CZ246899A3 - Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy - Google Patents
Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ246899A3 CZ246899A3 CZ19992468A CZ246899A CZ246899A3 CZ 246899 A3 CZ246899 A3 CZ 246899A3 CZ 19992468 A CZ19992468 A CZ 19992468A CZ 246899 A CZ246899 A CZ 246899A CZ 246899 A3 CZ246899 A3 CZ 246899A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- chips
- wood
- fibers
- boards
- lignin
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 71
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 71
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 55
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims abstract description 25
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims abstract description 25
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 13
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 12
- 239000012632 extractable Substances 0.000 claims description 10
- 102100032487 Beta-mannosidase Human genes 0.000 claims description 9
- 108010055059 beta-Mannosidase Proteins 0.000 claims description 9
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 claims description 8
- 108010029541 Laccase Proteins 0.000 claims description 8
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 claims description 8
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 claims description 8
- 108010093305 exopolygalacturonase Proteins 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 5
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 claims description 5
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 claims description 3
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 claims description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 3
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 64
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 7
- 229920005611 kraft lignin Polymers 0.000 description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 6
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 5
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 5
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 5
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 5
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 description 5
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 5
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 5
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 5
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 5
- 108060008724 Tyrosinase Proteins 0.000 description 4
- 102000003425 Tyrosinase Human genes 0.000 description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 4
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 4
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 4
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 4
- -1 phenolic polysaccharides Chemical class 0.000 description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 3
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000006872 enzymatic polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 150000002772 monosaccharides Chemical group 0.000 description 3
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 3
- 108010008885 Cellulose 1,4-beta-Cellobiosidase Proteins 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 241000223198 Humicola Species 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 2
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 2
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 108010015428 Bilirubin oxidase Proteins 0.000 description 1
- 241001465180 Botrytis Species 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 102000030523 Catechol oxidase Human genes 0.000 description 1
- 108010031396 Catechol oxidase Proteins 0.000 description 1
- 241000222511 Coprinus Species 0.000 description 1
- 241000222356 Coriolus Species 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710198144 Endopolygalacturonase I Proteins 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000222418 Lentinus Species 0.000 description 1
- 229920000057 Mannan Polymers 0.000 description 1
- 241000221960 Neurospora Species 0.000 description 1
- 108010029182 Pectin lyase Proteins 0.000 description 1
- 241000222395 Phlebia Species 0.000 description 1
- 241000222350 Pleurotus Species 0.000 description 1
- 241000221945 Podospora Species 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 241000222640 Polyporus Species 0.000 description 1
- 101710191566 Probable endopolygalacturonase I Proteins 0.000 description 1
- 241001361634 Rhizoctonia Species 0.000 description 1
- 239000004826 Synthetic adhesive Substances 0.000 description 1
- 241000222354 Trametes Species 0.000 description 1
- 229920002000 Xyloglucan Polymers 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-RSJOWCBRSA-N aldehydo-D-galacturonic acid Chemical compound O=C[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-RSJOWCBRSA-N 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000227 bioadhesive Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004872 foam stabilizing agent Substances 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 108020004410 pectinesterase Proteins 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229950008882 polysorbate Drugs 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000007974 sodium acetate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Lepivé pojivo pro lepení lignocelulózových třísek, vláken a
lístkových třísek rostlinného původu k tvorbě třískových
desek, vláknitých desek, desek z lístkových třísek a
podobných produktů na bázi dřeva, zahrnuje oxidační enzym a
rozpuštěnou frakci, získanou enzymatickým zpracováním
vláknitých lignocelulózových surovin. Způsob přípravy
lepivého pojivového prostředku zahrnuje působení
hydrolytického enzymu ve vodnémmédiu, zpětný zisk
rozpuštěného materiálu, tvorbu vodné suspenze, obsahující
uvedený materiál a oxidázu, ajeho oxidaci zaváděnímplynu,
obsahujícího kyslík Způsob přípravy třískových desek,
vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva
zahrnuje lepení třísek, vláken nebo lístkových třísek
enzymaticky oxidovanou apolymerizovanou ve vodě
rozpustnou frakcí, obsahující sacharidy a lignin. Třískové,
vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty
na bázi dřeva zahrnují lignocelulózové třísky, vlákna nebo
lístkové třísky rostlinného původu smíchané a lepené
dohromady oxidovanou a polymerizovanou
sacharid/ligninovou frakcí za přítomnosti oxidázy
Description
LEPIVÉ POJIVO, ZPŮSOB PŘÍPRAVY LEPIVÉHO POJIVOVÉHO PROSTŘEDKU, TŘÍSKOVÉ DESKY, VLÁKNITÉ DESKY, DESKY Z LÍSTKOVÝCH TŘÍSEK A PODOBNÉ PRODUKTY NA BÁZI DŘEVA A ZPŮSOB JEJICH PŘÍPRAVY
Oblast techniky
Předmětný vynález se vztahuje k výrobě vláknitých desek, zejména vláknitých desek střední hustoty, které obsahují vláknité lignocelulózové částice, smíchané a spojené dohromady lepivým pojivém. Předmětný vynález se týká zejména nových lepivých pojiv, způsobu jejich přípravy a vláknitých desek vyráběných s použitím lepidel.
Dosavadní stav techniky
Rychlý nárůst výroby třískových a vláknitých desek a desek z lístkových třísek, zvláště vláknitých desek střední hustoty a zejména MDF desek, během posledních desetiletí vyžaduje lepidlo, které je levné, dostupné ve velkých množstvích a nezávislé na ropě. Lignin splňuje všechny tyto požadavky a neobsahuje formaldehyd, který je již tradičně považován za vážný problém v případě moěovino-formaldehydových (UF) lepidel. Přírodní lignin, jako hlavní dřevná složka, není ani hydroskopický ani rozpustný ve vodě. Během rozvlákňování se však díky degradaci a chemickým změnám stává ve vodě rozpustným.
Vzhledem k tomu, že má strukturu polyfenolu, měl by lignin jako lepidlo být podobný fenolformaldehydovým (PF) pryskyřicím. To platí pro přírodní lignin ve dřevu, zatímco technické ligniny (lignosulfonát nebo sulfátový lignin) mají vážná omezení vzhledem k jejich nízké reaktivitě (sulfátový lignin) nebo vzhledem k jejich vysoké hydroskopicitě (lignosulfonáty).
Použití sulfítového výluhu (SSL) jako lepidla pro papír, dřevo a jiné lignocelulózové materiály je v dané oblasti techniky dobře známé a mnoho patentových přihlášek bylo během posledních třiceti let podáno na použití ligninových produktů jako lepidel pro třískové desky, překližky a vláknité desky namísto běžných PF a UF lepidel. Odkaz je proveden na DE Patents čísla 3 037 992, 3 621 218, 3 933 279, 4 020 969, 4 204 793 a 4 306 439 a PCT Applications, publikované pod čísly WO 93/25622, WO 94/01488, WO 95/23232 a WO 96/03546.
• Β» ΒΒ <B ·· ΒΒ • · · β e ·« β · β β ·
Β ΒΒ Β Β ΒΒ β Β Β Β
ΒΒΒΒΒΒΒ Β Β
ΒΒΒ ΒΒ ΒΒ «Β ΒΒ ΒΒ
Hlavní nevýhodou, která odrazuje od použití SSL jako lepidla pro výrobu vláknitých desek, je jeho hydroskopicita. Z tohoto důvodu nemůže vážně konkurovat jiným přírodním nebo syntetickým lepidlům.
Bylo prokázáno, že lakázové enzymy a jiné peroxidázy mohou být použity jako katalyzátory polymerizace nebo tvrzení ligninu (DE Patent No. 3 037 992, WO 96/03546). Enzymy katalyzující radikálové reakce však dosud vykazovaly omezený úspěch. Vlákna a dřevěné štěpky, používané pro výrobu vláknitých desek, obsahují 5 až 20 % vody a použité lakázy potřebují vodu k tomu, aby účinně katalyzovaly polymerizační reakce nutné k rozsáhlému pojení vláknitých desek. Sulfátový lignin, podobně jako přírodní lignin, je však převážně nerozpustný ve vodě a proto se při výrobě tvoří dvě pevné fáze. Nerovnoměrné rozmístění způsobuje tvorbu skvrn a výrazné selhání silových vlastností desky, tvořené během lisovacího stádia.
Dalším problémem, vztahujícím se k použití izolovaného ligninu, je vysoká cena sulfátového ligninu, která se pohybuje na hranici pro ekonomickou výrobu třískových desek.
Z výše uvedených důvodů nevedly dosud způsoby výroby desek na bázi ligninu k žádnému výraznému praktickému použití.
Místo lepidel na bázi ligninu byla navržena aktivace ligninu v dřevných vláknech pomocí lakázy a použití těchto vláken bez použití dalších pojiv pro výrobu vláknitých desek (EP Patent Application No. 0 565 109). Hlavním problémem této technologie je dlouhá inkubační doba (až 7 dní).
Složky, pocházející z jednoletých rostlinných materiálů, jako jsou feruloylarabinoxylany, mohou být také použity jako přídavky do lepidel třískových desek. Proto mohou být podle Feldmana a spol. (WO 96/03546) dřevná vlákna a štěpky pojeny dohromady pomocí oxidovaných fenolických polysacharidů. Tyto xylany se vyskytují pouze v jednoletých rostlinách, ne v materiálech z měkkého nebo tvrdého dřeva. Nejsou průmyslově dostupné.
Podstata vynálezu
Předmětný vynález si klade za cíl odstranění problémů, vztahujících se k současnému stavu techniky. Předmětem předmětného vynálezu je zejména poskytnout nové lepidlo na bázi • ·· ·· «9 ** 99
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
99 9 9 99 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 999
9 9 9 9 9 9 9 9 β 999 99 99 99 99 99 sacharid/ligninu pro přípravu vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva. Dalším předmětem předmětného vynálezu je poskytnutí nových vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva. Třetím předmětem je poskytnutí metody výroby lepidla.
Tyto a další předměty, spolu s jejich výhodami, které se týkají lepidel na bázi ligninu a způsobů jejich výroby, které by se měly stát zřejmými ze specifikace, která následuje, jsou dosaženy v předmětném vynálezu, jak je zde a dále popsáno a nárokováno.
V dané oblasti techniky je známo, že během mechanické rafinace třísek je část sloučenin vláknité suroviny rozpuštěna (asi 1 % hmotnosti vlákna). Tato frakce, která primárně obsahuje stejné chemické složky jako vlákna (sacharidy, extrahovatelné látky a lignin), dekontaminuje cirkulační vody a vytékající kapaliny z papíren a zvyšují objemy odpadních vod, které je třeba čistit. Různé filtrační a koncentrační metody jsou používány pro oddělení rozpuštěných sloučenin od procesních vod. Výsledkem je zisk koncentrované odpadní frakce bez jakéhokoli praktického použití.
V naší souběžně podané přihlášce bylo ukázáno, že tato rozpustná lignin/sacharidová frakce je zvláště užitečná jako přísada nebo adjuvans pro lepení třískových desek, vláknitých desek a jiných podobných produktů na bázi dřeva. Zejména dobrého lepení je dosaženo v případě, že je tato frakce polymerizována s enzymem lakázou (nebo podobnou oxidázou). Výsledky jsou na stejné úrovni jako ty, získané při použití běžných fenolových nebo močovino-formaldehydových pryskyřic.
V souvislosti s předmětným vynálezem jsme zjistili, že podobná frakce rozpustných sacharidů, extrahovatelných látek a ligninových sloučenin může být získána hydrolýzou a oloupáním lignocelulózových vláken pomocí enzymů, schopných odstranit sacharidové vrstvy z povrchu vláken. Tyto enzymy zahrnují hydrolázy, tzn. enzymy typicky hydrolyzující celulózu, hemicelulózu nebo pektin z vláken. Vedle sacharidů tyto enzymy odstraňují také ligninsacharidové frakce, přítomné v dřevitých materiálech.
Tato metoda tedy produkuje zvýšené množství ve vodě rozpustné frakce, obsahující sacharidy, extrahovatelné látky a lignin, použitelné jako lepivé pojivo. Metoda může být použita také pro jakýkoli jiný typ suroviny, odvozené od rostlin a může být použita pro limitovanou nebo rozsáhlou hydrolýzu.
Předmětný vynález také zahrnuje způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, který zahrnuje kroky
- zpracování vláknité lignocelulózové suroviny hydrolytickým enzymem ve vodném prostředí,
- zpětné získání rozpuštěného materiálu po zpracování enzymem,
- vytvoření vodné suspenze, obsahující výše uvedený materiál a oxidázu, a
- oxidování výše uvedeného materiálu za přítomnosti výše uvedené oxidázy pomocí zavedení plynu, obsahujícího kyslík, do suspenze.
Výše popsaný způsob může být proveden smícháním lignocelulózových třísek, vláken a lístkových třísek rostlinného původu s rozpuštěným materiálem a oxidázou za vytvoření vytvrditelného prostředku, který může být tvarován do třískových desek, desek z lístkových třísek, vláknitých desek nebo podobných produktů na bázi dřeva oxidováním a polymerizováním rozpuštěného materiálu za přítomnosti výše zmíněné oxidázy a kyslíku.
Enzymaticky získaná frakce může být kombinována nebo použita spolu s (neenzymaticky vyráběnou) rozpustnou frakcí mechanické nebo chemimechanické rafinace lignocelulózové suroviny.
Předmětný vynález bude nyní vysvětlen detailněji s pomocí následujícího podrobného popisu a s odkazem na řadu pracovních příkladů.
V souvislosti s předmětným vynálezem označují termíny lepidlo, lepivé pojivo a pryskyřice chemický prostředek, který v mokrých stádiích výroby např. třískových a vláknitých desek, poskytuje lepení třísek, vláken nebo lístkových třísek. Po tepelném lisování během výroby desky působí prostředek, obsahující polymerizovanou pryskyřici, jako pojivo, které drží třísky nebo vlákna nebo lístkové třísky spojené dohromady.
Termín produkt na bázi dřeva označuje jakékoli produkty na bázi lignocelulózy, jako jsou třískové desky, vláknité desky (včetně vláknitých desek vysoké a střední hustoty, tzn. tvrdé a MDF desky), desky z lístkových třísek, překližky a podobné produkty, složené z třísek, vláken nebo lístkových třísek rostlinného původu, zejména odvozené od dřeva nebo prstencovitých nebo víceletých rostlin, smíchaných a spojených dohromady lepivým pojivém.
Hydroláza znamená enzym, který štěpí (hydrolyzuje) esterové a glykosidické vazby ve struktuře sacharidů. Hydroláza použitá pro účel předmětného vynálezu působí na vazby mezi tnonosacharidovými jednotkami a/nebo mezi postraními řetězci monosacharidových jednotek a monosacharidy. Proto enzymový přípravek s hydrolázovou aktivitou přednostně zahrnuje celulázu, hemicelulázu, amylázu, pektinázu nebo jejich kombinace. Vhodné celulázy jsou cellobiohydrolázy a endoglukanázy, vhodné hemicelulázy jsou vybrány z xylanáz a mannanáz. Pektinázový přípravek může působit na kyselinu galakturonovou, rhamnózu, xylózu, fruktózu, arabinózu a/nebo galaktózové složky, xyloglukany a/nebo arabinoglukanové složky buněčných stěn rostlin. Přípravek hydrolytických enzymů může obsahovat směsi výše uvedených enzymů, zejména směsi celuláz a hemiceluláz. Přípravek však může obsahovat kromě hydroláz také jiné enzymy.
Celulázové přípravky typicky obsahují jednu nebo několik cellobiohydroláz (E.C.3.2.1.91) a endoglukanáz (E.C.3.2.1.4). Komerčně jsou vyráběny plísněmi, patřícími do kmene Trichoderma nebo Humicola. Pektinázy zahrnují velkou skupinu enzymů, které jsou schopny degradovat pektinové látky rostlinných buněčných stěn. Komerční pektinázy obsahuji např. následující enzymy: pektinesterázu (E.C.3.1.1.11), polygalakturonázu (E.C.3.2.1.15), exopolygalakturonázu (E.C.3.2.1.67), pektinlyázu (E.C. 4.2 2.2), endoglukanázu (E.C.3.2.1.4.) a mannanázu (E.C.3.2.1.78). Hemicelulázy jsou enzymové přípravky, které obsahují enzymy, působící na xylany, mannany a pektinové látky. Xylanázy (E.C.3.2.1.8) a mannanázy (E.C.3.2.1.78) mohou být vyráběny mnoha bakteriemi a plísněmi, zvláště kmene Trichoderma a Humicola.
Pro polymerizování ligninu a sacharidů rozpustných dřevných frakcí jsou použity oxidační enzymy, schopné katalyzovat oxidaci fenolových skupin. Tyto enzymy jsou oxidoreduktázy, jako jsou peroxidázy a oxidázy. Peroxidázy jsou enzymy, které katalyzují oxidační reakci za použití peroxidu vodíku jako substrátu, zatímco oxidázy jsou enzymy, které katalyzují oxidační reakce za použití molekulového kyslíku jako substrátu. Fenoloxidázy (E.C. 1.10.3.2 benzendioLCh-oxidoreduktáza) katalyzují oxidaci o- a p-substituovaných fenolových hydroxylových a amino/aminových skupin v monomemích a polymerních aromatických sloučenin. Oxidační reakce vede ke vzniku fenoxy- radikálů a konečně k polymerizaci ligninu a případně sacharidových látek. V metodě předmětného vynálezu může být použitý enzym e · · * · · ·« ·· • · · · · · · · · ·· · · · · · ·· · • · » ···· · · ····· ·· ·· · · ·· jakýkoli enzym, katalyzující vznik biologických radikálů a sekundární chemickou polymerizaci nízkomolekulárních ligninů, tedy např. lakáza, tyrosináza, peroxidáza nebo oxidáza.
Jako specifické příklady oxidáz mohou být uvedeny následující: Lakázy (E.C.l.10.3.2), katecholoxidázy (E.C.l.10.3.1), tyrosinázy (E.C.l.14.18.1) a bilirubinoxidázy (E.C.l.3.3.5). Lakázy jsou zejména upřednostňované oxidázy. Mohou být získány z bakterií a plísní, patřících např. mezi následující kmeny: Aspergillus, Neurospora, Podospora, Botrytis, Lentinus, Polyporus, Rhizoctonia, Coprinus, Coriolus, Phlebia, Pleurotus, Fusariwn a Trametes.
Vhodné peroxidázy mohou být získány z rostlin nebo plísní nebo bakterií. Upřednostňované peroxidázy jsou ty, které pocházejí z rostlin, zejména křenová peroxidáza a peroxidáza ze sojových bobů.
Termíny surfaktant nebo povrchově aktivní činidlo jsou užívány jako synonyma, označující sloučeniny, které mají afinitu k vodě a k hydrofobním (např. mastným) materiálům a tím napomáhají suspenzi hydrofobních materiálů ve vodě.
Rozpustná frakce pocházející z dřevných vláken
Během průmyslové rafinace dřeva je dřevěná surovina, odvozená od různých druhů dřeva, rafinována, např. rafinačním mechanickým rozvlákňováním (RMP), tlakovým rafinačním mechanickým rozvlákňováním (PRMP), termomechanickým rozvlákňováním (TMP), dřevovinovým rozvlákňováním (GW) nebo tlakovým dřevovinovým rozvlákňováním (PGW) nebo chemitermomechanickým rozvlákňováním (CTMP), do jemných vláken postupy, které oddělují jednotlivá vlákna od sebe.
Během zpracování je část suroviny (asi 0,1 až 5 %, typicky asi 0,5 až 2 %) obvykle rozpuštěna ve vodné fázi, což je způsobeno převládajícími podmínkami, jako je vysoká teplota při rafinaci. Tyto rozpuštěné frakce jsou složeny ze základních složek dřeva; celulózy, hemicelulózy a ligninu. Množství závisí na druhu dřeva a použitých podmínkách rafinace. Procesní vody z mechanického rozvolňování štěpků měkkého dřeva obsahují zhruba 40 až 70 % sacharidů, 10 až 25 % ligninu a 1 až 10 % extrahovatelných látek. Procesní vody při rozvlákňování tvrdého dřeva obsahují, na rozdíl od měkkého dřeva, asi 20 až 60 % sacharidů, 10 až 25 % ligninu a 10 až 40 % extrahovatelných látek. Procentuální podíly jsou uvedeny pouze podle příkladů a byly vypočteny ze sušiny pevné látky.
Působením hydroláz na rafinovaný materiál v kombinaci s rafinací (tzn. před, během nebo po ní) lze zvýšit absolutní a relativní množství rozpuštěných sacharidů, ligninu a extrahovatelných látek. Působení enzymů je prováděno při teplotě v rozmezí od 20 do 80 °C a pH v rozmezí od 4 do 8 po dobu od 1 min do 72 hodin, zejména 10 min až 24 hodin. Aktivita použitého enzymu se pohybuje od 10 do 5000 nkat/g substrátu.
Způsob enzymatického zpracování podle předmětného vynálezu může být použit pro jakoukoli lignocelulózovou surovinu, jako jsou piliny, rostlinné odpadní materiály nebo průmyslová vlákna.
V souvislosti s předmětným vynálezem se ukázalo, že různé složky oloupané frakce jsou vždy reaktivní vzhledem k oxidaci v přítomnosti oxidačních enzymů. Jak je prokázáno výsledky v Příkladu 3, ve vodě rozpustné frakce, získané ze smrku, borovice a MDF-vlákna, zpracovaná hydrolytickým enzymem, mohou být enzymaticky oxidovány. Aniž bychom se omezovali na jakoukoli specifickou teorii, předpokládá se, že vznikají různé oxidované sloučeniny, obsahující např. fenoxy- radikály, které poskytují adhezi na lignocelulózové třísky a vlákna a které se účastní polymerizačních reakcí.
Příprava prostředku lepivého pojivá
Podle předmětného vynálezu může být oddělená sacharid/ligninová frakce po enzymatickém působení formulována do lepivého pojivá, a to jejím smícháním s oxidázou, čímž dojde k oxidaci a polymerizaci přítomných sacharidů, ligninu a extrahovatelných látek. Pro tento účel jsou rozpustné frakce odděleny od vláken a vodná fáze je koncentrována filtrací, ultrafiltrací nebo odpařením nebo jinou vhodnou separační technikou. Obsah sušiny v rozpustné frakci je obvykle nižší než 10 hm.%, často nižší než 5 hm.%. V důsledku toho musí před použitím dojít ke koncentraci do mnohem vyššího stupně. Obsah sušiny v lepivém prostředku zpracovaném enzymy je typicky asi 20 až 80 hm.%. Rozpustná frakce použitá pro přípravu lepivého pojivá zahrnuje přednostně asi 10 až 70 % sacharidů a asi 1 až 30 % ligninu, počítáno na bázi sušiny ve vodě rozpustné frakce.
• ·· 0 · · · ·· 0 0 • · · · · 0 · 0 0 00 · • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 •0 000 00 0« 000 900 ·····«· 0 0
000 00 00 «0 09 99
Použitý enzym může být kterýkoli z enzymů, o kterém je známo, že katalyzuje oxidaci a polymerizaci aromatických sloučenin ligninů, jako je lakáza, tyrosináza nebo jiné oxidázy. Množství použitého enzymu se liší v závislosti na aktivitě enzymu a na množství obsahu sušiny v prostředku. Obecně jsou oxidázy používány v množstvích od 0,001 do 10 g bílkoviny/mg sušiny, přednostně asi 0,1 až 5 mg bílkoviny/g sušiny. Aktivita oxidázy je asi 1 až 100000 nkat/mg, přednostně přes 100 nkat/g.
V souvislosti s předmětným vynálezem bylo zjištěno, že kyslík hraje rozhodující roli v enzymatické polymerizaci sacharidů, extrahovatelných látek a ligninu jakéhokoli původu. To je důležité zejména pro přípravu lepidel pro výrobu vláknitých desek, třískových desek, desek z lístkových třísek a jiných podobných produktů na bázi dřeva. Proto je, kromě sacharidů nebo ligninového materiálu, třeba také kyslíku v dostatečných množstvích. Oxidační reakce vede ke vzniku oxidovaných radikálů (např. fenoxy- radikálů) a konečně k polymerizaci materiálu.
Ve výše diskutovaných, známých postupech bylo dosaženo pouze částečného zesítění kvůli zřejmému omezení dostupnosti kyslíku. Omezení kyslíkové reakce je samo o sobě manifestováno dlouhými reakčními časy a špatnými silovými vlastnostmi, což má za následek zhoršení výsledku polymerizace za účasti enzymů.
Přísun kyslíku může být zvýšen různými způsoby, jako je účinné míchání, pěnění, zavádění vzduchu obohaceného o kyslík nebo přísun kyslíku do roztoku enzymatickými nebo chemickými prostředky. Přestože lze použít jakýkoli plyn, obsahující kyslík, je výhodnější použít vzduch, vzduch obohacený o kyslík, plynný kyslík nebo jejich stlačené systémy.
Proto je podle provedení vynálezu směs, zahrnující rozpustnou frakci a enzym, intenzivně míchána za přítomnosti kyslíku pomocí např. aerace směsi. Doba míchání je obvykle asi 1 min až 24 hod, výhodněji asi 5 min až 10 hod.
Podle alternativního provedení je přísun kyslíku zajištěn tvorbou pěny lepivého pojivá vmícháním rozpustné frakce ligninu do vody za tvorby směsi a probubláváním suspenze plynem za tvorby bublin, které mají střední průměr 0,001 až 1 mm, zejména asi 0,01 až 0,1 mm.
Pěna je tvořena použitím povrchově aktivního činidla, které může být aniontové, kationtové nebo neionogenní. Surfaktant může být proto vybrán ze skupiny, skládající se z alkylsulfonátu nebo alkylbenzensulfonátu, Tween® a jiných komerčních polysorbitových sloučenin, mýdel s obsahem mastných kyselin, lignosulfonátů, sarkosinátů, aminů mastných kyselin nebo aminů nebo polyoxyethylenalkoholů a dřevných a rostlinných extrahovatelných látek. Stabilizátory pěny a pevné surfaktanty, jako je CMC, želatina, pektin, dřevné extrahovatelné látky a podobné sloučeniny, mohou být použity pro tvorbu pěny a zvýšení její stability. Malé množství povrchově aktivních sloučenin je nutné, tzn. asi 0,01 až 10 % , zejména asi 0,05 až 5 %.
Pěna může být tvořena pěněním ve statickém zařízení na tvorbu pěny nebo v turbulentní nádobě na tvorbu pěny za použití známé míchací technologie.
V obou výše uvedených provedeních mohou být lepivá pojivá vyráběna odděleně z vláken a štěpků, které jsou smíchány s lepivým pojivém protlačováním nebo nastřikováním pěny na vlákna nebo štěpky. Lepivé pojivo může být také vyráběno současně smícháním vláken nebo štěpků se složkami prostředku lepivého pojivá. Prostředek lepivého pojivá je přidán bud’ před nebo po sušení vláken desky po rafinaci. Prostředek je přidán k třískám, vláknům nebo lístkovým třískám v množství od 0,1 do 30 %, výhodněji asi 1 až 10 % celkové sušiny.
Podle zvláště výhodného provedení je lignin přimíchán k pojivovému prostředku před enzymatickou oxidací. Množství ligninu může dosáhnout od 1 do 99 % sušiny prostředku, přednostně obsahuje prostředek 5 až 95 % ligninu a 95 až 5 % rozpustné frakce (ve které je již obsažen lignin). Část ligninu může být přidána ve formě vláken, obsahujících lignin.
Jak ukazují výsledky níže uvedených Příkladů, třískové desky a MDF desky, vyráběné z lepivých pojiv, obsahujících 10 % rozpustné frakce, 90 % izolovaného sulfátového ligninu a oxidázu (lakázu) poskytuje desky, které mají stejné silové vlastnosti ve srovnání s deskami, připravenými běžnou technologií za použití UF pryskyřic. Nahrazením 1 až 50 % izolovaného ligninu zde popsanou sacharid/ligninovou frakcí je možné výrazně snížit náklady na přírodní pryskyřicové pojivo.
Následující neomezující příklady objasní vynález.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Hydrolýza a oddělení rozpustných frakcí z různých surovin a použití různých enzymů
Vlákna z různých mechanických rafinačních procesů a druhů dřeva byla podrobena působení různých enzymů, které jsou schopny hydrolyzovat sacharidy ve dřevu. Použitá množství enzymů byla vybrána podle jejich různých aktivních složek. Enzymy zahrnovaly aktivity celulóz, hemiceluláz (xylanáz a mannanáz) a pektináz. Hlavní měřené aktivity, použité na gram vláken, jsou shrnuty v Tabulce 1. Po enzymatickém zpracování byly rozpustné frakce odděleny od vláken.
Tabulka 1. Enzymové aktivity použitých enzymů (nanokataly na gram vlákna)
| Enzymový přípravek (s hlavní aktivitou) | Celulóza | Xylanáza | Mannanáza | Pektináza |
| 1, Enzym 1 | 18 | 1000 | 3 | 6 |
| 2. Enzym 2 | 138 | 173 | 1000 | 14 |
| 3. Enzym 3 | 12 | 17 | 157 | 1000 |
| 4. Enzym 4 | 19 | 29 | 138 | 1000 |
Příklad 2
Složení rozpustných frakcí
Bylo analyzováno složení rozpuštěných frakcí z různých druhů dřeva. Výsledky jsou uvedeny v
Tabulce 2.
• · · · · · · · · · · ♦ · · · · ·· · « · · · • ·· *··· «··· • · · · · · · · · • · · ·· ·· ·· «· ··
Tabulka 2. Složení rozpuštěných frakcí z různých druhů dřeva
| Dřevěný materiál | Enzym | Složení rozpuštěné frakce, % | |||
| Výtěžek % pilin | Redukční sloučeniny % | Celkové sacharidy | Lignin | ||
| SMRK | Enzym 1 | 1.0 | 30 | 30 | 22 |
| Enzym 2 | 1.3 | 17 | 31 | 25 | |
| Enzym 3 | 1.9 | 21 | 16 | 15 | |
| Enzym 4 | 1.4 | 36 | 43 | 19 | |
| BOROVICE | Enzym 1 | 1.45 | 34 | 79 | 6.2 |
| Enzym 2 | 1.57 | 48 | 91 | 7.6 | |
| Enzym 3 | 2.47 | 32 | 51 | 4.5 | |
| Enzym 4 | 2.08 | 48 | 63 | 4.8 | |
| MDF | Enzym 1 | 3.5 | 0.7 | ||
| Enzym 2 | 3.5 | 0.8 |
Příklad 3
Reaktivity rozpustných frakcí k enzymatické polymerizaci
Reaktivity rozpuštěných frakcí k enzymatické oxidaci byly analyzovány jako specifická spotřeba kyslíku (mg O2, spotřebovaného na g substrátu). Výsledky jsou porovnány s příslušnými čísly pro známé lepivé materiály na bázi dřeva, sulfátový lignin a lignosulfonát. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3.
• · · · · · · · ·· • · · · · · « · · · ······· · · • · · ·· ·« ·· ·· ··
Tabulka 3. Reaktivity rozpuštěných frakcí a některých průmyslových ligninů
| Dřevěný materiál | Enzym | Spotřeba O2 mg/g rozpuštěnou frakcí |
| SMRK | Enzym 1 | 12.6 |
| Enzym 2 | 13.7 | |
| Enzym 3 | 6.7 | |
| Enzym 4 | 8.1 | |
| BOROVICE | Enzym 1 | 3.7 |
| Enzym 2 | 2.9 | |
| Enzym 3 | 2.1 | |
| Enzym 4 | 2.2 | |
| MDF | Enzym 1 | 7.3 |
| Enzym 2 | 7.9 | |
| Lignosulfonát | 4.3 | |
| Sulfátový lignin | 2.5 |
Jak lze vidět z výsledků, reaktivity jsou vysoké v porovnání s průmyslovými ligniny.
Příklad 4
Lepení testovacích panelů třískových desek rozpustnou frakcí
Rozpustné frakce, vyrobené dle popisu v Příkladu 1, byly použity jako pojivá při lepení testovacích panelů třískových desek.
4,0 g ligninové frakce byly intenzivně míchány a aerovány po dobu 30 min se 4,0 g lakázového koncentrátu (aktivita 4000 nkat/g) ve 2,0 g pufru 2 M octanu sodného (pH 4.5). 1,4 g směsi bylo dále nastříkáno nebo mechanicky smícháno se 4,4 g štěpků třískových desek. Štěpky již byly podrobeny působení vosku (Mobilex 54, 60 % emulze ve vodě) v množství 1 % sušiny vláken. Referenční testy byly provedeny se sulfátovým ligninem a komerčními močovinoformaldehydovými pryskyřicemi.
Pro silové testy byly připraveny panely třískových desek o velikosti 50 mm x 50 mm x 2 mm (hmotnost asi 5 g) lisováním po dobu 2 min při 30 kp/cm2 a teplotě 190°C. Po lisování byly panely nařezány na 4 díly (50 mm x 12 mm x 2 mm). Tyto díly byly testovány na paralelní pevnost v tahu Zwickovým testovacím zařízením.
Tabulka 4. Výsledky testů lepení v malém měřítku pro štěpky třískových desek
| Lepivý materiál | Obsah ligninu % sušiny | Pevnost v tahu MPa |
| MDF xylanázový extrakt | 20 | 9.6 |
| MDF mannanázový extrakt | 24 | 9.7 |
| Smrkový xylanázový extrakt | 22 | 7.4 |
| Smrkový mannanázový extrakt | 25 | 7.3 |
| Borovicový xylanázový extrakt | 6.2 | 6.0 |
| Borovicový mannanázový extrakt | 7.6 | 7.9 |
| Voda | 3.0 | |
| UF pryskyřice | 12.5 |
Přestože nebyla zjištěna přímá korelace mezi hodnotami pevnosti v tahu a obsahem ligninu v různých případech, nejrozpustnější frakce prokázaly velmi nadějné silové vlastnosti ve srovnání s odpovídajícími obsahy ligninu v rozpustných frakcích.
Příklad 5
Lepení MDF vláken rozpustnou frakcí v enzymaticky katalyzované lepící reakci
Analogicky k postupu v Příkladu 4 byla MDF vlákna smíchána s rozpustnou frakcí a MDF deska byla vyrobena enzymaticky katalyzovanou pojivovou reakcí lepivého pojivá.
Claims (19)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Lepivé pojivo pro lepení lignocelulózových třísek, vláken a lístkových třísek rostlinného původu k tvorbě třískových desek, vláknitých desek, desek z lístkových třísek a podobných produktů na bázi dřeva, vyznačující se tím, že zahrnuje oxidační enzym a rozpuštěnou frakci, získanou enzymatickým zpracováním vláknitých lignocelulózových surovin.
- 2. Lepivé pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje ve vodě rozpustnou frakci, získanou zpracováním vláknité lignocelulózové suroviny hydrolytickými enzymy ve vodném médiu.
- 3. Lepivé pojivo podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zahrnuje vodnou směs, obsahující 1 až 30 % ligninu, 5 až 95 % sacharidů a 1 až 30 % extrahovatelných látek, bráno na základě sušiny směsi.
- 4. Lepivé pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozpuštěná frakce je oxidována a polymerizována.
- 5. Lepivé pojivo podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že rozpuštěná frakce, je obsažena ve vodném médiu a má koncentraci sušiny 10 až 90 %, výhodněji 20 až 80 % hm.
- 6. Způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky- zpracování lignocelulózové suroviny hydrolytickým enzymem ve vodném médiu,- zpětné získání rozpuštěného materiálu po enzymatickém zpracování,- tvorba vodné suspenze, obsahující výše zmíněný materiál a oxidázu, a- oxidaci výše zmíněného materiálu v přítomnosti výše zmíněné oxidázy zavedením plynu, obsahujícího kyslík, do suspenze.
- 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že zahrnuje smíchání lignocelulózových třísek, vláken a lístkových třísek rostlinného původu s rozpuštěným materiálem a oxidázou, aby došlo k vytvoření vytvrditelného prostředku, který může být tvarován do třískových desek, vláknitých desek, desek z lístkových třísek nebo podobných produktů na bázi dřeva oxidací, a- polymerizaci rozpuštěného materiálu v přítomnosti zmíněné oxidázy a kyslíku.4» *
- 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že zahrnuje zavedení kyslíku do směsi rozpuštěného materiálu, oxidázy a lignocelulózových třísek, vláken nebo lístkových třísek ve formě plynu, obsahujícího kyslík.
- 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že plyn obsahující kyslík zahrnuje vzduch, vzduch obohacený o kyslík, plynný kyslík nebo jejich směs.
- 10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že kyslík je zaveden aerací směsi nebo napěněním směsi.
- 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že suspenze je napěněna na 1,2 až 10-ti násobek původního objemu.
- 12. Způsob podle kteréhokoli z nároků 7 až 11, vyznačující se tím, že hydrolytický enzym je vybrán ze skupiny, obsahující celulázy, hemicelulázy a pektinázy.
- 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že hydrolytický enzym je vybrán ze skupiny, obsahující xylanázy, mannanázy a pektinázy.
- 14. Způsob podle kteréhokoli z nároků 7 až 13, vyznačující se tím, že oxidáza je lakáza nebo peroxidáza.
- 15. Způsob podle kteréhokoli z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, že rozpustná frakce je obsažena v produktu po enzymatickém zpracování vlákniny z rafinačního mechanického rozvláknění, tlakového rafinačního mechanického rozvláknění, termomechanického rozvláknění, dřevovinového nebo tlakového dřevovinového rozvláknění nebo chemitermomechanického rozvláknění.
- 16. Způsob přípravy třískových desek, vláknitých desek a podobných produktů na bázi dřeva, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky lepení třísek, vláken nebo lístkových třísek rostlinného původu enzymaticky oxidovanou a polymerizovanou ve vodě rozpustnou frakcí, obsahující sacharidy a lignin a získanou enzymatickým oloupáním vláknitých lignocelulózových surovin.• ·· ·♦ ·· ·· ·· · · · · · · ···· • ·· ···· ···· ······· · · ··· ·· ·· ·· ·· ··
- 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že frakce je přidána k třískám, vláknům nebo lístkovým třískám v množství od 1 do 10 % celkové sušiny.
- 18. Třísková deska, vláknitá deska, deska z lístkových třísek nebo podobný produkt na bázi dřeva, vyznačující se tím, že zahrnuje lignocelulózové třísky, vlákna nebo lístkové třísky rostlinného původu smíchané a lepené dohromady v přítomnosti oxidázy oxidovanou a polymerizovanou sacharid/ligninovou frakcí, získatelnou enzymatickým oloupáním vláknité lignocelulózové suroviny.
- 19. Produkt na bázi dřeva podle nároku 18, vyznačující se tím, že obsahuje, kromě ve vodě rozpustné frakce, oxidovaný lignin jako pojivo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992468A CZ246899A3 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992468A CZ246899A3 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ246899A3 true CZ246899A3 (cs) | 2000-03-15 |
Family
ID=5465019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19992468A CZ246899A3 (cs) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ246899A3 (cs) |
-
1998
- 1998-01-14 CZ CZ19992468A patent/CZ246899A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6287708B1 (en) | Adhesive for fiber boards | |
| FI104834B (fi) | Ligniinipohjaiset sideaineet ja niiden valmistusprosessi | |
| AU723714B2 (en) | Process for preparing fiber boards | |
| FI104835B (fi) | Ligniinipohjaiset sideaineet lastulevyvalmistusta varten | |
| WO2002002288A1 (en) | Method of manufacturing fiberboards | |
| SK94399A3 (en) | Particle boards, fiber boards, flake boards and similar wood-based products, and the preparation process thereof | |
| CZ246899A3 (cs) | Lepivé pojivo, způsob přípravy lepivého pojivového prostředku, třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy | |
| CZ251999A3 (cs) | Třískové desky, vláknité desky, desky z lístkových třísek a podobné produkty na bázi dřeva a způsob jejich přípravy | |
| CZ251799A3 (cs) | Prostředek lepivého pojivá na bázi ligninu, způsob jeho přípravy, třísková deska a metoda výroby třískové desky | |
| CZ252099A3 (cs) | Lepivé pojivo na bázi lignitu a/nebo sacharidů, způsob přípravy lepivých pojiv a použití pojivá |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |