FI104569B - A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers - Google Patents

A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers Download PDF

Info

Publication number
FI104569B
FI104569B FI945338A FI945338A FI104569B FI 104569 B FI104569 B FI 104569B FI 945338 A FI945338 A FI 945338A FI 945338 A FI945338 A FI 945338A FI 104569 B FI104569 B FI 104569B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cellulose
wood
based material
process according
temperature
Prior art date
Application number
FI945338A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI945338A (en
FI945338A0 (en
Inventor
Pertti Viitaniemi
Saila Jaemsae
Pentti Ek
Kirsti Riipola
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI945338A priority Critical patent/FI104569B/en
Publication of FI945338A0 publication Critical patent/FI945338A0/en
Priority to PCT/FI1995/000624 priority patent/WO1996015077A1/en
Priority to AU38733/95A priority patent/AU3873395A/en
Publication of FI945338A publication Critical patent/FI945338A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI104569B publication Critical patent/FI104569B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

104569104569

Menetelmä selluloosapohjaisia kuituja sisältävien koostumusten valmistamiseksi * Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää 5 selluloosapohjaista ainetta sisältävien koostumusten valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan hienojakoinen selluloosapohjainen aines sekoitetaan runkoainekseen.The present invention relates to a process for the preparation of compositions containing cellulose-based material according to the preamble of claim 1, which comprises mixing the finely divided cellulose-based material with the backbone.

Selluloosapohjaisia kuituja ja muuta sentapaista hienojakoista puu- ja selluloosaraaka-ainesta on vaikea yhdistää muiden materiaalien kanssa. Tämä johtuu aineksen kemialli-10 sesta koostumuksesta ja hygroskooppisuudesta. Niinpä esim. puun sisältämät sokerit hidastavat puukuitua sisältävän betonimassan kovettumista. Tämän vuoksi puukuitu on esikäsiteltävä eri tavoin betonin kovettumisen aikaansaamiseksi. Tunnetun tekniikan mukaiset käsittelyt, jotka perustuvat puukuidun uuttoon, ovat kuitenkin vaikeita ja hitaita.Cellulose-based fibers and other such fine wood and cellulosic raw materials are difficult to combine with other materials. This is due to the chemical composition and hygroscopicity of the material. Thus, for example, sugars contained in wood retard the curing of concrete containing wood fiber. Therefore, the wood fiber has to be pre-treated in different ways to achieve hardening of the concrete. However, prior art treatments based on wood fiber extraction are difficult and slow.

1515

Asfaltin ominaisuuksia on parannettu sekoittamalla asfalttimassaan sellupohjaista kierrä-tyskuitua. Kierrätyskuidun laatu vaihtelee paljon, mikä aiheuttaa yhdistämisprosessissa suuria vaikeuksia. Ongelmat liittyvät lähinnä kuidun sekoitettavuuteen; käsittelemättömän sellukuidun ei näet ole todettu sekoittuvan asfalttimassaan riittävän tasaisesti.The properties of asphalt have been improved by blending pulp-based recycled fiber into the asphalt mass. The quality of the recycled fiber varies greatly, which causes great difficulty in the bonding process. The problems are mainly related to the mixability of the fiber; untreated pulp fiber has not been found to mix sufficiently well with the asphalt mass.

2020

Puun ja muovin yhdistämisessä puun hygroskooppisuus ja erilainen kosteuseläminen aiheuttavat suuria vaikeuksia. Tästä syystä tämänlaista yhdistämistä on tehty hyvin vähän, vaikka selluloosapohjaiset kuidut taxjoavat mielenkiintoisen ja ympäristöyställi-sen mahdollisuuden muuttaa muovipohjaisten materiaalien ominaisuuksia.When combining wood and plastic, the hygroscopicity of the wood and the varying humidity of the wood cause great difficulties. For this reason, very little of this type of bonding has been made, although cellulose-based fibers are taxing an interesting and environmentally friendly opportunity to alter the properties of plastic-based materials.

2525

Keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu selluloosapohjaista ainesta sisältävien koostumusten * valmistamiseksi. Etenkin keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jolla voidaan lisätä selluloosapohjaisen aineksen tasaista sekoitettavuutta muiden materiaalien 30 kanssa sekä edesauttaa eri materiaalien keskinäistä yhteensopivuutta.The object of the invention is to eliminate the drawbacks of the prior art and to provide a completely new solution for the preparation of compositions containing cellulose-based material. In particular, it is an object of the invention to provide a process for increasing the uniform mixing of cellulose-based material with other materials and promoting compatibility between different materials.

Keksintö perustuu siihen havaintoon, että kuumennettaessa selluloosapohjaista ainesta, kuten puu- tai selluloosakuitua, yli 150 °C:n lämpötilassa materiaalin ominaisuudet 2 104569 muuttuvat ratkaisevasti. Kuidun hygroskooppisuus pienenee, mikä edesauttaa oleellisesti kuidun sekoitettavuutta muiden aineiden kanssa. Lisäksi lämpökäsittelyn aikana puussa olevat mono- ja polysakkaridit sekä uuteaineet hajoavat ja poistuvat osittain puukuidusta.The invention is based on the finding that upon heating of a cellulose-based material, such as wood or cellulosic fiber, at a temperature above 150 ° C, the properties of the material 2,104569 change drastically. The hygroscopicity of the fiber is reduced, which substantially enhances the miscibility of the fiber with other substances. In addition, during the heat treatment, the mono- and polysaccharides in the wood as well as the extractives are decomposed and partially removed from the wood fiber.

Prosessin tuloksena saatu puu- tai selluloosakuitu ei hidasta mm. betonimassan 5 kovettumista. Lisäksi puukuidun kosteuseläminen pienentyy, lahonkesto-ominaisuudet paranevat ja lämmönjohtavuus pienenee parantaen myös omilta osiltaan puukuidun yhteensopivuutta muiden aineiden mm. muovien kanssa. Niinpä tällaista lämpökäsiteltyä selluloosapohjaista ainesta voidaan hyvin sekoittaa runkoaineksen kanssa erilaisten koostumusten muodostamiseksi.The wood or cellulosic fiber obtained as a result of the process does not slow down e.g. curing of concrete mass 5. In addition, the moisture elasticity of the wood fiber is reduced, its resistance to decay is improved, and its thermal conductivity is reduced, also improving its compatibility with other materials. with plastics. Thus, such heat-treated cellulose-based material can be well mixed with the backing material to form various compositions.

10 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is essentially characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä selluloosapohjaisena aineksena käytetään esim. puu-15 kuitua, selluloosakuitua, puujauhoa ja/tai puulastuja. Puuraaka-aine on hienojakoista, millä tarkoitetaan sitä, että puujauhon hiukkaskoot ovat noin 0,01 - 10 mm, sopivimmin noin 0,05 - 5 mm. Puukuidut ja puulastut ovat poikkileikkaukseltaan tai vastaaasti paksuudeltaan samoin noin 0,01 - 10 mm, edullisesti noin 0,05 - 5 mm.The cellulose-based material used in the process of the invention is, for example, wood fiber, cellulose fiber, wood flour and / or wood chips. The wood raw material is finely divided, which means that the wood flour has a particle size of about 0.01 to 10 mm, preferably about 0.05 to 5 mm. The wood fibers and wood chips also have a cross-sectional or corresponding thickness of about 0.01 to 10 mm, preferably about 0.05 to 5 mm.

20 Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan sopivat puu- tai selluloosakuidut valmistetaan hiertämällä lignoselluloosapitoista lähtöainetta. Hiertävä jauhatusvaikutus saadaan aikaan « esim. uritetuilla terillä varustetuilla jauhimilla, kuten levy- tai kartiojauhimilla. Esimerkkinä sopivista materiaaleista mainittakoon kuitutuotteiden valmistukseen käytettävä puuaines, kuten MDF-levyihin käytettävät puukuidut, mekaanisen selluloosamassan valmis-25 tuksesta saatavat selluloosakuidut, kierrätysmassojen kuidut sekä sahapuru. Puu- ja selluloosakuidut ovat erityisen edullisia.According to a preferred embodiment, suitable wood or cellulosic fibers are prepared by grinding a lignocellulosic feedstock. The abrasive grinding effect is achieved by, for example, grinders with grooved blades, such as plate or conical grinders. Examples of suitable materials are wood material for use in the manufacture of fibrous products, such as wood fibers for MDF boards, cellulosic fibers from mechanical pulp production, recycled pulp fibers and sawdust. Wood and cellulose fibers are particularly preferred.

Selluloosapitoinen aines voi olla peräisin puusta, esim. kuusesta, männystä koivusta tai * haavasta, tai yksi- tai monivuotisista kasveista. Lähtöaineeksi sopii siten myös olki.The cellulosic material may be derived from wood, e.g. spruce, pine birch or * wound, or annual or perennial plants. Thus, straw is also suitable as a starting material.

3030

Keksinnön mukaan selluloosapohjaista materiaalia lämmitetään ainakin 150 °C:n lämpö- 3 104569 tilassa, kunnes aineksen paino on vähentynyt ainakin 3 % :11a (kuiva-aineesta laskettuna). Lämmittämistä voidaan jatkaa noin 22 - 25 % :n painohäviöön asti ilman, että materiaalin - lujuusominaisuudet liiallisesti heikkenisivät.According to the invention, the cellulose-based material is heated at a temperature of at least 150 ° C to 104569 until the weight of the material is reduced by at least 3% (based on dry matter). Heating can be continued up to a weight loss of about 22% to about 25% without excessively weakening the material strength properties.

5 On ennestään tunnettua käsitellä hienojakoista puuainesta korotetussa lämpötilassa. EP- hakemusjulkaisussa 0 373 726 on kuvattu kuitumainen selluloosatuote, jossa kuituainesta pehmennetään 150 - 220 °C:n lämpötilassa vesipitoisella pehmennysaineella korotetussa paineessa, minkä jälkeen tuote kuivatetaan ja kovetetaan korotetussa lämpötilassa silloitetun rakenteen muodostamiseksi. FI-patenttihakemus 920774 koskee puolestaan menetel-10 mää puuhiokkeen käsittelemiseksi höyryllä sen paperiteknisten ominaisuuksien paranta miseksi. GB-hakemusjulkaisussa 2 185 748 on kuvattu menetelmä kuitulevyn valmistamiseksi, jolloin puukuidut tai -lastut ensin kuumennetaan autoklaavissa 100 - 200 °C:n lämpötilassa ainakin yhden tunnin ajan ennen kuin ne liimataan yhteen sideaineella levyn muodostamiseksi. Menetelmän avulla voidaan parantaa levyn kosteudenkestävyyttä.It is known in the art to treat fine wood at elevated temperature. EP-A-0 373 726 describes a fibrous cellulosic product in which the fibrous material is softened at a temperature of 150 to 220 ° C with an aqueous softener under elevated pressure, followed by drying and curing at an elevated temperature to form a crosslinked structure. FI Patent Application 920774, in turn, relates to a process for steam treatment of wood pulp to improve its paper technical properties. GB-A-2,185,748 describes a method of making a fibreboard, wherein the wood fibers or chips are first heated in an autoclave at 100-200 ° C for at least one hour before being glued together with a binder to form the sheet. The method can improve the moisture resistance of the board.

15 Samankaltainen menetelmä on esitetty myös EP-hakemusjulkaisussa 0 186 503, jossa puulastuja ensin käsitellään vesihöyryllä korotetussa paineessa, minkä jälkeen niistä muodostetaan kerros, johon lisätään jauhemaista fenoli-formaldehydihartsia, joka toimii sideaineena puristettaessa lastuista komposiitti-levy.A similar process is also disclosed in European Patent Application 0 186 503, in which wood chips are first treated with water vapor at elevated pressure and then formed into a layer to which is added a powdered phenol-formaldehyde resin, which acts as a binder when compressing the chipboard composite sheet.

20 Esillä oleva keksintö eroaa edellä esitetystä tunnetusta tekniikasta sikäli, että keksinnön mukaan selluloosapohjaisesta aineesta muodostetaan koostumuksia, joista selluloosapoh-jäinen aines ei muodosta pääkomponenttia. Koostumusten pääkomponenteista käytetään tämän keksinnön puitteissa myös nimitystä "runkoaines" tai "koostumusten matriisi". Tyypillisesti selluloosapohjainen aines muodostaa noin 0,1 - 49 %, edullisesti noin 1-40 25 % koostumuksen kuivapainosta. Keksinnön tarkoituksena on lämpökäsittelyn avulla pa rantaa selluloosapohjaisen materiaalin ominaisuuksia niin, että se sopii paremmin käytet- *r. * täväksi koostumuksissa, jossa se sekoitetaan koostumuksen runkoaineen kanssa. Tämä , runkoaine voi olla sekoitettuna tai liuotettuna veteen tai vesipitoiseen liuottimeen tai johonkin muuhun nesteeseen.The present invention differs from the prior art described above in that the cellulose-based material according to the invention is formed into compositions in which the cellulose-based material does not form the main component. The main components of the compositions are also referred to as "bulking agent" or "matrix of compositions" within the scope of this invention. Typically, the cellulose-based material constitutes from about 0.1% to about 49%, preferably from about 1% to about 40%, by weight of the dry weight of the composition. The object of the invention is to improve the properties of the cellulose-based material by heat treatment so that it is more suitable for use. * for use in compositions wherein it is mixed with a composition builder. This aggregate may be mixed or dissolved in water or an aqueous solvent or other liquid.

Betonin lujitteina käytettävien selluloosakuitujen lämpökäsittely on ennestään tunnettua 30 4 104569 DE-patenttijulkaisusta 3 734 729. Kyseisen julkaisun mukaan selluloosakuituja käsitellään korotetussa lämpötilassa ja korotetussa paineessa. Esillä oleva keksintö eroaa viite-julkaisusta mm. siinä, että keksinnössä pyritään aikaansaamaan noin 3 - noin 25 %:n painohäviö. Keksinnön mukaisella lämpökäsittelyllä vaikutetaan puun kemiallisiin omi-5 naisuuksiin, poistetaan puun sokereita, eli mono- ja polysakkarideja, sekä puun uuteainei- ta. Samalla puun hygroskooppisuus vähenee ja lahonkesto paranee. Hygroskooppisuuden vähenemisesti johtuen selluloosapohjainen aines sekoittuu hyvin nesteisiin, etenkin veteen ja vesipitoisiin seoksiin. Tämä käy myös ilmi esimerkistä 1. DE-patenttijulkaisella paineen korottamisella halutaan juuri välttää kuitujen terminen hajoaminen.The heat treatment of cellulosic fibers for use as concrete reinforcing agents is known in the prior art from DE-A-3 734 729. According to that publication, cellulosic fibers are treated at elevated temperature and elevated pressure. The present invention differs from the reference in e.g. in that the invention aims to provide about 3% to about 25% weight loss. The heat treatment of the invention affects the chemical properties of wood, removes wood sugars, i.e. mono- and polysaccharides, and wood extractants. At the same time, the hygroscopicity of the wood is reduced and the resistance to decay is improved. Due to the decrease in hygroscopicity, the cellulose-based material mixes well with liquids, especially water and aqueous mixtures. This is also evident from Example 1. By increasing the pressure in the DE patent, it is intended precisely to avoid thermal decomposition of the fibers.

1010

Selluloosapohjaisen aineksen, esim. puukuidun, lämpökäsittely voidaan tehdä kuivalle tai märälle kuidulle. Mikäli käsittely tehdään märälle kuidulle, on estettävä sen paakkuun-tuminen kuivumisvaiheessa. Materiaalin syttyminen lämpökäsittelyn aikana estetään teke-mälllä käsittely hapettomassa tilassa. Keksinnön mukainen lämpökäsittely suoritetaan 15 siksi edullisesti kosteassa atmosfäärissä, joka esim. on kylläinen vesihöyryn suhteen.The heat treatment of the cellulose-based material, e.g. wood fiber, may be performed on dry or wet fiber. If the treatment is carried out on a wet fiber, it must be prevented from lumping during drying. The ignition of the material during the heat treatment is prevented by mechanical treatment in the anoxic state. Therefore, the heat treatment according to the invention is preferably carried out in a humid atmosphere which is, for example, saturated with water vapor.

Erona tunnetun tekniikan mukaisiin menetelmiin keksinnön mukainen lämpökäsittely toteutetaan sopivimmin paineettomissa olosuhteissa.Unlike prior art processes, the heat treatment of the invention is preferably carried out under non-pressurized conditions.

Keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon mukaan tuoreesta puusta tai kasvimateriaalista 20 peräisin oleva selluloosapohjainen aines saatetaan sellaisenaan lämpökäsittelyyn ainakin 150 °C:n lämpötilassa.According to a first embodiment of the invention, the cellulose-based material from fresh wood or plant material 20 is itself subjected to a heat treatment at a temperature of at least 150 ° C.

I · • ·I · • ·

Toisen sovellutusmuodon mukaan kostean selluloosa-pohjaisen aineksen lämpökäsittely suoritetaan kahdessa vaiheessa, jolloin ensin kuivatetaan tuote haluttuun, tavallisesti alle 25 15 % :n kosteuteen. Tämän jälkeen lämpötila nostetaan nopeasti yli 150 °C:n (tyypilli sesti noin 180 - 300 °C:seen), jossa lämpötilassa käsittelyä jatketaan kunnes käsiteltävän tuotteen painohäviöksi on saatu ainakin 3 %.According to another embodiment, the moist treatment of the cellulose-based material is carried out in two steps, first of which the product is dried to the desired humidity, usually below 15%. The temperature is then rapidly raised above 150 ° C (typically about 180-300 ° C), at which temperature the treatment is continued until a weight loss of at least 3% is achieved for the product to be treated.

ΨΨ

Sanotussa toisessa sovellutusmuodossa voidaan lähteä liikkeelle tuoreesta hienojakoisesta 30 materiaalista, joka kuivatetaan missä tahansa sopivissa olosuhteissa (jopa ulkona ympäristön lämpötilassa) haluttuun alle 15 %:n kosteuteen. Keksinnön edullisen sovellutusmuo- * j 104569 don mukaan tuote kuivatetaan kuitenkin korotetussa lämpötilassa, esim. 90 - 120 °C:n lämpötilassa. Tällöin tapahtuu samalla puutuotteen värin tummentumista.In said second embodiment, it is possible to start from fresh finely divided material which is dried under any suitable conditions (even outdoors at ambient temperature) to a desired humidity below 15%. However, according to a preferred embodiment of the invention, the product is dried at an elevated temperature, e.g., 90-120 ° C. At the same time the color of the wood product is darkened.

Tuotteen kuivattua alle 15 % :n kosteuteen jatketaan käsittelyä korotetussa lämpötilassa.After the product has dried to below 15% humidity, the treatment is continued at elevated temperature.

5 Menetelmän toisessa vaiheessa pidetään lämpötila ensimmäistä vaihetta korkeampana. Edullisesti toimitaan noin 150 - 300 °C:n lämpötilassa kylläisessä höyryatmosfäärissä. Lämpötila voidaan myös nostaa kesken toista vaihetta. Käsittelyaika ja lämpötila riippuvat toisistaan, korkeassa lämpötilassa käsittely on kestoltaan lyhyempi kuin matalassa lämpötilassa. Tyypillisesti toisen vaiheen lämpökäsittely kestää ainakin 1 minuutin, edul-10 lisesti 0,05 - 20 tuntia ja erityisen edullisesti noin 0,1-10 tuntia. Säätämällä lämpökäsittelyn kautta tuotteen painohäviötä voidaan sen sekoittuvuus-ominaisuuksia muuttaa halutulla tavalla. Tuotteen homeen- ja lahonkestävyysominaisuudet paranevat myös jo 3 %:n painohäviöllä, mutta sanottua kestävyyttä voidaan vielä entisestään lisätä jatkamalla lämmitystä, kunnes tuotteessa on tapahtunut ainakin noin 5 % :n, edullisesti noin 6 tai jopa 8 15 %:n painohäviö.In the second step of the process, the temperature is kept above the first step. Preferably, the reaction is carried out at a temperature of about 150 to 300 ° C under a saturated vapor atmosphere. The temperature can also be raised during the second stage. The treatment time and temperature are interdependent; at high temperatures, treatment times are shorter than at low temperatures. Typically, the second stage heat treatment takes at least 1 minute, preferably 0.05 to 20 hours, and particularly preferably about 0.1 to 10 hours. By adjusting the weight loss of the product through heat treatment, its mixing properties can be changed as desired. The mold and rot resistance properties of the product also improve with a weight loss of 3%, but said durability can be further increased by continued heating until the product has lost at least about 5%, preferably about 6 or even 8% by weight.

Esimerkkeinä keksinnön mukaisten koostumusten runkoaineista mainittakoon jo yllä kuvatut esimerkit: sementit mahdollisine täyteaineineen, kuten kiviaines; muovi, etenkin kestomuovit, sopivimmin polyolefiinit, polyesterit tai polyeetterit, mahdollisine täyte-20 aineineen mukaanlukien pigmentit; sekä bituumi ja asfalttimassa sisältäen mahdollisen kiviaineksen ja muun täyteaineen. Monissa tapauksissa koostumukset kovetetaan, esim. huoneenlämpötilassa tai lämpökäsittelyllä, jolloin runkoaine silloittuu tai kiteytyy tai muulla tavalla jäykistyy. Runkoaineen osuus valmistettavasta koostumuksesta on tyypillisesti noin 1 - 99,9 %, edullisesti noin 10 - 99 % (kuiva-aineksesta).As examples of aggregates of the compositions of the invention, the above-mentioned examples include: cements with possible fillers, such as aggregate; plastics, in particular thermoplastics, preferably polyolefins, polyesters or polyethers, including any fillers, including pigments; as well as bitumen and asphalt, including any aggregate and other aggregates. In many cases, the compositions are cured, e.g., at room temperature or by heat treatment to crosslink or crystallize the aggregate or otherwise stiffen. The proportion of aggregate in the composition to be prepared is typically about 1 to 99.9%, preferably about 10 to 99% (based on dry matter).

2525

Keksinnön erään erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan lämpökäsiteltyä hienoja- T · koista puuainesta voidaan käyttää sellaisten puupohjaisten muotokappaleiden valmistuk-, seen, jonka sideaine ainakin osittain koostuu sementistä tai sentapaisesti kalsiumpitoisesta sideaineesta. Tässä sovellutusmuodossa, kuten myös yllä mainituissa betonisovelluksissa, 30 sementit voivat olla perinteisiä Portland-sementtejä, mutta myös rapidsementit soveltuvat käytettäviksi. Sementteinä voidaan edelleen käyttää rautakuonapohjaisia sementtejä, joi- 6 104569 .According to a particularly preferred embodiment of the invention, the heat-treated fine wood material can be used to make wood-based moldings, the binder of which at least in part consists of cement or similarly calcium-based binder. In this embodiment, as in the concrete applications mentioned above, the cements may be conventional Portland cements, but rapids cements are also suitable for use. Ferro-slag-based cements of 6 104569 can still be used as cements.

loin seokseen voidaan erikseen lisätä alkalia sementin aktivaattoriksi. Sementin lisäksi muotokappaleiden valmistuksessa sideaineena voidaan käyttää jotain sopivaa hartsiliimaa tai proteiinipohjaista sideainetta, kuten gluteenia.alkali can be separately added to the cement activator. In addition to cement, a suitable resin glue or protein-based binder such as gluten may be used as a binder in the manufacture of moldings.

5 Muotokappaleiden valmistukseen käytettävä koostumus tai seos voidaan kovettaa joko huoneenlämpötilassa tai korotetussa lämpötilassa. Jälkimmäisessä vaihtoehdossa lämpötila pidetään noin 50 - 300 °C:ssa. Kovettamisaika huoneenlämmössä vaihtelee kappaleen koon mukaan mutta on tavallisesti muutamien vuorokausien pituinen. Korotetussa lämpötilassa seos saadaan kovettumaan muutamassa tunnissa.5 The composition or mixture used to make the moldings can be cured either at room temperature or at elevated temperature. In the latter alternative, the temperature is maintained at about 50-300 ° C. The cure time at room temperature varies with the size of the piece but is usually a few days. At elevated temperature, the mixture is cured within a few hours.

10 Lämpökäsitellyn puuraaka-aineen käyttö tekee mahdolliseksi sementtipitoisen seoksen kovettamisen huoneenlämpötilassa.10 The use of heat-treated wood raw material makes it possible to cure the cementitious mixture at room temperature.

Muotokappale sisältää niin paljon puuraaka-ainetta, että siitä voidaan tehdä höyrynsulu-15 tonta seinää. Näin päästään muovivapaaseen rakentamiseen. Tuotteiden lämmöneristys-kyky on varsin hyvä, tavallisesti luokkaa 0,05 - 0,08 W/m°C, mikä on täysin verrattavissa mineraalivillan arvoon 0,04 - 0,05 W/m°C.The molded part contains so much wood raw material that it can be made vapor barrier-15 tons of wall. This leads to plastic-free construction. The thermal insulation performance of the products is quite good, usually in the order of 0.05 to 0.08 W / m ° C, which is quite comparable to the value of mineral wool of 0.04 to 0.05 W / m ° C.

Keksintöön liittyy huomattavia etuja. Niinpä normaalisti sekoitettaessa selluloosapohjaista 20 materiaalia, kuten puukuitua, esimerkiksi veteen kuitu paakkuuntuu ja muodostaa sakan astian pohjalle. Lämpömodifioimalla puukuitu saadaan se tasaisesti jakaantumaan vedenThere are considerable advantages to the invention. Thus, when normally mixed with cellulose-based material, such as wood fiber, for example, the water will coagulate and form a precipitate at the bottom of the container. By thermally modifying the wood fiber, it is uniformly distributed in the water

• I• I

• ·' sekaan. Paakkuuntumista ei tapahdu ja sakka muodostuu hitaasti astian pohjalle. Lämpö-modifiointi pienentää puukuidun lämmönjohtavuutta, jolloin sitä voidaan muiden aineiden kanssa yhdistämällä käyttää mm. routaeristeenä. Lämpömodifioinnissa puukuitu kevenee.• · 'mixed up. No lumping occurs and the precipitate slowly forms on the bottom of the container. The heat modification reduces the thermal conductivity of the wood fiber so that it can be used in combination with other materials, e.g. frost insulation. During the heat modification, the wood fiber becomes lighter.

25 Edelleen puukuidun lämpömodifiointi parantaa puukuidun ja esim. betonin välistä yhteensopivuutta. Seos kovettuu huoneen lämpötilassa. Samalla puukuidun osuutta betonin seassa voidaan lisätä.Further, the thermal modification of the wood fiber improves the compatibility between the wood fiber and eg concrete. The mixture hardens at room temperature. At the same time, the proportion of wood fiber in the concrete can be increased.

««

Seuraavassa keksintöä ryhdytään lähemmin tarkastelemaan muutaman sovellutusesimer-. 30 kin avulla.In the following, the invention will be examined in more detail in a few application examples. 30 kits.

JJ

7 104569,7 104569,

EsimerkkUEsimerkkU

Puukuidun käyttäminen asfaltin valmistukseenUse of wood fibers for asphalt production

Asfaltin sekaan lisättävän selluloosapohjaisen kuidun soveltuvuutta voidaan tutkia pika-5 testillä, jossa kuitua (4 - 5 g) lisä-tään 200 ml:aan tislattua vettä. Seosta sekoitetaan kynällä. Mikäli kynä jää pystyy seokseen, voidaan sekoitettavuutta pitää hyvänä.The suitability of the cellulose-based fiber to be added to the asphalt can be tested by a quick-5 test in which the fiber (4-5 g) is added to 200 ml of distilled water. Mix the mixture with a pen. If the pen remains capable of mixing, the mixing can be considered good.

Edellisen pikatestin mukaan lämpökäsitelty (3 h, 205 °C) kuusi- ja haapakuitu sekoittuvat hyvin. Kun sama koe tehtiin käsittelemättömällä kuidulla kuidut paakkiintuivat astian 10 pohjalle eikä kynä jäänyt pystyyn.According to the previous rapid test, the heat-treated (3 h, 205 ° C) spruce and aspen fiber mix well. When the same experiment was performed on untreated fiber, the fibers were caked to the bottom of vessel 10 and the pen did not stand up.

Esimerkki 2Example 2

Puukuidun käyttäminen betonin valmistukseen 15 Normaalin betonin valmistuksessa on kovettumisen havaittu lähtevän liikkeelle 7 vrk:n kuluessa seoksen valmistamisesta. Standardin mukainen puristuslujuuskoe tehdään 28 vrk: n kovettumisajan jälkeen.Use of Wood Fiber in Concrete 15 In the production of normal concrete, curing has been observed to start within 7 days of the preparation of the mixture. The standard compression strength test is carried out after a cure time of 28 days.

Lisättäessä betonimassaan normaalia puukuitua massan kovettuminen hidastuu oleellisesti 20 tai ei käynnisty ollenkaan. Lisättäessä betonimassaan lämpökäsiteltyä puukuitua kovettu- misprosessi etenee normaalilla tavalla ilman häiriöitä.By adding normal wood fiber to the concrete mass, the cure of the mass is substantially retarded or does not start at all. With the addition of heat-treated wood fiber to the concrete mass, the curing process proceeds normally without interference.

•«<• «<

Esimerkki 3Example 3

Puukuidun käyttäminen yhdessä sementin ja gluteenin kanssa muotokappaleiden 25 valmistamiseen *Use of wood fiber with cement and gluten to produce moldings 25

Valmistettiin muotokappaleet, joiden sideaineena on gluteeni ja sementti, seuraavan ; reseptin mukaisesti: 30 200 g lämpökäsiteltyä puukuitua (haapa, 205 °C, 3 h) 200 g lämpökäsiteltyjä kutterinlastuja (haapa, 205 °C, 3 h) 104569 8 100 g gluteenia 600 g sementtiä 1500 ml vettä 5 Kuivat aineet sekoitettiin ensin kuivana koneella. Tämän jälkeen lisättiin vesi voimakkaasti sekoittaen, jolloin seos vaahdottuu. Seos muotoillaan halutuksi muotokappaleeksi, jonka annetaan kuivua huoneen lämpötilassa viikko. Lopputuotteena saatiin kevyt, levymäinen lämmöneriste, jota voidaan käyttää jäykän mineraalivillalevyn tapaan. Sitä voidaan työstää tavanomaisin työkaluin (puukko, saha).Molded parts with a gluten and cement binder were prepared as follows; according to recipe: 30 200 g of heat-treated wood fiber (aspen, 205 ° C, 3 h) 200 g of heat-treated cuticle shavings (aspen, 205 ° C, 3 h) 104569 8 100 g of gluten 600 g of cement 1500 ml of water 5 . The water was then added with vigorous stirring to foam the mixture. The mixture is shaped into the desired mold, which is allowed to dry at room temperature for a week. The end product was a lightweight, sheet-like thermal insulation that can be used as a rigid mineral wool board. It can be machined with standard tools (knife, saw).

• I• I

» · < < e»· <<E

Claims (11)

1. Förfarande för framställning av en sammansättning innehällande ett cellulosabaserat material, enligt vilket förfarande 5. ett finfördelat trärämaterial eller cellulosafiber blandas med ett matrisämne bestä- ende av cement med möjliga fyllmedel, plast, bitumen eller asfaltmassa, kännetecknat avatt - trärämaterialet eller cellulosafibem torkas tili en fukthalt pä under 15 %, varefter det hälls i en fuktig atmosfar vid en temperatur av 150 °C - 300 °C tills en vikt- 10 förlust pä ca 3 - ca 25 % har skett i produkten, och - det värmebehandlade materialet blandas med matrisämnet.A process for preparing a composition containing a cellulose-based material, according to process 5. A finely divided wood material or cellulose fiber is mixed with a matrix composed of cement with possible fillers, plastics, bitumen or asphalt pulp, characterized by - the wood material or cellulose fiber is made of a moisture content of less than 15%, after which it is poured into a humid atmosphere at a temperature of 150 ° C - 300 ° C until a weight loss of about 3 - about 25% has occurred in the product, and - the heat treated material is mixed with matrix substance. 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat avattdet cellulosabaserade materialet torkas tili en fukthalt pä under 15 % i rumstemperatur. 15Process according to claim 1, characterized in that the cellulose-based material is dried to a moisture content of less than 15% at room temperature. 15 3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det cellulosabaserade materialet torkas tili en fukthalt pä under 15 % vid en temperatur av ca 90 - 100 °C.3. Process according to claim 1, characterized in that the cellulose-based material is dried to a moisture content of less than 15% at a temperature of about 90-100 ° C. 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att det cellu-20 losabaserade materialet behandlas vid en temperatur av 180 - 300 °C under en tid av 0,05 - 20 timmar, företrädesvis ca 0,1 -10 timmar. » ·Process according to any of the preceding claims, characterized in that the cellulose-based material is treated at a temperature of 180 - 300 ° C for a period of 0.05 to 20 hours, preferably about 0.1 to 10 hours. »· 5. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att atmosfären i samband med värme-behandlingen hälls mättad medelst vattenänga. 25Process according to claim 1, characterized in that the atmosphere in connection with the heat treatment is poured saturated by water vapor. 25 6. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att värmebehandlingen utförs ätmins- « tone väsentligen under trycklösa förhällanden. 1 Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, kännetecknat av att man som 30 cellulosabaserat material använder träfibrer, cellulosafibrer, trämjöl och/eller träspänor. 12 1045696. A method according to claim 1, characterized in that the heat treatment is carried out in an eating-tone tone substantially under pressure-free conditions. Method according to any of the preceding claims, characterized in that wood fibers, cellulose fibers, wood flour and / or wood buckles are used as cellulose-based material. 12 104569 8. Förfarandeenligtkrav7, kännetecknat avattmansomcellulosabaseratmaterial använder fibrer framställda medelst raffinering. i 'i8. Method according to claim 7, characterized by man-made cellulose-based material using fibers made by refining. i 'i 9. Förfarande enligt nägot av de föregäende kraven, varvid man som matrisämne använder 5 cement, kännetecknat avatt man fortsätter med värmebehandlingen tills man far ätminstone en del av det cellulosabaserade materialets mono- och polysackarider avlägsnade.9. A process according to any of the preceding claims, wherein cement is used as a matrix material, characterized in that it is continued with the heat treatment until at least part of the mono- and polysaccharides of the cellulose-based material are removed. 10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat avatt man av det cellulosabaserade 10 materialet framställer en sammansättning med cement och möjligen nägot annat binde- medel, säsom gluten, vilken sammansättning kan härdas i önskad form.10. A process according to claim 9, characterized in that the cellulose-based material is prepared from a composition with cement and possibly some other binder, such as gluten, which composition can be cured in the desired form. 11. Förfarande enligt nägot av kraven 1-8, varvid man framställer en vätskehaltig sammansättning, kännetecknat avatt det cellulosabaserade materialet värmebehandlas 15 för att öka dess blandbarhet med vätska. ; i ' I VA process according to any one of claims 1-8, wherein a liquid-containing composition is characterized, characterized by the cellulose-based material being heat-treated to increase its miscibility with liquid. ; i 'I V
FI945338A 1994-11-11 1994-11-11 A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers FI104569B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI945338A FI104569B (en) 1994-11-11 1994-11-11 A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers
PCT/FI1995/000624 WO1996015077A1 (en) 1994-11-11 1995-11-13 Process for preparing compositions containing cellulose-based fibres
AU38733/95A AU3873395A (en) 1994-11-11 1995-11-13 Process for preparing compositions containing cellulose-based fibres

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI945338A FI104569B (en) 1994-11-11 1994-11-11 A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers
FI945338 1994-11-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI945338A0 FI945338A0 (en) 1994-11-11
FI945338A FI945338A (en) 1996-05-12
FI104569B true FI104569B (en) 2000-02-29

Family

ID=8541791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI945338A FI104569B (en) 1994-11-11 1994-11-11 A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3873395A (en)
FI (1) FI104569B (en)
WO (1) WO1996015077A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH699098B1 (en) * 2008-07-08 2012-04-30 Kibag Beton Concrete and method for its production.
ES2539245B1 (en) * 2013-12-26 2016-02-10 Juan Carlos TORRES LOZADA Biodegradable additive for obtaining light cellular materials for the construction industry
CN104446078B (en) * 2014-12-18 2016-04-20 长安大学 A kind of preparation method of bituminous pavement enhancing stalk fibre
SE538877C2 (en) * 2015-05-08 2017-01-17 Stora Enso Oyj A wood product comprising a composite coating and a process for producing said product

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62130801A (en) * 1985-12-01 1987-06-13 Kitsuchin House Kk Manufacture of particle board
DE3734729C1 (en) * 1987-10-14 1988-11-03 Wolfgang Dipl-Chem Dr Ortlepp Fibre-reinforced inorganic shaped body

Also Published As

Publication number Publication date
FI945338A (en) 1996-05-12
WO1996015077A1 (en) 1996-05-23
AU3873395A (en) 1996-06-06
FI945338A0 (en) 1994-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4597928A (en) Method for fiberboard manufacture
CA2620178C (en) Silane-containing binder for composite materials
CN1041744C (en) Method for preparing thermosetting resin and composite material product from lignocellulose
US8188266B2 (en) Cellulose- or lignocellulose-containing composite materials based on a silane-based composite as a binder
US5520777A (en) Method of manufacturing fiberboard and fiberboard produced thereby
US2197724A (en) Resinous molding composition from synthetic aldehyde resins and hydrolyzed ligno-cellulose
US5728269A (en) Board produced from malvaceous bast plant and process for producing the same
US4479912A (en) Fiber board composition
FI104569B (en) A process for preparing compositions comprising cellulose-based fibers
AU675575B2 (en) Tannin-based bonding agents
FI95921B (en) Compression process using degraded lignocellulosic materials and the product thus prepared
EP2001522B1 (en) Process for making composite products from fibrous waste material
NZ264187A (en) A method of producing a wood derived material by mixing a cellulosic product with a bonding agent
US2078269A (en) Artificial lumber
RU2166521C2 (en) Method of manufacturing wood particle boards
RU2111990C1 (en) Method for production of molded materials on the base of hydrolytic lignin
RU2132769C1 (en) Method of preparing molding material for manufacturing facing layer of chipboards
RU2694748C2 (en) Method for production of plate materials based on vegetable raw materials and bifunctional synthetic binders
SU1118655A1 (en) Composition for manufacturing fiber boards by dry method
EP1102665A1 (en) Bonding lignocellulosic materials
WO1986002292A1 (en) Fiber board composition
US2543925A (en) Process of molding articles having as binder vegetable-tanned leather and resulting article
FI72366B (en) FRAMEWORK FOR FRAMING REQUIREMENTS.
IE67381B1 (en) Process for the manufacture of wood-fibre boards
CA1216691A (en) Fiber board composition

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired