BR112018069050B1

BR112018069050B1 - Composição aquosa de ligação e material à base de madeira compreendendo a mesma

Info

Publication number: BR112018069050B1
Application number: BR112018069050-3A
Authority: BR
Inventors: Tsuyoshi Tamogami; Yoshio Yoshida
Original assignee: Henkel Ag & Co. Kgaa.
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2022-08-09
Also published as: EP3436539A1; CN108699410A; RU2738377C2; US20190009427A1; AU2017243826B2; RU2018137314A; RU2018137314A3; EP3436539B1; WO2017169321A1; AU2017243826A1; CN108699410B; PL3436539T3; JP6796938B2; JP2017178988A; BR112018069050A2; US10611049B2

Abstract

É divulgada uma composição aquosa de ligação compreendendo: (A) um sacarídeo; (B) uma resina sintética solúvel em água; e (C) um sal de amônio de ácido inorgânico, em que o sal de amônio de ácido inorgânico (C) compreende pelo menos um selecionado de di-hidrogenofosfato de amônio e cloreto de amônio. A resina sintética solúvel em água (B) preferivelmente compreende um composto à base de álcool polivinílico. Um material à base de madeira obtenível mediante o uso da composição aquosa de ligação também é divulgado. A composição aquosa de ligação é útil para melhorar desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação de um material à base de madeira de uma maneira equilibrada, ao mesmo tempo que a composição é capaz de se ligar em uma temperatura comparativamente baixa e cada componente da composição é excelente em compatibilidade.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[0001] Este pedido reivindica o benefício sob a Convenção de Pa ris do Pedido de Patente Japonesa N°. 2016-063804 depositado em 28 de março de 2016, aqui incorporado por referência em sua totalidade. Campo Técnico

[0002] A presente invenção refere-se a uma composição aquosa de ligação capaz de produzir um adesivo aquoso, e um material à base de madeira que é produzido mediante o uso da composição aquosa de ligação.

Técnica Antecedente

[0003] Materiais à base de madeira (por exemplo, compensados (folha de madeira compensada, etc.), tábuas de madeira aglomerada, tábuas de compensado (placa de fibra de média densidade MDF, etc.) e madeiras laminadas) são geralmente produzidos pela aplicação ou pulverização de um adesivo, etc. nos elementos à base de madeira (matérias-primas) (por exemplo, vários tamanhos de fibras, pequenos pedaços e folhas de madeira compensada obtidos através da divisão fina de madeiras ou plantas herbáceas), seguidos pela moldagem dos elementos à base de madeira através de pressurização e aquecimento. Os materiais à base de madeira são materiais regeneráveis naturais (ou renováveis), nos quais as estabilidades da resistência e do tamanho são melhoradas e, assim, os defeitos peculiares das madeiras são removidos enquanto se utilizam as vantagens das madeiras. Do ponto de vista da proteção do meio ambiente terrestre, da proteção dos trabalhadores que produzem os materiais à base de madeira e da prevenção da síndrome do edifício doente, desenvolveu-se, como o adesivo a ser utilizado, um adesivo aquoso que não provoca difusão de formaldeído e não contém nenhum solvente orgânico.

[0004] Quando o material à base de madeira (por exemplo, tábuas de madeira aglomerada) é produzido utilizando uma resina de ureia e uma resina de fenol, uma mistura de um elemento à base de madeira com um adesivo é geralmente aquecida em uma temperatura de cerca de 130 a 170°C e moldada. Portanto, é preferível que um adesivo aquoso também seja aquecido para aproximadamente a mesma temperatura, tornando assim possível produzir o material à base de madeira. No entanto, quando se utiliza o adesivo aquoso, uma temperatura mais elevada é frequentemente necessária.

[0005] Existe também uma necessidade de que o material à base de madeira assim obtido (por exemplo, tábuas de madeira aglomerada) seja excelente em desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação. No entanto, quando se utiliza o adesivo aquoso, os desempenhos são frequentemente insatisfatórios.

[0006] A Literatura de Patente 1 divulga um aglutinante aquoso que compreende um sacarídeo redutor tal como dextrose, e um carbo- xilato de amônio tal como citrato de triamônio (ver REIVINDICAÇÕES e Tabela 1 em [0131], etc.). Este aglutinante aquoso é empregado para produzir uma fibra de vidro e uma tábua de compensado à base de madeira (ver [0016] a [0017], etc.). No entanto, visto que a fibra de vidro e a tábua de compensado à base de madeira da Literatura de Patente 1 possuem uma resistência à flexão mais baixa sob condições úmidas e um coeficiente de expansão da espessura por absorção de água mais elevado, não se pode dizer que elas são adequadas para um material estrutural que é requerido de ter resistência à umidade severa.

[0007] A literatura de patente 2 divulga uma composição de ligação compreendendo um sacarídeo (sacarose, maltose, etc.) e um ácido po- licarboxílico (ácido cítrico, ácido málico, anidrido maleico, ácido polima- leico, ácido poliacrílico, etc.) em que o formaldeído é difícil de difundir (ver as Reivindicações 1 e 2, [0031] a [0032], etc.). A Literatura de Patente 2 divulga ainda a produção de uma tábua à base de madeira que utiliza a composição (ver [0126], etc.). A Literatura de Patente 2 divulga que a composição de ligação compreendendo um espessante (ver as reivindicações 4 e 13, [0046], etc.), e a composição de ligação compreendendo um espessante é especificamente descrita na Tabela 5.

[0008] A composição de ligação da Literatura de Patente 2 com preende o ácido policarboxílico para melhorar o poder da articulação entre as madeiras. No entanto, a tábua à base de madeira da Literatura de Patente 2 também possui uma resistência à flexão insatisfatória sob condições úmidas e um coeficiente de expansão da espessura por absorção de água insatisfatório, e não é adequada para um material estrutural que é requerido de ter resistência à umidade severa. Lista de Citações Literatura de Patente [PLT 1] JP 2009-503193 A [PLT 2] JP 2012-214687 A

Sumário da Invenção Problema Técnico

[0009] Recentemente, foi requerido que o adesivo aquoso utilizado para a produção do material à base de madeira melhorasse os desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação do material à base de madeira de uma maneira equilibrada enquanto o adesivo é capaz de se ligar em uma temperatura comparativamente baixa.

[00010] Além disso, quando o material estrutural tal como a tábua moldada é produzido através da mistura da composição aquosa de ligação com vários materiais de base, considerando a eficiência de produção do material estrutural, é preferivelmente requerido que a composição aquosa de ligação tenha excelente compatibilidade de cada componente e possa ser facilmente pulverizado sem a obstrução de um dispositivo de injeção tal como um pulverizador.

[00011] Em consideração com estas circunstâncias, a presente invenção foi constituída e seu objetivo é fornecer uma composição aquosa de ligação que seja útil para melhorar os desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condição úmida, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação de um material à base de madeira de uma maneira equilibrada, enquanto a composição é capaz de se ligar em uma temperatura comparativamente baixa e cada componente da composição seja excelente em compatibilidade; e é fornecer o material à base de madeira que é obtenível mediante o uso da composição aquosa de ligação.

Solução para o Problema

[00012] Como um resultado do estudo intensivo continuado, os presentes inventores descobriram que uma composição aquosa de ligação compreendendo um sacarídeo, uma resina sintética solúvel em água e um sal de amônio específico de um ácido inorgânico, é útil para melhorar os desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação de um material à base de madeira de uma maneira equilibrada, enquanto a composição é capaz de se ligar em uma temperatura comparativamente baixa e cada componente da composição é excelente na compatibilidade, completando assim a presente invenção.

[00013] A presente invenção fornece, em um aspecto, uma composição aquosa de ligação compreendendo: (A) um sacarídeo; (B) uma resina sintética solúvel em água; e (C) um sal de amônio de ácido inorgânico, e em que o sal de amônio de ácido inorgânico (C) compreende pelo menos aquele selecionado de di-hidrogenofosfato de amônio e cloreto de amônio.

[00014] A presente invenção fornece, em uma modalidade, uma composição aquosa de ligação, em que a resina sintética solúvel em água (B) compreende um composto à base de álcool polivinílico.

[00015] A presente invenção fornece, em outra modalidade, uma composição aquosa de ligação, que ainda compreende (D) um sal de metal, e em que o sal de metal (D) compreende cloreto de magnésio.

[00016] A presente invenção fornece, em uma outra modalidade, uma composição aquosa de ligação, que compreende a resina sintética solúvel em água (B) em uma quantidade de 5 a 20 partes em peso com base em 100 partes em peso do peso total dos componentes (A) a (D).

[00017] A presente invenção fornece, em outro aspecto, um material à base de madeira compreendendo a composição aquosa de ligação e um elemento à base de madeira.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[00018] A composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção compreende (A) um sacarídeo, (B) uma resina sintética solúvel em água e (C) um sal de amônio de ácido inorgânico, e o sal de amônio de ácido inorgânico (C) compreende pelo menos aquele selecionado de di-hidrogenofosfato de amônio e cloreto de amônio e, portanto, a compatibilidade de cada componente é melhorada e a composição é capaz de se ligar em uma temperatura comparativamente baixa. Além disso, a composição pode ser preferivelmente pulverizada utilizando um pulverizador.

[00019] O processamento, moldagem e cura de um material revestido com a composição aquosa de ligação da presente invenção pode fornecer um material excelente no equilíbrio entre os desempenhos tais como resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação.

[00020] Considerando os desempenhos dos materiais que são curados, a composição aquosa de ligação da presente invenção é útil para produzir vários materiais e é a mais adequada para a produção de um material à base de madeira.

Descrição das Modalidades

[00021] Uma composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção compreende (A) um sacarídeo, (B) uma resina sintética solúvel em água e (C) um sal de amônio de ácido inorgânico.

[00022] Na presente invenção, o "(A) sacarídeo" é geralmente chamado de um sacarídeo e não é particularmente limitado contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtida. O sacarídeo (A) inclui, por exemplo, monossacarídeo, dissacarídeo, trissacarídeo, tetrassacarídeo, polissacarídeo e outros oligossacarídeos.

[00023] Exemplos específicos do "monossacarídeo" incluem os seguintes: hexoses tais como glicose, psicose, frutose, sorbose, taga- tose, alose, altrose, manose, gulose, idose, galactose, talose, fucose, fuculose e ramnose; trioses tais como cetotriose (di-hidroxiacetona) e aldotriose (gliceraldeído); tetroses tais como eritrulose, eritrose e treose; e pentoses tais como ribulose, xilulose, ribose, arabinose, xi- lose, lixose e desoxirribose.

[00024] Exemplos do "dissacarídeo" incluem sacarose, lactose, maltose, trealose, turanose e celobiose.

[00025] Exemplos do "trissacarídeo" incluem rafinose, melezitose, maltotriose e 1-cestose (GF2).

[00026] Exemplos do "tetrassacarídeo" incluem acarbose, estaqui- ose e nistose (GF3).

[00027] Exemplos do "polissacarídeo" incluem glicogênio, amido (amilose, amilopectina, etc.), celulose, dextrina, glucano, N- acetilglucosamina, quitina e inulina (incluindo frutofuranosilnistose: GF4).

[00028] Exemplos dos "outros oligossacarídeos" incluem frutooli- gossacarídeo, galacto-oligossacarídeo e oligossacarídeo manana.

[00029] Estes "sacarídeos" podem ser utilizados isoladamente ou em combinação.

[00030] O "sacarídeo" preferivelmente compreende uma estrutura derivada da frutose. Exemplos do sacarídeo podem incluir a própria frutose, sacarose e inulina.

[00031] A inulina geralmente se refere a um polímero de frutose, que compreende glicose ligada à extremidade do polímero. Portanto, a inulina inclui, por exemplo, 1-cestose (GF2) classificada no trissacarí- deo mais simples, a nistose (GF3) incluída no tetrassacarídeo, a fruto- furanosilnistose (GF4) incluída no polissacarídeo, e outros mais. A 1- cestose é composta por duas frutoses e uma glicose, enquanto que a nistose é composta por três frutoses e uma glicose.

[00032] O sacarídeo (A) pode ainda compreender, por exemplo, um xarope de açúcar. O "xarope de açúcar" significa um xarope preparado através da remoção das fibras alimentares e impurezas das matérias- primas do açúcar tais como cana-de-açúcar, beterraba açucareira, açúcar de bordo, Palmyra, ou um líquido viscoso (melaço) também compreendendo outros componentes além do açúcar, que é obtido quando o açúcar é purificado a partir de matérias-primas.

[00033] O xarope de açúcar compreende, por exemplo, melaço residual, melaço cristalizado, mel branco, caramelo, sacarídeo bruto, solução de açúcar e suco espremido das matérias-primas de açúcar (cana-de-açúcar, beterraba açucareira, açúcar de bordo e Palmyra etc.).

[00034] O xarope de açúcar preferivelmente compreende pelo menos aquele selecionado de melaço residual, melaço cristalizado e sa- carídeo bruto.

[00035] A composição aquosa de ligação da presente invenção compreende um sacarídeo (A) e, portanto, um material obtenível por ser revestido com a composição aquosa de ligação e curado é excelente na resistência à flexão, resistência à flexão sob condição úmida, coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e resistência à descamação, e é particularmente excelente na resistência à flexão sob condições úmidas e no coeficiente de expansão da espessura por absorção de água.

[00036] Quando o "sacarídeo" compreende uma estrutura derivada da frutose, a composição aquosa de ligação da presente invenção é mais excelente na resistência à água. Portanto, em relação ao material à base de madeira da presente invenção, a resistência à flexão sob condições úmidas pode aumentar ainda mais e o coeficiente de expansão da espessura por absorção de água também pode diminuir.

[00037] É possível utilizar produtos comercialmente disponíveis como o "sacarídeo".

[00038] Na presente invenção, a resina sintética solúvel em água (B) significa um polímero que pode ser dissolvido em um meio aquoso e que é produzido artificialmente. Portanto, amido, sacarídeo, ágar, gelatina e cola não são incluídos na resina sintética solúvel em água (B) porque são polímeros derivados de plantas ou animais de forma natural.

[00039] O "meio aquoso" como aqui utilizado significa a assim chamada água, tal como água destilada, água deionizada e água pura, e pode incluir um solvente orgânico solúvel em água, por exemplo, acetona, álcool inferior, e outros mais.

[00040] Exemplos da resina sintética solúvel em água (B) incluem o seguinte: polímeros não iônicos solúveis em água tais como o álcool polivinílico, a poliacrilamida, a polivinilpirrolidona e o polietileno glicol; polímeros aniônicos solúveis em água tais como o poliacrilato de sódio e o polissulfonato de sódio; polímeros catiônicos solúveis em água tais como polímeros de sais de dialildimetilamônio e polietilenimina.

[00041] Estas resinas sintéticas solúveis em água podem ser utilizadas isoladamente ou em combinação.

[00042] O etileno glicol e o dietileno glicol não estão incluídos na resina sintética solúvel em água (B) porque não são polímeros, mas monômeros.

[00043] Os dímeros e trímeros como aqui utilizados não são considerados como polímeros, e não estão incluídos na resina sintética solúvel em água (B).

[00044] Na presente invenção, a resina sintética solúvel em água (B) preferivelmente compreende um composto à base de álcool polivi- nílico. Exemplos do composto à base de álcool polivinílico compreendem álcool polivinílico, álcool polivinílico modificado (ou desnaturado), e outros mais.

[00045] O "álcool polivinílico" é geralmente produzido pela hidrólise do acetato de polivinila, e pode compreender um grupo acetato (CH3COO-).

[00046] O "álcool polivinílico modificado" como aqui utilizado, significa um álcool polivinílico modificado (ou desnaturado) mediante a adição de um novo grupo funcional (de preferência grupo hidrófilo). O álcool polivinílico modificado pode ser produzido através da modificação de um álcool polivinílico mediante a adição de um novo grupo funcional (de preferência grupo hidrófilo) durante ou após a síntese do álcool polivinílico.

[00047] Exemplos do álcool polivinílico modificado incluem álcool polivinílico modificado por butenodiol, álcool polivinílico modificado por ácido sulfônico, álcool polivinílico modificado pelo grupo de acetoacetila, álcool polivinílico modificado por ácido carboxílico, álcool polivinílico modificado por grupos de amino, e semelhantes.

[00048] A composição aquosa de ligação da presente invenção possui uma resina sintética solúvel em água (B) e, portanto, possui uma capacidade de cura mais excelente, tornando assim possível melhorar ainda mais as propriedades de ligação (resistência à flexão sob condição úmida e coeficiente de expansão da espessura por absorção de água) do material à base de madeira. Quando a resina sintética solúvel em água (B) compreende um composto à base de álcool poliviní- lico, o material à base de madeira da presente invenção é mais excelente no equilíbrio entre os desempenhos tais como a resistência à flexão sob condições úmidas e o coeficiente de expansão da espessura por absorção de água.

[00049] Na presente invenção, o sal de amônio de ácido inorgânico (C) compreende pelo menos aquele selecionado de di- hidrogenofosfato de amônio e cloreto de amônio. A composição aquosa de ligação da presente invenção compreende um sal de amônio de ácido inorgânico (C) e, portanto, possui uma capacidade de cura mais excelente, tornando assim possível melhorar ainda mais as propriedades de ligação (resistência à flexão, resistência à flexão sob condição úmida, resistência à descamação e coeficiente de expansão da espessura por absorção de água) do material à base de madeira.

[00050] Além disso, o di-hidrogenofosfato de amônio e o cloreto de amônio possuem boa compatibilidade com o sacarídeo (A) e a resina sintética solúvel em água (B) e, portanto, podem inibir a geração de precipitados na composição aquosa de ligação da presente invenção, preferivelmente não gera nenhum precipitado. Portanto, a composição aquosa de ligação da presente invenção é mais adequada para pulverização com um dispositivo de injeção tal como o pulverizador.

[00051] Contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtenível, o sal de amônio de ácido inorgânico (C) pode compreender outros sais de amônio diferentes do di- hidrogenofosfato de amónio e cloreto de amônio. Exemplos dos outros sais de amônio podem compreender sulfato de amônio, fluoreto de amônio, brometo de amônio, iodeto de amônio, fosfato de amônio e hidrogenofosfato de amônio.

[00052] Os "sais de amônio de ácido inorgânico" podem ser utilizados isoladamente ou em combinação.

[00053] É possível utilizar produtos comercialmente disponíveis como o "sal de amônio de ácido inorgânico".

[00054] Na presente invenção, a composição aquosa de ligação possui de preferência (D) um sal de metal, e o sal de metal (D) preferivelmente compreende cloreto de magnésio.

[00055] Quando a composição aquosa de ligação da presente invenção possui um sal de metal (D), um material à base de madeira da presente invenção pode ser curado através do aquecimento e pressu- rização em uma temperatura mais baixa durante um tempo mais curto. Quando o sal de metal (D) compreende cloreto de magnésio, o material à base de madeira produzido mediante o uso da composição aquosa de ligação da presente invenção pode ser curado através do aquecimento e pressurização em uma temperatura mais baixa durante um tempo mais curto, tornando assim possível apresentar um menor coeficiente de expansão da espessura por absorção de água e uma maior resistência à flexão sob condições úmidas.

[00056] O sal de metal (D) preferivelmente compreende cloreto de magnésio, e pode ainda compreender "outros sais metálicos", contanto que os efeitos vantajosos da presente invenção não sejam perdidos.

[00057] Exemplos de outros sais de metal incluem: sais de potássio tais como sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio, haleto de potássio (por exemplo, fluoreto de potássio, cloreto de potássio, brometo de potássio e iodeto de potássio), fosfato de potássio, hidrogenofosfato de potássio e di-hidrogenofosfato de potássio; sais de cálcio tais como sulfato de cálcio, hidrogenossulfato de cálcio, haleto de cálcio (por exemplo, fluoreto de cálcio, cloreto de cálcio, brometo de cálcio e iodeto de cálcio), fosfato de cálcio, hidro- genofosfato de cálcio e di-hidrogenofosfato de cálcio; sais de sódio tais como sulfato de sódio, hidrogenossulfato de sódio, haleto de sódio (por exemplo, fluoreto de sódio, cloreto de sódio, brometo de sódio e iodeto de sódio), fosfato de sódio, hidroge- nofosfato de sódio e di-hidrogenofosfato de sódio; e sais de magnésio tais como sulfato de magnésio, hidroge- nossulfato de magnésio, haleto de magnésio (por exemplo, fluoreto de magnésio, brometo de magnésio e iodeto de magnésio), fosfato de magnésio, hidrogenofosfato de magnésio e di-hidrogenofosfato de magnésio.

[00058] O sal de metal (D) é de preferência um sal de metal de um ácido forte, e mais preferivelmente um haleto de metal e um sal de metal de ácido sulfúrico. Quando o sal de metal (D) for um sal de metal de um ácido forte, o pH da composição aquosa de ligação da presente invenção pode ficar na faixa de 1 a 6. Na presente invenção, o pH da composição aquosa de ligação está preferivelmente em uma faixa de 1 a 6, particularmente preferível de 2 a 5 e o mais preferível de 3 a 4,5.

[00059] Um material à base de madeira produzido mediante o uso da composição aquosa de ligação, que compreende um sal de metal (D) de um ácido forte e apresenta pH na faixa acima, pode ser curado através do aquecimento e pressurização em uma temperatura mais baixa durante um tempo mais curto.

[00060] Estes sais de metal (D) podem ser utilizados isoladamente ou em combinação.

[00061] É possível utilizar produtos comercialmente disponíveis como o sal de metal (D).

[00062] Cada quantidade dos componentes de (A) a (C) a ser compreendida e o componente (D) que pode ser opcionalmente compreendido não é particularmente limitada contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtida. A composição (ou formulação) de cada componente será mostrada abaixo, mas o valor numérico de cada componente é definido como um valor calculado em termos do teor de sólidos desidratados.

[00063] O componente (A) está preferivelmente compreendido em uma quantidade de 60 a 90 partes em peso, mais preferivelmente de 70 a 90 partes em peso, e particularmente preferível de 75 a 85 partes em peso, com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (C) quando o componente (D) não estiver compreendido, ou com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (D) quando o componente (D) estiver compreendido.

[00064] O componente (B) está preferivelmente compreendido em uma quantidade de 5 a 20 partes em peso, mais preferivelmente de 5 a 15 partes em peso, e particularmente preferível de 5 a 10 partes em peso, com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (C) quando o componente (D) não estiver compreendido, ou com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (D) quando o componente (D) estiver compreendido.

[00065] O componente (C) está preferivelmente compreendido em uma quantidade de 2 a 15 partes em peso, mais preferivelmente de 5 a 15 partes em peso, e particularmente preferível de 7 a 15 partes em peso, com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (C) quando o componente (D) não estiver compreendido, ou com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (D) quando o componente (D) estiver compreendido. O componente (D) está preferivelmente compreendido em uma quantidade de 5 a 15 partes em peso, mais preferivelmente de 7 a 15 partes em peso, e particularmente preferível de 8 a 12 partes em peso, com base em 100 par-tes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (D).

[00066] Se o sacarídeo (A) estiver compreendido em uma quantidade de 60 a 90 partes em peso, o material à base de madeira produzido mediante o uso da composição aquosa de ligação da presente invenção pode ter uma resistência à flexão e uma resistência à flexão sob condições úmidas mais excelentes.

[00067] Se a resina sintética solúvel em água (B) estiver compreendida em uma quantidade de 5 a 20 partes em peso, o material à base de madeira produzido mediante o uso da composição aquosa de ligação da presente invenção pode ser mais excelente em equilíbrio entre as propriedades tais como resistência à flexão sob condição úmida e coeficiente de expansão da espessura por absorção de água.

[00068] Se o sal de amônio de ácido inorgânico (C) estiver compreendido em uma quantidade de 2 a 15 partes em peso, a capacidade de cura da composição aquosa de ligação da presente invenção é melhorada, de modo que o material à base de madeira pode ser curado através do aquecimento e pressurização em uma temperatura mais baixa por um tempo mais curto.

[00069] Se o sal de metal (D) estiver compreendido em uma quanti dade de 5 a 15 partes em peso, o material à base de madeira da presente invenção é mais excelente na capacidade de cura em baixa temperatura.

[00070] A composição aquosa de ligação de acordo com a presente invenção compreende água, e possui uma forma de uma solução aquosa na qual todos os componentes de (A) a (C) e o componente (D) acima mencionados que podem estar opcionalmente compreendidos são dissolvidos em água, ou uma forma de uma dispersão na qual pelo menos um dos componentes de (A) a (C) e o componente (D) acima mencionados que pode estar opcionalmente compreendido é disperso sem ser dissolvido em água.

[00071] A "água" como aqui utilizada é geralmente designada por "água" e não é particularmente limitada, contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtida. Exemplos destes podem incluir água destilada, água deionizada, água pura, água da bica e água industrial.

[00072] A quantidade da água contida na composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção não é particularmente limitada, contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtida e seja adequadamente selecionada considerando os componentes de (A) a (C) a serem utilizados, o componente (D) que pode ser utilizado opcionalmente, e aditivos.

[00073] A composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção preferivelmente compreende água em uma quantidade de 50 a 250 partes em peso, mais preferivelmente de 70 a 200 partes em peso, e particularmente preferível de 100 a 200 partes em peso, com base em 100 partes por peso da quantidade total dos componentes (A) a (C) quando o componente (D) não está incluído, e com base em 100 partes em peso da quantidade total dos componentes (A) a (D) quando o componente (D) está incluído.

[00074] A composição aquosa de ligação de acordo com a presente invenção está na forma de uma solução aquosa ou uma dispersão aquosa, de modo que fica fácil aplicar ou pulverizar sobre um aderente. Além disso, a composição aquosa de ligação de acordo com a presente invenção é excelente na proteção do meio ambiente terrestre e na proteção do meio ambiente de trabalho dos trabalhadores porque um solvente orgânico não é preferivelmente utilizado.

[00075] A composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção pode incluir outros componentes. Exemplos de outros componentes podem compreender um estabilizante de armazenamento, um espessante, um conservante, um agente à prova de mofo, um preventivo de ferrugem e um estabilizante de dispersão.

[00076] Exemplos do estabilizante de armazenamento podem incluir ácido policarboxílico tal como o ácido cítrico, o ácido málico, o ácido tartárico, o ácido succínico e o ácido eritórbico.

[00077] O espessante é utilizado para prevenir que uma viscosidade da composição diminua no caso de pressurização e aquecimento da composição, e não é particularmente limitado contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtida. O es- pessante é classificado, por exemplo, em um espessante orgânico e um espessante inorgânico.

[00078] Exemplos do espessante inorgânico podem incluir argila, talco e sílica.

[00079] Exemplos do espessante orgânico podem incluir carboxime- til celulose e farinhas vegetais, tais como farinha de trigo, amido de milho, farinha de arroz de primeira qualidade, farinha de noz e farinha de coco.

[00080] Estes espessantes podem ser utilizados isoladamente ou em combinação.

[00081] A composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção pode ser produzida através da adição dos componentes (A) a (C) acima mencionados e o componente (D) opcional e, se necessário, outros componentes e água, seguido por agitação. A ordem da adição dos respectivos componentes (A) a (D), água e os outros componentes, o método para adição e o método de agitação não são particularmente limitados, contanto que a composição aquosa de ligação objeto da presente invenção seja obtenível.

[00082] Exemplos de materiais obteníveis mediante o uso da composição aquosa de ligação da presente invenção compreendem um material à base de madeira e um membro moldado inorgânico que é obtido através da moldagem de materiais tais como silicato de cálcio, gesso, lã de rocha, concreto, cimento, argamassa e ardósia em várias formas (placa, bloco, etc.).

[00083] Na presente invenção, o material à base de madeira é o mais adequado.

[00084] O material à base de madeira de acordo com a presente invenção é uma mistura compreendendo a composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção e um elemento à base de madeira (matéria-prima) (por exemplo, fibras à base de madeira, pequenos pedaços e madeira compensada, e fibras, pequenos pedaços e madeira compensada de plantas herbáceas, etc.). O material à base de madeira é produzido mediante a aplicação ou pulverização da composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção sobre um elemento à base de madeira, e aquecimento, ligação e moldagem do elemento à base de madeira.

[00085] Exemplos do elemento à base de madeira (matéria-prima) compreendem tábuas de serragem, madeiras compensadas, elementos à base de madeira, lascas à base de madeira, fibras à base de madeira e fibras vegetais, e similares obtidos através da trituração ou corte de madeiras.

[00086] Exemplos do material à base de madeira compreendem madeiras laminadas, compensados, tábuas de madeira aglomerada, tábuas compensadas, placas de fibra de média densidade (MDF), e outros mais obtidos através da ligação do elemento à base de madeira utilizando um adesivo.

[00087] A composição aquosa de ligação de acordo com uma modalidade da presente invenção pode ser utilizada para ligar vários aderentes (por exemplo, papeis, fibras à base de madeira, compensados, etc.) e pode ser utilizada adequadamente para produzir o material à base de madeira acima mencionada.

[00088] No caso da produção do material à base de madeira por moldagem, as condições de fabricação tais como quantidade de revestimento da composição aquosa de ligação, método de revestimento, pressão de moldagem, temperatura de moldagem e tempo de moldagem são apropriadamente selecionadas de acordo com o tipo, forma e tamanho do elemento à base de madeira e o tamanho do material à base de madeira a ser produzido. As condições de fabricação não são particularmente limitadas, contanto que o material à base de madeira objeto da presente invenção seja obtido. Contudo, considerando a eficiência de produção, um método para a pulverização da composição aquosa de ligação no elemento à base de madeira utilizando um pulverizador, etc. é preferível como o método de revestimento.

[00089] A composição aquosa de ligação é preferivelmente aplicada numa em uma quantidade de 5 a 80 partes em peso, mais preferivelmente de 10 a 60 partes em peso, e particularmente preferível de 15 a 30 partes em peso, com base em 100 partes em peso do peso total do elemento à base de madeira (seco) e da composição aquosa de ligação (teor de sólidos).

[00090] O método de revestimento da composição aquosa de ligação é de preferência um método de revestimento que utiliza um rolo, uma escova e semelhantes, um método de pulverização que utiliza um pulverizador e semelhantes, um método de impregnação com a composição aquosa de ligação, ou coisa parecida.

[00091] A pressão de moldagem está de preferência em uma faixa de 0,5 a 6,0 MPa. Se a pressão de moldagem for 6,0 MPa ou menos, o material à base de madeira é dificilmente degradado, uma vez que pressão muito grande não é aplicada. Se a pressão de moldagem for de 0,5 MPa ou mais, é possível satisfatoriamente ligar o elemento à base de madeira.

[00092] A temperatura de moldagem está preferivelmente na faixa de 140 a 230°C, mais preferivelmente de 140 a 200°C, e particularmente preferível de 140 a 180°C. Se a temperatura de moldagem for de 230°C ou mais baixa, baixo consumo de energia é conseguido devido à temperatura não excessiva, e também o material à base de madeira quase não é degradado. Se a moldagem for realizada em uma temperatura de 140°C ou mais, a ligação pode prosseguir dentro de um tempo apropriado.

[00093] O tempo de moldagem está preferivelmente em uma faixa de 3 a 10 minutos, mais preferivelmente de 3 a 9 minutos, e particularmente preferível de 3 a 7 minutos. Se o tempo de moldagem for de 10 minutos ou menos, o baixo consumo de energia é conseguido devido ao tempo não excessivo, e também o material à base de madeira quase não é degradado. Se o tempo de moldagem for de 3 minutos ou mais, um tempo de ligação apropriado é assegurado, tornando assim possível obter resistência de ligação apropriada.

[00094] O material à base de madeira assim obtido da maneira acima mencionada pode ser utilizado para várias aplicações, por exemplo, materiais de construção, mobiliário e outros mais, como um material à base de madeira convencional.

Exemplos

[00095] A presente invenção será descrita abaixo por meio de Exemplos e Exemplos Comparativos. Deve ser observado, no entanto, que estes Exemplos pretendem descrever a presente invenção e a presente invenção não se limita a eles. Os seguintes componentes foram preparados como componentes de composições aquosas de ligação. O nome comercial e o nome do fabricante são mostrados entre parênteses. As partes são em peso. (A) Sacarídeo (A-1) Sacarose (fabricado pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (A-2) Melaço residual (Hayashi shokai, Molasses H (nome comercial)) (A-3) Melaço cristalizado (Hayashi shokai, Ice molasses (nome comercial)) (B) Resina sintética solúvel em água (B-1) Álcool polivinílico (fabricado pela Kuraray Co., Ltd., PVA 203 (nome comercial)) (B-2) Álcool polivinílico modificado por butenodiol (fabricado pela Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., G polymer (nome comercial)) (B-3) Álcool polivinílico modificado por ácido sulfônico (fabricado pela The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Gohsenx L3266 (nome comercial)) (B-4) Álcool polivinílico modificado por grupo de acetoacetila (fabricado pela The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Gohsenx Z320 (nome comercial)) (B-5) Álcool polivinílico modificado por ácido carboxílico (fabricado pela The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Gohsenx T330 (nome comercial)) (B-6) Álcool polivinílico modificado pelo grupo de amino (fa- bricado pela Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Gohsenx K434 (nome comercial)) (B'-7) Monômero de dietileno glicol (fabricado pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (C) Sal de amônio de ácido inorgânico (C-1) Di-hidrogenofosfato de amônio (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (C-2) Cloreto de amônio (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (C'-3) Hidrogenofosfato de diamônio (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (C'-4) Ácido Paratoluenossulfônico (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (D) Sal de metal (D-1) Cloreto de magnésio (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).

[00096] As composições aquosas de ligação dos Exemplos de 1 a 10 e Exemplos Comparativos de 11 a 19 foram produzidas da seguinte maneira. <Exemplo 1: Produção da composição aquosa de ligação>

[00097] (A-1) sacarose (81,6 partes), 8,2 partes de álcool polivinílico (B-1), 10,2 partes de di-hidrogenofosfato de amônio (C-1) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) foram misturadas e a mistura foi adicionada à água destilada, seguida pela dissolução da mistura com agitação na temperatura normal para obter uma composição aquosa de ligação do Exemplo 1.

[00098] Em relação à composição aquosa de ligação do Exemplo 1, como mostrada na Tabela 1, o peso total dos componentes (A-1), (B- 1) e (C-1) foi de 100 partes, e o peso da água foi de 186 partes.

[00099] O valor numérico do componente (A-1) mostrado na Tabela 1 indica apenas o teor de sólidos.

[000100] Cada composição das composições aquosas de ligação dos Exemplos de 2 a 10 e Exemplos Comparativos de 11 a 19 é mostrada na Tabela 1 e na Tabela 2.

[000101] As composições aquosas de ligação foram produzidas mediante o uso dos componentes (A), (B) e (C) utilizados no Exemplo 1 e (D) um sal de metal (cloreto de magnésio (D-1)).

[000102] Do mesmo modo como no Exemplo 1, exceto que os componentes foram alterados para os componentes e suas quantidades mostrados na Tabela 1 e na Tabela 2, as composições aquosas de ligação dos Exemplos de 2 a 10 e Exemplos Comparativos de 11 a 19 foram produzidas.

[000103] Os valores numéricos dos componentes (A-2) melaço residual e (A-3) melaço cristalizado mostrados nas Tabelas 1 e 2 indicam apenas os teores de sólidos, e a água não está incluída.

* Precipitação foi observada.

[000104] Utilizando as composições aquosas de ligação acima mencionadas dos Exemplos 1 a 10 e Exemplos Comparativos 11 a 19, materiais à base de madeira (tábuas de madeira aglomerada) dos Exemplos 20 a 31 e Exemplos Comparativos 32 a 41 foram produzidos. <Exemplo 20: Produção de material à base de madeira>

[000105] Fibras à base de madeira de árvore conífera, que passaram por uma peneira de malha 60, foram utilizadas como um elemento à base de madeira (matéria-prima). A composição adesiva aquosa do Exemplo 1 foi aplicada uniformemente sobre 80 partes do elemento à base de madeira utilizando um pulverizador de modo que o teor de sólidos se torne 20 partes. O elemento à base de madeira revestido foi secado em um forno a 80°C durante duas horas. Após a moldagem por pressão em uma temperatura de mesa de prensa com aquecimento de 170°C sob uma pressão de 4 MPa durante 9 minutos, um mate rial à base de madeira (tábuas de madeira aglomerada) tendo uma espessura de 9 mm e uma densidade de 0,8 g/cm3 do Exemplo 20 foi produzido. A composição e as condições de fabricação utilizadas no Exemplo 20 são mostradas na Tabela 3.

[000106] As composições e as condições de fabricação utilizadas para produzir tábuas de madeira aglomerada dos Exemplos 21 a 31 e Exemplos Comparativos 32 a 41 são mostradas nas Tabelas 3 a 5.

[000107] Do mesmo modo como no Exemplo 20, exceto que a composição adesiva aquosa utilizada no Exemplo 20, a sua quantidade, a quantidade do elemento à base de madeira e as condições de moldagem por pressão (temperatura da mesa de prensa com aquecimento, pressão e tempo de moldagem) foram alteradas para os valores mostrados nas Tabelas 3 a 5, materiais à base de madeira (tábuas de madeira aglomerada) dos Exemplos 21 a 31 e Exemplos Comparativos 32 a 41 foram produzidos.

[000108] No entanto, as composições aquosas de ligação dos Exemplos Comparativos 15 e 16 não puderam ser pulverizadas sobre o elemento à base de madeira utilizando um pulverizador porque o di- hidrogenofosfato de amônio e o ácido paratoluenossulfônico foram precipitados. Visto que os materiais à base de madeira dos Exemplos Comparativos 37 e 38 não puderam ser produzidos, os desempenhos não foram avaliados, como mostrados na Tabela 5.

[000109] Exceto para os Exemplos Comparativos 37 e 38, outras condições tais como o tamanho e a densidade de cada tábua de madeira compensada são as mesmas como aquelas da tábua de madeira compensada do Exemplo 20.

[000110] Em relação às tábuas de madeira compensada assim obtidas, a respectiva resistência à flexão (N/mm2), resistência à flexão sob condição úmida (teste B) (N/mm2), coeficiente de expansão da espessura por absorção de água (%) e resistência à descamação (N/mm2) foram medidos de acordo com JISA5908:2003.

[000111] A tábua de madeira compensada acima mencionada corresponde à "tábua não polida" da "tábua de madeira compensada de base" divulgada em JISA5908:2003. "Resistência à flexão" em uma direção da largura é quase a mesma como aquela (ou aquelas) em uma direção do comprimento, e valores menores foram empregados como os resultados da "resistência à flexão" e da "resistência à flexão sob condição úmida".

[000112] Os critérios de avaliação de cada teste são como se segue. <Critérios de avaliação para a resistência à flexão> A: A resistência é 16 N/mm2 ou mais. B: A resistência é 13 N/mm2 ou mais e menor do que 16 N/mm2. C: A resistência é menor do que 13 N/mm2. <Critérios de avaliação para a resistência à flexão sob condições úmidas> A: A resistência é 7,0 N/mm2 ou mais. B: A resistência é 6,5 N/mm2 ou mais e menor do que 7,0 N/mm2. C: A resistência é menor do que 6,5 N/mm2. <Critérios de avaliação para o coeficiente de expansão da espessura por absorção de água> A: O coeficiente de expansão é de 6 % ou menos. B: O coeficiente de expansão é maior do que 6 % e 12 % ou menor. C: O coeficiente de expansão excede a 12 % ou a tábua de madeira aglomerada cai em colapso. <Critérios de avaliação para a resistência à descamação> A: A resistência é de 1,0 N/mm2 ou mais. B: A resistência é maior do que 0,3 N/mm2 e menor do que 1,0 N/mm2. C: A resistência é de 0,3 N/mm2 ou menos.

** O material à base de madeira caiu em colapso.

[000113] Como mostrado nas Tabelas 3 e 4, os materiais à base de madeira dos Exemplos 20 a 31 produzidos através do uso das composições aquosas de ligação dos Exemplos 1 a 10 foram excelentes na resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas e resistência à descamação, e apresentaram um pequeno coeficiente de expansão da espessura por absorção de água, independentemente de ser moldado em uma temperatura comparativamente baixa de 170°C. Esses materiais à base de madeira também foram excelentes no equilíbrio entre esses desempenhos. Portanto, a composição de ligação de acordo com a presente invenção pode ser adequadamente utilizada para produzir um material à base de madeira sendo aplicada a um elemento à base de madeira.

[000114] Ao contrário, como mostrado na Tabela 5, os materiais à base de madeira dos Exemplos Comparativos 32 a 41 produzidos mediante o uso das composições aquosas de ligação dos Exemplos Comparativos 11 a 19 possuem um problema em relação a qualquer uma de resistência à flexão, resistência à flexão sob condições úmidas, resistência à descamação e coeficiente de expansão da espessura por absorção de água. Particularmente, esses materiais à base de madeira são inferiores em desempenhos tais como a resistência à flexão sob condições úmidas e o coeficiente de expansão da espessura por absorção de água.

[000115] Como mencionado anteriormente, as composições aquosas de ligação dos Exemplos Comparativos 15 e 16 não podem ser pulverizadas sobre o elemento à base de madeira utilizando o pulverizador. Portanto, os desempenhos dos materiais à base de madeira dos Exemplos Comparativos 37 e 38 não foram avaliados, como mostrados na Tabela 5.

[000116] Consequentemente, as composições aquosas de ligação dos Exemplos Comparativos 11 a 19 são insatisfatórias para produzir o material à base de madeira.

[000117] Estes resultados revelaram que uma composição aquosa de ligação compreendendo os três componentes acima mencionados de (A) a (C) é útil para ligar um elemento à base de madeira (matéria- prima), e um excelente material à base de madeira pode ser produzido através da moldagem do elemento à base de madeira utilizando-a.

Aplicabilidade Industrial

[000118] A presente invenção pode fornecer uma composição aquosa de ligação que é útil para ligar um elemento à base de madeira. Um material à base de madeira pode ser eficientemente produzido através da moldagem do elemento à base de madeira utilizando a composição aquosa de ligação de acordo com a presente invenção.

Claims

1. Composição aquosa de ligação, caracterizada pelo fato de que compreende: (A) um sacarídeo; (B) uma resina sintética solúvel em água; e (C) um sal de amônio de ácido inorgânico, em que o sal de amônio do ácido inorgânico (C) compreende pelo menos um selecionado de di-hidrogenofosfato de amônio e cloreto de amônio; e em que a resina sintética solúvel em água (B) compreende um composto à base de álcool polivinílico.

2. Composição aquosa de ligação de acordo com a reivin-dicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda (D) um sal de metal, e em que o sal de metal (D) compreende cloreto de magnésio.

3. Composição aquosa de ligação de acordo com a reivin-dicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende a resina sintética solúvel em água (B) em uma quantidade de 5 a 20 partes em peso com base em 100 partes em peso do peso total dos componentes de (A) a (D).

4. Material à base de madeira, caracterizado pelo fato de que é uma mistura compreendendo a composição aquosa de ligação, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, e um elemento à base de madeira.