NO171568B - Fremgangsmaate for fremstilling av produkter som inneholder fibre av lignocellulosemateriale - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av produkter som inneholder fibre av lignocellulosemateriale Download PDFInfo
- Publication number
- NO171568B NO171568B NO882426A NO882426A NO171568B NO 171568 B NO171568 B NO 171568B NO 882426 A NO882426 A NO 882426A NO 882426 A NO882426 A NO 882426A NO 171568 B NO171568 B NO 171568B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- lignin
- solution
- fibers
- fiber
- impregnation
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 86
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 65
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 49
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 claims description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 17
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 15
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 11
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229920005611 kraft lignin Polymers 0.000 description 5
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- -1 copper salt Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- GAWAYYRQGQZKCR-REOHCLBHSA-N (S)-2-chloropropanoic acid Chemical compound C[C@H](Cl)C(O)=O GAWAYYRQGQZKCR-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 description 1
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000003295 industrial effluent Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av produkter som inneholder trefibre, som omfatter mekanisk, ikke-kjemisk oppdeling av et tremateriale til fibre og sammenpressing av en masse av fibrene, slik at fibrene blir bundet til produktet som oppviser den ønskede faste form som fortrinnsvis er skiveform.
Produkter basert på trefibre, eller andre fibre av lignocellulosemateriale, i hvilke fibrene er blitt bundet sammen for å danne et forholdsvist homogent legeme, har funnet ut-strakt anvendelse i bygningsindustrien. Det dominerende produkt er plater av slikt materiale, d.v.s. fiberplater (hardplater, fiber-bygningsplater), av varierende densiteter, selv om det også foregår en viss fremstilling av mer komplekse produkter. Det har tidligere vært vanskelig og dyrt å utvikle slike fiberbaserte produkter som kan anvendes i nærvær av fuktighet. Fiberplater og andre fiberbaserte produkter blir følgelig for det meste anvendt innendørs i tørre omgivelser. Inntil nå har midler for å redusere deres følsomhet for fuktighet vært behandling med olje for å danne oljeherdete fiber-plater, vanligvis med høy densitet. Behandlingen er dyr og resulterer bare i plater med visse vann-avstøtende egenskaper. Platene vil imidlertid ikke bli dimensjonelt stabilisert ved en slik behandling.
Følsomheten hos fiberplater overfor fuktighet kan til-skrives fibermaterialet. De faktorer som hindrer fremstilling av fuktighetsbestandige fiberprodukter er således først og fremst den fuktighets-absorberende egenskap hos fibrene, de resulterende dimensjonene forandringer og tilbøyeligheten hos fiberplater til å oppbrytes og oppdeles ved gjentatt fukting og tørking. En annen betydelig faktor er tilbøyeligheten hos fibermaterialet til å råtne. En behandling beregnet på å forbedre dimensjonsstabilitet og bestandighet mot råtning bør derfor ta sikte på forandringer i selve fibrene og ikke først og fremst i fiber-plate-produktene.
Problemene ved fremstilling av fiber-plater som er dimen-sjonsstabiliserte og bestandige mot råtning, blir overvunnet ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, som defineres ved at materialet som danner fibrene, før nevnte sammenpressing, impregneres med lignin i en vandig løsning ved en pH som ikke vesentlig overskrider 12,5, og ved at ligninet, etter at det er tatt opp i materialet, fikseres mot utvasking med vann ved modifisering av det til en i alt vesentlig vann-uløselig form.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for impregnering av fibre som er beregnet på fremstilling av fiberbaserte produkter, som gir en dimensjonsstabiliserende effekt og en derav følgende reduksjon i sprekkdannelser, og som gir bestandighet mot råtning ved en økonomisk fordelaktig fremgangsmåte.
Substansen som anvendes ved impregneringen ved denne fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen, inneholder som sin aktive ingrediens i alt vesentlig lignin, som passende stammer fra en alkalisk kraft-koke-prosess for fremstilling av papir-masse, d.v.s. avlut-lignin. Det er kjent at sådan alkalisk lignin blir dannet i store mengder under forløpet av papir-masse-fremstillingen i samsvar med denne kjemiske masse-prosess. Et slik lignin er tilgjengelig i store mengder og til priser som gjør det attraktivt i denne forbindelse.
For at ligninet skal være i stand til å bli absorbert av fibrene ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, må det være tilstede i form av en vandig løsning eller en vandig dispersjon. Dets flytende form gjør det således egnet for anvendelse ved de etablerte fremgangsmåter som anvendes ved forming av fiberbaserte produkter, f.eks. fiberplater. På grunn av omkostninger er det selvsagt passende å anvende vann i dette tilfelle. Fremgangsmåten ved forming av fiberplater gir heller ikke rimelige alternativer siden vannet samvirker med vannet som anvendes ved formeprosess-trinnet (våt-forming) eller med den fuktighet som er tilstede i fiberen ved tørr-forming.
Ligninet, som i den form det mottas bare er vann-løselig i begrenset grad, men som er løselig i en alkalisk løsning, kan overføres til fullstendig vann-løselig form, f.eks. ved karboksymetylering. Utgangsmaterialet er passende kraft-lignin (sulfat-lignin) som er blitt utfelt ved tilsetning av en syre ved for eksempel pH 9 fra industriell avlut fra kraft-kokeprosessen. Kraft-ligninet (sulfat-ligninet) blir omsatt i en vandig løsning (i 10 timer ved 90°C) med NaOH og monoklor-eddiksyre i et mol-forhold på 1:2 :1, hvor molekylmassen for en C9-enhet i ligninet er satt til 200. Det karboksymetylerte lignin utfelles med syre ved en pH på ca. 2 og isoleres ved sentrifugering. For å oppnå rensing av ligninet kan ligninet oppløses i eddiksyre og deretter gjenutfelles.
Modifiseringen av ligninet til vannløselig form kan utføres i samsvar med flere fremgangsmåter for innføring av hydrofile grupper i lignin. I tillegg til karboksymetylering tilveiebringer karboksyetylering med klorpropionsyre en annen måte for å oppnå en vanligvis kalt karboksyalkylering. Karboksylering med oksydasjon, f.eks. med oksygen eller luft i samsvar med det oksygen-bleketrinn som anvendes ved papir-masse-bleking, kan også anvendes, og også sulfonering. Det kan i rekkefølge anvendes forskjellige fremgangsmåter for modifisering av lignin.
Impregneringen med lignin som kreves for anvendelse av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan utføres som beskrevet nedenfor.
Ved den industrielle fremstilling av fibermasse som skal anvendes i fiberbaserte produkter (plater), blir lignocellulosematerlale så som treflis defibrert ved høy temperatur (vanligvis 120-170°C) i en skivedefibrator utstyrt med én eller to roterende skiver. Den varme fibermasse som utføres fra dette defibreringstrinn har et tørr-innhold på 30-60%, og kan passende direkte transporteres og nedsenkes i impregnerings-løsningen som inneholder ligning, hvor løsningen har en temperatur på 10-80°C. Overskytende impregneringsløsning kan dreneres bort eller presses bort fra fibermaterialet. Det er vesentlig for oppnåelse av gode resultater at fibrene blir helt igjennom impregnert med løsningen. Mengden av lignin som settes til fibermassen kan justeres ved å regulere lignin-konsentrasjonen i impregneringsløsningen. Ligninet kan også settes til fibermassen slik at den ligninholdige impreg-neringsløsning blir sprøytet eller dusjet over fibermassen, for eksempel ved passasjen av fibermassen gjennom den såkalte blåseledning som anvendes for transportering av fibrene fra skive-raffinøren (malehollender).
Det er som nevnt viktig å oppnå et godt opptak av impregnerings løsning i fibrene. Sprøyting eller dusjing av løsningen må derfor utføres omhyggelig, og det kan være nød-vendig å supplere nevnte blåseledning med en lagringsbeholder hvor fibrene kan holdes, og absorbere løsningen, og dermed gi forbedret diffusjon av lignin inn i fiberveggene.
Uten spesiell modifisering har som nevnt ligninet en begrenset løselighet i vann, men det kan settes til fibermassen i denne tilstand i en løselig form ved at impreg-neringsløsningen gjøres alkalisk, med pH i alt vesentlig under 12,5. Impregneringsløsningen trenger inn i fibermaterialet på en slik måte at det oppnås impregnering.
Etter impregneringen er imidlertid ligninet, i sin i det minste delvis vannløselige form, tilbøyelig til å bli utvasket i vann, og i denne tilstand er materialet ikke egnet for slike anvendelser som de først og fremst er beregnet på, d.v.s. anvendelse utendørs. Det er følgelig nødvendig å fiksere ligninet ved å overføre det til en vann-uløselig form. Dette kan oppnås ved å behandle fibermaterialet i et annet trinn med en vandig løsning av metallsalter så som aluminiumsalt, kobbersalt eller en blanding av aluminium- og kobber-salter. Selv når det anvendes i små mengder gir kobber ytterligere beskyttelse mot råtning. Kombinasjonen av lignin og kobber gir utmerket bestandighet mot hvitråte og brun råtesopp og også mot myk råtesopp og tunneldannende bakterier fra ikke-steril jord.
I visse tilfeller kan selv svak surgjøring av materialet være tilstrekkelig til at det oppnås en god fikseringsvirkning. Selv om det vanligvis er ment at fikseringen skal utføres ved tilsetning av metallsalt, som angitt ovenfor, hindrer ikke dette at fikseringsløsningen, i det minste i noen tilfeller, vil være en sur løsning uten noen metallsalter.
Fikseringstrinnet kan utføres på forskjellige måter i avhengighet av den påtenkte måte for forming av fiberplatene. Fibermassen kan således, etter at overskuddet av impregne-ringsløsning som inneholder lignin er blitt fjernet ved pressing eller drenering, behandles med en vandig løsning som inneholder f.eks. aluminiumsalt, for å oppnå fiksering. Overskudd av fikseringsløsning kan fjernes ved et annet dre-nerings- eller presse-trinn, før fibermaterialet blir ytterligere behandlet i samsvar med en etablert fremgangsmåte for forming av fiberplater. Dersom det anvendes våt-forming av fiberplatene, kan fikseringsløsningen, fortrinnsvis aluminium-salt (muligens i kombinasjon med kobbersalt), tilsettes til det såkalte masse-fortynningsvann, massesammensetnings-vann, hvorved det foregår en fiksering av lignin-materialet absorbert av fibrene før fibersuspensjonen blir matet til den endeløse vire (nett) på platemaskinen som anvendes for våt-forming.
En annen variant av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av lignin-impregnert fibermateriale, er å impregnere lignocellulosematerialet, f.eks. treflis, småflis eller spon, med en lignin-løsning før materialet blir oppdelt til fibre i en skive-hollender (defibrator). Dersom materialet ikke er defibrert før impregneringen, men fremdeles er i form av flis, småflis eller spon, må man være meget omhyggelig med hensyn til opptak av lignin-impregnerings-løsning for materialet, for eksempel for å forlenge tiden for eksponering mellom materialet og løsningen. For å unngå utfelling av salter og tilstopping av de slående deler av defibratoren, eller korrosjon på utstyret, kan festingen av ligninmaterialet passende utføres i et trinn etter defib-rer ingen/raff iner ingen.
Det er blitt iakttatt i forbindelse med oppfinnelsen at den vandige løsning av lignin ikke bør være overdrevent alkalisk (pH maks. 12,5). Dette gjør det lettere å oppnå gode resultater. Ved å unngå anvendelse av en overdrevent alkalisk løsning blir den iboende bestandighet hos selve lignocellu-losefiberen mot råtning påvirket i mindre grad. På den annen side forårsaker innvirkningen av et alkali på fiberen en viss grad av fibersvelling med medfølgende forbedret gjennom-trenging av ligninet inn i fibercelleveggen. Dette resulterer på sin side i forbedret impregnering. Det er følgelig viktig å justere pH-verdien slik at det oppnås en god impregnerings-virkning til gjengjeld for en rimelig nedsettelse av den naturlige bestandighet for fibermaterialet mot råtning. Den optimale pH-verdi er i området mellom 6 og 11. Den nedsettelse i bestandigheten mot råtning som fås som resultat av anvendelse av sterke alkaliske løsninger, kan elimineres ved tilsetning av kobber.
Fikseringsløsningen blir tilveiebrakt i en passende form ved anvendelse av en svakt sur løsning, som forbedrer fikseringsvirkningen ved å lette den kjemiske prosess som overfører ligninet til dets vann-uløselige form. Dersom denne fikseringsprosess blir utført med tilsetning av metallsalter, f.eks. aluminium-salt, kreves det en relativt stor mengde av metall ioner, og mengden øker i takt med økningen i mengden av lignin som anvendes ved impregneringen. Ved de vanlig anvendte lignin-konsentrasjoner er mengden av metallioner som kreves større enn den som tilveiebringes med det kobber som kreves for den forannevnte ytterligere beskyttelse mot råte. Siden prisen på kobber er høyere enn enn prisen på aluminium, er det følgelig tilrådelig å tilvirke fikseringsløsningen delvis av kobbersalt, i den mengde som er nødvendig for den forannevnte ytterligere beskyttelse mot råte, og resten basert på et aluminiumsalt for tilveiebringelse av den nødvendige fikseringsvirkning. Sink kan anvendes i stedet for kobber. Den forannevnte beskyttelse mot råte nødvendig-gjør at fibermaterialet må inneholde kobber i en mengde som kan være begrenset til 1%, beregnet på mengden av tørr fiber, under hensynstagen til den anvendte type av fiber og mengden av tilsatt lignin. Den minste nødvendige mengde av kobber for å tilveiebringe god ytterligere beskyttelse mot råte, d.v.s. terskelverdien, varierer med typen av råmateriale som anvendes. Det er imidlertid vanligvis riktig at fibre fra hardtre som regel må ha omtrent det dobbelte av den mengde som kreves for fibre fra bartre, for eksempel furu.
Det må påpekes at fibermaterialet, på grunn av at det har liten partikkel-størrelse og er i oppdelt form, er forholdsvis lett å impregnere. Det kan derfor forventes fordelaktige gjennomtrengningsforhold. I mange tilfeller er det således mulig å unngå å ta spesielle forholdsregler, så som oppnåelse av fullstendig løselighet i vann, for å øke gjennomtrengingen.
Det er også mulig å utføre fikseringsoperasjonen med varmebehandling, og i dette tilfelle vil oppsplitting av acetylgrupper i fibermaterialet og en kjemisk reaksjon mellom fibermaterialet og ligninet, fortrinnsvis i form av et ammoniumsalt, være behjelpelig ved overføringen av ligninet til en vann-uløselig form. Temperaturen ved varmebehandlingen må være minst 80°C, fortrinnsvis 110°C, for at det skal foregå en god omsetning. Varme-behandlingen kan passende utføres i forbindelse med pressingen og tørkingen av fiberplaten ved en høy temperatur (vanligvis 200-250°C) .
Det følger at fiksering med varme kan utføres ved å tilsette ammoniakk og/eller ammoniumsalt til impregneringsløs-ningen som inneholder lignin, og la fikseringen bli utført i et annet trinn i hvilket fibermaterialet blir oppvarmet til en temperatur på minst 80°C. Dette varmetrinn blir fortrinnsvis utført i forbindelse med tørkingen av fibermaterialet til lavt fuktighetsinnhold før pressingen og/eller i forbindelse med pressingen til det konsoliderte produkt. Modifiseringen av ligninet til en vann-uløselig form blir dermed oppnådd ved en kjemisk reaksjon mellom fibermaterialet og ligninmaterialet. Som nevnt ovenfor resulterer nærvær av en balansert mengde kobber i øket bestandighet mot råtning. En slik tilsetning kan også foregå når det anvendes varmefiksering. I et trinn før oppvarmingen blir fibermaterialet da forsynt med kobber, fortrinnsvis med å impregnere fibrene med en vandig løsning av et kobbersalt. Som et alternativ kan det anvendes sink, og i dette tilfelle utføres impregneringen med en løsning som inneholder et sinksalt. Mengden av metallsalter behøver ikke å være så høy som når fikseringen bare utføres ved tilsetning av metallsalt. Den størrelsesorden som kreves er i stedet den samme som den som må til for å oppnå den ytterligere beskyttelse mot råte. Fikseringsvirkningen oppnås i dette tilfelle ved selve varmebehandlingen.
Det fremgår klart av det ovennevnte at formingen av det endelige produkt, vanligvis plate-produkter, fra impregnerte fibre kan utføres ved kjente, etablerte fremgangsmåter. To forskjellige fremgangsmåter kan sondres mellom, nemlig våt-forming og tørr-forming.
Ved våt-forming blir fibrene suspendert i vannet som anvendes ved formeprosessen, masse-fortynningsvannet eller tilveiebringelsesvannet, og fibersuspensjonen blir overført til den endeløse vire (nett) på våt-overførings-formemaskinen. Suspensjonen blir awannet på virenettet. Fibrene blir så presset sammen, vanligvis mellom kalde valser, og produktet blir endelig presset i en oppvarmet presse. Fibrene i det endelige produkt blir holdt sammen ved adhesjon som kommer av pressingen av det endelige fibermateriale. Klebemidler (lim) kan også anvendes.
Ved tørr-forming blir et lag av fibermaterialet med et gitt fuktighetsinnhold, vanligvis maks. 10%, anbrakt i en presse, og det endelige produkt blir formet ved pressing. Også i dette tilfelle blir fibrene holdt sammen med adhesjon, men bindingen av fibrene blir vanligvis forsterket ved tilsetning av klebemidler (lim).
Som nevnt ovenfor blir impregneringen av fibrene ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen alltid utført før formingen foregår. Ved våt-forming kan fikseringen av ligninet utføres i fibrene før forme-trinnet, eller i forbindelse med formingen ved tilsetning av fikseringsløsningen til massefortynningsvannet. Ved tørr-forming kan ligninet fikseres før formingen blir foretatt. Formingen bør så utfø-res før fibermaterialet har tørket etter festingen, siden materialet behøver et visst fuktighetsinnhold ved pressingen.
Det fremgår klart fra beskrivelsen ovenfor at impregneringen i henhold til oppfinnelsen kan utføres på forskjellige, alternative måter. Råmaterialet kan være hvilket som helst lignocellulosemateriale. De endelige produkter er, som angitt, fiberprodukter, hovedsakelig fiberplater (plate-produkter) .
Alternativ I
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foropp-varming.
2. Defibrering, raffinering i en skive-male-hollender. 3. Impregnering av fibrene fra trinn 2 med lignin-løs-ning. 4. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregneringsløsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 3. 5. Fiksering ved tilsetning av fikserings-løsning så som aluminiumsalt-løsning, med eventuell tilsetning av kobbersalt. 6. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing. Den drenerte løsning kan resirkuleres til trinn 5. 7. Forming av fiberproduktet i samsvar med vanlig kjente våt- eller tørr-formemetoder.
Alternativ II
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foroppvar-ming.
2. Defibrering i en skive-male-hollender.
3. Impregnering av fibrene fra trinn 2 med lignin-løs-ning. 4. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregneringsløsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 3. 5. Fremstilling av en fibersuspensjon (fibermasse-løs-ning) egnet for forming i henhold til våt-forme-metoden. 6. Tilsetning av fikseringsløsningen i form av aluminium (og eventuelt kobber) -saltløsning for å fiksere ligninet i fiberen.
Bemerk: Trinnene 5 og 6 kan passende utføres sammen, ved fremstilling av fibermasse-løsningen (fibersuspensjon), ved tilsetning av de nødvendige substanser for fikseringen i henhold til trinn 6 til masse-fortynningsvannet anvendt i trinn 5. 7. Endelig forming av produktet i samsvar med våt-forme-metoden.
Alternativ III
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foroppvar-ming.
2. Impregnering av materialet med lignin-løsning.
3. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregneringsløsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 3. 4. Defibrering, raffinering i en skive-male-hollender. 5. Fiksering ved tilsetning av fikseringsløsning så som aluminium (og eventuelt kobber) -saltløsning. 6. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Fikseringsløsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 5. 7. Forming av fiberproduktet i samsvar med vanlig kjente våt- eller tørr-formemetoder.
Alternativ IV
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foropp-varming.
2. Impregnering av materialet med lignin-løsning.
3. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregneringsløsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 2. 4. Defibrering, raffinering i en skive-male-hollender. 5. Fremstilling av en fibersuspensjon egnet for forming i samsvar med våt-forme-metoden. 6. Tilsetning av aluminium (og eventuelt kobber) -salt-løsning for å fiksere ligninet til fibrene.
Bemerk: Trinnene 5 og 6 kan passende utføres sammen, ved fremstilling av fibermasse-løsningen (fibersuspensjon), ved tilsetning av de nødvendige substanser for fikseringen i henhold til trinn 6 til masse-fortynningsvannet anvendt i trinn 5. 7. Endelig forming av produktet i henhold til våt-forme-metoden.
Alternativ V
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foropp-varming.
2. Defibrering, raffinering i en skive-male-hollender. 3. Impregnering av fibrene fra trinn 2 med lignin-løs-ning. 4. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregnerings-løsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 3. 5. Forming av fiberproduktet, fortrinnsvis i henhold til tørr-forme-metoden, og en samtidig fiksering av ligninet ved den nødvendige oppvarming for formingen.
Alternativ VI
Trinn 1. Vasking av materialet (f.eks. treflis), foropp-varming. 2. Impregnering av materialet med lignin-løsning. 3. Drenering, eventuelt i kombinasjon med pressing.
Impregnerings-løsningen som blir drenert bort kan resirkuleres til trinn 2. 4. Defibrering, raffinering i en skive-male-hollender. 5. Forming av fiberproduktet, fortrinnsvis i henhold til tørr-forme-metoden, og en samtidig fiksering av ligninet ved den nødvendige oppvarming for formingen.
Alle alternativene I-IV refererer til fiksering med en løsning. Fiksering med varme er blitt nevnt som en annen mulighet. Slik varme-fiksering kan erstatte fikseringstrinnet og etterfølgende dreneringstrinn i alternativene I og III, spesielt i de tilfeller hvor tørr-forme-metoden blir anvendt. Eksempler på varmefiksering er gitt i alternativene V og VI.
De anvendte impregnerings- og fikseringstrinn er detal-jert beskrevet nedenfor i eksemplene 1-3, og de oppnådde resultater er angitt i tabellene 1 og 2. Eksemplene refererer til forsøk utført i laboratorie-målestokk. Det er imidlertid mulig for fagfolk å overføre denne målestokk til produksjons-målestokk ved å velge de ytelser blant alternativene I-VI som er mest anvendbare under de spesielle fremstillingsforhold som kommer på tale. Det må også være åpenbart for fagfolk at de fremgangsmåter som er beskrevet kan anvendes, fullstendig eller i de anvendbare deler, for fremstilling av produkter som inneholder fibre fra lignocellulosematerialer som er forskjellig fra ved, så som bambus, bagasse, strå etc. Det skal også forstås at lignin-materialer som er forskjellig fra slike som stammer fra kraft-lignin, kan anvendes, f.eks. ligniner fra lignocellulosematerialer som er blitt behandlet med organiske løsningsmidler (løsningsmiddel-koking) eller med damp (sprengnings-masse av ved).
Eksempel 1. Fibermasse for anvendelse ved fremstilling av fiberplater ble baset med vanndamp ved 100°C og så nedsenket i en vannløsning ved romtemperatur inneholdende fraksjonert kraft-lignin (sulfat-lignin). pH-verdien for impregnerings-løsningen var ca. 11. Den ovenfor angitte fremgangsmåte ble utført med to forskjellige konsentrasjoner av lignin i impregnerings-løsningen: 15 og 5%.
Overskytende impregneringsløsning ble fjernet ved pressing, og fibermaterialet ble dyppet i en aluminiumklorid-løsning (2%) for fiksering (modifisering) av ligninet til vann-uløselig form.
Fibermassen ble fortynnet med vann til en fiber-massekon-sentrasjon på 1,5%, og pH ble justert til 4. Våt-forming av fibrene ble så utført i en laboratorie-arkformer. Fibermaterialet ble presset i en kald presse i 1 minutt ved 1 MPa til et tørr-innhold på ca. 30%. Varmpressing til et fiber-plate-ark ble tilsist utført ved 210°C og til en arktykkelse på 3 mm.
I noen tilfeller ble arkene etterbehandlet med varme, varmebehandling, i 4 timer ved 165°C.
Sammenligningsprøver ble fremstilt på samme måte og fra samme råmateriale, bortsett fra at det ikke ble foretatt noen lignin-impregnering og ingen fiksering.
Prøver (10 x 10 cm) av forskjellige plater ble testet med hensyn til vannabsorpsjon (vekt%) og tykkelse-svelling(%) etter nedsenking i vann (20°C) i 24 timer. Test-resultatene er angitt i tabell 1 (prøvene A og B).
Eksempel 2 Fibermasse ble behandlet som i eksempel 1, bortsett fra at impregneringen med lignin ble utført med et vann-løslig, karboksymetylert kraft-lignin. pH-verdien til im-pregneringsløsningen var 7,5 og konsentrasjonen av lignin var ca. 10%. Fikseringen ble utført i samsvar med eksempel 1. Testresultatene er angitt i tabell l (prøve C).
Eksempel 3 For å undersøke virkningen av et samtidig angrep av forskjellige råte-sopper så som hvit-, brun- og myk-råte-sopper og også av tunnel-dannende bakterier ble vedprøver impregnert til forskjellige innhold av henholdsvis lignin og kobber utsatt for usteril jord i en sopp-kjeller. Resultatene, funnet etter en eksponeringstid på 9,5 måneder, er angitt i tabell 2. Som det kan ses av tabellen fremviste alle prøve-ne (unntatt ubehandlede sammenligningsprøver) gode resultater, selv slike prøver som var impregnert til et lavt lignin-innhold.
Claims (15)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av produkter som inneholder trefibre, som omfatter mekanisk, ikke-kjemisk oppdeling av et tremateriale til fibre og sammenpressing av en masse av fibrene, slik at fibrene blir bundet til produktet som oppviser den ønskede faste form som fortrinnsvis er skiveform, karakterisert ved at materialet som danner fibrene, før nevnte sammenpressing, impregneres med lignin i en vandig løsning ved en pH som ikke vesentlig overskrider 12,5, og ved at ligninet, etter at det er tatt opp i materialet, fikseres mot utvasking med vann ved modifisering av det til en i alt vesentlig vann-uløselig form.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det anvendes et lignin som er et alkali-lignin som er blitt isolert fra avlut fra alkalisk koking av ved, fortrinnsvis ved utfelling ved tilsetning av en syre.
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at alkali-ligninet blir modifisert til karboksylert alkali-lignin, fortrinnsvis ved oksydasjon, for å oppnå forbedret vannløselighet.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at alkali-ligninet blir modifisert til karboksylert alkali-lignin, fortrinnsvis karboksymetylert og/eller karboksyetylert alkali-lignin, for å oppnå forbedret vannløselighet.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at ligninet blir modifisert ved sulfonering.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 3 eller 4, karakterisert ved at ligninet blir ytterligere modifisert ved sulfonering.
7. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-6,
karakterisert ved at fikseringen utføres i et annet trinn i hvilket en svakt sur, vandig løsning settes til fibermaterialet, hvor løsningen fortrinnsvis inneholder metallioner oppnådd ved tilsetning av aluminium-, sink- eller kobber-salt eller en kombinasjon av disse salter, for således å modifisere ligninet på en slik måte at den forannevnte fiksering foregår.
8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at tilsetningen til fikseringsløsningen tildels består av kobbersalt i en slik mengde at mengden av kobber i forhold til tørr-fibre ikke blir vesentlig større enn 1%, og tildels av et annet metallsalt, fortrinnsvis aluminiumsalt, i en slik mengde at ligninet blir fiksert ved den kombinerte virkning av disse salter.
9. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-6,
karakterisert ved at impregneringsløsningen som inneholder lignin tilsettes sammen med fortrinnsvis ammoniakk og/eller ammoniumsalt, og at fikseringen utføres i et annet trinn i hvilket fibermaterialet oppvarmes til en temperatur på minst 80°C, fortrinnsvis i forbindelse med tørking av f ibermaterialet til et lavt fuktighetsinnhold før sammenpressing og/eller i forbindelse med sammenpressing til et konsolidert produkt, for å tilveiebringe modifiseringen av ligninet til en vann-uløselig form.
10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at det forut for fikseringen ved oppvarming utføres et trinn i hvilket kobber settes til trematerialet, fortrinnsvis ved impregnering med en løsning av et kobbersalt.
11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at at det forut for fikseringen ved oppvarming utføres et trinn i hvilket sink settes til trematerialet, fortrinnsvis ved impregnering med en løsning av et sinksalt.
12. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-8,
karakterisert ved at den etter oppdeling til fibre, omfatter trinnene: impregnering med lignin-løsning, drenering av overskytende løsning, fiksering ved tilsetning av nevnte fikseringsløsning, drenering av overskytende løsning og forming av et fiberprodukt ved nevnte sammenpressing.
13. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-8,
karakterisert ved at oppdelingen av materialet til fibre utføres i to trinn, et første i hvilket materialet først og fremst oppdeles til flis, småflis og/eller spon, og et annet i hvilket defibrering til fiberform utføres, idet impregneringen med lignin-løsning utføres på materialet i dets form av flis, småflis og/eller spon og mellom de to opp-del ingstrinnene, og at fikseringen ved tilsetning av fikseringsløsning blir utført etter det endelige oppdelings-trinn på materialet i fiberform.
14. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at flisen, småflisen eller sponen impregneres med lignin først ved å base den med vanndamp, hvilket trinn foretas før impregneringen med en forholdsvis kald impregneringsløsning, fortrinnsvis innen temperaturområdet 10-80°C, før defibreringen.
15. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-8,
karakterisert ved at den, etter oppdeling til fibre, omfatter trinnene: impregnering med lignin-løsning, drenering av overskytende lignin-løsning, fremstilling av en fibersuspensjon i vann egnet for forming ved drenering og sammenpressing i henhold til en kjent våt-forme-prosess, fiksering av lignin ved tilsetning av nevnte fikseringsløsning til suspensjonen, og endelig forming av produktet ved våt-forme-prosessen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8604212A SE455001B (sv) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Forfarande vid tillverkning av produkter innehallande trefibrer |
PCT/SE1987/000445 WO1988002417A1 (en) | 1986-10-03 | 1987-10-01 | A method for the manufacture of products containing fibers of lignocellulosic material |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO882426D0 NO882426D0 (no) | 1988-06-02 |
NO882426L NO882426L (no) | 1988-08-02 |
NO171568B true NO171568B (no) | 1992-12-21 |
NO171568C NO171568C (no) | 1993-03-31 |
Family
ID=26659517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO882426A NO171568C (no) | 1986-10-03 | 1988-06-02 | Fremgangsmaate for fremstilling av produkter som inneholder fibre av lignocellulosemateriale |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3769661D1 (no) |
NO (1) | NO171568C (no) |
-
1987
- 1987-10-01 DE DE8787906636T patent/DE3769661D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-06-02 NO NO882426A patent/NO171568C/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO882426D0 (no) | 1988-06-02 |
DE3769661D1 (de) | 1991-05-29 |
NO171568C (no) | 1993-03-31 |
NO882426L (no) | 1988-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1226705A (en) | Chemithermomechanical pulping process employing separate alkali and sulfite treatments | |
CN104109983A (zh) | 改性的牛皮纤维 | |
US4087317A (en) | High yield, low cost cellulosic pulp and hydrated gels therefrom | |
Kim et al. | Effects of pressing lignocellulosic biomass on sugar yield in two‐stage dilute‐acid hydrolysis process | |
SE525872C2 (sv) | Metod att tillverka mekanisk massa med reducerad energikonsumtion | |
US20100300634A1 (en) | Method of making medium density fiberboard | |
US2234188A (en) | Process of making light-colored ligno-cellulose fiber | |
US2388592A (en) | Process of making ligno-cellulose pulps from straw | |
US4116758A (en) | Method of producing high yield chemimechanical pulps | |
US4211605A (en) | High yield chemimechanical pulping processes | |
EP0328533B1 (en) | A method for the manufacture of products containing fibers of lignocellulosic material | |
IL105811A (en) | Manufacture of board | |
FI73473B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av fibermassa. | |
US3305435A (en) | Method of making paper stiffened with waste pulp liquor solids | |
EP4127313A1 (en) | Method for making moisture-resistant paper | |
US3192102A (en) | Pulping process | |
US2528350A (en) | Two-step digestion of hardwoods | |
NO171568B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av produkter som inneholder fibre av lignocellulosemateriale | |
US4221630A (en) | Wet method of preparing fiberboard products in a substantially closed and balanced white water system | |
US3758377A (en) | Treated paper sheet | |
US2361639A (en) | Process for defibering lignocellulosic materials | |
US2220047A (en) | Heat treatment production of vegetable fiber products | |
CA1051618A (en) | Method of producing high yield chemimechanical pulps | |
US1859846A (en) | Wood pulp and process of making the same | |
US3036949A (en) | Method of preparing pulp for the production of insulating board and the like |