 하기의 단계들을 포함하는 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다: - 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 (S1); - 상기 섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩하여 복합재 혼합물을 형성시키는 단계 (S2); 및 - 상기 복합재 혼합물을 경화시킴으로써, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 형성시키는 단계 (S3). 이와 같은 방법의 바람직한 적용분야는MDF와 같은 섬유보드의 제조이다.

Description

리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법 및 그와 같은 방법에 의해 수득되는 복합재 재료

본 발명은 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 단백질원 및 수지를 포함하는 접착제에 의해 결합된 섬유를 포함하는 섬유-기재 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

수지이거나 수지를 포함하는 접착제를 이용하는 공지의 제조 공정에서, 접착제 부분은 액체 상태로부터 고체 상태로 경화되게 된다. 접착제는 접착제의 상 변화, 또는 소정의 화학 또는 물리-화학적 변화에 의한 공기 또는 복합재의 또 다른 부분으로의 수분 상실을 통하여 경화될 수 있다.

접착제 조성물은 목재 생성물 산업에서 칩보드, 섬유보드 및 관련 복합 목재 생성물과 같은 복합재를 제조하는 데에 광범위하게 사용된다. 접착제 조성물은 가공 제재목 복합재를 제조하는 데에도 사용된다. 통상적으로, 이들 목재 복합재는 우레아 포름알데히드 (UF) 수지 또는 페놀 포름알데히드 (PF) 수지를 사용하여 제조되어 왔다. 더 최근에는, 중합체성 메틸렌디페닐 디이소시아네이트 (PMDI)가 이러한 복합재를 제조하는 데에 사용되고 있다. UF 수지, PF 수지 및 PMDI는 석유 공급재료로부터 제조되며, 경화를 촉진하는 데에 고온 조건을 필요로 할 수 있다. 예를 들면, 복합재를 형성시키기 위하여, 혼합물에 압력을 가하면서 수지-목재 혼합물을 100℃ 및 종종 200℃를 초과하는 온도로 가열하는 것이다.

복합재 산업의 많은 접착제들이, 특히 생체재료가 사용되는 경우, 수-계이다. 이와 같은 상황에서, 물은 접착제 성분을 용해시키거나 분산시키는 것 중 어느 하나인 주 성분으로 작용한다. 예를 들어, 우레아-포름알데히드 (UF) 접착제는 종종 용액의 형태로 제공된다.

중간-밀도 섬유보드 (MDF)와 같은 섬유보드의 제조는 섬유-기재 복합재 재료 제조 공정의 주요 적용분야들 중 하나이다. 중간-밀도 섬유보드 (MDF), 그리고 고밀도 섬유보드 (HDF), 저밀도 섬유보드 (LDF) 및 초-저밀도 섬유보드 (ULDF)와 같은 기타 유형의 섬유보드들은 일반적으로 하기와 같이 요약될 수 있는 공정에 따라 리그노셀룰로스계 재료, 특히 목재로부터 수득된다.

섬유보드 (예컨대 MDF, HDF, LDF 또는 ULDF) 공정에서의 첫 번째 단계는 통상적으로 박피, 칩으로의 통나무 파쇄 및 칩/껍질 처리 시스템을 포함하는 목재 처리이다. 이와 같은 단계에서, 목재 칩은 돌 및 기타 오염물로부터 분리된다. 다음 단계는 섬유 제조로써, 칩 세척기, 스티밍 빈(steaming bin), 예비가열기 및 해섬(defibrating) 장치 예컨대 리파이너(refiner) 또는 해섬기(defibrator)에서 목재 칩을 처리하는 것을 포함할 수 있다. 목재 칩은 스티밍 빈에서 스팀에 의해 약 80-95℃ 가량의 온도로 가열된 다음, 칩으로부터 물을 짜내는 플러그스크류(plugscrew)에 의해 그것이 전달된 후, 예비-가열기에 진입한다. 예비가열기에서, 칩은 약 160℃ 가량의 온도로 가열되는데, 이는 섬유를 유연하고 분리하기 용이하게 만든다. 유연화된 칩은 이후 해섬기로 수송 및 도입되며 (보통 스크류를 통함), 거기의 2개 금속 부재 (예컨대 디스크 또는 플레이트) 사이에서 8 bar까지의 스팀 압력하에 그것이 섬유로 마쇄된다. 섬유는 스팀과 함께 리파이너로부터 소위 블로우 라인(blow line)으로 유동하며, 거기에서 목재 섬유가 수지화되는데, 다시 말하자면 열경화성 수지가 분무된다. 수득된 섬유는 예를 들면 1개 또는 2개의 건조기 사이클론 및 Z-시프터(Sifter)를 사용하여 건조된다. 사이클론에서, 섬유는 고온 연도 기체 또는 스팀을 사용하여 5%-10% 수분 함량을 달성하도록 건조된다. Z-시프터는 형성 단계 전에 섬유의 오염물을 세척한다. 형성 단계 동안, 수지화된 섬유는 매트(mat)로 형성되며, 그것은 저온 예비-프레스에 진입한 후, 고온 프레스로 진행한다. 마지막 단계는 섬유보드를 원하는 치수로 절단하고, 냉각한 후, 배송시까지 적재하는 처리이다.

이와 같은 공정 및 그것을 수행하는 데에 사용될 수 있는 산업 장비에 대해서는 예를 들면 하기에 기술되어 있다: 문헌 [Wood-Based Panels - An Introduction for Specialists, COST Office, 2010, Published by Brunel University Press, ISBN 978-1-902316-82-6] 및 [Halvarsson, S., Manufacture of straw MDF and fibreboard , Thesis for the degree of Doctor of technology, Sundsvall, 2010].

특정 공지 섬유-기재 재료에서는, 목재 섬유가 짚 섬유 (밀, 벼 또는 옥수수 섬유)와 같은 다른 천연 섬유에 의해 대체된다. 예를 들어, US5663221호는 목재 섬유-기재 보강물의 대체물로서 MDF 보드를 제조하는 데에 있어서의 해바라기 껍질의 사용에 대해 개시하고 있다. 상기 문서에 개시되어 있는 공정에 따르면, 사용되는 원료는 목재-기재 MDF를 제조하는 데에 사용되는 것과 유사한 단계들에 적용된다. 상기 문서에 따른 공정은 목재 기재 보드의 제조에 비해 MDF 보드의 제조를 위한 에너지 소비를 감소시키는 것을 목표로 하고 있다.

WO00/06650호는 해바라기, 평지씨 및 대두와 같은 섬유를 함유하는 식물성 재료 및 결합제로부터 수득되는 복합재 재료에 대해 개시하고 있다. 그러나, 상기 문서는 열가소성 공정에 관한 것이다.

섬유-기재 복합재를 제조하기 위한 공지의 공정들 중 일부에서는, 콩과 같은 단백질 원료가 사용된다. 더 구체적으로는, 콩 단백질 단리물 또는 콩 가루와 같은 단백질원이 경화제와의 조합으로써 사용된다.

US630699호는 대두 가루 및 가교결합제, 즉 PF 수지를 포함하는 대두-기재 접착제 수지, 및 이와 같은 접착제를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 대두 가루의 수성 용액 (통상적으로 물인 수성 액체 중 가루의 분산액)을 제공하는 것, 및 대두 가루를 가교-결합시키는 데에 효과적인 조건하에서 용액에 가교-결합제를 첨가함으로써 접착제 수지를 형성시키는 것을 포함한다. 이와 같은 접착제는 섬유보드의 제조에 사용될 수 있다. 더 일반적으로는, 미립자 식물 재료 및 대두-기재 접착제 수지를 포함하는 복합재 생성물이 개시되어 있다.

유사하게, WO2009/048598호는 단백질, 가교결합제로서의 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지, 및 비-우레아 희석제 (수중에서 낮은 점도를 제공하는 저휘발성의 수-용성 화합물)의 수성 혼합물을 포함하는 리그노셀룰로스계 복합재용 접착제에 대해 개시하고 있다.

그러나, 수지와 함께 수중에 분산된 단백질 식물 분말 또는 가루를 포함하는 수성 용액을 사용하는 그와 같은 공정은 물 소비성이며, 접착제의 점도 문제로 이어질 수 있다. 특히 과량의 수분이 섬유에 도입될 수 있기 때문에, 그것은 또한 공정상의 문제로 이어질 수 있다. 그것은 처리 전에 섬유에 도입되는 수분의 원하는 양을 달성하기 위하여 추가적인 건조를 수행할 것을 필요로 한다. 그와 같은 공정은 복잡하며 비용 효율적이 아니기도 한데, 수성 분산액의 사용이 식물 재료를 마쇄한 다음 식물 분말을 수성 액체 (예컨대 물)와 혼합할 것을 필요로 하기 때문이다. 분산이 복합재 재료의 제조 장소에서 바로 수행되는지 또는 공급자로부터 구매되는 것인지에 관계없이, 그것은 비용이 드는 생성물이다. 분산액을 구매하는 경우, 분산액의 저장 수명이 관리되어야 하는데, 비용의 근원이 될 수 있다.

WO2016/141126호는 단백질원 및 경화제, 즉 PAE 수지를 포함하는 접착제를 사용하여 결합되는 리그노셀룰로스계 기재 복합재를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 공정에 따르면, 리그노셀룰로스계 재료의 경화제 (수지)와의 혼합 후 및 그와 별도로 분말화된 것이거나 "건조한" (예컨대 가루) 단백질원이 리그노셀룰로스계 재료와 혼합된다.

이와 같은 방법 역시 그것이 식물 분말의 제조 또는 공급, 그리고 후자의 경우에는 분말 저장 수명의 관리를 필요로 한다는 점에서 간단하거나 비용-효과적이지 않다. 또한, 복합재 재료에서의 분말의 우수한 분포를 보장하는 것은 특히 분말의 침강이 발생할 수 있다는 점에서 복잡할 수 있다.

[발명의 개요]

본 발명은 상기 언급된 문제점들 중 적어도 일부를 해결하는 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 하기의 단계들을 포함하는 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다:

해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물을 수득하는 단계;

상기 섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩하여 복합재 혼합물을 형성시키는 단계; 및

상기 복합재 혼합물을 경화시킴으로써, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 형성시키는 단계.

본 발명에 따른 방법에서는, 주로 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자로 구성되는 섬유성 혼합물이 형성된 후, 수지와 블렌딩 (즉 "수지화")된다. 상기 섬유성 혼합물은 건조물에서 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 60%, 더욱 바람직하게는 80% w/w의 섬유를 포함한다. 해섬된 식물 종자는 해섬기를 통과한 (예컨대 아스플룬트(Asplund)법 또는 메이슨(Mason)법에 의함) 종자이다. 해섬된 식물 종자는 리그노셀룰로스계 재료의 것과 상이한 특성 (길이, 직경 또는 단면, 기계적 특성)을 갖는 섬유원 (섬유-형상 입자) 및/또는 비-섬유 입자일 수 있다. 그러나 무엇보다도, 해섬된 종자는 형성되는 복합재 재료에서 사용되는 접착제의 접착 및 기계적 특성을 강화하는 단백질원일 수 있다. 공지의 선행 기술 참고문헌의 개시내용과 비교할 때, 본 발명에 따른 방법은 사용되는 물의 양을 크게 감소시킨다. 특히, 식물 가루 (또는 가루) 또는 단백질 분산액을 형성시키는 데에 물이 사용되지 않는다.

또한, 본 발명의 방법은 식물 가루 (또는 가루) 분산액의 사용에 의해 야기될 수 있는 선행 기술에 따른 공정에서 발생할 수 있는 점도 문제를 해소한다. 그와 같은 분산액의 저장 수명을 관리할 필요도 없다.

유리하게도, 분말 형태의 단백질이 사용되지 않는데 (해섬된 종자가 사용되기 때문임), 이는 공정 동안의 단백질원의 침강 위험성을 제한하여 복합재 재료에서의 더 우수한 단백질 분포를 제공한다.

식물 분말 분산액을 사용하는 공정에 의해 수득되는 복합재 재료와 비교하였을 때, 굽힘 파열 모듈러스(Flexural modulus of rupture) (MOR) 및 탄성 모듈러스(modulus of elasticity) (MOE)와 같은 더 우수한 기계적 성능을 갖는 복합재 재료가 수득될 수 있다.

섬유성 혼합물을 수득하는 단계는 하기를 포함할 수 있다:

리그노셀룰로스계 재료를 제공하고, 식물 종자를 제공하는 단계,

상기 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자를 혼합함으로써, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 수득하는 단계, 및

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계.

본 발명에 따른 방법의 이와 같은 실시양태에서, 리그노셀룰로스계 재료 및 식물 종자를 리파이닝(refining)하는 것은 단일 단계로 수행되며, 복합재 재료 제조 장소에서 바로 수행될 수 있다. 이는 식물 재료의 별도 마쇄 또는 제분을 필요로 하는 선행 기술 공정에 비해 비용-효과적이다.

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계는 열-기계 공정 또는 압력 방출 기반 공정에 의해 해섬 전에 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스팀처리하는 단계를 포함할 수 있다.

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계는 하기를 포함할 수 있다:

- 스티밍 빈에서 70℃ 내지 150℃, 바람직하게는 80℃ 내지 95℃에 포함되는 온도로 스팀처리하는 것에 의해 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스팀처리하는 단계,

- 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 스팀처리된 혼합물을 예비-가열기로 전달하고, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물로부터 물을 짜낸 후, 그것을 예비-가열기로 진입시키는 단계,

- 예비-가열기에서, 리그노셀룰로스계 재료에 따라 달라지며 리그노셀룰로스계 재료 섬유를 유연화하여 그의 분리를 용이하게 하도록 적합화된 온도로 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 짜내진 혼합물을 예비-가열하는 단계,

- 리파이너에서 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 예비-가열된 혼합물을 처리함으로써, 섬유성 혼합물을 수득하는 단계.

대안적으로, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계는 하기를 포함할 수 있다:

- 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 챔버(chamber)에 위치시키는 단계;

- 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스팀처리하는 단계;

- 챔버 내부의 압력을 고압으로 증가시키는 단계; 및

- 챔버의 오리피스(orifice)를 통하여 주변 압력으로 리그노셀룰로스계 물질 혼합물을 방출하는 단계.

리그노셀룰로스계 재료를 제공하는 단계에서, 리그노셀룰로스계 재료는 칩과 같은 개별적인 형태로 존재할 수 있다.

섬유성 혼합물은 40:60 내지 99:1, 바람직하게는 80:20 내지 95:5에 포함되는 리그노셀룰로스계 재료 대 식물 종자의 중량비를 포함할 수 있다.

복합재 혼합물은 하기를 포함할 수 있다:

- 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 40% 내지 99%, 바람직하게는 50% 내지 95%, 더욱 바람직하게는 80% 내지 90%, 예를 들면 84% 범위 양의 해섬된 리그노셀룰로스계 재료, 및

- 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 1% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 40%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 20% 범위 양의 해섬된 종자.

수지는 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0.1% 내지 20%, 바람직하게는 0.3% 내지 5%, 더욱 바람직하게는 0.5% 내지 3%, 예를 들면 0.9% 내지 1.6%에 상당할 수 있다.

섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩하는 단계는 블로우 라인에서 수지를 사용하여 섬유성 혼합물을 수지화하는 것을 포함할 수 있다.

복합재 혼합물을 경화시키는 단계는 하기의 단계들을 포함할 수 있다:

- 수지화된 섬유성 혼합물을 0% 내지 20%, 바람직하게는 5% 내지 10%에 포함되는 수분 함량으로 건조시켜, 건조된 수지화 섬유성 혼합물을 매트로 형성시키는 단계 (S32),

- 상기 매트를 프레싱하여, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 수득하는 단계.

본 발명은 또한 상기 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 냉각시키고 톱질함으로써 섬유보드를 형성시키는 단계들을 추가적으로 포함하는, 상기 과정을 포함하는 섬유보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 방법에 의해 수득되는 섬유보드에 관한 것이다.

상기 방법은 수지 또는 섬유성 혼합물에 아민 화합물을 첨가하는 단계로써, 상기 아민 화합물이 바람직하게는 우레아, 메틸우레아, 폴리우레아, 폴리비닐아민, 멜라민, 폴리에틸렌이민 (PEI), 디에탄올디아민, 에탄올디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 헥사민 중 1종인 단계를 포함할 수 있다. 첨가되는 아민 화합물은 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0% 내지 25%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 10%에 상당한다.

상기 방법은 수지 또는 섬유성 혼합물에 첨가제를 첨가하는 단계로써, 상기 첨가제가 하기 중 적어도 1종인 단계를 포함할 수 있다: 왁스, 금속 염, 식물성 오일, 지방산, 실리콘, pH 개질제 (산 또는 염기), 폴리올 (예컨대 글리세롤), 탄닌, 리그닌, 아미노산 (예컨대 리신), 금속 산화물 (예컨대 MgO, ZnO, TiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂), 전분, 난연제 (예컨대 암모늄 (폴리)포스페이트, 보레이트). 첨가제는 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0% 내지 20%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 3%에 상당할 수 있다.

상기 방법은 해섬 단계 전에 리그노셀룰로스계 재료 및/또는 식물 종자에 첨가제 (예컨대 왁스, 염색제 (색소), 난연제)를 첨가하는 단계를 포함할 수도 있다.

상기 리그노셀룰로스계 재료는 예를 들면 목재, 옥수수 대, 코코넛 껍질, 목화 줄기, 아마, 목초, 대마, 양마, 밀짚, 바가스, 기름 야자 줄기, 대나무, 또는 이들 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 리그노셀룰로스계 재료가 목재를 포함하는 경우, 상기 목재는 소나무 목재, 가문비나무 목재, 자작나무 목재 및 너도밤나무 목재 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.

상기 식물 종자는 해섬되기 전에 종자 가루의 형태, 바람직하게는 종자 가루 펠릿의 형태로 제공될 수 있다. 식물 종자는 유리하게는 오일 및/또는 단백질 종자, 바람직하게는 탈지 오일 및 단백질 종자이다.

식물 종자는 하기 과, 속 및 종들 중 1종 또는 몇몇에 속하는 식물의 종자일 수 있다:

- 아레카세아에(Arecaceae) 예컨대:

아탈레아 ( Attalea ),

엘라에이스 ( Elaeis ), 및

카르타무스 ( Carthamus ), 예컨대 카르타무스 틴크토리우스 ( Carthamus tinctorius),

- 아스테라세아에(Asteraceae) 예컨대:

헬리안투스 ( Helianthus ), 예컨대 헬리아투스 안누우스 ( Helianthus annuus),

- 브라씨카세아에(Brassicaceae) 예컨대:

브라씨카 ( Brassica ), 예컨대 브라씨카 나푸스 ( Brassica napus ), 브라씨카 준세아(Brassica juncea ), 브라씨카 니그라 ( Brassica nigra ), 브라씨카 라파(Brassica rapa), 브라씨카 카리나타(Brassica carinata), 및

카멜리나 ( Camelina ) 예컨대 카멜리아 사티바 ( Camelia Sativa),

- 칸나바세아에(Cannabaceae) 예컨대:

칸나비스 (Cannabis), 예컨대 칸나비스 사티바 (Cannabis sativa),

- 파바세아에(Fabaceae) 예컨대:

글리시네( Glycine ), 예컨대 글리시네 막스(Glycine max)

루피누스 ( Lupinus ), 및

피숨 ( Pisum ), 예컨대 피숨 사티붐 ( Pisum sativum )

- 리나세아에(Linaceae) 예컨대:

리눔 ( Linum ) 예컨대 리눔 우시타티씨뭄 ( Linum usitatissimum ),

- 말바세아에(Malvaceae) 예컨대:

고씨피움 ( Gossypium ),

및

- 포아세아에(Poaceae) 예컨대:

아베나 ( Avena ), 예컨대 아베나 사티바 ( Avena sativa),

엘레우시네 ( Eleusine ), 예컨대 엘레우시네 코라카나 ( Eleusine coracana ),

호르데움 ( Hordeum ), 예컨대 호르데움 불가레 ( Hordeum vulgare ),

오리자( Oryza ), 예컨대 오리자 사티바 ( Oryza sativa), 오리자 글라베리 마(Oryza glaberrima),

파니쿰 ( Panicum ), 예컨대 파니쿰 밀리아세움 ( Panicum miliaceum ),

소르굼 (Sorghum), 예컨대 소르굼 비콜로르 (Sorghum bicolor),

트리티쿰 ( Triticum ), 예컨대 트리티쿰 아에스티붐 ( Triticum aestivum ), 트리티쿰 두룸(Triticum durum),

제아 ( Zea ), 예컨대 제아 메이스 ( Zea mays).

상기 수지는 하기에서 선택될 수 있다:

- 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지, 폴리알킬렌폴리아민-에피클로로히드린 수지, 이타콘산-기재 폴리아미도아민-에피클로로히드린 수지 및/또는 아민 중합체-에피클로로히드린 수지,

- 에폭시 수지 예컨대 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 에폭시 수지,

- 이소시아네이트 수지, 예컨대 중합체성 메틸렌디페닐 디이소시아네이트 (pMDI),

- 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 멜라민-우레아-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 레소르시놀-포름알데히드 수지, 포름알데히드 또는 또 다른 알데히드 예컨대 푸르푸랄, 프로판알, 부티르알데히드, 숙신알데히드, 글루타르알데히드, 디메톡시에탄알, 글리옥실산, 글리콜알데히드, 바닐린을 기재로 하는 기타 수지,

- 폴리우레탄-기재 수지,

- 말레산 무수물 또는 아세트산을 기재로 하는 것과 같은 폴리산-기재 수지,

- 아크릴레이트-기재 또는 메타크릴레이트-기재 수지 예컨대 폴리(메틸메타크릴레이트),

- 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-아크릴산, 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-메타크릴산, 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-비닐알콜, 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 에틸렌 비닐 알콜 (EVOH), 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄-co-비닐알콜, 폴리비닐아세테이트-co-비닐알콜.

바람직한 수지는 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지, 폴리알킬렌폴리아민-에피클로로히드린 수지, 이타콘산-기재 폴리아미도아민-에피클로로히드린 수지 및/또는 아민 중합체-에피클로로히드린 수지, 바람직하게는 PAE 수지에서 선택된다.

비-포름알데히드 수지 (예컨대 PAE 수지)의 사용은 포름알데히드 방출을 감소시키거나 제거한다.

본 발명은 또한 리그노셀룰로스계 재료 섬유와 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물에 관한 것이다.

본 발명은 또한 그와 같은 섬유성 혼합물 및 수지를 포함하는 복합재 혼합물에 관한 것이다. 상기 복합재 혼합물은 추가적으로 아민 화합물, 및/또는 하기 중 적어도 1종인 첨가제를 포함할 수 있다: 왁스, 금속 염, 식물성 오일, 지방산, 실리콘.

본 발명은 또한 상기 복합재 혼합물로부터 형성되는 복합재 매트에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 바와 같은 섬유성 혼합물 및 수지를 포함하는 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료이며, 여기서 섬유성 혼합물은 상기 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료 및 수지를 위한 보강물 및 접착제를 형성함으로써, 경화된 형태에서 상기 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료의 매트릭스를 형성하거나, 그의 일부가 되는 것인, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 개시되는 바와 같은 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료로 제조된 섬유보드 패널에 관한 것이다.

본 발명의 기타 특성 및 장점들은 하기 상세한 설명에서도 드러나게 된다.
첨부 도면에서는, 비-제한적인 예로서 하기가 제공된다:
- 도 1은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계들을 나타내는 개략적 블록 선도이며;
- 도 2는 도 1의 단계들 중 하나의 첫 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이고;
- 도 3은 도 1의 단계들 중 하나의 두 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이며;
- 도 4는 도 3의 단계들 중 하나의 첫 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이고;
- 도 5는 도 3의 단계들 중 하나의 두 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이며;
- 도 6은 도 1의 단계들 중 하나의 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계들을 나타낸다. 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 (S1)에서는, 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 혼합물이 수득된다.

"수지"라는 용어는 액체 또는 고체 형태의 접착제, 바인더, 가교-결합제 또는 경화제를 지칭한다.

리그노셀룰로스계 재료는 리그노셀룰로스계 섬유를 실질적으로 포함하는 (또는 그의 상당 비율을 포함하는) 재료를 의미한다. 여기에는 식물 또는 식물 일부가 포함된다. 리그노셀룰로스계 재료는 특히 목재 (예컨대 소나무 목재, 가문비나무 목재, 자작나무 목재 또는 너도밤나무 목재)일 수 있다. 목재의 대안 또는 보충물로서, 옥수수 대, 코코넛 껍질, 목화 줄기, 아마, 목초, 대마, 양마, 밀짚, 볏짚, 바가스, 기름 야자 줄기, 대나무 또는 이들의 혼합물과 같은 다른 유형의 리그노셀룰로스계 재료가 본 발명에 사용될 수 있다. 리그노셀룰로스계 재료는 미가공 형태 또는 변형된 형태로 제공될 수 있다. 통상적으로, 목재는 칩의 형태로 제공될 수 있다.

방법에 사용되는 종자는 유리하게는 오일 및/또는 단백질 종자이다.

예를 들면, 식물 종자는 야자나무, 홍화 (카르타무스 틴크토리우스 (Carthamus tinctorius )), 해바라기 (헬리안투스 안누우스 ( Helianthus annuus )), 평지, 카놀라 (브라씨카 나푸 스(Brassica napus )), 겨자 (브라씨카 준세아 ( Brassica juncea ), 브라씨카 니그라 (Brassica nigra ), 브라씨카 라파 ( Brassica rapa ), 브라씨카 카리나타 ( Brassica carinata )), 카멜리나 (카멜리나 사티바 ( Camelina sativa)), 대마 (칸나비스 사티바 (Cannabis sativa)), 대두 (글리시네 막스(Glycine max)), 루핀 (루피누스 ( Lupinus )), 완두콩 (피숨 사티붐 ( Pisum sativum )), 아마 (리눔 우시타티씨뭄 ( Linum usitatissimum )), 목화 (고씨피움 ( Gossypium )), 곡물 (예컨대 옥수수 (제아 메이스 ( Zea mays)), 벼 (오리자 사티바 ( Oryza sativa)), 밀 (트 리티쿰 아에스티붐 ( Triticum aestivum)), 보리 (호르데움 불가레 ( Hordeum vulgare )), 수수 (소르굼 비콜로르 (Sorghum bicolor)), 기장 (파니쿰 밀라세움 ( Panicum miliaceum )), 귀리 (아베나 사티 바(Avena sativa))), 바람직하게는 해바라기 중 1종 또는 몇몇에 속하는 식물의 종자이다.

종자 (특히 오일종자)는 그것이 처리되기 전에 탈지 (즉 탈오일)될 수 있다. 종자는 특히 종자 가루의 형태, 바람직하게는 종자 가루 펠릿의 형태로 제공될 수 있다.

종자 가루 펠릿은 (임의적으로 껍질제거된) 종자로부터 제조되는데, 그것은 마쇄 및 분쇄되어 가루를 산출한 후, 종자로부터 일부 또는 대부분의 오일을 추출하기 위하여 프레싱됨으로써 프레스 케이크(press cake)를 형성한다. 오일종자 프레스 케이크로부터 나머지 오일 (예컨대 해바라기 종자로부터 수득되는 프레스 케이크는 오일 중 15-20%를 함유함)이 부분적으로 또는 완전히 추출될 수도 있다. 나머지 오일을 추출하기 위해서는, 용매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 펜탄 및/또는 헥산과 같은 소수성 용매가 사용될 수 있다. 알콜 (예컨대 에탄올)과 같은 수용성 용매 역시 사용될 수 있다. 그와 같은 유기 용매가 사용되는 경우, 종자 가루에 남는 오일 함량은 낮다 (예컨대 프레싱된 케이크의 총 중량 기준 0.1 내지 4 중량% 범위). 오일종자 가루는 15% 내지 60% w/w, 바람직하게는 20% 내지 50% w/w, 더욱 바람직하게는 30% 내지 50% w/w 범위의 단백질 함량을 가진다.

건조물에서 0.1% 내지 4% w/w 범위의 오일 함량 (속슬렛법(Soxhlet method) (ISO734:2016)에 의해 측정하였을 때) 및 건조물에서 15% 내지 60% w/w, 바람직하게는 건조물에서 30% 내지 50% w/w, 더욱 바람직하게는 30% 내지 50% w/w 범위의 단백질 함량 (프랑스 표준 NF EN Iso 16634 (2008)에 따라 측정하였을 때)을 갖는 종자 가루 또는 종자 가루 펠릿의 형태일 수 있는 식물 종자가 유리하다.

바람직한 종자 가루 펠릿은 평지씨 또는 해바라기 종자 가루 펠릿, 더욱 바람직하게는 해바라기 종자 가루 펠릿이다.

오일종자 처리 기술과 관련한 정보는 예를 들면 문헌 [Laisney , J., 1984, L'huilerie moderne . Compagnie Francaise pour le Developpement des Fibres Textiles ( CFDT ), ISBN 2-905157-00- 3]에 기술되어 있다. 해바라기 가루와 관련한 정보는 예를 들면 하기에 기술되어 있다: 문헌 [Sunflower Seed Preparation and Oil Extraction, Etienne Le Clef and Timothy Kemper , published in Sunflower , 2015, pages 187-226, AOCS Press., ISBN 978-1-893997-94-3].

리그노셀룰로스계 재료 및 식물 종자는 해섬 및 혼합되어 섬유성 혼합물을 형성한다. 해섬은 일반적으로 해섬 과정을 통한 섬유성 성분들로의 재료의 전환과 관련된다. 식물 종자의 경우, 해섬은 식물 종자를 더 작은 크기의 성분 예컨대 섬유성 성분 (섬유 형상 입자) 및/또는 비-섬유성 성분 (비-섬유 입자)로 전환시킨다.

해섬은 이후 기술되는 도 4 및 5에 예시되어 있는 몇 가지 과정에 따라 수행될 수 있다. 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 S1을 수행하는 두 가지 주요 방식이 존재하는데, 각각 도 2 및 도 3을 참조하여 기술된다.

섬유성 혼합물은 50:50 내지 99:1, 바람직하게는 80:20 내지 95:5에 포함되는 리그노셀룰로스계 재료 대 식물 종자의 비를 포함한다.

이후, 수득되는 섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩하는 단계 S2가 수행된다. 이와 같은 단계는 블로우 라인에서 수행될 수 있는데, 거기에서는 섬유성 혼합물에 수지, 바람직하게는 열경화성 수지가 분무된다. 이와 같은 단계 후, 복합재 혼합물이 수득된다. 분무되는 수지의 양은 유리하게는 수지 (즉 수지의 건조물)가 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0.1% 내지 20%, 바람직하게는 0.3% 내지 5%, 더욱 바람직하게는 0.5% 내지 3%를 나타내도록 하는 것일 수 있다. 섬유성 혼합물 및 수지 이외에, 복합재 혼합물은 아민 화합물 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다. 아민 화합물은 바람직하게는 우레아, 메틸우레아, 폴리우레아, 폴리비닐아민, 멜라민, 폴리에틸렌이민 (PEI), 디에탄올디아민, 에탄올디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민 중 1종이다. 첨가제(들)는 하기 중 적어도 1종이다: 왁스, 금속 염, 식물성 오일, 지방산, 실리콘.

아민 화합물은 그것이 수지화되기 전에 섬유성 혼합물에 첨가되는 것, 또는 그것이 섬유성 혼합물과 블렌딩되기 전에 수지에 첨가되는 것 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 아민 화합물은 그것이 섬유성 혼합물과 블렌딩되기 전에 수지에 첨가된다. 첨가되는 아민 화합물의 양은 아민 화합물이 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 (즉 섬유성 혼합물, 수지, 아민 화합물(들) 및 첨가제(들) 중) 0% 내지 25%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 10%를 나타내도록 하는 것일 수 있다.

첨가제 (또는 첨가제들)는 그것이 수지화되기 전에 섬유성 혼합물에 첨가되는 것, 또는 그것이 섬유성 혼합물과 블렌딩되기 전에 수지에 첨가되는 것 중 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는, 첨가제 (또는 첨가제들)는 수지화 단계 전에 섬유성 혼합물에 첨가된다. 첨가제의 양은 첨가제가 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 (즉 섬유성 혼합물, 수지, 아민 화합물(들) 및 첨가제(들) 중) 0% 내지 20%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 3%를 나타내도록 하는 것일 수 있다.

이후의 경화 단계 S3에서는, 섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩한 후 수득되는 복합재 혼합물이 경화된다. 이와 같은 단계에서, 경화제 (즉 본질적으로 수지)는 중합체 사슬들의 가교-결합에 의해 경화된다. 이와 같은 단계의 결과는 복합재 재료이며, 그것은 섬유보드와 같은 최종 생성물을 형성시키기 위하여 추가적으로 처리될 수 있다. 섬유보드를 제공하기 위한 수개의 단계 및 임의적인 단계들을 포함하는 경화 단계 S3의 예시적인 실시양태는 도 6을 참조하여 상술된다.

도 2는 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 S1의 첫 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이다. 리그노셀룰로스계 재료 (예컨대 목재 칩) 및 식물 종자 (예컨대 오일 및 단백질 종자 예컨대 해바라기 종자 가루 펠릿)가 제공된다 (S11). 이와 같은 첫 번째 실시양태에 따르면, 리그노셀룰로스계 재료는 해섬된다 (리그노셀룰로스계 재료를 해섬하는 단계 S12). 병행하여, 식물 종자가 해섬된다 (식물 종자를 해섬하는 단계 S13).

리그노셀룰로스계 재료를 해섬하는 단계 S12 및 식물 종자를 해섬하는 단계 S13은 독립적으로 수행된다. 이들은 동일한 제조 장소에서, 또는 서로 다른 독립적인 제조 장소에서 수행될 수 있다. 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자는 혼합되어 (혼합하는 단계 S14) 원하는 리그노셀룰로스계 재료 대 식물 종자 비를 갖는 균질한 섬유성 혼합물을 형성한다.

도 3은 해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 S1의 두 번째 예시적 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이다.

리그노셀룰로스계 재료 (예컨대 목재 칩) 및 식물 종자 (예컨대 오일 및 단백질 종자 예컨대 해바라기 종자 가루 펠릿)이 제공된다 (S11). 이와 같은 두 번째 실시양태에 따르면, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자는 혼합되어 (혼합 단계 S15) 소위 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 형성한다. 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계 S16이 수행된다. 이와 같은 단계에서는, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자가 함께 해섬됨으로써, 균질한 섬유성 혼합물을 형성한다.

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자가 도 3의 방법에 따라 함께 해섬되는지 또는 도 2의 방법에 따라 별도로 해섬되는지에 관계없이, 해섬은 각각 아스플룬트법 및 메이슨법으로 지칭되는 두 가지 대안적인 유형의 과정에 따라 수행될 수 있다.

도 4는 아스플룬트법에 따라 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계 S16의 예시적인 실시양태를 나타낸다.

도 4의 방법은 스티밍 빈에서 존재하는 스팀에 의해 70℃ 내지 110℃에 포함되는, 바람직하게는 80℃ 내지 95℃에 포함되는 온도로 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스팀처리하는 단계 S161을 포함한다. 이후의 전달하고 짜내는 단계 S162에서, 스팀-가열된 혼합물은 예비-가열기로 전달된다. 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물로부터 물이 짜내진 후, 혼합물은 예비-가열기에 진입한다.

예비가열기에서, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 짜내진 혼합물은 예비-가열된다 (S163). 예비-가열 온도는 예비-가열되는 혼합물, 그리고 본질적으로는 혼합물 중 리그노셀룰로스계 재료에 따라 달라진다. 더 구체적으로, 예비-가열 온도는 리그노셀룰로스계 재료 섬유를 유연화하여 그의 향후 해섬을 용이하게 하도록 적합화되어야 한다.

다음에는, 리파이닝로도 지칭되는 리파이너에서 혼합물을 처리하는 단계 S164가 수행된다.

리파이너는 리파이너 디스크(들)의 각 대향 표면상에 탑재된 하나 또는 수개의 디스크 및 플레이트를 포함한다. 상기 플레이트 및/또는 디스크는 회전식이다. 예비-가열된 혼합물은 플레이트 및 디스크의 중심 부근으로 제공되어 그것을 외향으로 추진하는 원심력에 적용됨으로써, 대향하는 리파이너 플레이트들 사이에서 플레이트 및 디스크(들)의 내부 주변부로부터 외부 주변부로 대체적으로 방사상 방향으로 그것이 이동한다.

리파이너 플레이트는 일반적으로 막대(bar) 및 홈은 물론 댐(dam)의 패턴을 특징으로 하는데, 이들은 함께 도입되는 재료 (즉 혼합물)에 반복적인 압축 및 전단 작용을 제공한다. 재료상에 작용하는 압축 및 전단 작용은 재료로부터 섬유를 분리하고자 하는 것으로써, 특정한 양의 재료의 섬유화 발현을 제공하고, 보통 덜 바람직한 약간의 섬유 절단을 야기한다.

상기 리파이너는 고농밀도, 중간농밀도 또는 저농밀도 리파이너일 수 있다. 리파이너 디스크는 고농밀도 리파이닝에 사용될 때 분 당 900 내지 2300 회전 (RPM)이며 저농밀도 리파이닝의 경우 분 당 400 회전만큼 낮은 회전 속도로 작동할 수 있다.

해섬 단계 후에는, 섬유성 혼합물이 수득되어 추가적으로 처리될 수 있다.

도 5는 메이슨법에 따라 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계 S16의 예시적인 실시양태를 나타낸다.

도 5의 방법은 리그노셀룰로스계 재료의 혼합물을 챔버에 위치시키는 것을 포함한다. 상기 챔버는 대체적으로 고압을 지속할 수 있는 폐쇄 부피를 한정한다. 스팀처리하는 단계 S165가 수행되며, 여기서 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물은 스팀으로 포화된다. 챔버 내부의 압력은 이와 같은 단계에서 200 내지 1000 kPa, 예컨대 400 내지 900 kPa에 포함되는 압력, 예를 들면 약 690 kPa (대략 제곱-인치 당 100 파운드에 해당함)의 압력으로 증가된다.

압력을 증가시키는 단계 S166이 수행되는데, 여기서 챔버 내부의 압력은 2000 내지 4000 kPa, 예컨대 2500 내지 3500 kPa에 포함되는 압력, 예를 들면 약 2800 kPa (대략 제곱-인치 당 400 파운드에 해당함)의 압력으로 증가된다.

챔버에 들어있는 혼합물은 갑작스럽게 개방되는 챔버의 오리피스를 통한 챔버로부터 주변 압력으로의 갑작스러운 방출에 의해 해섬된다 (주변 압력으로 방출하는 단계 S167).

이와 같은 단계 후에는, 섬유성 혼합물이 수득되어 추가적으로 처리될 수 있다.

도 6은 도 1 경화 단계 S3의 예시적인 실시양태를 나타내는 개략적 블록 선도이다. 경화 단계 S3은 경화된 복합재 재료를 수득하기까지 수지화 단계 S2 후에 수행되는 연속적인 작업 또는 단계들을 한정한다.

경화 단계의 예시적인 실시양태가 도 6을 참조하여 간단하게 기술되어 있기는 하지만, 수지화 단계 S2 후 수득되는 수지화된 섬유성 혼합물은 선행 기술에 공지되어 있는 어떠한 적정한 후속 단계 순서에 따라서도 처리될 수 있다.

도 6에 나타낸 경화 단계 S3는 건조 단계 S31을 포함하며, 여기서 수지화된 섬유성 혼합물은 0% 내지 20%, 바람직하게는 5% 내지 10%에 포함되는 수분 함량으로 건조된다. 건조기 사이클론 및 Z-시프터가 건조 단계를 수행하는 데에 사용될 수 있다. Z-시프터는 다음 단계 전에 섬유의 오염물을 세척한다. 건조된 수지화 섬유성 혼합물은 이후 복합재 매트로 형성된다 (형성 단계 S32). 상기 매트는 저온 예비-프레스 및 이후의 고온 프레스와 같은 연속 프레스로 매트를 통과시키는 것을 포함할 수 있는 프레싱 단계 (S33)에 적용된다. 프레싱 후, 복합재 재료는 그의 최종 상태로 경화된다.

임의적인 단계들에서, 복합재 재료는 섬유보드를 형성시키기 위하여 처리 및 기계가공된다. 이러한 단계들은 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 냉각하는 S34 및 톱질하는 S35를 포함함으로써, 섬유보드를 형성시킨다.

기술된 방법은 예를 들면 고밀도 섬유보드 패널 (800 kg/m³를 초과하는 밀도를 가짐), 중간 밀도 섬유보드 또는 MDF (650 kg/m³ 내지 800 kg/m³에 포함되는 밀도를 가짐), 저밀도 섬유보드 (550 kg/m³ 내지 650 kg/m³에 포함되는 밀도를 가짐) 및 초-처밀도 섬유보드 (550 kg/m³ 미만의 밀도를 가짐)를 형성시키는 데에 사용될 수 있다.

[ 실시예 ]

이후 기술되는 실시예에서는, 해바라기 종자로부터의 오일의 압력 및 용매 (헥산) 추출 후 수득되는 부산물인 해바라기 가루 펠릿을 사용하였다. 하기 실시예에서 사용된 해바라기 가루 펠릿은 사이폴 프랑스(Saipol France) 사에 의해 공급된 것으로써, 입수한 대로 사용하였다.

상기 해바라기 가루 펠릿은 약 38.8 중량%의 단백질을 포함하며, 11%의 수분 함량을 가지고, 약 5×15-30 mm의 크기를 가진다.

하기하는 실시예에서 사용된 목재 칩은 독일 남-동부의 소나무로부터 제조되었다.

참조로 사용된 UF 수지는 바스프(BASF) 사로부터 구매한 66 중량%의 고체를 포함하는 카우리트(Kaurit) 340S였다.

폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE CA 1920) 수지는 솔레니스(Solenis) 사 (델라웨어 윌밍턴 소재)로부터 구매하여 입수한 대로 사용하였다. PAE CA1920 수지는 20 중량%의 중합체 고체 함량을 갖는 수성 용액이다.

사용된 발수제(water repellent)는 사솔(Sasol) 사로부터 구매한 60 중량%의 고체 함량을 갖는 에멀션 중 왁스 히드로왁스(hydrowax) 138이었다.

UF 수지용 촉매로는 35 중량%의 고체 함량을 갖는 암모늄 술페이트를 사용하였다.

46 중량%의 질소를 함유하는 우레아의 기술 등급 과립은 야라(Yara) 사에 의해 공급된 것으로써, 입수한 대로 사용하였다.

펠릿 및 PAE 수지를 사용한, 본 발명의 예시적 실시양태에 따른 보드 (중간-밀도 섬유보드) 제조

펠릿 형태의 해바라기 가루를 먼저 목재 칩과 혼합함으로써, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 형성시켰다.

0 (혼합물을 형성시키지 않음)에서 28% w/w까지 (리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물 중) 해바라기 펠릿의 상이한 함량들을 시험하였다. 펠릿의 양은 오븐 건조 목재를 기준으로 (즉 목재에 존재하는 고체 재료를 기준으로) 계산하였다.

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스티밍 빈에서 80℃ 내지 95℃의 온도로 스팀처리하였다.

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 스팀처리된 혼합물을 통합형 컨베이어를 통하여 예비-가열기 (안드리츠(Andritz) 사)로 수송하였다. 스팀처리된 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물로부터 물을 짜내기 위하여 통합형 배수장치가 구비된 연속 작동 플러그 스크류 (MSD-멀티 스크류 디바이스(Multi Screw Device) 사)가 재료를 예비-가열기로 전달하였다.

안드리츠 장치를 사용하여, 3 내지 4분의 예비-가열기 체류 시간으로 이어지는 일정한 처리량으로 9 bar 압력에서 예비-가열기 (또는 쿠커(cooker)로 재료를 공급하였다. 가소화 (섬유를 유연하고 분리하기 용이하게 만드는 예비-가열기에서 약 160℃ 가량의 온도) 후, 방출 스크류를 통하여 재료를 리파이너로 연속 공급하였으며, 거기에서 그것을 열-기계 공정 (즉 아스플룬트 유형 공정)에 따라 처리, 즉 해섬하였다.

리파이너의 공급 스크류를 통하여 왁스의 에멀션을 적용하였다.

리파이너로부터, 접선 유출구를 통하여 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자의 혼합물을 PAE 수지가 별도로 주입되는 블로우 라인으로 방출하였다. 이에 따라, 블로우 라인의 유출구에서는 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자 및 수지의 혼합물을 포함하는 혼합물이 형성된다.

PAE 수지의 양은 오븐-건조 목재를 기준으로 수지로부터의 고체의 몇 가지 주어진 중량 기준 백분율을 가지도록 계산하였다.

우레아를 사용하여 제조되는 보드용으로, 수중 우레아의 용액 (40% w/w)을 PAE 수지와 혼합하였다. 오븐-건조 목재를 기준으로, 우레아는 7 중량%의 우레아 용액으로부터의 고체를 가지도록 계산하였으며, PAE는 0.9 중량%의 수지로부터의 고체를 가지도록 계산하였다. 블로우라인을 통하여 우레아와 PAE의 혼합물을 주입하였으며, 펠릿 (건조 목재 기준으로 6 중량%)은 목재 칩과 예비혼합하였다.

블로우라인에서의 처리 후에는, 솅크만(Schenkmann) & 피엘(Piel) 장치를 사용하여 100℃에서 수지화된 목재를 급속-건조하였다. 급속-건조 단계 후 수지화된 섬유의 수분 함량은 6.3% 내지 7.8%에서 가변적이었다. 다음에, 섬유를 매트 제작 과정으로 수송하였다.

이와 같은 과정 후, 60초 동안의 1 N/mm²의 압력을 사용한 실온에서의 별도 단일 주간 프레스에서 각 매트 (390 내지 450 mm에 포함되는 두께를 가짐)를 예비프레싱하였다.

이후, 740 kg/m³의 목표 밀도 및 11.5 mm의 목표 두께를 사용한 단일 주간 고온 프레스에서 각 매트를 프레싱하였다. 호퍼(HOEFER) 고온 프레스에서 보드를 프레싱하였다. 프레싱 온도는 210℃이었으며, 프레싱 시간 계수는 10 초/mm이었다.

목재 및 액체 수지를 사용한 보드 제조 (비교 실시예 )

리파이너로부터 블로우 라인으로의 해섬된 재료 (즉 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자의 혼합물을 대신하는 해섬된 목재)의 방출까지, 목재 칩 (리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물 대신)에서 상기한 방법과 동일한 과정을 후행하였다.

PAE 수지와 블렌딩된 미분화된 용매 추출 해바라기 가루 (D10 = 6 μm; D50= 37 μm; D90 = 138 μm)의 분산액을 제조하였다. 미분화된 가루를 먼저 총 분산액 중량 기준 17 중량%의 고체 함량 (이와 같은 고체 함량은 약 200 mPa.s의 낮은 점도를 갖는 접착제를 달성하도록 결정된 것임)으로 수중에 분산시켰다. PAE 수지를 첨가하였다. PAE는 6.9의 가루/PAE 중량비를 유지하도록 계산하였다. 5 M NaOH 용액을 사용하여 pH를 6.3으로 조정하였다.

수지의 양은 오븐 건조 목재를 기준으로 혼합물의 총 고체 중량의 12 중량% 또는 15 중량%의 접착제 (즉 미분화된 용매 추출 해바라기 가루와 PAE 수지의 블렌드)로부터의 고체를 가지도록 계산하였다.

건조 단계 후 수지화된 섬유의 수분 함량은 7.2%이었다.

우레아를 사용하여 제조되는 보드용으로, 완전한 가용화까지 우레아 과립과 혼합하는 것에 의해 미분화된 용매 추출 해바라기 가루의 분산액을 제조하였다. 해바라기 가루 및 우레아의 비는 각각 44% w/w 및 56% w/w이었다. 10분 혼합 후, PAE 수지를 첨가하였는데, 6.9의 최종 가루/PAE 비를 가지도록 계산하였다. 5 M NaOH 용액을 사용하여 pH를 6.2로 조정하였다. 새로운 고체 함량은 29.5%이었는데, 수지 내용물의 양은 6% w/w의 미분화된 용매 추출 해바라기 가루, 7% w/w의 우레아 및 0.9% w/w의 PAE 수지를 가지도록 계산하였다.

액체 해바라기-기재 접착제를 리파이너 유출구 이후에서 블로우 라인으로 바로 분산액으로서 적용하였다.

다음에, 블로우 라인에서의 처리 후, 수지화된 재료를 건조하고, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 보드의 제조와 관련하여 상기에서 설명된 것처럼 프레싱하였다.

참조로서, UF 수지를 사용하여 동일한 과정을 수행하였다. UF 수지를 먼저 건조 UF를 기준으로 2 중량%인 촉매로서의 암모늄 술페이트와 혼합하였다. UF 수지 적재량은 오븐-건조 목재를 기준으로 총 고체 중량의 15 중량%의 바인더 (수지 및 촉매)로부터의 고체를 가지도록 계산하였다.

보드 특성화

유럽 표준을 사용하여 파열 모듈러스 (MOR), 탄성 모듈러스 (MOE) (EN 310:1993 표준에 따름), 내부 결합 강도 (IB) (EN 319:1993) 및 치수 안정성 (EN 317:1993)을 측정하였다. 시험 전에, 샘플을 20℃ 및 65% 상대 습도의 룸에서 컨디셔닝하였다. 모든 시편은 이말(Imal) 장치를 사용하여 특성화하였다.

MOE 및 MOR을 평가하기 위하여, 400×50×11.5 mm의 공칭 치수를 갖는 4개의 시험 시편을 MDF 패널로부터 절단하였다. 고정식 3-점 굽힘 시험에 의해 MDF 보드의 MOE 및 MOR을 측정하고, 각 시편에 대하여 값을 계산하고 기록하였다. 상기 값을 700 내지 800 Kg/m³의 밀도를 갖는 보드를 위한 건조 조건에서의 MDF 패널 MOR (25 N/mm²) 및 MOE (2500 N/mm²)의 최소 산업 요건과 비교하였다.

내부 결합 강도 IB 및 두께 팽윤 TS를 측정하기 위하여, 50.0×50.0×11.5 mm의 공칭 치수를 갖는 6개의 시험 시편을 각 조건별로 시험 패널로부터 절단하였다. IB는 각 시편이 실패한 것으로 시험된 후에 계산 및 기록하였다. 실온에서 24시간 동안 수중에 침지한 후의 시편 두께의 백분율 증가로 정의되는 TS는 24시간 침지 전 및 직후에 측정하였다. 낮은 TS는 높은 수분 내성을 반영한다. 값들을 700 내지 800 Kg/m³의 밀도를 갖는 MDF 보드를 위한 IB의 최소 산업 요건 (0.6 N/mm²) 및 TS의 최대 산업 요건 (15%)과 비교하였다.

결과 및 논의

MDF 보드 특성에 대한 생물기반 접착제 배합물에서 사용된 펠릿 및 PAE 수지의 영향을 조사하였다. 먼저 오븐 건조 목재를 기준으로 복합재 혼합물의 총 고체 중량의 16 중량%인 동일한 펠릿의 양을 유지하면서, 상이한 양의 PAE 수지들 (w/w)을 평가하였다.

결과를 하기 표 1에 나타내었다.

표 1: PAE 백분율 (w/w)에 따른, UF 또는 해바라기 가루 펠릿 (16% w/w) 및 PAE 수지를 기재로 하는 생물기반 접착제를 사용하여 제조되는 MDF의 기계적 특성

해섬된 해바라기 가루 펠릿을 사용하나 수지는 없이 제조된 MDF 보드는 낮은 기계적 성능 및 저조한 수분 내성을 나타내었다.

해섬된 목재와 해섬된 종자 (펠릿 유래)의 혼합물에의 PAE 수지의 주입은 MDF 보드의 내부 결합 및 팽윤 특성 양자의 개선으로 이어졌다. 내부 결합 강도는 PAE 양이 증가하면서 증가하였다. 0.60 N/mm²를 초과하는 내부 결합 강도는 약 1.5% w/w PAE 또는 그 이상을 사용하여 달성되었다. 그것은 1.6% w/w의 PAE가 주입된 경우 0.66 N/mm², 2.4% w/w의 PAE가 주입된 경우 0.85 N/mm²의 값에 달하였다.

PAE 비에 대한 종자의 영향을 평가하기 위하여, 서로 다른 양의 펠릿들을 시험하였다.

표 2는 1.6% w/w의 고정된 양의 PAE 수지를 포함하는, 서로 다른 양의 펠릿을 함유하는 생물기반 접착제의 접착 특성 비교를 나타낸다.

표 2: 펠릿 백분율 (w/w)에 따른, UF 또는 해바라기 가루 펠릿 및 PAE 수지 (1.6% w/w)를 기재로 하는 생물기반 접착제를 사용하여 제조되는 MDF의 기계적 특성

해바라기 펠릿 없이 목재 입자에 주입된 PAE 수지 (1.6% w/w)는 낮은 결합 및 불만족스러운 수분 내성을 나타내었다. 펠릿이 보드 배합물에 첨가된 경우, MDF 보드의 기계적 특성 및 팽윤 특성 양자가 개선되었다.

20 중량%까지 펠릿의 양을 증가시키는 것은 0.72 N/mm²까지 접착 특성을 향상시켰다. 8%의 펠릿을 포함하는 샘플은 우수한 수분 내성 특성을 가졌는데, 그것은 펠릿의 양이 증가하면서 약간 감소되었다. 8 내지 20% w/w의 펠릿 및 1.6% w/w의 PAE를 사용하여 제조된 보드는 UF 수지로부터 제조된 보드에 비해 더 우수한 기계적 특성 및 더 우수한 수분 내성을 나타내었다.

또 다른 시험에서는 또한, 6 μm (D10), 30 μm (D50) 및 180 μm (D90)의 작은 입자 크기로 마쇄된 미분화 해바라기 가루의 분산액으로부터 MDF 보드를 제조하고, 그의 특성을 가루 펠릿을 사용하여 수득된 MDF 보드에서 수득된 것들과 비교하였다 (표 3).

표 3: 생물기반 접착제를 사용하여 PAE가 있거나 없이 분산액 또는 펠릿 형태 (12% w/w)로 제조된 MDF의 기계적 특성

PAE 수지와 블렌딩된 미분화 해바라기 가루로부터 제조되는 보드는 본 발명에 따라 섬유성 혼합물로부터 제조되는 것과 유사한 내부 결합 및 더 낮은 팽윤 특성 (수분 내성)을 나타내었다.

PAE 수지와 블렌딩된 미분화 해바라기 가루로부터 제조된 보드의 측정된 MOE 및 MOR은 각각 2500 및 16 N/mm²의 값으로써, 매우 낮았다.

사용되어 PAE 수지 (1.6% w/w)와 혼합된 펠릿 (12% w/w)에 의해, MOE는 3561 N/mm²로 증가되었으며, MOR은 26.8 N/mm²로 증가되었다.

수지화 전에 (수지와 혼합된 단백질 재료 분산액의 사용이 없음) 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자의 섬유성 혼합물이 형성되는 본 발명에 따른 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료 제조 방법을 사용하여 수득되는 보드는 선행 기술 공정에 따라 제조되는 유사한 보드에 비해 더 우수한 기계적 및 수분 내성 특성을 가진다.

배합물에 블렌딩되는 우레아의 보드 특성에 대한 영향을 평가하였다 (표 4).

표 4: 우레아가 있거나 없이 PAE를 사용하여 배합된 생물기반 접착제를 사용하여 제조된 MDF의 기계적 특성 (15 초/mm에서의 프레싱 후 특성)

PAE와 블렌딩된 해바라기 가루의 배합물에 우레아가 첨가되는 경우, MOE 및 MOR 모두가 증가되었다. 최고의 MOE 및 MOR 값은 해섬된 목재 및 해섬된 해바라기 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물이 PAE 및 우레아와 블렌딩된 (수지화된) 경우에 수득되었다. 또한, PAE와 우레아를 블렌딩하는 것은 동일한 결합 강도 및 동일한 두께 팽윤 특성 (수분 내성)을 유지하면서도 1.6% w/w를 대신한 0.9% w/w의 더 낮은 PAE 양의 사용을 가능하게 하였다.

이러한 결과로 볼 때, 본 발명의 방법에 따라 해섬된 목재 및 해섬된 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물, 그리고 PAE와 우레아의 블렌드를 사용하는 것이 섬유 보드의 우수한 기계적 특성을 달성하는 최상의 배합인 것으로 나타났다.

본 출원인은 섬유성 혼합물을 1.6 중량%의 PAE, 0.2 중량%의 갈산, 2 중량%의 글리세롤 및 1 중량%의 왁스를 포함하는 수-기재 수지와 블렌딩 (수지화)하는 것을 제외하고는 해섬된 목재 및 해섬된 해바라기 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물을 사용하여 상기한 바와 같이 MDF 보드가 제조되는 또 다른 시험을 수행하였다. 수득되는 섬유 보드는 10 초/mm에서의 프레싱 후 우수한 기계적 특성을 가졌다.

해바라기 종자가 본 발명에서 사용될 수 있는 바람직한 식물 종자들 중 하나이기는 하지만, 다른 오일 및/또는 단백질 식물 종자에 속하는 종자를 사용하여 MDF 보드를 제조하고, 기계적 성능을 비교하였다 (표 5).

표 5: 시험된 식물 종자의 단백질 및 오일 함량:

표 6: 다른 프로테아기노스 원료를 기재로 하여 PAE (1.6 w/w)와 배합된 생물기반 접착제를 사용하여 제조된 MDF의 기계적 특성 (10 초/mm에서의 프레싱 후 특성)

해바라기 가루 펠릿 및 완두콩 종자가 다른 식물 기재 단백질들에 비해 최상의 내부 결합 강도를 나타내었다.

또한, 15 μm (D10), 43 μm (D50) 및 115 μm (D90)의 작은 입자 크기로 마쇄된 미분화 콩 가루 (가루)의 분산액으로부터 MDF 보드를 제조하고, 그의 특성을 해섬된 목재 및 해섬된 콩 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물을 사용하여 수득된 MDF 보드에서 수득된 것과 비교하였다 (표 7).

콩 가루는 건조물에서의 48% w/w의 단백질 함량 및 건조물에서의 2% w/w의 오일 함량을 가졌다.

표 7: PAE (1.6 w/w) 및 콩 가루 (12% w/w)를 사용하여 분산액 또는 펠릿 형태로 배합된 생물기반 접착제를 사용하여 제조된 MDF의 기계적 특성

PAE 수지와 블렌딩된 미분화 콩 가루 (가루)로부터 제조된 보드는 해섬된 목재 및 해섬된 콩 가루 (가루)를 포함하는 섬유성 혼합물로부터 본 발명에 따라 제조된 것과 유사한 내부 결합 특성 및 유사한 팽윤 특성 (수분 내성)을 나타내었다. 그러나, 측정된 보드의 MOE 및 MOR은 섬유성 혼합물이 사용되고 PAE 수지와 블렌딩된 (수지화된) 경우에 더 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 해바라기 가루 펠릿으로부터 수득된 것과 일치함으로써, 본 발명에 따라 해섬된 목재 및 해섬된 해바라기 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물 및 PAE를 사용하여 제조된 MDF 보드가 선행 기술 공정에 따라 제조된 유사한 보드에 비해 더 우수한 기계적 특성을 가진다는 것을 나타내었다.

30 μm (D50)의 작은 입자 크기로 마쇄된 미분화된 평지씨 가루의 분산액으로부터 MDF 보드를 제조하고, 그의 특성을 본 발명에 따라 해섬된 목재 및 해섬된 평지씨 가루 펠릿을 포함하는 섬유성 혼합물을 사용하여 수득된 MDF 보드에서 수득된 것과 비교하였다. 평지씨 가루는 31 중량%의 단백질 함량, 1.5 중량%의 오일 함량 및 11 중량%의 수분 함량을 가졌다. 평지씨 가루를 기재로 하여 분산액 또는 펠릿 형태 (12% w/w)로 PAE (1.6% w/w)와 배합된 생물기반 접착제를 사용하여 제조된 MDF의 기계적 특성을 평가하였다.

결과는 역시 상기 해바라기 가루 펠릿 및 콩 가루 (가루) 펠릿으로부터 수득된 것과 일치함으로써, 본 발명에 따라 제조된 MDF 보드가 미분화된 종자 가루의 수성 분산액 및 PAE 수지를 사용하여 선행 기술 공정에 따라 제조된 유사한 보드에 비해 더 우수한 기계적 특성을 가진다는 것을 나타내었다.

[산업상 적용분야]

본 발명은 선행 기술에 공지되어 있는 유사한 공정에 비해 비용상의 장점 및 환경 친화적인 장점 (특히 그것이 물 및 에너지를 절약하기 때문임)을 갖는, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법을 제공한다. 이와 같은 방법의 바람직한 적용분야는 MDF와 같은 섬유보드의 제조이다. 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자의 섬유성 혼합물에서 제공되는 단백질 및 섬유원으로서의 해섬된 식물 종자를 사용하는 본 발명에 따른 제조 방법으로 인하여, 섬유-기재 복합재 재료는 강화된 기계적 특성을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 이러한 특성은 아민 화합물 및/또는 선택된 첨가제의 사용에 의해 추가적으로 강화될 수 있다. 해섬된 리그노셀룰로스계 재료와 해섬된 식물 종자의 혼합물의 사용은 경제적인 장점, 환경상의 장점, 공정 단순성 면에서의 장점뿐만 아니라, 최종 생성물의 특성과 관련한 장점도 가진다.

Claims

해섬된 리그노셀룰로스계 재료 및 해섬된 식물 종자를 포함하는 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 (S1);

섬유성 혼합물을 수지와 블렌딩하여 (S2), 복합재 혼합물을 형성시키는 단계; 및

복합재 혼합물을 경화시킴으로써 (S3), 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 형성시키는 단계
를 포함하는, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 제조하는 방법.
제1항에 있어서, 섬유성 혼합물을 수득하는 단계 (S1)가

리그노셀룰로스계 재료를 제공하고, 식물 종자를 제공하는 단계 (S11),

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자를 혼합함으로써 (S15), 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 수득하는 단계, 및

리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계 (S16)
를 포함하는 것인 방법.
제2항에 있어서, 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 해섬하는 단계 (S16)가 열-기계 공정 또는 압력 방출 기반 공정에 의해 해섬 전에 리그노셀룰로스계 재료와 식물 종자의 혼합물을 스팀처리하는 단계 (S161, S165)를 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복합재 혼합물이 하기를 포함하는 것인 방법:
- 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 40% 내지 99%, 바람직하게는 50% 내지 95%, 더욱 바람직하게는 80% 내지 95%, 예를 들면 84% 범위 양의 해섬된 리그노셀룰로스계 재료, 및
- 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 1% 내지 60%, 바람직하게는 5% 내지 40%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 20% 범위 양의 해섬된 종자, 및 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0.1% 내지 20%, 바람직하게는 0.3% 내지 5%, 더욱 바람직하게는 0.5% 내지 3%, 예를 들면 0.9% 내지 1.6% 범위 양의 수지.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복합재 혼합물을 경화시키는 단계 (S3)가 하기 단계들을 포함하는 것인 방법:
- 수지화된 섬유성 혼합물을 0% 내지 20%, 바람직하게는 5% 내지 10%에 포함되는 수분 함량으로 건조시켜 (S31), 건조된 수지화 섬유성 혼합물을 매트로 형성시키는 단계 (S32),
- 매트를 프레싱하여 (S33), 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 수득하는 단계.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 포함하는, 섬유보드를 제조하는 방법이며, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료를 냉각시키고 (S34) 톱질함으로써 (S35) 섬유보드를 형성시키는 단계들을 추가적으로 포함하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 수지 또는 섬유성 혼합물에 아민 화합물을 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 아민 화합물은 바람직하게는 우레아, 메틸우레아, 폴리우레아, 폴리비닐아민, 멜라민, 폴리에틸렌이민 (PEI), 디에탄올디아민, 에탄올디아민, 에탄올아민, 디에탄올아민, 바람직하게는 우레아, 및 헥사민 중 1종이며, 첨가된 아민 화합물이 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0% 내지 25%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 10%를 나타내는 것인 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 수지 또는 섬유성 혼합물에 첨가제를 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 첨가제는 왁스, 금속 염, 식물성 오일, 지방산, 실리콘, pH 개질제, 폴리올, 탄닌, 리그닌, 아미노산, 금속 산화물, 전분, 염색제, 난연제 중 적어도 1종이며, 첨가제가 복합재 혼합물의 총 건조물 중량의 0% 내지 20%, 바람직하게는 0% 내지 10%, 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 3%를 나타내는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 리그노셀룰로스계 재료가 목재, 옥수수 대, 코코넛 껍질, 목화 줄기, 아마, 목초, 대마, 양마, 밀짚, 바가스, 기름 야자 줄기, 대나무, 또는 이들 2종 이상의 혼합물, 바람직하게는 목재인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 식물 종자가 해섬되기 전에 종자 가루의 형태, 바람직하게는 종자 가루 펠릿의 형태로 제공되는 것인 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유성 혼합물이 건조물에서 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 60%, 더욱 바람직하게는 80% w/w의 섬유를 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 식물 종자가 하기 과들 중 1종 또는 몇몇에 속하는 식물의 종자인 방법:
- 아레카세아에(Arecaceae) 예컨대:

아탈레아(Attalea),

엘라에이스(Elaeis), 및

카르타무스(Carthamus), 예컨대 카르타무스 틴크토리우스(Carthamus tinctorius),
- 아스테라세아에(Asteraceae) 예컨대:

헬리안투스(Helianthus), 예컨대 헬리아투스 안누우스(Helianthus annuus),
- 브라씨카세아에(Brassicaceae) 예컨대:

브라씨카(Brassica), 예컨대 브라씨카 나푸스(Brassica napus), 브라씨카 준세아(Brassica juncea), 브라씨카 니그라(Brassica nigra), 브라씨카 라파(Brassica rapa), 브라씨카 카리나타(Brassica carinata), 및

카멜리나(Camelina) 예컨대 카멜리아 사티바(Camelia Sativa),
- 칸나바세아에(Cannabaceae) 예컨대:

칸나비스(Cannabis), 예컨대 칸나비스 사티바(Cannabis sativa),
- 파바세아에(Fabaceae) 예컨대:

글리시네(Glycine), 예컨대 글리시네 막스(Glycine max),

루피누스(Lupinus), 및

피숨(Pisum), 예컨대 피숨 사티붐(Pisum sativum),
- 리나세아에(Linaceae) 예컨대:

리눔(Linum) 예컨대 리눔 우시타티씨뭄(Linum usitatissimum),
- 말바세아에(Malvaceae) 예컨대:

고씨피움(Gossypium),
및
- 포아세아에( Poaceae ) 예컨대:

제아 메이스 (Zea mays),

오리자 사티바 (Oryza sativa), 오리자 글라베리마 (Oryza glaberrima),

엘레우시네 코라카나 (Eleusine coracana),

트리티쿰 아에스티붐 (Triticum aestivum), 트리티쿰 두룸 (Triticum durum),

호르데움 불가레 (Hordeum vulgare),

소르굼 비콜로르 (Sorghum bicolor),

파니쿰 밀리아세움 (Panicum miliaceum),

아베나 사티바 (Avena sativa).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 수지가 하기로부터 선택되는 것인 방법:
- 폴리아미도아민-에피클로로히드린 (PAE) 수지, 폴리알킬렌폴리아민-에피클로로히드린 수지, 이타콘산-기재 폴리아미도아민-에피클로로히드린 수지 및/또는 아민 중합체-에피클로로히드린 수지,
- 에폭시 수지 예컨대 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 에폭시 수지,
- 이소시아네이트 수지,
- 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 멜라민-우레아-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 레소르시놀-포름알데히드 수지, 포름알데히드 또는 또 다른 알데히드 예컨대 푸르푸랄, 프로판알, 부티르알데히드, 숙신알데히드, 글루타르알데히드, 디메톡시에탄알, 글리옥실산, 글리콜알데히드, 바닐린을 기재로 하는 기타 수지,
- 폴리우레탄-기재 수지,
- 말레산 무수물 또는 아세트산을 기재로 하는 것과 같은 폴리산-기재 수지,
- 아크릴레이트-기재 또는 메타크릴레이트-기재 수지 예컨대 폴리(메틸메타크릴레이트),
- 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-아크릴산, 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-메타크릴산, 에틸렌-co-비닐아세테이트-co-비닐알콜, 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 에틸렌 비닐 알콜 (EVOH), 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄-co-비닐알콜, 폴리비닐아세테이트-co-비닐알콜.
리그노셀룰로스계 재료 섬유 및 해섬된 식물 종자를 포함하며, 리그노셀룰로스계 재료 대 식물 종자의 중량비가 40:60 내지 99:1, 바람직하게는 80:20 내지 95:5에 포함되는 것인 섬유성 혼합물.
제14항에 따른 섬유성 혼합물 및 수지를 포함하는 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료이며, 여기서 섬유성 혼합물은 상기 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료 및 수지를 위한 보강물 및 접착제를 형성함으로써, 경화된 형태에서 상기 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료의 매트릭스를 형성하거나, 그의 일부가 되는 것인, 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료.
제15항에 따른 리그노셀룰로스계 섬유-기재 복합재 재료로 제조된 섬유보드 패널.