制造纤维板的方法技术

一种由水份含量至少为１０重量％的木素纤维素的原料，制造纤维板与类似的木－基产品的方法。根据该方法，将含水部分从原料纤维中分离，含水部分后来被再循环到过程中，以便形成至少部分用来做粘结纤维的粘结剂。在与纤维混合前，为了聚合溶解的木材料与提高其浓度，而将含水废液浓缩并在氧的存在下被酶氧化。木素能被添加到水溶解的木材料中或者将溶解的木材料与另外的粘结剂一起添加到纤维中。最后，混合物被成型为板并被硬化。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维板及类似的木-基产品的制造，包括将细分碎的木素纤维素的颗粒和纤维与粘合剂相混合并粘结在一起。本专利技术特别涉及一种生产纤维板的新方法。在最近几十年的期间内，碎料板、刨花板和纤维板，特别是中密度纤维板(下文还被简称为MDF板)生产的快速增长已产生了一种对贱价、大量可使用的与不依赖于石油的粘合剂的需求。木素很好地符合这些要求，并且它不含任何甲醛，甲醛在传统上被认为是与惯用的脲-甲醛(UF)粘合剂有关的严重问题。作为一种主要的木材组分，天然木素既不是吸湿的也不溶于水。由于它的多酚结构，木素作为粘合剂应类似于酚-甲醛(PF)树脂。这对于木材中的天然木素来说是正确的，而工业生产的木素(木素磺酸盐或硫酸盐木素)已经显示出一系列的局限性，其原因是它的低反应性(硫酸盐木素)或其高的吸湿性。此外，在工业制浆期间，由于降解与化学变化之故木素成为可溶于水的。使用亚硫酸盐废液(SSL)作为纸、木材和其他木素纤维素材料的粘合剂在本
中是众所周知的，在近三十年期间使用木素产品作为取代传统的PF或UF粘合剂的碎料板、胶合板与纤维板用粘合剂的大量专利申请已被提出。参见DE专利№3037992、3621218、3933279、4020969、4204793和4306439以及以WO93/25622、WO94/01488、WO95/23232和WO96/03546出版的PCT申请。使用SSL作为纤维板生产的粘合剂的主要缺陷是它的吸湿性。现已表明，漆酶与其他的过氧化物酶能被用作木素的聚合或固化的催化剂(DE专利№3037992，WO96/03546)。然而，迄今为止，引起游离基反应的酶仅显示有限的成功。在生产纤维板中使用的纤维与木片含有5～20％的水和所用的漆酶需要一些水以有效地催化为增大纤维板的粘结力所需要的聚合反应。硫酸盐木素与天然木素在主要方面是类似的，但是，它不溶于水并因此在生产线中形成两个固体相。固体的不均匀分布在压缩步骤中引起斑点与使所形成的板的强度不足。与使用离析木素有关的另一个问题是硫酸盐木素的高价格，这几乎限制了经济地生产碎料板。由于上述理由，迄今为止木素-基板材的生产一直未能进行实际的应用。为了代替木素-基粘合剂，现有人建议用漆酶激活木纤维中的木素，并在没有任何另外粘结剂的情况下使用这些纤维本身来制造木纤维板(参见EP专利申请№0565109)。与所说的工艺有关的主要问题是需要长的保温时间(高达几天或者甚至更长的时间)。从一年生植物中衍生的组分，例如阿魏酰阿拉伯糖基木聚糖也能够被用作碎料板粘合剂的添加剂。于是，根据Feldman等人(WO96/03546)的教导，使用氧化的酚聚糖能够将木质纤维与刨片粘结在一起。这些木聚糖仅存在于一年生植物中，而不存在于针叶材或阔叶材中。它们在工业上是不易获得的。本专利技术的目的是解决与现有技术相关的问题。具体说，本专利技术的主题是提供一种新的。从以下的说明中变得更明显的这些与其他的目的，及其优于已知的木素-基粘合剂的优点，是通过如下文所述的与要求保护的本专利技术而得以实现的。 在本
中已经知道，在制造MDF纤维期间，在精磨期间形成含有木材组分的水溶性部分。在纤维被干燥之前将此部分从纤维中分离出来。该部分含有约1～2重量％的纤维的起始的干物质。在惯用的方法中此部分被加到废水的BOD与COD载量，它增加了对生物净化的需求。本专利技术是基于将所说的那部分循环到加工过程中的这一想法的，其中它形成至少一部分用于粘结纤维的粘合剂。为了提高该部分的粘合性而将其组分用氧化酶聚合。新方法的胶合结果能与使用商业上可购到的胶(合成树脂)所得的胶合结果相比的程度。简言之，根据本专利技术现已发现，通常是外部产生的 粘合剂，例如酚醛或脲醛粘合剂，能被从加工过程的精磨木材原料步骤中分离出的天然的木材-衍生部分所取代。该制造纤维板的过程包括以下步骤-精磨具有水分含量至少为10重量％的木素纤维素的原料，以提供含木素纤维素纤维的离解浆和含溶解的木材料的含水废液， -从含水废液中分离精磨的木素纤维的纤维，-浓缩含水废液以增加其溶解的木材料的浓度，-在氧存在下用酶处理溶解的木材料，以氧化溶解的木材料，-将溶解的木材料与纤维相混合，-将纤维混合物成型为板，和-将板硬化以形成纤维板。此方法的额外好处在于将需要外部净化的废水之体积缩至最少。此外，能获得具有卓越的强度的MDF板。现在借助于下面的详细说明与参照附图和进一步参考许多实施例对本专利技术作更详细的说明。附图以工艺流程图的形式说明了根据本专利技术的优选方法的实施方案的简化加工过程。在本专利技术的范围内术语“粘合剂”、“胶粘粘结剂”和“树脂”指一种化学组合物，它在，例如，碎料板与纤维板的制造的湿阶段中，提供颗粒、纤维或刨花之间的粘合。在制造板期间的热压后，所说的含有被聚合的树脂的组合物起将颗粒、纤维或刨花粘结在一起的粘结剂作用。术语“木-基产品”指任何的木素纤维素的产品，例如碎料板，纤维板(包括高与中密度纤维板，即，硬质纤维板与MDF板)，刨花板，胶合板与由植物特别是源于木材或一年生或多年生植物的颗料、纤维或刨花与胶粘粘结剂相混合和粘结在一起而构成的类似产品。就聚合可溶的木材部分的木素与碳水化合物来说，可以使用能催化酚基氧化的氧化酶。这些酶是氧化还原酶，例如过氧化物酶与氧化酶。“过氧化物酶”是使用过氧化氢作为其被酶作用物来催化氧化反应的酶，而“氧化酶”是使用分子氧作为其被酶作用物来催化氧化反应的酶。酚氧化酶(EC1.10.3.2苯二酚氧化还原酶)催化在单体的芳族化合物与聚合的芳族化合物中的邻位-与对位-取代的酚羟基与氨/胺基的氧化过程。氧化反应导致形成苯氧基并最终导致木素和可能的碳水化合物的聚合。在本专利技术的方法中，所用的酶可以是催化低分子量木素的生物基形成与二级化学聚合的任何的酶，例如漆酶、酪氨酸酶、过氧化物酶或氧化酶。作为氧化酶的具体例子能被提及的如下漆酶(EC1.10.3.2)，儿茶酚氧化酶(EC1.10.3.1)，酪氨酸酶(EC1.14.18.1)和胆红素氧化酶(EC1.3.3.5)。漆酶是被特别优选的氧化酶。它们能从属于例如下列菌株Aspergillus，Neurospora，Podospora Botrytis，Lentinus，Polyporus，Rhizkctonia，Coprinus，Coriolus，Phlebia，Pleurotus，Fusarium和Trametes的细菌与霉菌中获得。适用的过氧化物酶能从植物或霉菌或细菌中获得。优选的过氧化物酶是那些源于植物的过氧化物酶，特别是辣根过氧化物酶和大豆过氧化物酶。术语“表面活性剂”或“表面活化剂”同义地被用来指对水与憎水(例如脂肪)物质具有亲合力，由此而有助于憎水材料被悬浮于水中的化合物。中密度纤维板(简称MDF)被用于建筑与家具制造。它作为具有厚度范围为2.5～40毫米或以上的板材而被生产。与碎料板相比，MDF被加工成具有比碎料板更高的强度与更均匀的结构的特定的板材。现参考附图，本专利技术的生产MDF板的优选的加工实施方案包括以下步骤，大部份的这些步骤是惯用方法中所共用的原料—原木或类似的木-基原料，首先被去皮与削片以生产出基本上均匀的原料—削片，可以对削片进行筛选与洗涤以除去污物与杂质。根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造纤维板与类似的木－基产品的方法，它包括以下步骤： －精磨具有水分含量至少为１０重量％的木素纤维素原料，以提供含木素纤维素的纤维的离解浆和含溶解的木材料的含水废液， －从含水废液中分离精磨的木素纤维素的纤维， －浓缩含水废液以增加其溶解的木材料的浓度， －在氧存在下用酶处理溶解的木材料，以氧化溶解的木材料， －将溶解的木材料与纤维混合， －将纤维混合物成型为板，和 －将板硬化以形成纤维板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L维卡里，P奎图斯莱诺，ML尼库帕尔沃拉，S托米南，L盖达，
申请(专利权)人：液体化学品公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]