COMPUESTO DE CONSOLIDACIÓN, MADERAS SINTÉTICAS FABRICADA CON DICHO COMPUESTO Y USOS.

Compuesto de consolidación, madera sintética fabricada con dicho compuesto,

y usos.

Compuesto que comprende lignina, celulosa y hemiceulosa. Madera sintética que comprende dicho compuesto, procedimiento de fabricación, y usos.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100076.

Solicitante: GAITÁN GUERRERO, JOSÉ FELIPE.

Inventor/es: GAITÁN GUERRERO,JOSÉ FELIPE, PACHÓN RAMÍREZ,ENRIQUE.

Fecha de Publicación: 31 de Agosto de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

C08L97/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › Composiciones de materiales que contienen lignina (de polisacáridos C08L 1/00 - C08L 5/00).

PDF original: ES-2386833_A1.pdf

Fragmento de la descripción:

Compuesto de consolidación, madera sintética fabricada con dicho compuesto, y usos. 5 La presente invención se encuentra dentro del campo de la ingeniería química y la industria maderera, y se refiere a un nuevo compuesto sintético similar a la madera, caracterizado por su dureza y resistencia a quebrarse. 1 O ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR 15 En la manufactura de bloques de madera para patés se han venido usando una serie de estrategias que incluyen el uso de una serie de pegamentos tales como resinas de urea formaldehido y fenol formaldehido cuyas características se incluyen en una larga lista de ventajas y desventajas. El valor de los productos utilizados ha disminuido considerablemente especialmente con el uso de materiales como el serrín y los trozos de madera. 20 25 30 Desafortunadamente, en la manufactura de los bloques para patés los pegamentos mencionados tienen más desventajas que ventajas. La primera razón está precisamente en su carácter de pegamentos, es decir, sustancias amorías que se deterioran fácilmente con el maltrato y que además tienen muy poca o ninguna capacidad de retención en caso de ser clavadas con puntas, clavos o tornillos, por lo que suelen desclavarse en corto tiempo. Este fenómeno se ve agravado por el uso de serrin, viruta o trozos de madera muy pequeños de un volumen y consistencia insuficientes para ser atravesados por las puntas, clavos o tornillos y fijarlas con éxito durante un tiempo considerable, a pesar del ajetreo inherente a su uso, de tal manera que la mayoría superficie cilíndrica de la puntilla permanece más en contacto con el pegamento que con la madera de los trozos en cuestión, lo que hace que se desclave con el maltrato debido a la mencionada falta de retención de los pegamentos más comúnmente utilizados. 35 La lignina es un biopolímero complejo que se une a la hemicelulosa por enlaces covalentes dando lugar a una sustancia amoría, esto es lo más importante, con una estructura espacial dada y sobre la cual se aposenta la 5 celulosa que posee un marcado carácter cristalino, ya que está conformada por túbulos de nanocristales. El resultado es un producto que comparte las propiedades del cristal, que es duro pero quebradizo, con las de la sustancia amoría, que es blanda y flexible pero no se quiebra. Es así como la madera es dura, resistente y no se quiebra. 1 O Los pegamentos actualmente en uso son, en su totalidad, sustancias de tipo amorfo, unas mejores que otras, pero que al consolidarse carecen por completo tanto de estructura espacial ordenada, como de carácter cristalino, con lo que se encuentran lejos de la madera en dureza, flexibilidad y capacidad de retención. 15 Es por lo anterior que la presente invención se centra en el diseño de un bloque conformado por trozos de madera de al menos 1x1 x2cms, unidos con una sustancia de consolidación, esto es semejante a madera que sirve como un aglutinante especial y único capaz de retener al consolidarse un alto porcentaje de las propiedades de la madera. 20 Dicho "maderoide" consiste principalmente en lignina que es un polímero como decíamos al principio que está constituido en su mayor parte por compuestos fenólicoa aromáticos que al distribuirse en las 3 dimensiones del espacio adquiere una gran capacidad de unirse a la celulosa además de su ya mencionada tendencia a formar enlaces covalentes con la hemicelulosa. 25 30 Además de la lignina dicho consolidador se halla también compuesto de pequeñas partes de celulosa y hemicelulosa con el fin de que el consolidador en cuestión posea, no solo la capacidad de unir los trozos de madera del bloque, sino de formar una verdadera red molecular con sus propios componentes, que le permite tener unas características de dureza flexibilidad y retención si no exactamente iguales sí muy similares a las de la madera, de ahf su nombre de "maderoide·. Este cambio cualitativo ya nos permitiría comenzar a hablar no ya de un reciclaje sino de una verdadera recreación de la madera. 35

La mayoría de los procesos de extracción de la lignina se basan en los sulfitos o sulfatos de desecho como materia prima. Se ha comprobado que loe sulfonatos de lignina pueden reemplazar al fenal formaldehido en las a~inoresinas. Sin embargo teniendo en cuenta que tanto la estructura espacial

tridimensional como la reactividad de los grupos terminales son importantes para el éxito del aglutinante, mejorar al menos una de estas características, en este caso la reactividad del grupo terminal, resultaría clave para el mismo propósito. Esto es lo que se consigue con las cloroligninas de alto peso molecular obtenidas de las plantas de blanqueo de la teccelulosa por medio de la ultrafiltración. Esta técnica permite la separación de los compuestos de lignina de alto peso molecular del remanente alcalino en el mencionado proceso de blanqueo, Puesto que los materiales actuales se quiebran con facilidad, resulta esencial desarrollar un nuevo material caracterizado por su resistencia a quebrarse y su excelente retención al ser clavado por puntas y/o tornillos normales o híbridos ..

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona una composición que actúa como pegamento, y una madera sintética de elevada resistencia y capacidad de retención de puntas y tornllos.

Así pues, un primer aspecto de la invención se refiere a una composición, de ahora en adelante composición de la invención, que comprende clorolignina, celulosa y hemiceulosa.

La lignina es un grupo de compuestos químicos que se encuentran en las paredes celulares de las plantas, y que usan para crear madera. Se caracteriza por ser un complejo aromático (no carbohidratos) del que existen muchos polímeros estructurales (ligninas) . Resulta conveniente utilizar el término lignina en un sentido colectivo para señalar la fracción lignina de la fibra. La molécula de lignina es una molécula, con un elevado peso molecular, que resulta de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos (cumarílico, coniferílico y sinapílico) . El acoplamiento aleatorizado de estos radicales da origen a una estructura tridimensional, polímero amorfo, característico de la lignina.

La lignina es el polímero mítural más complejo en relación a su estructura y heterogenicidad. Por esta razón no es posible describir una estructura definida de la lignina.

En una realización preferida de este aspecto de la invención, la lignina es clorolignina.

En otra realización preferida de este aspecto de la invención, la clorolignina se ha obtenido mediante separación del sulfato de celulosa por ultrafiltración durante el proceso de blanqueo de la pasta de papel.

En otra realización preferida la clorolignina tiene un peso molecular mayor que 10.000. Preferiblemente, el porcentaje de materia orgánica es de al menos un 25%.

Más preferiblemente, el compuesto de la invención se pobtiene por un procedimiento que comprende:

(a) Mezclar resina de fenol formaldehido comercial conteniendo al menos 35%, y preferiblemente un 40% de materia activa con una solución de lignina, en una proporción aproximada de 1:1

(b) Añadir 20g de paraformaldehido y 10g de metilcelulosa en 0, 5 litros de una solución en agua al20% de hemicelulosa.

(e) Mezclar la solución del paso (a) con la solución del paso (b) , en una proporción aproximada de 1 :0.5, durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos.

(d) Añadir aproximadamente 53 g de parafina por cada litro de la solción obtenida en (e) , y mezclar durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos.

Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de obtención del compuesto de la invención, de ahora en adelante primer procedimiento de la invención, que comprende:

a. Mezclar resina de fenol formaldehido comercial conteniendo al menos 35%, y preferiblemente un 40% de materia activa con una solución de lignina, en una proporción aproximada de 1:1

b. Añadir aproximadamente 20g de paraformaldehido y 1Og de metilcelulosa en 0, 5 litros de una solución en agua a aproximadamente el 20% de hemicelulosa.

c. Mezclar la solución del paso (a) con la solución del paso (b) , en una proporción aproximada de 1 :0.5, durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos.

d. Añadir aproximadamente 53 g de parafina por cada litro de la solción obtenida en (e) , y mezclar durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos.

Otro aspecto de la invención se refiere al compuesto obtenible por el procedimiento de la invención.

Otro aspecto de la invención se refiere a una madera sintética, de ahora en adelante... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Un compuesto que comprende lignina, celulosa y hemiceulosa.

2. El compuesto según la reivindicación anterior, donde la lignina es clorolignina.

3. El compuesto según la reivindicación 2, donde la clorolignina se ha obtenido mediante separación del sulfato de celulosa por ultrafiltración durante el proceso de blanqueo de la pasta de papel.

4. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 2-3, donde la clorolignina tiene un peso molecular de dicha sustancia deberá ser mayor que 10.000.

5. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el porcentaje de materia orgánica es de al menos un 25%.

6. El compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, obtenible mediante un procedimiento que comprende:

a. Mezclar resina de fenol formaldehido comercial conteniendo al menos 35%, y preferiblemente un 40% de materia activa con una solución de lignina, en una proporción aproximada de 1:1 b. Añadir 20g de paraformaldehido y 1 Og de metilcelulosa en 0, 5 litros de una solución en agua al 20% de hemicelulosa. c. Mezclar la solución del paso (a) con la solución del paso (b) , en una proporción aproximada de 1 :0.5, durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos. d. Añadir aproximadamente 53 g de parafina por cada litro de la solción obtenida en (e) , y mezclar durante al menos 45 minutos, y preferiblemente 60 minutos.

7. Madera sintética que comprende la composición según se describe en las reivindicaciones 1-6 y trozos de madera, en un~ proporción de 0, 3:1 respectivamente.

8. Madera sintética según la reivindicación anterior, obtenible mediante un procedimiento que comprende:

a. añadir trozos de madera a la solución obtenida en (d) en una proporción de 1 parte de madera por cada 0, 3 partes de solución,

b. colocar el producto resultante de (a) en tres capas, y

c. someter el producto resultante de (b) a una presión de 30 kp/cm2 a una temperatura de 195° C.

9. Uso de la madera sintética según las reivindicaciones 7-8, como sustitutivo de la madera.

10-Uso de la madera sintética según las reivindicaciones 7-8, en la elaboración de tacos de madera

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