MÉTODO DE PROCESAMIENTO DE FIBRAS DE PAJA.

[0001] La presente invención se refiere a métodos de procesamiento de paja para obtener fibras útiles para la producción de tableros o paneles tales como tableros de fibras de densidad media ("MDF") y aglomerado. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN [0002] La incompatibilidad de los aglutinantes a base de urea formaldehído (UF), incluyendo el urea formaldehído de melamina ("MUF"), con paja de cereales se refleja en las empresas comerciales actuales que fabrican paneles de estos materiales. Todas las plantas de cartón paja convencionales de la técnica anterior usan isocianato de metilendifenilo ("MDI") como aglutinante en un esfuerzo por producir aglomerado y MDF. Mientras el MDI es un aglutinante excelente, que confiere propiedades superiores a los paneles, el MDI tiene algunas desventajas inherentes, incluyendo su alto coste, para paneles no estructurales que no sean de madera. [0003] Una desventaja significativa es la tendencia del MDI de adherirse a las platinas de la prensa durante el proceso de prensado. Una variedad de técnicas de liberación están disponibles para superar la unión del MDI a las platinas la prensa, tales como agentes de liberación y papeles de liberación. No obstante, cuando se compara con resinas a base de UF, el uso de agentes de liberación internos y externos, y papeles de liberación es caro y se suma al coste del producto final. Otra deficiencia del MDI que frecuentemente se pasa por alto, cuando se usa en combinación con paja de cereales, es la falta de pegajosidad de estera, lo cual es un problema crítico en la preparación de paneles no estructurales a base de paja. [0004] Los costes inferiores del aglutinante y del proceso, la mayor facilidad de implementación y la mejor integridad de estera proporcionan todos el incentivo de usar aglutinantes a base de UF con paja en paneles. El obstáculo ha sido la incapacidad de unir aglutinantes de UF con paja para exceder los estándares comerciales mínimos. [0005] Varias han sido las teorías propuestas sobre por qué el UF no se adhiere con la paja en paneles compuestos. Se cree que las incompatibilidades entre un estrato ceroso epicuticular de la paja y las resinas a base de agua, entre el contenido de sílice de la paja y la reactividad química de la paja, por separado o al unísono son las cuestiones por las que las resinas a base de UF no pueden ser usadas eficazmente con la paja. No obstante, el conocimiento de la unión de paja y UF es un tanto limitada según informes publicados. [0006] Una serie de estudios llevados a cabo en la Universidad Estatal de Oregón (Groner y Barbour, 1971, 1972, 1973) concluyeron que el MDI fue el aglutinador más eficaz con la paja y que la eficacia aglutinante se podría aumentar separando químicamente la cera de la paja. No obstante, dicha ganancia en la adherencia fue a costa de un hinchamiento del espesor. En el establecimiento de plantas de tableros de panel de paja comerciales, ensayos de control posteriores han demostrado que en la práctica el MDI es superior en rendimiento que el UF. Esto fortalece más la idea de la incompatibilidad UF-paja. Esta idea está tan ampliamente extendida que no hay empresas comerciales de panel de paja que actualmente usen resinas de UF. [0007] Investigaciones llevadas a cabo en la Universidad Estatal de Washington indicaron que la paja refinada por presión visualizada aumentó la adherencia de la resina de UF por encima de la paja molida con martillo (Sauter, 1995). No obstante, los resultados estuvieron todavía muy por debajo del estándar comercial. Cabe destacar el cambio en la capacidad amortiguadora de la paja a algo que se asemejaba más a la capacidad amortiguadora de la madera, cuando la paja fue refinada mediante presión. Se dio por supuesto que esta reducción en la capacidad amortiguadora de la paja era la razón más probable por la que se encontró una mayor aglomeración de UF. Se consideró que el mecanismo causante de este cambio en la capacidad amortiguadora era el desarrollo de ácidos débiles en el proceso de refinación. [0008] Un tratamiento químico térmico fue descrito en WO99/02318 (Nakos) mediante el cual un lavado de ácido (o alcalino) se aplicaba a la paja. Se reivindica que la cera y el sílice se eliminan de la paja mediante la acción mecánica y química combinada, facilitando así el proceso de unión de UF. Nuevamente, los resultados indicaron una mejora en la adherencia, pero no una efectividad de adherencia excepcional, ni efectividad de adherencia suficiente para cumplir con los estándadres comerciales. [0009] En la patente estadounidense n°. 5.656.129 se divulga un método para producir fibra de paja que utiliza pasos de contacto con vapor y refinado mediante presión con vapor. Se describen presiones de vapor de hasta 100 psig (6,89 bar), mientras se prefieren presiones de 40 a 75 psig (2,76 a 5,17 bar). En la técnica anterior no se enseñan presiones aproximadamente por encima de 6 bar debido a dos cuestiones. Primero, el oscurecimiento de la fibra da como resultado productos finales que son cosméticamente inadecuados. Segundo, se sabe que la longitud de la fibra de paja se reduce 2   cuando la presión de refinado con vapor aumenta, lo cual no se considera deseable. [0010] Por lo tanto, existe una necesidad en la técnica de métodos mejorados de procesar paja de cereales para formar paneles usando resinas UF y MUF, debido a las ventajas potenciales del uso de resinas UF y MUF. RESUMEN DE LA INVENCIÓN [0011] El solicitante ha descubierto previamente que el tratamiento ácido de paja molida con martillo y atmosféricamente refinada resulta en una adherencia de UF y MUF mejorada. Sin limitarse a una teoría, se cree que la función del ácido es más la de un modificador químico que la de un decapante de cera/sílice. La presente invención se basa en el descubrimiento inesperado de que dicho refinado de fibra de paja mediante vapor de alta presión permite la adherencia con aglutinantes UF o MUF y también permite el uso de la fibra de paja en paneles sin aglutinante. Aunque el refinado a presión de la paja ha sido propuesto en la técnica anterior, no se han descubierto previamente los resultados beneficiosos obtenidos a las presiones extremadamente altas propuestas en la presente invención. [0012] Por lo tanto, la presente invención se refiere a métodos alternativos de procesamiento de paja para obtener fibras útiles para la fabricación de tableros o paneles tales como, pero sin limitarse a, tableros de fibras de densidad media ("MDF") y de aglomerado, usando resinas UF y resinas MUF, o sin aglutinantes. En particular, la invención puede comprender un método de procesamiento de paja que incluye una fase de contacto con vapor a presión elevada, seguida de un refinado mecánico presurizado de la paja. La paja puede luego ser mezclada de la fibra de paja resultante con resinas UF o resinas MUF, o sin aglutinantes, y prensada en tableros o paneles. [0013] En un aspecto, la invención comprende un método para producir tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo dicho método los pasos de: (a) trituración con martillo de la paja; (b) tratamiento de la paja con vapor a presión elevada por encima de 600 kPa; (c) refinado mecánico de la paja en un refinador presurizado de vapor; (d) mezcla de las fibras de paja con una resina UF o MUF; y (e) prensado de la mezcla de fibra de paja/resina en tableros o paneles. [0014] Preferiblemente, la presión de vapor está por encima de 800 kPa (8,0 bar) y de la forma más preferible aproximadamente por encima de 1000 kPa (10,0 bar). La paja se puede moler con martillo en longitudes inferiores a 50mm y más preferiblemente en longitudes inferiores a 25 mm. La paja puede refinarse mecánicamente con un consumo de energía específico inferiores a 500 kWh por tonelada de paja secada en horno y preferentemente menos de 300 kWh por tonelada de paja secada en horno. En una forma de realización, el método puede comprender además el paso de añadir un ácido a dichas fibras de paja después de refinar la paja y antes de mezclar la fibra de paja con la resina. [0015] En otro aspecto, la invención comprende un método para producir tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo dicho método los pasos de: (a) trituración con martillo de la paja en longitudes inferiores a 25 mm; (b) tratamiento de la paja con vapor a presión elevada por encima de 1000 kPa; (c) refinado mecánico de la paja en un refinador presurizado de vapor; y (d) prensado de la fibra de paja en tableros o paneles, sin aglutinante. [0016] La paja puede ser refinada mecánicamente con un consumo de energía específico inferior a 500 Kw/h por tonelada de paja secada en horno y preferiblemente inferior a 300 Kw/h por tonelada de paja secada en horno. [0017] En otro aspecto, la invención comprende un método para producir tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo dicho método los pasos de: (a) trituración con martillo de la paja; (b) tratamiento de la paja con vapor a presión elevada por encima de 600 kPa; (c) refinado mecánico de la paja en un refinador presurizado de vapor; (d) mezcla de las fibras de paja con una resina de UF o MUF; y (e) prensado de la mezcla de fibra de paja /resina en tableros o paneles. 2. Método según la reivindicación 1 donde dicha presión de es superior a 800 kPa. 3. Método según la reivindicación 2 donde dicha presión de vapor es superior a 1000 kPa. 4. Método según la reivindicación 1 donde la paja se muele con martillo a longitudes inferiores a 25 mm. 5. Método según la reivindicación 1 donde la paja es refinada mecánicamente con un consumo de energía específico inferior a 500 Kw/h por tonelada de paja secada en horno. 6. Método según la reivindicación 5 donde la paja es refinada mecánicamente con un consumo de energía específico inferior a 300 Kw/h por tonelada de paja secada en horno. 7. Método según la reivindicación 1 comprendiendo además el paso de añadir un ácido a dichas fibras de paja después del refinado de la paja y antes de mezclar la fibra de paja con la resina. 8. Método para la producción de tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo dicho método los pasos de: (a) trituración con martillo de la paja en longitudes inferiores a 25 mm; (b) tratamiento de la paja con vapor a presión superior a 1000 kPa; (c) refinado mecánico de la paja en un refinador presurizado de vapor; y (d) prensado de la fibra de paja en tableros o paneles, sin aglutinante. 9. Método según la reivindicación 8 donde la paja es refinada mecánicamente con un consumo de energía específico inferior a 500 Kw/h por tonelada de paja secada en horno. 10. Método según la reivindicación 9 donde la paja es refinada mecánicamente a una intensidad inferior a 300 Kw/h por tonelada de paja secada en horno. 11. Método para la producción de tableros o paneles comprendiendo paja de cereal, incluyendo dicho método los pasos de: (a) trituración con martillo de la paja; (b) tratamiento y refinado mecánico de la paja con vapor a presión elevada superior a 600 kPa hasta que el pH de la fibra de paja sea inferior a 5.5; (c) prensado de la mezcla de fibra de paja/resina en tableros o paneles, con aglutinante UF o MUF adicionado, o sin ningún aglutinante adicionado. 12. Método según la reivindicación 11 donde la paja es refinada y tratada con vapor a presión elevada hasta que el pH de la fibra de paja es inferior a 5.0.   11