木材改性的方法技术

公开了连续浸渍木材元件(如木片)的方法。所述方法包括以下后续步骤：使木材元件经受真空，与乙酰化流体接触，并且经受浸渍压力。优选地，所述方法在具有输送器(如传输螺杆)的设备中进行，所述输送器位于进行后续方法步骤的区之间适合的位置。该浸渍方法与木材元件的乙酰化结合使用，并且优选接着进行连续乙酰化方法，该乙酰化方法在进行浸渍的区下游的乙酰化反应区进行。

Method for modifying wood

A method for continuously impregnating wood elements, such as wood chips, is disclosed. The method comprises the following steps of subjecting the wood element to a vacuum, contacting the acetylated fluid, and subjecting the impregnated element to the impregnation pressure. Preferably, the method is carried out in a device having a conveyor (e.g., a transmission screw) that is located between the areas of the subsequent method step. The impregnation method is used in combination with the acetylation of wood elements, and preferably followed by a continuous acetylation process in the acetylated reaction zone downstream of the impregnated zone.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】木材改性的方法专利
本专利技术涉及通过乙酰化的方式对木质材料(木质纤维素材料)进行化学改性。特别地，本专利技术属于木材元件乙酰化的领域，并且涉及用乙酰化流体对木材元件连续浸渍的方法。专利技术背景为生产具有长使用寿命的木质材料，已知可对木材进行化学改性，并且特别是对木材进行乙酰化。从而获得具有改善的材料性质，例如，尺寸稳定性、硬度、耐久性等的材料。在本领域中，已知使用间歇式方法，即，停止/开始进行木材颗粒乙酰化的方法。然而，由于批次之间的性能有显著差异，并且没有两个批次可被认为是相同的，这类方法经常导致差的产品均匀性。一些文献使得可以选择以连续方法进行木材乙酰化。因此，例如，EP757570公开了木质纤维素材料(LM)乙酰化的方法，其包括在80℃至140℃温度下使LM与包含乙酸酐作为主要成分的乙酰化剂紧密接触的第一步，并且在高于140℃的温度下，于剥离器(stripper)中使来自第一步的经乙酰化的LM与在反应条件下呈惰性的加热的气体接触。在EP650998中描述了与之相当的方法。某种程度上这些文献使得能够进行连续方法，其基础是螺塞(plugscrew)进料器形式的浸渍与连续的进一步加工(例如，反应)串联。这是针对相对小尺寸的木材元件，例如，纤维、小颗粒等描述的。当用于较大尺寸的木材元件，例如片(chips)或束(strands)时，螺塞通常会导致其中木材尺寸变得更小(压碎的片、压碎的束、破碎的纤维、更小的颗粒等)的产品。特别地，如果使用片或束，在不破坏/压碎片或束的情况下，不能实现闭塞效应(pluggingeffect)以便分开具有不同压力和/或气氛的区。人们期望提供木材颗粒的连续乙酰化方法，并且特别是木片或木束的连续乙酰化方法，其中所述颗粒不会以使用螺塞进料器时的方式被损坏。此外，在木材元件的乙酰化中，特别是木片的乙酰化中，提供适合的连续方法的技术挑战是，将连续方法的优点与乙酰化的足够高程度和均匀性的期望结果相结合。在WO2013/139937中解决了前述问题。其中公开的方法以可以连续进行随后的乙酰化的方式明智地结合了分批浸渍技术。因此，用乙酰化流体浸渍多批木材元件，其收集多批经浸渍的木材元件的方式使得向反应器提供经浸渍的木材元件的连续进料，其结果是乙酰化反应条件下经浸渍的木材元件的连续流，该方法的输出是经乙酰化的木材元件的连续流。众所周知，获得木材元件的高乙酰化程度是困难的。在WO2013/139937中成功地解决了该问题。在不希望受理论束缚的情况下，本文专利技术人认为浸渍步骤在这方面是关键的。因此，浸渍优选以Bethel型木材浸渍法进行。在Bethel法中，将木材置于真空室中，并应用真空以便将空气从木材中抽出。