MXPA97008054A - Metodo para co-refinado de pedazos secos de madera urbana y mezclas de pedazos secos de madera urbana y resinas termoplasticas para la produccion deproductos de tablero de alta calidad - Google Patents
Metodo para co-refinado de pedazos secos de madera urbana y mezclas de pedazos secos de madera urbana y resinas termoplasticas para la produccion deproductos de tablero de alta calidadInfo
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Abstract
Un método para hacer fibras de lignocelulosa, que pueden ser opcionalmente recubiertas con un adecuado termoplástico, donde los materiales de inicio pueden ser escogidos a partir de una amplia variedad de productos de madera, papel y/o plásticos contaminados generalmente no reciclables. Una mezcla del material de lignocelulosa preferido por una contenido de humadad relativamente bajo y el termoplástico es refinado y molido en una atmósfera de vapor la cual es a una temperatura, presión, duración suficiente para suavizar tanto la lignina en los pedacitos de madera y el polímero termoplástico. La temperatura de la atmósfera es relativamente alta a causa del uso de pedacitos de madera seca que no resulta en una vaporización excesiva durante el calentamiento. La molienda de la mezcla ocurre por medio de hacer pasar la mezcla entre discos de refinado dual de giro encontrado an la atmósfera de vapor a presión a alta temperatura. Al pasar a través de los discos de refinado de giro dual, los pedasos de madera son continuamente desbastados de tal manera que resulta en la formación de fibras finas del material lognocelulósico, mientras el termoplástico es simultaneamente refinado de tal manera que se adhiere uniformemente alrededor de cada una de la fibras de lignocelulosa desbastadas. Después de pasar a través de los discos de refinado, las fibras son enfriadas resultando en la formación de fibras de lignocelulosa recubiertas uniformemente, que pueden ser usados para formar una variedad de productos de tablero de fibras, tal como por operaciones por prensado en caliente o en frio.
Description
MÉTODO PARA CO-REFINADO DE PEDAZOS SECOS DE MADERA URBANA Y MEZCLAS DE PEDAZOS SECOS DE MADERA URBANA Y RESINAS TERMOPLASTICAS, PARA LA PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS DE TABLEROS DE FIBRA DE ALTA
CALIDAD
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
1. CAMPO DE LA INVENCIÓN.
La presente invención se relaciona en forma general a las fibras usadas en productos de lámina de fibra aglomerada y los métodos para producir tales fibras. Más específicamente, esta invención se relaciona con un método en el cual la materia prima a ser refinada puede ser cualquier madera entre varias maderas contaminadas generalmente no reciclables, plásticos, y papeles, que van a ser co-refinados a temperaturas elevadas por medio de vapor a presión para formar fibras de celulosa recubiertas de termoplástico que son convenientes para conglomeración en una variedad de productos de laminados de fibra.
2. DESCRIPCIÓN DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
La destrucción de la basura es una necesidad creciente relacionada con la sociedad. Aunque muchos esfuerzos en reciclado han sido relativamente exitosos con una gran variedad de materiales, ciertos materiales han continuamente presentado un problema por ser generalmente no reciclables. Ejemplos de estos materiales difíciles de reciclar incluyen desperdicios urbanos de madera tales como desperdicios de demoliciones de edificios viejos, pedazos de madera urbana generada a partir de materiales de construcción, tarimas viejas y cajas, y lo semejante. Todavía se cree que tableros de fibra útiles pueden ser producidos a partir de estos materiales si se pudiera encontrar un medio de reciclado y refinado de estos materiales.
Generalmente hablando, el estado de la técnica ha sido exitoso en producir fibras de celulosa a partir de pedazos pequeños de madera. En particular, la patente US No. 2,757,115 to Heritage enseña la producción de fibras de lignocelulosa a partir de pedacitos de madera y otros productos de desperdicio de madera, de tal manera que las fibras resultantes son útiles para formar productos de tableros de fibra de madera. Heritage forma las fibras aplicando a los materiales de lignocelulosa vapor a presión hasta que concurrentemente sea pulida y desbastada. El vapor actúa para suavizar la lignina en la superficie del material de lignocelulosa, que es entonces pulido y desbastado aparte, exponiendo el interior del material que es igualmente pulido y desbastado. Esto es repetido hasta que el pedazo ha sido reducido en fibra,
que puede entonces presionarse dentro de los productos de tableros de fibra. Aunque las enseñanzas de Heritage son útiles para la formación de fibras de madera a partir de productos de desperdicios de madera verde, por ejemplo, productos de madera teniendo un alto contenido de humedad, o correspondiente con un contenido de sólidos de alrededor de 40% a 50%, estas enseñanzas no ayudan en el refinamiento de "desperdicios de madera urbana", que es típicamente muy seca, teniendo un contenido de sólidos de al menos alrededor del 80% o más. Además, Heritage requiere el uso de relativamente gran cantidad de caballos de potencia para el refinamiento de los pedazos de madera húmeda, a causa de la temperatura del vapor usado para refinar el material de lignocelulosa la temperatura permanece solamente a la temperatura de ebullición del agua, debido a la continua vaporización de la humedad en los pedazos de madera verde.
Alternativamente, la patente americana No. 2,872,337 a Heritage et al., enseña la producción de fibras de celulosa recubiertas para formar una estera fibrosa apañada recubierta. Las fibras de lignocelulosa son generalmente producidas por el método ya descrito en la patente '115; sin embargo, después que la fibras son desbastadas, estas son transportadas por el vapor y mezcladas con un aglomerador resinosos termofijo de tal manera que resulta en fibras de lignocelulosa recubiertas que son útiles para se aglomeradas dentro de tableros de fibra. El defecto asociado con la patente de Heritage '115 es que, la enseñanza está limitada a pedazos pequeños de madera teniendo relativamente altos niveles de humedad, y otra vez, requiere el uso
de relativamente altos caballos de potencia para el refinamiento de los pedacitos de madera. Además, aunque produce fibras recubiertas, estas están hechas así mediante el uso de materias primas vírgenes, por ejemplo material polimérico de aglomeración virgen con pedacitos de madera vírgenes también.
Por lo tanto, como puede ser fácilmente apreciado por aquellos hábiles en el arte, ambas patentes de Heritage tienden a ser relativamente limitados en los materiales que pueden ser procesados en que estos están limitados a madera con alto contenido de humedad, y si fuera aplicable, un material aglomerador polimérico virgen. Además ambas patentes de Heritage utiliza un proceso que envuelve requerimientos relativamente altos de caballos de fuerza durante el refinado.
Por lo tanto la necesidad existe de un proceso de relativamente bajo requerimiento de caballaje para el refinamiento de pedacitos de madera, los cuales puedan utilizar una gran variedad de materiales generalmente no reciclables, tales como pedacitos de madera seca originados en los desperdicios de madera urbana, que pueden ser opcionalmente combinados con un termoplástico adecuado.
De acuerdo con lo anterior, lo que es necesario es un proceso para formar fibras de celulosa que pueden opcionalmente ser recubiertas de termoplástico , y las cuales son deseables para la aglomeración en el producto de tablero de fibras, donde los materiales primeros pueden incluir una variedad de materiales, incluyendo madera
generalmente no reciclable, papel, y/o productos plásticos, y donde los procesos no requiera alimentación de altas potencias durante el refinado de los pedazos de madera.
DESCRIPCIÓN DEL INVENTO:
De acuerdo con la presente invención se provee un método para hacer fibras de lignocelulosa, donde los materiales de inicio pueden ser escogidos de una gran variedad de productos de madera contaminada generalmente no reciclable, en adición a una variedad de papel virgen y contaminado, y/o productos plásticos. La alta calidad de fibras producida por esta invención son particularmente deseables para su aglomeración dentro de una variedad de productos de tableros de fibras.
Generalmente, el material de lignocelulosa (de aquí en adelante también referido como "pedacitos de madera" o . "productos de desperdicio de madera") es proporcionado por una variedad de materiales generalmente no reciclables, tales como desperdicios de madera urbana parecidos a los desperdicios de demolición de edificios antiguos y estructuras viejas, desperdicios de construcción, tarimas viejas, y lo parecido, solas o en combinación entre ellas. Los materiales tienden a ser extremadamente secos en comparación con los pedazos de madera verde, y tienen contenidos de sólidos a partir de alrededor de 90 a 94%, pero pueden tener un
contenido de sólidos tan bajo como alrededor del 80%. Los pedacitos de madera que pueden ser usados con el método de esta invención pueden variar grandemente en tamaño incluyendo de alrededor de menos de 3 pulgadas a alrededor de más de un octavo de pulgada, tal y como está definido por un sistema de cribado de pedazos de madera ro-tape convencional.
Las diversas mezclas conteniendo los productos de desperdicio de madera son precalentados en una atmósfera con vapor y a una temperatura, presión, y duración suficiente para concurrentemente suavizar la lignina dentro de los pedacitos de madera. Este paso de precalentamiento produce una mezcla calentada que es suave y plegable, para facilitar los subsiguientes procedimientos del material, mientras la atmósfera de vapor resulta en la eliminación de cualquier contenido de aire que pudiera estar presente en la mezcla.
Los pedacitos de lignocelulosa calientes son subsecuentemente transportados a una región de refinado, donde los pedacitos son introducidos otra vez, en la atmósfera de vapor de alta temperatura. La introducción de los pedacitos de lignocelulosa ocurre por medio del paso de los pedacitos entre discos de refinado contador revolvedor, los cuales están suficientemente ranurados y en una predeterminada relación de separación entre ellos, para facilitar el desbaste de los pedacitos de madera. Al pasar a través de los discos de refinado de la revolvedora contadora, las fibras de celulosa en los pedacitos de madera son continuamente desbastados hasta resultar
en la formación de fibras finas del material de lignocelulosa. Este proceso de refinado es facilitado puesto que la lignina misma en los pedacitos de madera está suficientemente suavizada por la alta temperatura del vapor.
Previo a, o durante el paso de refinado, un deseable termoplástico o combinación de termoplásticos puede ser adicionada a los pedacitos de madera y procesados como se describe arriba de tal manera que se puedan formar fibras de lignocelulosa recubiertas de termoplástico. Una resina termoplástica deseable incluye el termoplástico comercialmente conocido como Novolac que es un tipo de resina de fenol-formaldeído, sin embargo otros materiales termoplásticos deseables pueden también ser usados. El Novolac o los otros termoplásticos pueden ser adicionados en polvo, hojuelas, o plástico de deshecho, directamente en los pedacitos de madera urbana de tal manera que los pedacitos de madera entren en el mecanismo que inyectará la mezcla dentro de la atmósfera de vapor a alta presión empleada en el digestor y la sección de refinado. La atmósfera de vapor a alta temperatura suaviza la lignina en los pedacitos de madera suavizando simultáneamente los materiales termoplásticos, a pesar de la forma en la cual los materiales termoplásticos son introducidos con los pedacitos de madera, de esta forma resulta en una unión íntima con las fibras de celulosa recubiertas.
Al alcanzar la temperatura de licuefacción del termoplástico empleado, tal como lo es el Novolac, el material termoplástico llega a ser un líquido de muy baja viscosidad
que tiende a entrar por los poros de la madera, por lo que llega a ser una parte íntima de la fibra de madera. La naturaleza íntima del Novolac dentro y alrededor de cada pedacito de madera permite a las fibras resultantes ser consolidadas en una producto de tablero de fibra de alta calidad teniendo una excelente adherencia entre fibras. Esto resulta en la producción de un producto de tablero de fibra de alta calidad usando muy poca resina termoplástica.
En la práctica, los productos de tablero de madera de alta calidad han sido producidos usando el método de esta invención donde el contenido de sólidos de resina de Novolac es menor que alrededor del 2%, que en comparación a los productos de tableros de madera convencionales que requieren aproximadamente de alrededor del 12% a alrededor del 16% de una resina del y como una resina fenólica. Además, el uso de resina Novolac con el método de esta invención resulta de un producto que es aproximadamente el 99% libre de formaldehído con el sólo su producto de esta reacción consistente en amoníaco, el cual otra vez difiere significativamente de las prácticas convencionales que utilizan sistemas de resina de resoles o urea. Últimamente, el uso de la resina Novolac en combinación con las enseñanzas de esta invención permite el uso de técnicas de inyección de vapor a presión que es ventajoso en el aspecto de que el producto de tablero de fibra final formado con el método de esta invención deja la prensa a un contenido de humedad en equilibrio, eliminando por esto los requerimientos de reumidificación del producto del tablero de fibra final.
Además, es previsible que otro termoplástico adecuado puede ser utilizado con o sin la resina de Novolac, si el termoplástico fue caracterizado por una temperatura de licuefacción de al menos alrededor de 170°C (338° F), lo cual es compatible con la temperatura utilizada durante el refinado de los pedacitos de madera previsibles adecuados termoplásticos pueden incluir, pero no limitarse a, aquellos termoplásticos que generalmente son generalmente no reciclables tales como productos termoplásticos contaminados de polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, o una combinación de estos materiales. Alternativamente, el termoplástico puede ser provisto por productos de papel compuestos no reciclables teniendo un adhesivo, tales como papel kraft materiales para etiquetas autoadheribles, así como otros, que usan un adhesivo o película. El papel componente de estos productos de papel no reciclables pueden también proveer material lignocelulósico adicional a la mezcla.
El componente termoplástico de la mezcla lignocelulosa/termoplástico preferida no debe exceder alrededor del 50% por peso, más preferiblemente no más grande que alrededor del 30%, y el más preferible de alrededor de 1.5% alrededor del 30%, pero puede variar grandemente dependiendo del particular producto final deseado. Como se estableció previamente, generalmente el termoplástico puede ser escogido del grupo consistente de una resina tipo fenol-formaldeído tal como Novolac, o un polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, o una mezcla de cualquier combinación de estos polímeros. Sin embargo, el proceso no está limitado a estos materiales, sino más bien cualquier termoplástico virgen o contaminado que sea suficientemente
flexible arriba de una temperatura de alrededor de 170°C (338°F) o alternativamente, a una temperatura de alrededor de 170°C y una presión de vapor de alrededor de 100 psig.
En la modalidad preferida de esta invención, durante el refinado, el vapor es preferiblemente mantenido a una presión mayor de alrededor de 200 psig, lo cual corresponde a una temperatura de alrededor de 198°C (388°F). Esta temperatura es suficiente para suavizar la lignina con los pedacitos de madera, sin hacer menoscabo del tamaño del pedacito y si es aplicable, también el termoplástico, durante el precalentamiento y refinado.
En las prácticas del estado de la técnica, las temperaturas arriba del punto de ebullición del agua fue difícil de encontrar porque el estado de la técnica empleaba pedazos de madera verde teniendo un contenido de humedad relativamente alto. El contenido de humedad alto de los pedazos de madera verde causa que la temperatura de la atmósfera con vapor permanezca cerca del punto de ebullición del agua, por lo anterior el suavizado de la lignina dentro de los pedacitos de madera es insuficiente, por lo que requiere muy alta potencia para desbastar el pedacito de madera. Con el uso de pedacitos de madera extremadamente secos en el método de esta invención, temperaturas indicativamente altas son posibles durante el refinamiento causando suficiente suavizado de la lignina, por lo que se requiere requerimientos de potencia significativamente bajos si se compara con el estado de
la técnica en la práctica, la energía requerida durante el refinamiento es relativamente baja comparada con el proceso del estado de la técnica. Generalmente, el refinamiento de ios pedacitos de madera seco preferidos de esta invención, sin tomar en cuenta el tamaño del pedacito, requiere alrededor de 10 a 12 caballos de fuerza días/horno seco (O.D.) que se queda corto con respecto a los requerimientos comparado a un requerimiento de alrededor de 25 a 80 caballos de fuerza días/O. D. toneladas cortas lo cual es convencional con los pedacitos de madera verde con alto contenido de agua.
Después de que las fibras son producidas en la zona de refinado las fibras son descargadas a través de un orificio o válvula de descarga localizada a la salida del sistema de refinado. El vapor ahora llega a ser un medio de transporte dentro de la línea de flujo, el escape violento de este vapor y las fibras de alrededor de 200 psig de presión de vapor en la sección de refinado a una presión atmosférica en la línea de flujo origina un descenso de temperatura rápido lo cual correspondientemente causa que el termoplástico solidifique uniformemente en la fibra de madera, esencialmente en forma instantánea, en la descarga a partir de la zona de refinado.
Las fibras producidas por el método de esta invención sin tomar en cuenta de si las fibras son termoplásticamente recubiertas o no pueden entonces ser usadas para formar una variedad de productos de tableros de fibras aglomeradas, tales como productos de fibra de densidad baja, media o alta.
Una ventaja significativa de la presente invención es que el proceso hace posible el uso de productos de madera contaminada generalmente no reciclable de una variedad de tamaños, caracterizado por un contenido extremadamente bajo de humedad, para formar fibras de madera utilizables en la consolidación de una variedad de productos de tableros de fibra. Esto es complementado usando pedacitos de madera que son caracterizados por un contenido de humedad relativamente bajo, y es poniendo los pedacitos de madera secos a una alta temperatura, en una atmósfera de vapor presurizado durante el refinado, lo cual entonces permite el uso de relativamente bajos requerimientos de potencia para utilizar las fibras. Además, una variedad de materiales termoplásticos, incluyendo papel no reciclable y productos de plástico puede ser utilizado en el proceso para formar fibras de madera recubiertas.
En el pasado, se creía que solamente pedacitos de madera humedad teniendo un contenido de sólidos de 40 a 50% era procesada en esta forma, inclusive, las enseñanzas de esta invención permite el uso de maderas extremadamente secas teniendo un contenido de sólidos de al menos alrededor 80-90% y preferiblemente al menos del 94% de sólidos.
Además, el estado de la técnica jamás enseñó o sugirió como procesar estos diversos materiales tales como madera, papel y materiales plásticos, particularmente
el procedimiento de la combinación de estos diversos materiales como con la presente invención.
De acuerdo con lo anterior, es un objeto de la presente invención proveer un método para formar fibras de celulosa a partir de pedacitos de madera secos de varios tamaños tales como clasificados a partir de pedacitos de madera relativamente grandes de las de alrededor de 3 pulgadas a los relativamente pedacitos pequeños de madera de poco más de 1/8 de tamaño.
Es un objetivo adicional de esta invención que las fibras de celulosa formadas a partir de materiales de inicio que incluye cualquiera de un número de productos generalmente no reciclables de madera contaminada es todavía un objetivo adicional de esta invención que los materiales de inicio sean refinados en altas presiones de vapora elevadas temperaturas entre discos de refinado dual de tal manera de formar las fibras de lignocelulosa.
Es todavía otro objetivo de esta invención que los materiales de inicio sea refinados en vapor a alta presión a temperaturas elevadas entre los discos de refinado dual, de manera a formar las fibras de lignocelulosa.
Es todavía otro objetivo de esta invención que el refinado de estos pedacitos secos en la atmósfera de vapor a alta temperatura a alta presión utilice relativamente bajos requerimientos de caballos de fuerza.
Por otra parte, es todavía un objetivo adicional de esta invención que el proceso de esta invención permita el uso de materiales termoplásticos apropiados, los cuales son adicionados a los materiales lignocelulósicos previos a o durante el paso de refinado, de manera a formar fibras de madera recubiertas de termoplástico.
Finalmente es un objetivo de la invención que las fibras de madera, o fibras de madera recubiertas con termoplástico, de esta invención es deseable para consolidar dentro de una variedad de productos de tablero de fibra.
Otros objetivos y ventajas de esta invención será más aparente después de una lectura de la siguiente descripción detallada.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA
El método de esta invención forma fibras de lignocelulosa que pueden ser opcionalmente recubiertas con un material termoplástico adecuado. Las fibras recubiertas están uniforme e íntimamente recubiertas con el termoplástico y son
adecuadas para aglomeración en una variedad de productos de tableros de fibra, tales como para operaciones de prensado caliente o prensado frío. El método de esta invención es adaptable a una variedad amplia de materiales de inicio incluyendo, pero no limitado a, productos de madera contaminada generalmente no reciclable, papeles contaminados y/o productos plásticos el material de lignocelulosa preferido, o "pedacitos de madera" para su uso con esta invención está caracterizado por ser extremadamente seco, tal como, pero no limitado a, productos de desecho de madera urbana generalmente no reciclable parecidos a los desechos de demolición de edificios y estructuras viejas, desperdicios de construcción, tarimas viejas, y lo semejante, que pueden ser usadas solas o combinadas entre ellas. Estos materiales lignocelulósicos extremadamente secos están caracterizados por contenidos de sólidos más grandes que alrededor de 80%, preferiblemente tan grandes como alrededor del 90-94% de sólidos. Los pedacitos de madera pueden variar grandemente en tamaños, tal como alrededor de menos de 3 pulgadas a más de 1/8 de pulgada sin embargo tamaños de maderas fuera de este rango puede también ser empleado con el método de esta invención.
De acuerdo con el método preferido de esta invención, los pedacitos de madera son precalentados en una atmósfera de vapor y a una temperatura, presión, y duración suficiente para suavizar la lignina en los pedacitos de madera. El uso de pedacitos de madera extremadamente secos hace posible el uso de temperatura significativamente altas, si se compara con el uso de pedacitos de madera verdes
húmedos, que debido a la vaporización, causa que la temperatura de la atmósfera de vapor permanezca cerca de la temperatura de ebullición del agua.
Preferiblemente, pero no necesariamente un termoplástico o combinación de termoplásticos adecuados puede ser adicionado a los pedacitos de madera durante este paso de precalentamiento, o alternativamente previo a o durante el paso de refinado que es descrito subsecuentemente, de tal manera que se forman fibras de lignocelulosa recubiertas con termoplástico. Una resina de termoplástico adecuada incluye el termoplástico comercialmente conocido como Novolac que es una resina tipo fenol-formaldeído sin embargo otros termoplásticos pueden también ser usados.
Otros termoplásticos adecuados pueden también ser utilizados si los termoplásticos estuvieron caracterizados por una temperatura de licuefacción de al menos alrededor 160°C (320°F) el vapor saturado a presión alrededor de 100 psig, lo cual es compatible con las condiciones utilizadas durante el refinado de los pedacitos de madera. Ejemplos de termoplásticos adecuados pueden incluir productos termoplásticos de polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, o una combinación de estos materiales, que pueden ser en la forma de productos contaminados generalmente no reciclables. Generalmente los productos desechados plásticos que se encontraron estar contaminados e indeseables en los esfuerzos de reciclaje convencionales están formados de polipropileno, polietileno o polivinilcloruro.
Alternativamente, el termoplástico puede ser provisto por productos de papel compuestos no reciclables teniendo un adhesivo, tales como papel kraft laminado, materiales de etiqueta autoadherible, así como otros, que usan un adhesivo de algún tipo. El papel componente de estos productos de papel no reciclables pueden también proveer adicional material de celulosa a la mezcla. Cualquier adhesivo que pueda estar presente a partir del uso opcional de productos de papel kraft laminados, etiquetas, o lo semejante está presente en tan pequeña cantidad comparada a la mezcla total que su presencia actúa meramente como adicional adherencia entre los varios componentes de las fibras recubiertas resultantes. El plástico contaminado y/o materiales de papel contaminado son generalmente provistos en pedacitos de alrededor de 1 pulgada cuadrada y varias milésimas pulgadas de grosor, sin embargo el proceso de esta invención es capaz de manejar varios tamaños para los productos de madera, plástico y papel.
El tipo y cantidad del componente termoplástico con la mezcla preferida lignocelulosa termoplástico variará , grandemente dependiendo de la aplicación particular de las fibras recubiertas resultantes. Preferiblemente, el componente termoplástico no deberá exceder de alrededor de 50% por peso de la mezcla, en que una cantidad más grande que esta tenderá a obstruir de manera importante el proceso de las fibras debido al punteado asociado con el calentamiento de termoplásticos, y también puede resultar en una fibra recubierta de propiedad físicas inferiores para subsecuente consolidación dentro de un producto de tablero de fibra.
Sin embargo, es previsible que una necesidad pueda crecer para una fibra recubierta conteniendo más que 50% de termoplástico, en lo cual las enseñanzas de esta invención podrán ser aplicadas. Sin embargo, más preferiblemente, la cantidad del componente termoplástico no excederá del 30% y más preferiblemente estará en un rango de alrededor de 1.5% a alrededor del 30%. Ha sido determinado que estos rangos preferidos resulta en fibras recubiertas que tienen propiedades físicas superiores para la subsiguiente aglomeración en un artículo de tablero de fibra, al optimizar el subsecuente moldeo de las fibras y el producto moldeado final.
Inicialmente, los pedacitos de madera secos son alimentados a una tolva de pedazos, o contenedor similar. La tolva de pedacitos tiene un tornillo alimentador que controla y mide la tasa de alimentación de los pedacitos de madera sin tratamiento a una válvula rotatoria. La válvula rotatoria, o dispositivo similar tal como un alimentador de tomillo, transfiere los pedacitos de madera secos de la presión atmosférica hacia dentro de un digestor de vapor de alta presión donde los pedacitos son precalentados. El Novolac, u otro material termoplástico, puede ser adicionado a los pedacitos de madera en forma de un polvo hojuelas, o plástico de desecho en el momento en que los pedacitos de madera entran en la válvula rotatoria o en el tornillo alimentador, los cuales inyectan la mezcla en la atmósfera de vapor a alta presión del digestor y sistema de refinado, descrito más completamente más tarde.
Este paso de precalentado produce una mezcla caliente de pedacitos de madera seco y opcionalmente materiales termoplásticos, la cual es flexible y plegable, de tal manera a facilitar el proceso siguiente del material. Aunque no es necesario, el paso de mezclado y precalentado ocurre simultáneamente de manera a simplificar los pasos del proceso.
La presión dentro del digestor es mantenida en alrededor de 200 psig o menos, más preferiblemente es mantenida a alrededor de 175 psig, de vapor saturado, lo cual corresponde a una temperatura de alrededor de 192°C (377°F). La alta presión del vapor resulta en la eliminación de todo el aire que puede estar presente en la mezcla, de manera a impedir cualquier oxidación de materiales termoplásticos en la mezcla, si estos son empleados. La cantidad d e vapor requerida es aproximadamente alrededor de 0.5 a alrededor de 0.75 libras de vapor por libra seca de fibra O.D. producida. Este rango en valores de vapor saturado puede proveer suficiente calor para el método de esta invención, sin embargo la presión y temperatura de la atmósfera de vapor puede variar tanto como la cantidad de vapor saturado varié en este rango. Sin embargo, es hacer notar que el vapor puede ser a una presión de al menos alrededor de 100 psig, saturado, ya que abajo de este valor no hay suficiente calor para el proceso de los pedacitos de madera seca y opcionalmente materiales termoplásticos.
El digestor tiene un tornillo de velocidad variable que controla la duración de tiempo en el cual la mezcla es expuesta al vapor a alta presión dentro del digestor. La duración dentro del digestor variará dependiendo de los materiales particulares que están siendo usados la atmósfera de presión vapor de alta presión suavizará suficientemente el termoplástico, sin importar la forma en que los materiales termoplásticos son introducidos a los pedacitos de madera. Consecuentemente, es preferible que la duración sea al menos alrededor de 30 segundos. Preferiblemente, la duración de exposición en el digestor es no más que alrededor de 6 minutos a manera de evitar cualquier fusión no buscada y el rompimiento de los componentes previo al paso de refinado, con un tiempo óptimo de alrededor de 30 segundos alrededor de 1 minuto, sin embargo la duración de exposición puede variar considerablemente dependiendo de los materiales particulares y los resultados finales deseados. El resultado de este paso es una mezcla caliente de lignocelulosa y materiales termoplásticos que es suave y plegable, de manera a facilitar su proceso subsecuente.
La mezcla de materiales crudos plegables calientes son entonces transportados en la atmósfera de vapor a presión vía un transportador de tornillos del digestor, a la sección de refinado conteniendo un refinador de disco dual, donde la mezcla plegable es reducida en tamaño en la misma atmósfera de vapor presurizado, de acuerdo con una modalidad preferida de esta invención, esto es llevado a cabo como sigue.
La disminución del tamaño de partículas de los pedacitos de lignocelulosa ocurre al hacer pasar los pedacitos entre discos de refinado dual que son suficientemente ranurados y en una predeterminada relación de separación entre ellos, de manera a facilitar el desbaste de los pedacitos de madera. Pasando a través de los discos de refinado dual, las fibras de celulosa en los pedacitos de madera son continuamente desbastadas resultando en la formación de fibras finas del material de lignocelulosa. Este proceso de refinado es facilitado dado que la lignina misma en los pedacitos de madera está suficientemente suavizada por la temperatura del vapor.
La mezcla de material crudo precalentado es deslizado del digestor hacia abajo hacia una junta de expansión dentro de un tornillo de alimentación de velocidad variable que es operado en condiciones 100 por 100% llena. Es preferible, aunque no necesario, que el tornillo de transferencia de materia sea operado en condición 100 por 100% llena de manera a permitir la dosificación de la mezcla a partir del digestor hacia adentro de un tornillo de alimentación de pedacitos de madera gemelos, el cual forza la mezcla cruda a través de uno de los discos de mezclado en el refinador de discos dual.
La modalidad preferida incluye la disminución de partícula de la mezcla cruda utilizando un refinador de discos dual. Otros medios para diminución del tamaño de partículas aparentemente no produce resultados deseados. Por ejemplo, la calidad de la fibra obtenida a partir de un refinador de disco giratorio simple parece ser
insuficiente para producir productos de tablero de fibra de alta calidad. Los discos giratorios duales empleados en esta invención resulta en un producto terminado superior.
Como se estableció, en la modalidad preferida, la disminución de tamaño de partículas de la mezcla cruda plegable caliente ocurre por la impulsión de la mezcla entre los discos rotatorios de refinado dual. Los discos de refinado dual están en una relación predeterminada separados entre ellos para ser capaces de desbastar las fibras existentes dentro del material de lignocelulosa. Preferiblemente, los discos giratorios duales están espaciados alrededor de 0.25 milímetros a alrededor de 1.25 milímetros entre ellos, con un espacio de alrededor de 0.275 milímetros siendo el más preferido por la abrasión efectiva de los pedacitos de madera, particularmente, por la producción de productos de tablero de fibra.
También, es preferible que al menos uno de los discos duales, y más preferiblemente cada uno de los discos duales, sea ranurado de tal manera a facilitar el pulido y desbaste del material de madera, así como el suavizado de termoplástico, cuando este pasa a través de los discos giratorios. Un disco aceptable que ha sido utilizado con éxito tanto para ambos discos giratorios es una placa refinadora, número de diseño 36325 y 36626, por Andritz Sprout-Bauer. Este disco tiene un diámetro de 36 pulgadas y está caracterizado por una serie de tiras de estancamiento por abajo de la superficie y ranuras, donde las ranuras están caracterizadas por un ancho de
alrededor de 0.187 pulgadas a 0.312 pulgadas, y una profundidad de alrededor de 0.125 pulgadas a 0.375 pulgadas. Otro diseño de discos deseables puede también ser usado, en tanto originen el pulido y desbaste de los materiales compuestos.
Preferiblemente los discos duales giran en dirección encontrada de manera a hacer más eficientemente el desbaste del material en el refinador. Ha sido determinado que una velocidad de rotación no más de alrededor de 1800 revoluciones por minuto es aceptable para cada uno de los discos.
Preferiblemente, una velocidad de rotación de alrededor de 900 a 1200 revoluciones por minuto es más aceptable, en que las velocidades altas tienden a producir fibras que son extremadamente finas, por ejemplo, muy altas velocidades dan por resultado un porcentaje de fibras finas de alrededor de 200 MESH de tamaño, que tiende a ser difícil en la formación subsecuente en productos de tablero de fibra aglomerados. Se ha determinado que una velocidad de disco, para cada uno de los discos duales, de alrededor de 900 a 1200 RPM parece ser preferible para formar fibras que son adecuadas para consolidación en productos de tableros de fibra. Sin embargo, dependiendo del espacio entre los discos, el contenido de humedad, y la aplicación particular para las fibras resultantes, la velocidad de rotación puede variar considerablemente.
Como un ejemplo, desperdicios de madera urbanos de God Convertion, Inc. de
Brampton, Ontario, que fue caracterizada por tener un contenido de humedad
promedio de alrededor de 20%, y por lo tanto un promedio de contenido de sodios de
alrededor del 80%,. Fue pasada a través de los refinadores a varios espacios de
discos y velocidades de discos, de manera de determinar el tamaño de las fibras
resultantes. El resultado de la caracterización del tamaño de la fibra está reportado
abajo en la tabla 1. Las fibras fueron analizadas usando un clasificador Bauer McNett
203C (TAPPI standard T233 CM-82).
TABLA I
A B Espacio Promedio entre Discos 0.74 0.84 RPM en los Discos 1200 1800 CLASIFICACIÓN DE FIBRAS % en 14 Mesh 41.9 41.5 % en 28 Mesh 22.1 14.1 % en 48 Mesh 15.2 10.2 % en 100 Mesh 9.6 7.2 % en 200 Mesh 2.9 1.8 % a través de 200 Mesh 8.3 25.1
El alimentador de tornillo continuamente impulsa la mezcla no refinada dentro de los
discos giratorios duales y las fibras refinadas fuera de la región de discos. Sin
embargo, la duración en la cual una porción de la mezcla pasa a través y contacta
los discos giratorios duales es extremadamente corta y difícil de cuantificar, por
ejemplo, del orden de micro segundos, y es suficiente para formar las fibras
recubiertas adecuadamente dimensionadas las cuales son deseables para
consolidaciones subsecuentes. La duración es dependiente del diámetro del disco y los requerimientos de rendimiento.
Mientras está pasando a través de los discos refinadores duales de giro encontrado las fibras de lignocelulosa en los pedacitos de madera así como los materiales termoplásticos, están continuamente desbastados resultando esto en la formación de fibras finas del material de celulosa las cuales están unofórmemente recubiertas con el material termoplástico. Esto es logrado debido a que la lignina misma en los pedacitos de madera está suficientemente suavizada por la temperatura del vapor a presión, mientras que simultáneamente los termoplásticos están suficientemente suavizados como para adherirse y fusionarse uniformemente alrededor de cada una de las fibras de lignocelulosa desbastada.
Como se estableció anteriormente, la atmósfera de vapor usada a través del método de esta invención, incluye durante el paso de refinado cuando la mezcla es forzada entre los discos refinadores duales, está mantenida preferiblemente a una presión de más de alrededor de más de 200 psig, lo cual corresponde a una temperatura de alrededor de 198° C (388° F), o al menos una presión de vapor correspondiente a una temperatura de al menos alrededor de 160° C (320° F). Esta temperatura es suficiente para suavizar la lignina y si es aplicable, los termoplásticos, durante el precalentamiento y el refinado. Además, la energía requerida durante el refinado es
relativamente baja en comparación a los procesos del estado de la técnica a causa de la alta energía térmica empleada con este método.
Generalmente, el refinado usando los discos refinadores duales, de los pedacitos de madera seco que son preferidos por esta invención, sin tomar en cuenta el tamaño inicial del pedacito requiere alrededor de 10 a 12 caballos de fuerza días/O. D. tonelada corta en comparación a 20 a 80 caballos de fuerza días/O. D. tonelada corta que es convencional con pedacitos de madera verdes con alto contenido de humedad. El uso de maderas extremadamente secas teniendo un contenido de sólidos de al menos alrededor 80-90%, y preferiblemente al menos de alrededor de 94% con el método de esta invención, hace posible que la atmósfera de vapor alcance relativamente a altas temperaturas, como arriba de alrededor de 198° C (388° F), debido a que se produce relativamente poca vaporización de los pedacitos de madera secos. Temperaturas de procedimiento más altas en comparación con el estado de la técnica hacen posible requerimientos de potencia bajos durante el refinamiento de los pedacitos.
Las altas temperaturas de proceso también facilitan el suavizado uniforme simultáneo del material plástico, si se emplea, dando esto por resultado la formación de fibras uniformemente recubiertas al alcanzar la temperatura de licuefacción cuando está expuesta a la atmósfera de vapor a presión a alta temperatura, el material termoplástico preferido, Novolac llega a ser un líquido con una muy baja
viscosidad que tiende a entrar en los poros de la madera, por lo que llega a ser una parte íntima de la fibra de madera. La naturaleza íntima del termoplástico Novolac dentro y alrededor de los pedacitos de madera hacen posible que la fibra sea subsecuentemente consolidada dentro de un producto de tablero de fibra de alta calidad teniendo excelente adherencia entre fibras. Esto resulta en la producción de un producto de tablero de fibra de alta calidad usando muy poca resina termoplástica. En la práctica, productos de tableros de fibra de alta calidad han sido producidos usando el método de esta invención donde el contenido de sólidos de resina es menor que alrededor del 2%, tal y como se describió más completamente arriba.
Después de pasar a través de los discos de giro encontrado de refinamiento dual, las fibras recubiertas son descargadas a través de un orificio o válvula de descarga localizado en la salida del sistema de refinación, el cual alimenta una línea de flujo. El vapor ahora llega a ser un medio de transporte dentro de la línea de flujo. El descenso violento de las fibras de alrededor de una presión de 200 psig en la sección de refinado a una presión atmosférica en la línea de flujo causa un descenso de temperatura inmediato de una temperatura de alrededor de 198°C (388°F) a bajo al menos alrededor de 130°C (266°F) causando que las fibras refinadas y los termoplásticos se enfríen inmediatamente, de esta manera el termoplástico solidifica en la fibra de madera más o menos instantáneamente en la descarga de la zona de
refinado, permitiendo así el subsecuente manejo y procesamiento de las fibras recubiertas.
Si es preferido para una aplicación particular, un endurecedor, como la Hexamina, u otro catalizador para usar con el material termoplástico, puede ser adicionada en suficientes cantidades a las fibras recubiertas después de que las fibras han sido empleadas por exposición a una presión atmosférica en la línea de flujo.
Cuando se usa el termoplástico fenólico preferido Novolac un agente de curado que continúe formaldehído tal como la Hexamina, es adicionado a las fibras recubiertas por Novolac, para crear las características termofijas del Novolac. Controlando cuidadosamente la cantidad de Hexamina adicionada en la línea de flujo a las fibras cubiertas con Novolac, los tableros de fibras resultantes producidas por estas fibras son esencialmente 99% libre de formaldehído, una característica altamente deseable de esta invención. Este extremadamente bajo nivel de formaldehído en el producto final es una mejora significativa sobre los procesos convencionales que utilizan sistemas de resoles o resinas de urea. Además, bajo subsecuentes presiones calientes de las fibras recubiertas de Novolac, el formaldehído es soltado de la
Hexamina cuando la Hexamina alcanza una temperatura de al menos alrededor de 160°C (320°F). El formáldehído entonces reacciona con los grupos fenoles en el
Novolac, dando por resultado una fibra de madera extremadamente estable para ser
usadas en productos de tableros de fibra aglomerados. Además, ventajosamente, el solo su producto de esta reacción es amoníaco el cual es ventilado a la atmósfera.
Al exponerse a la presión atmosférica en la línea de flujo, un convencional separador ciclónico separa las fibras recubiertas refinadas del vapor. El vapor sale a través del extremo superior del secador ciclónico, donde el vapor es entonces enviado a la atmósfera, o condensado. Las fibras refinadas, que pueden o no estar recubiertas con un termoplástico salen por la parte media baja del separador ciclónico, haciendo que las fibras enfriadas puedan ser empacadas o colectadas de otra manera para su uso posterior.
Las fibras recubiertas formadas de acuerdo con el método de esta invención están caracterizadas por un recubrimiento uniforme de termoplástico, el grosor del recubrimiento de las fibras variaran grandemente dependiendo de la cantidad de termoplástico usado, así como el tamaño final de la fibra. Las fibras recubiertas pueden ser usadas para formar una variedad de productos de tablero de fibra de baja, media y alta densidad aglomerada, así están formadas por operaciones convencionales de prensado en frío o prensado en caliente o alternativamente otros procedimientos de prensado como es el proceso de prensado por inyección de vapor.
Ejemplos ilustrativos de las enseñanzas de esta invención son como sigue. Fibras recubiertas de Novolac fueron producidas de acuerdo con las enseñanzas de esta
invención y entonces aglomeradas en tableros de fibra caracterizado por varias densidades.
En particular, las fibras recubiertas de Novolac son fácilmente aglomeradas por el uso de técnicas de presión por inyección de vapor, aunque pueden ser usadas otras técnicas de prensado. Las fibras recubiertas de Novolac son presionadas por inyección de vapor por la introducción de vapor saturado a una presión de aproximadamente 180 psig a 200 psig. El vapor saturado es forzado a través del tablero de fibra, y cura el Novolac rápidamente, por ejemplo, tan poco como 20 a 30 segundos por un producto de tablero de fibra en un rango de grosor de 1/8 de pulgada a alrededor de 1 pulgada. Ventajosamente, cuando se usan las técnicas de prensado por inyección de vapor, el tablero de fibra prensado está con un contenido de humedad en equilibrio, esto elimina el requerimiento convencional de rehumidificación del producto de tablero de fibra final.
Como se estableció previamente, otras técnicas de prensado pueden también ser empleadas con las enseñanzas de esta invención. Fibras recubiertas de Novolac fueron producidas por esta invención y entonces consolidados en tableros de fibra caracterizados por varias densidades usando técnicas de prensado caliente a una temperatura de 205°C.
Un número de tableros de fibra fueron producidas a partir de fibras recubiertas de Novolac teniendo un contenido de sólidos promedio de alrededor de 89% y un contenido de Novolac promedio de alrededor de 1.89% (que comparado a fas técnicas convencionales que utiliza resinas fenólicas resoles o resinas de formaldehído urea donde el producto final de un tablero de fibra de densidad media requiere entre alrededor de 12 y 16% de resina. Los tableros resultantes de esta invención estuvieron caracterizados por una resistencia mecánica de pegado interno promedio que es la resistencia a la tensión medida perpendicularmente a la superficie, de alrededor de 121 psig cuando ha sido prensado a una densidad de alrededor de 64.2 libras/pie cúbico, y un promedio de grosor de alrededor de 2.58 milímetros; y una resistencia mecánica de pegado interna promedio de alrededor de 170 psig cuando fue prensado a una densidad de alrededor de 68.0% libras por pie cúbico y a un grosor promedio de alrededor de 2.68 milímetros.
Los tableros de fibra fueron producidos a partir de fibras recubiertas con Novolac teniendo un contenido de sólidos promedios de alrededor del 95% y un contenido de Novolac promedio de alrededor de 3.79%. Los tableros resultantes estuvieron caracterizados por una resistencia mecánica de pegado interno promedio de alrededor de 170 psig cuando fueron prensados a una densidad de alrededor de 60.7 libras por pie cúbico y un grosor promedio de alrededor de 2.84 milímetros ; y también una resistencia mecánica de pegado interno de alrededor de 225 psig
cuando se prensaron a una densidad de alrededor de 65.4 libras por pie cúbico y un promedio de grosor de alrededor de 0.02 milímetros.
Además, es hacer notado que las fibras producidas siguiendo esta invención que son recubiertas con el Novolac parecen tener una vida útil indefinida, tan larga como estas estén almacenadas a temperaturas abajo de alrededor de 100° C.
Es hacer notado que otros termoplásticos, tales como productos termoplásticos contaminados, generalmente no reciclables, de polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, o una combinación de estos materiales, pueden también ser usados opcionalmente con o sin el Novolac para formar las fibras recubiertas de esta invención. Si se usan estos tipos de termoplástico para formar las fibras recubiertas con el método de esta invención, bajo prensado de las fibras recubiertas, el tablero de fibra deberá primero ser calentado a al menos la temperatura de suavizado de termoplástico o termoplásticos para generar suficiente adherencia. Además, los tableros deberán también ser enfriadas a alrededor de 120° C (250° F) para remover el producto de la prensa sin adherencia indeseable del producto. Por medio de utilizar una pequeña cantidad de la resina Novolac con estos termoplásticos, la remobilidad del tablero de fibra conglomerado de la prensa caliente es mejorado sin el requerimiento de enfriado del tablero de fibra abajo de 120° C.
Una ventaja significativa de la presente invención es que el método permite el uso de productos de madera contaminada generalmente no reciclable de varias dimensiones, las cuales están caracterizadas por un contenido relativamente bajo de humedad, para formar fibras de maderas utilizables en la formación de aglomerados de una variedad de productos de tableros de fibra. Los pedazos de madera seca hacen posible el uso de una atmósfera de vapor a presión a alta temperatura, lo cual correspondientemente baja los requerimientos de potencias necesitada para refinar las fibras. Además, una variedad de materiales termoplásticos, incluyendo termoplásticos vírgenes tal como la resina preferida Novoloc y/o productos plásticos y de papel generalmente no reciclables pueden también ser utilizados en el proceso para formar fibras de madera recubierta.
En el pasado se creía que solamente pedazos de madera húmeda tenían un contenido de sólidos de 40-50% podía ser procesada con vapor a presión y requerimientos relativamente de alta potencia. Todavía, las enseñanzas de esta invención permite el uso de maderas extremadamente secas teniendo un contenido de sólidos de al menos alrededor 80-90%, y preferiblemente alrededor de 94% de sólidos las altas temperaturas de proceso en comparación con las del estado de la técnica que son requeridas para refinamiento de los pedazos de madera seco de acuerdo con esta invención, no solamente resultan en bajos requerimientos de potencia durante el refinado de los pedacitos, sino también facilita el suavizado
simultáneo del material termoplástico, si es adicionado a los pedacitos de madera, lo cual resulta en la formación de fibras recubiertas uniformemente.
Además, una ventaja de esta invención es que el método preferido aumenta la reciclabilidad de un diverso grupo de materiales que han sido generalmente considerados no reciclables, tales como desperdicio de madera urbana y materiales de plástico y papel contaminados. El estado de la técnica nunca enseñó o sugirió como procesar estos materiales plásticos y papel y madera diversa generalmente no reciclable, particularmente el procesamiento de la combinación de estos materiales diversos tal como en la presente invención.
Consecuentemente, la presente invención provee un método para formar fibras de lignocelulosa, las cuales pueden ser opcionalmente recubiertas con un termoplástico adecuado como lo es Novolac, donde las fibras de esta invención son particularmente adecuadas para consolidación dentro de productos de tableros de fibra.
Mientras la invención ha sido descrita en términos de una modalidad preferida, es aparente que otras formas pueden ser adoptadas por alguien capacitado en el campo. Por ejemplo, los medios particulares para mezclar y moler los materiales, así como los medios particulares para introducir y transportar los materiales a través del proceso, pueden ser fácilmente modificados por aquellos capacitados en la material.
De acuerdo con esto, el alcance de la invención será solamente limitado por las
siguientes cláusulas.
Claims (20)
- R E I V I N D I C A C I O N E S 1 ) Un método para formar fibras de lignocelulosas que son adecuadas para aglomerarse dentro de un producto de tablero de fibra, caracterizado por comprender los pasos de: calentar una pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, con un contenido nominal de humedad de alrededor de 20% en peso o menos, en una atmósfera de vapor, dicha atmósfera de vapor está a una temperatura de al menos alrededor de 170° C y una presión de al menos alrededor de 100 psig, dicho calentamiento en dicha atmósfera de vapor es por una duración de suficiente para suavizar la lignina en dicha pluralidad de pedacitos de celulosa; y moler dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa calentada en dicha atmósfera de vapor para desbastar suficientemente dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, esto da por resultado la formación de fibras de lignocelulosa de suficiente diámetro para aglomerarse en una predeterminada forma y densidad.
- 2) El método de la reivindicación 1 donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa son escogidos de un grupo consistente desperdicios de madera urbana, desperdicios de madera de demolición, tarimas, papel recubierto de adhesivo, individualmente o como una mezcla de cualquier combinación de estos materiales. ) El método de la reivindicación 1 donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa tiene un tamaño dentro de un rango que va de alrededor de menos de 3" a alrededor de mas de 1/8". ) El método de la reivindicación 1 donde dicho paso de molido comprende hacer pasar dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa caliente entre los discos duales de giro encontrado en una relación espaciada separada entre ellos. ) El método de la reivindicación 1 donde una resina tipo fenol-formaldehido es adicionada a la pluralidad de fibras de lignocelulosa en forma previa a dicho paso de molido. ) El método de la reivindicación 1 , donde los materiales termoplásticos escogidos del grupo consistente de polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, individualmente o como una mezcla de cualquier combinación de estos materiales termoplásticos es agregada a dicha pluralidad de fibras de lignocelulosa previo a dicho paso de molienda, dichos materiales plásticos estando caracterizados por la habilidad a suavizarse en dicha atmósfera de vapor. 7) El método de la reivindicación 1 comprendiendo además, después de dicho paso de molido, el paso de separación de dicho vapor de dichas fibras de lignocelulosa. 8) El método de la reivindicación 1 donde dichas fibras de lignocelulosa de tamaños uniformes son conglomeradas en una predeterminada forma y densidad por la introducción de vapor saturado. 9) Un método para formar fibras de lignocelulosa recubiertas de termoplástico, las cuales son adecuadas para conglomerarse en un producto de tablero de fibra, comprendiendo los pasos de: calentar una pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, con un contenido nominal de humedad de alrededor de 20% en peso o menos, en una atmósfera de vapor, dicha atmósfera de vapor está a una temperatura de al menos alrededor de 170° C y. una presión de al menos alrededor de 100 psig, dicho calentamiento en dicha atmósfera de vapor es por una duración de suficiente para suavizar la lignina en dicha pluralidad de pedacitos de celulosa; adicionar a dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, sea antes o durante dicho paso de calentamiento, hasta alrededor de 30% en peso de una resina tipo fenol-formaldehido, dicho paso de calentamiento siendo suficiente para suavizar dicha resina tipo fenol-formaldehido de manera a dar por resultado una mezcla plegable calentada y de manera a impedir la oxidación de dicha resina tipo fenol-formaldehido; y moler dicha mezcla de plegable caliente en dicha atmósfera de vapor de manera a desbastar suficientemente dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, esto para formar una pluralidad de fibras de lignocelulosa que son íntimamente recubiertas con dicha resina tipo fenol-formaldehido; por medio de lo cual dicha pluralidad de fibras de lignocelulosa recubiertas están caracterizadas por un diámetro suficiente y un suficiente contenido de resina tipo fenol-formaldehido de manera a permitir su aglomeración en una predeterminada forma y densidad. ) El método de la reivindicación 9, donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa son escogidos de un grupo consistentes de desperdicios de madera urbana, desperdicios de madera de demolición, tarimas, papel recubierto de adhesivo, individualmente o como una mezcla de cualquier combinación de estos materiales. 11 ) EI método de la reivindicación 9, donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa tiene un tamaño dentro de un rango que va de alrededor de menos de 3" a alrededor de mas de 1/8". 12) El método de la reivindicación 9, donde dicho paso de molido comprende hacer pasar dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa caliente entre los discos duales de giro encontrado en una relación espaciada separada entre ellos.
- 3) El método de la reivindicación 9, donde además comprende después de dicho paso de molido, el paso de separación dicho vapor de dichas fibras de lignocelulosa. 14) El método de la reivindicación 9, donde dichas fibras de lignocelulosa de tamaños uniformes son conglomeradas en una predeterminada forma y densidad por la introducción de vapor saturado. 15) Un método para formar fibras de lignocelulosa recubiertas de termoplástico, las cuales son adecuadas para conglomerarse en un producto de tablero de fibra, comprendiendo los pasos de: calentar una pluralidad de pedacitos de lignocelulosa, con un contenido nominal de humedad de alrededor de 10% en peso o menos, con hasta alrededor de 30% en peso de material termoplástico, donde dicho material termoplástico escogidos del grupo consistente de polietileno, polipropileno, polivinilcloruro, individualmente o como una mezcla de cualquier combinación de estos materiales, donde dicho paso de calentamiento es en una atmósfera de vapor a una temperatura y presión suficiente para ser equivalente a al menos alrededor de 1000 BTU por libra de vapor y dicho material termoplástico esta caracterizado por suavizarse suficientemente cuando es expuesto a dicha atmósfera de vapor, de tal manera que la lignina en dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa y dicho material plástico son suficientemente suavizados cuando entran en contacto con dicha atmósfera de tal manera que resulta en una mezcla plegable caliente y de tal manera también que se impide la oxidación de los materiales termoplásticos, dicho paso de calentamiento siendo insuficiente para fundir dicho material termoplástico a dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa; moler dicha mezcla de plegable caliente en dicha atmósfera de vapor a dicha temperatura y dicha presión, dicha molienda siendo suficiente para desbastar suficientemente dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa y dicho material termoplástico, por medio de lo cual se forma una pluralidad de fibras de lignocelulosa recubiertas de termoplástico; por medio de lo cual dicha pluralidad de fibras de lignocelulosa recubiertas de termoplástico son de un diámetro suficiente y un suficiente contenido de termoplástico de manera a permitir su aglomeración en una predeterminada forma y densidad. ) El método de la reivindicación 15 donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa son escogidos de un grupo consistentes de desperdicios de madera urbana, desperdicios de madera de demolición, tarimas, papel recubierto de adhesivo, individualmente o como una mezcla de cualquier combinación de estos materiales. ) El método de la reivindicación 15 donde dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa tiene un tamaño dentro de un rango que va de alrededor de menos de 3" a alrededor de mas de 1/8". ) El método de la reivindicación 15, donde dicho paso de molido comprende hacer pasar dicha pluralidad de pedacitos de lignocelulosa caliente entre los discos duales de giro encontrado en una relación espaciada separada entre ellos. 19) El método de la reivindicación 15, donde además comprende, después de dicho paso de molido, el paso de separación dicho vapor de dichas fibras de lignocelulosa. 20) El método de la reivindicación 15, donde dichas fibras de lignocelulosa de tamaños uniformes son conglomeradas en una predeterminada forma y densidad por la introducción de vapor saturado. R E S U M E N Un método para hacer fibras de lignocelulosa, que pueden ser opcionalmente recubiertas con un adecuado termoplástico, donde los materiales de inicio pueden ser escogidos a partir de una amplia variedad de productos de madera, papel y/o plásticos contaminados generalmente no reciclables. Una mezcla del material de lignocelulosa preferido por un contenido de humedad relativamente bajo y el termoplástico es refinado y molido en una atmósfera de vapor la cual es a una temperatura, presión, y duración suficiente para suavizar tanto la lignina en los pedacitos de madera y el polímero termoplástico. La temperatura de la atmósfera es relativamente alta a causa del uso de pedacitos de madera seca que no resulta en una vaporización excesiva durante el calentamiento. La molienda de la mezcla ocurre por medio de hacer pasar la mezcla entre discos de refinado dual de giro encontrado en la atmósfera de vapor a presión a alta temperatura. Al pasar a través de los discos de refinado de giro dual, los pedasos de madera son continuamente desbastados de tal manera que resulta en la formación de fibras finas del material lignocelulósico, mientras el termoplástico es simultáneamente refinado de tal manera que se adhiere uniformemente alrededor de cada una de las fibras de lignocelulosa desbastadas. Después de pasar a través de los discos de refinado, las fibras son enfriadas resultando en la formación de fibras de lignocelulosa recubiertas uniformemente, que pueden ser usados para formar una variedad de productos de tablero de fibras, tal como por operaciones por prensado en caliente o en frió.
Applications Claiming Priority (2)
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US08425840 | 1995-04-20 | ||
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MX9708054A MX9708054A (es) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | Metodo para co-refinado de pedazos secos de madera urbana y mezclas de pedazos secos de madera urbana y resinas termoplasticas para la produccion de productos de tablero de alta calidad. |
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1996
- 1996-04-19 MX MX9708054A patent/MX9708054A/es unknown
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