包含微纤化纤维素和回收的纤维素材料的粘合剂组合物和方法技术

制造包含回收的含纤维素材料、包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物以及任选的一种或多种添加剂的片材或板材的方法，其中所述片材或板材与不使用微纤化纤维素的情况下以类似方法制备的板材相比以及与由此制造的板材、面板和建筑产品相比具有增加的弹性模量和断裂模量。增加的弹性模量和断裂模量。增加的弹性模量和断裂模量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含微纤化纤维素和回收的纤维素材料的粘合剂组合物和方法


[0001]本专利技术涉及制造板材或片材的方法，所述板材或片材包含回收的含纤维素材料、包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物、以及任选的一种或多种添加剂。
[0002]本专利技术还涉及包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物及使用此类粘合剂组合物制造板材和片材的方法，所述板材和片材包括回收的含纤维素材料，诸如回收的纸浆(例如旧瓦楞纸板)、或造纸厂损纸和/或工业废料、或来自造纸厂的富含矿物质填料和纤维素材料的纸流、及其组合；以及由此类回收的含纤维素材料和粘合剂组合物制造的复合材料、板材、面板、片材和建筑产品。
[0003]与不使用包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物制造的最终产品相比，由此类方法获得的最终产品具有更好的物理特性，包括改进的弹性模量(“MOE”)和断裂模量(“MOR”)。

技术介绍

[0004]中密度纤维板(MDF)是一种工程木制品，由去纤维的硬木和软木以及其他组分、诸如蜡和树脂制造。MDF板是普遍存在的复合产品，用于许多最终应用，例如，用于制造家具和家具部件以及室内建筑材料。
[0005]MDF板通过施加高温和高压形成面板。MDF板比胶合板更致密，比刨花板更坚固且更致密。然而，当切割时，MDF会将尘粒和潜在的气态甲醛释放到空气中，这通常用于在MDF中用于粘合纤维的树脂中。与MDF板相关的环境问题与制造过程中使用的粘合剂有关，如前所述，这些粘合剂通常含有甲醛。甲醛可以释放多年，而在MDF上涂覆涂层以防止甲醛逸出只能锁藏问题。垃圾填埋场是MDF材料的通常落脚点；因此，污染物可以继续从MDF中渗出多年，从而可能污染地下水。
[0006]另一方面，回收含有纤维素纸浆的物品，诸如旧瓦楞纸板(OCC)，也正在成为一项环境挑战。如果合适的复合材料可以从回收的纸浆或造纸厂损纸和/或工业废料、或来自造纸厂的富含矿物质填料和纤维素材料的纸流(统称为“回收的含纤维素材料”)产生，以便由这种回收的含纤维素材料和包含微纤化纤维素和无机颗粒材料的粘合剂组合物制造可成型的板材和片材，则这种工艺可以实现对MDF产品的具有成本效益和环境敏感的替代品。
[0007]制造微纤化纤维素的现有技术方法包括通过精制、碾磨、打浆和均质化进行机械碎解，以及例如通过挤出机进行精制。这些机械措施可以通过化学或化学酶促处理作为预备步骤来增强。纤维素纤维的各种已知微纤化方法在美国专利号6,602,994B1中总结，包括例如均质化、蒸汽爆破、加压
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减压、冲击、研磨、超声波、微波爆破、碾磨以及它们的组合。WO 2007/001229公开了酶处理，并且作为一种选择的方法，在过渡金属存在下氧化以将纤维素纤维转化为MFC。在氧化步骤之后，材料通过机械方式碎解。也可以使用机械与化学处理的组合。可以使用的化学品的实例是那些通过化学反应对纤维素纤维进行改性的化学品或经
由例如化学品接枝或吸附到纤维上/纤维内而对纤维素纤维进行改性的化学品。
[0008]生产微纤化纤维素(“MFC”)的各种方法是本领域已知的。包含通过研磨程序产生的微纤化纤维素的某些方法和组合物描述于WO
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2010/131016中。Husband,J.C.,Svending,P.,Skuse,D.R.,Motsi,T.,Likitalo,M.,Coles,A.,FiberLean Technologies Ltd.,2015,“Paper filler composition,”PCT国际申请号WO
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2010/131016。包含这种微纤化纤维素的纸产品已显示出优良的纸特性，诸如纸的破裂强度和拉伸强度。WO
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2010/131016中描述的方法还能够经济地产生微纤化纤维素。
[0009]WO 2007/091942 A1描述了一种方法，其中首先精制化学纸浆，然后用一种或多种木材降解酶处理，最后均质化以产生作为最终产品的MFC。纸浆的稠度据被教导优选为0.4至10％。据说优点是避免了高压流化器或均化器中的堵塞。
[0010]WO2010/131016描述了一种用于产生具有或不具有无机颗粒材料的微纤化纤维素的研磨程序。这种研磨程序在下面描述。在WO
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2010/131016(其内容通过引用的方式整体并入本文)中阐述的方法的一个实施方案中，所述方法利用纤维素纤维的机械碎解来成本有效地且大规模地生产微纤化纤维素(“MFC”)，而无需纤维素预处理。所述方法的一个实施方案使用搅拌介质碎屑机研磨技术，该技术通过搅拌研磨介质珠粒将纤维碎解成MFC。在此过程中，添加诸如碳酸钙或高岭土的矿物质作为研磨助剂，从而大大减少所需的能量。Husband,J.C.,Svending,P.,Skuse,D.R.,Motsi,T.,Likitalo,M.,Coles,A.,FiberLean Technologies Ltd.,2015,“Paper filler composition,”美国专利US9127405B2。
[0011]搅拌式介质碾磨机由旋转叶轮组成，该叶轮将动能传递给小研磨介质珠粒，这些小研磨介质珠粒通过剪切力、压缩力和冲击力的组合磨碎物料。多种研磨设备可用于通过本文公开的方法产生MFC，所述研磨设备包括例如塔式碾磨机、筛分碾磨机或搅拌介质碎屑机。

技术实现思路

[0012]根据本说明书的描述、附图、实施例和权利要求，本专利技术人已经发现制造板材和片材的方法，所述板材和片材包含回收的含纤维素材料、包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物、以及任选的一种或多种添加剂；以及发现板材和片材在多种板材、面板和建筑产品中的用途。
[0013]本专利技术基于在回收的含纤维素材料中使用包含微纤化纤维素和无机颗粒材料(在本文中有时称为“矿物质”)的粘合剂组合物，以便由此类回收的含纤维素材料制备板材和片材以最终生产包含此类板材和片材的终产品。此类终产品包括例如家具和家具部件，包括桌子、储物单元、橱柜单元、模块化家具单元、沙发、椅子、躺椅和许多其他家具用品。其他潜在的最终用途应用包括室内建筑材料，包括例如天花板瓦片、墙板和绝缘板。
[0014]本专利技术的另一方面是基于在回收的含纤维素材料中使用包含微纤化纤维素而不含无机颗粒材料(本文有时称为“矿物质”)的粘合剂组合物，以便由此类回收的含纤维素材料制备板材和片材以最终生产包含此类板材和片材的最终产品。此类最终产品包括例如家具和家具部件，包括桌子、储物单元、橱柜单元、模块化家具单元、沙发、椅子、躺椅和许多其他家具用品。其他潜在的最终用途应用包括室内建筑材料，包括例如天花板瓦片、墙板和绝缘板。
[0015]本方法的一个优点是由回收的含纤维素材料产生板材和片材，这些材料本身可以在其使用寿命结束时回收，从而为由本专利技术的板材和片材制成的物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造板材或片材的方法，所述板材或片材包含回收的含纤维素材料、包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的粘合剂组合物以及任选的一种或多种添加剂，所述方法包括以下步骤：(a)提供或获得回收的含纤维素材料的第一水性浆料，其中所述水性浆料以0.1wt.％至10wt.％的稠度碎解；(b)提供或获得微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的第二水性浆料，其中所述一种或多种无机颗粒材料与微纤化纤维素的比率为约99.5:0.5至约0.5:99.5，其中所述微纤化纤维素从原生纸浆或回收的含纤维素材料获得；(c)将回收的含纤维素材料的第一水性浆料与微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的第二水性浆料以0.1wt.％至25wt.％的稠度混合，并添加任何任选的添加剂，其中所述混合物包含0.5wt.％至35wt.％的微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料；(d)将步骤(c)的所述混合物泵送到合适尺寸的模具或成型器中，所述模具或成型器任选地包括压机；(e)排干和/或压制并干燥所述板材或片材，其中所述板材或片材与不使用微纤化纤维素的情况下以类似方法制备的板材或片材相比具有增加的弹性模量和断裂模量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述回收的含纤维素材料是旧瓦楞纸板。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述回收的含纤维素材料选自由以下组成的组：回收的纸浆或造纸厂损纸和/或工业废料、或来自造纸厂的富含矿物质填料和纤维素材料的纸流、或其组合。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一水性浆料以1wt％、2wt％、3wt％或4wt％的稠度碎解。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述碎解在碎解机中进行。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述碎解在碎浆机中进行。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述碎解在精制机中进行。8.根据权利要求1或2所述的方法，其中进行所述碎解直至所述回收的含纤维素材料的CSF为约20至约700。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述碎解进一步包括在疏解机中处理所述浆料。10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒材料与微纤化纤维素的比率为约80:20。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒材料与微纤化纤维素的比率为约50:50。12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种或多种无机颗粒材料是高岭土。13.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种或多种无机颗粒材料是碳酸钙。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述碳酸钙是沉淀碳酸钙。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述碳酸钙是研磨碳酸钙。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述碳酸钙是沉淀碳酸钙与研磨碳酸钙的混合物。17.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种或多种无机颗粒材料是高岭土
与碳酸钙的混合物。18.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种或多种无机颗粒材料是高岭土、研磨碳酸钙和沉淀碳酸钙的混合物。19.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种或多种无机颗粒材料选自由以下组成的组：碳酸镁、白云石、石膏、埃洛石、球粘土、偏高岭土、完全煅烧高岭土、滑石、云母、珍珠岩、硅藻土、氢氧化镁、三水合铝或其组合。20.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述至少一种无机颗粒材料中的一些或全部与步骤(a)的所述回收的含纤维素材料一起添加。21.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述微纤化纤维素由原生纸浆制成，所述原生纸浆包括漂白或未漂白的硬木牛皮纸、软木牛皮纸或亚硫酸盐纸浆。22.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述微纤化纤维素由回收的含纤维素材料制成。23.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(c)的所述混合物包含5wt.％的微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料。24.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(c)的所述混合物包含10wt.％的微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料。25.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(c)的所述混合物包含15wt.％的微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料。26.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：菲博林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：