然后在真空下将活性成分(在本专利技术中：乙酰化流体)加入该室。在用液体将所述室填充后，可以施加通常高达250磅/平方英寸(psi)，优选150psi至200psi的压力。去除压力以使木材再次经受大气压。这类方法是优选的，因为其通常应得到最大浸渍载量，其被认为与期望的最高乙酰基水平有直接关系。在本领域中，Bethel型浸渍基本是间歇式方法。同时，WO2013/139937呈现了实现最佳的浸渍分批，并将其与连续乙酰化结合的精炼且适合的方式，人们期望提供Bethel型的连续浸渍的可能性。本专利技术的目的在于提供用乙酰化流体浸渍木材元件的连续方法，从而确保伴随的品质一致(例如乙酰基水平，并且特别是剩余乙酸和剩余乙酸酐的水平)的优点，并且比现有的间歇式方法更有价值。特别地，本专利技术的目的还在于，提供能够实现所有木材元件具有相对高乙酰化程度的生产的连续浸渍和乙酰化方法。专利技术概述为更好地解决前述需求中的一项或多项，一方面，本专利技术提供了用乙酰化流体浸渍木材元件的方法，其包括以下步骤：(a)向真空室提供木材元件；(b)在所述真空室中使木材元件经受真空，以便提供经真空处理的木材元件；(c)在真空下将经真空处理的木材元件传输至所述真空室下游的接触室；(d)在所述接触室中使木材元件与乙酰化流体接触，以便提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液；(e)从所述接触室排放该木材乙酰化浆液；(f)使排放的木材乙酰化浆液经受压力；(g)使该浆液经受固液分离，以便获得经浸渍的木材元件。另一方面，本专利技术提供将木材元件乙酰化的方法，其包括上述步骤(a)至步骤(g)，以及(h)使经浸渍的木材元件经受乙酰化反应条件，以便获得经乙酰化的木材元件。另一方面，本专利技术涉及用乙酰化流体浸渍木材元件的连续方法，其包括以下步骤：(a)向真空螺旋干燥器提供木材元件；(b)在所述真空螺旋干燥器中使木材元件经受真空，以便提供经真空处理的木材元件；(c)在真空下，优选经由旋转阀，将木材元件传输至与所述真空螺旋干燥器下游的接触室连接的流送管，所述接触室被提供有乙酰化流体的连续进料；(d)在所述接触室中使木材元件与乙酰化流体接触，以便提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液；(e)从所述接触室排放该木材乙酰化浆液至与接触室下游的浸渍室的入口连接的流送管中，所述浸渍室具有至少一个通向减压区的出口，所述减压区具有低于浸渍室的压力；(f)在所述流送管和所述浸渍室中使排放的木材乙酰化浆液经受压力，以便提供经浸渍的木材元件浆液；(g)将经浸渍的木材元件浆液释放至所述减压区中，所述区包括排出流体的螺旋进料器以便使经浸渍的木材元件浆液经受固液分离，并且将经浸渍的木材元件传输至所述进料器的出口，在该出口处获得经浸渍的木材元件。另一方面，本专利技术提供将木材元件乙酰化的设备，所述设备包括浸渍部和在浸渍部下游的乙酰化反应部，其中浸渍部包括具有真空接头的木材元件输送装置，所述输送装置具有通向接触室的出口，所述接触室具有乙酰化流体的入口和通向加压区的出口，所述加压区具有通向固液分离装置的出口，所述固液分离装置具有通向反应部的入口的固体出口。附图简述图1呈现了本专利技术设备的实施方案的示意图，示出了在其中进行的方法的实施方案。专利技术详述本专利技术呈现了木材乙酰化的重要成果，其中提供了允许以连续方式进行期望的最佳类型的浸渍(即，Bethel型浸渍)的浸渍方法。总体而言，本专利技术基于在物理上将用乙酰化流体填充经真空处理的木材的步骤与对得到的经填充的木材加压的步骤分离的明智认识。在本专利技术的浸渍方法中，参考提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液来确保后一步骤。这种木材乙酰化浆液(即，实际上是木材乙酰化中间体)在真空的影响下产生。在经典的Bethel型浸渍方法中，增大压力以便完成浸渍的后续步骤仅作为在发生填充的同一容器中的又一步骤进行，并且没有特别地产生作为中间体的包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液。在本专利技术的浸渍方法中，在压力增大前从接触室排放所述木材乙酰化浆液。前述内容用于允许填充和浸渍经真空处理的木材元件的步骤可以以连续方式进行。优选地，通过允许使木材元件经受真空的在前步骤也连续地进行，提供完全连续的浸渍方法。为此，优选地，真空室是具有真空接头的输送装置。由于物理地将使木材元件经受真空的步骤与用乙酰化流体填充经真空处理的木材元件的步骤分离的明智认识的功效，使本专利技术的特征变为可能。因此，优选地，进行本专利技术的方法以将使木材元件经受真空的步骤与用乙酰化流体填充经真空处理的木材元件的步骤分离，并且将本文档来自技高网...

【技术保护点】
用乙酰化流体浸渍木材元件的方法，其包括以下步骤：(a)向真空室提供木材元件；(b)在所述真空室中使所述木材元件经受真空，以便提供经真空处理的木材元件；(c)在真空下将所述经真空处理的木材元件传输至所述真空室下游的接触室；(d)在所述接触室中使所述木材元件与乙酰化流体接触，以便提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液；(e)从所述接触室排放所述木材乙酰化浆液；(f)使所排放的木材乙酰化浆液经受压力；(g)使所述浆液经受固液分离，以便获得经浸渍的木材元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.13 EP 14168076.91.用乙酰化流体浸渍木材元件的方法，其包括以下步骤：(a)向真空室提供木材元件；(b)在所述真空室中使所述木材元件经受真空，以便提供经真空处理的木材元件；(c)在真空下将所述经真空处理的木材元件传输至所述真空室下游的接触室；(d)在所述接触室中使所述木材元件与乙酰化流体接触，以便提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液；(e)从所述接触室排放所述木材乙酰化浆液；(f)使所排放的木材乙酰化浆液经受压力；(g)使所述浆液经受固液分离，以便获得经浸渍的木材元件。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过输送装置，优选通过螺杆将所述木材元件传输经过所述真空室。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中经由锁止室，优选经由旋转阀，将所述木材元件供应至所述真空室。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述真空室与所述接触室之间的液体柱阻止了从所述接触室至所述真空室的液体回流。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述接触室位于垂直方向低于所述真空室的水平面。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述木材乙酰化浆液经受的压力为2-10巴，优选为4-6巴。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述木材乙酰化浆液经受压力，以便拥有在压力下至少3分钟，优选至少10分钟的滞留时间。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中优选通过使用排出流体的冲孔筛传输进料器或楔形丝筛传输进料器，从浸渍室连续地排放经浸渍的木材元件和乙酰化流体。9.用乙酰化流体浸渍木材元件的连续方法，其包括以下步骤：(a)向真空螺旋干燥器提供木材元件；(b)在所述真空螺旋干燥器中使所述木材元件经受真空，以便提供经真空处理的木材元件；(c)在真空下，优选经由旋转阀，将所述木材元件传输至与所述真空螺旋干燥器下游的接触室连接的流送管，所述接触室被提供有乙酰化流体的连续进料；(d)在所述接触室中使所述木材元件接触乙酰化流体，以便提供包含木材元件和乙酰化流体的木材乙酰化浆液；(e)从所述接触室排放所述木材乙酰化浆液至与所述接触室下游的浸渍室的入口连接的流送管中，所述浸渍室具有至少一个通向减压区的出口，所述减压区具有低于所述浸渍室的压力；(f)在所述流送管和所述浸渍室中使所排放的木材乙酰化浆液经受压力，以便提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·特恩布尔，特奥杜鲁斯·格拉德乌斯·马里纳斯·玛利亚·卡彭，
申请(专利权)人：特里高亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB