DE2857545A1

DE2857545A1 - A method of manufacturing bonded products of cellulose or cellulose derivatives

Info

Publication number: DE2857545A1
Application number: DE19782857545
Authority: DE
Inventors: A Akesson; T Reitberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1980-11-27
Also published as: WO1980000142A1; GB2039919A; GB2039919B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft das in den Patentansprüchen gekennzeichnete Verfahren. Es ist bekannt, daß sogenannte ionisierende Strahlung, und zwar sowohl mechanisch erzeugte als auch aus natürlichen Quellen stammende Strahlung, chemische und physikalische Änderungen in Polymermaterial hervorzurufen vermag- So erleiden z.B. einige polymere Materialien eine Erhöhung Ihres Molekulargewichts und ihres Schmelzpunktes, nach dem sie derartiger Strahlung ausgesetzt wurden, was darauf zurückzuführen ist, daß neue chemische Bindungen in dem Material gebildet wurden. Andere Polymere werden zu einem geringeren Grade beeinflußt oder zu Produkten mit niedrigerem Molekulargewicht abgebaut, wobei die mechanischen Eigenschaften dieser Polymere oftmals gleichzeitig eine Verschlechterung erfahren.

Der durch die Bestrahlung bewirkte Effekt kann in gewisser Weise dadurch beeinflußt werden, daß das Polymer dieser Strahlung in Gegenwart verschiedener Zusatzstoffe ausgesetzt wird, z.B. in solcher Weise, daß ein Material, das abgebaut worden war, wieder verknüpft wird unter gleichzeitiger Verbesserung seiner Eigenschaften. Es wurde auch gefunden, daß die Gegenwart von Luft während der Bestrahlung des Materials ebenfalls eine bestimmte Bedeutung hat, da der Sauerstoff in vielen Fällen die Zersetzung des Materials beschleunigt.

Bekannt ist ferner, daß Cellulose, Cellulosederivate und verschiedene natürliche Cellulosekomposite, z.B. Holz und pflanzliche Fasern, zu denjenigen polymeren Materialien gehören, die gegen Strahlung am empfindlichsten sind. Abgesehen

030061 /0016

S-.

von einem unbedeutenden positiven Effekt bei sehr kleinen Dosen, d. h- bei <C 10 krad, werden die mechanischen Eigenschaften dieser Materialien stark verschlechtert bei ansteigender Dosierung der Strahlung. Bekannt ist ferner, daß die Eigenschaften einer Vielzahl von Kondensationspolymeren aus Formaldehyd und Harnstoff, Melamin oder Phenolen des verschiedensten Typs durch Bestrahlung verschlechtert werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Spanplatten oder Kunstholzplatten, die mit Formaldehyd-Harnstoffharzen gebunden sind, stark verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen, nachdem die Platte einer Strahlung ausgesetzt wurde-

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu behandelnde Celluloseprodukt mit höchstens 5 Mrad ionisierender Strahlen bestrahlt, wobei 1 Mrad einer im Material aufgenommenen Energiemenge von 10 Joule/g oder 10 Ws/g entspricht.

Um die Eigenschaften der angegebenen Produkte verbessern zu können, erweist es sich auch als wünschenswert, den Aldehydgehalt im Klebemittel erhöhen zu können, was aber nur dann möglich ist, wenn der Überschuß in irgendeiner Weise wieder entfernt werden kann. In dieser Hinsicht bietet die Erfindung einen wesentlichen Vorteil aufgrund der Tatsache, daß die angewandte Strahlung nicht nur die mechanischen Eigenschaften der Produkte verbessert, sondern darüber hinaus auch noch zur Verminderung des Restgehalts an Aldehyd im Material beiträgt.

030061/0016

-X- H

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart verschiedener Zusatzstoffe durchgeführt, die funktionelle Gruppen solchen Typs enthalten, die erfahrungsgemäß das Ausmaß der Vernetzung verbessern, die bei Bestrahlung des Materials eintritt. Als Beispiel geeigneter Zusatzstoffe können Kohlenwasserstoffe mit olefinischen, Acryi- oder anderen vergleichbaren Gruppen genannt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, das Klebemittel selbst in solcher Weise zu modifizieren, daß diese Gruppen chemisch an eine odei mehrere Komponenten des Harzes gebunden werden.

Beispiel 1

Fünf Gruppen von vier Testplatten aus Span- oder Kunstholzplattenraaterial, das mit Harnstoff-Formaldehydharz gebunden war, wurden mit Co γ-Strahlung in unterschiedlichen Dosierungen bestrahlt und die Oberflächenhärte der Platten wurde an verschiedenen Stellen bestimmt durch Eindrücken einer Kugel in die Oberfläche der Platten. Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt.

Dosis (Mrad) Oberflächenhärte

Blindprobe
0,10
0,33
1/0
4,0
10,0

(Arbeitseinheiten)	i	0,13
2,17	i	0,03
2,41	i	0,06
2,35	i	0,09
2,31	i	0,06
2,28	1	0,12
2,12

030 0 61/0016

Beispiel 2

Vier Gruppen von vier Testplatten des oben angegebenen ." - J

fin - " - - ' Typs wurden mit Co γ-Strahlung in verschiedenen Dosierungen bestrahlt, worauf Probestangen mit den Ausmaßen ;* ; j 60 χ 13,9 χ 16 mm aus den Platten hergestellt und diese .- -. j einem Schlagtest bei einem Abstand von 46,8 mm zwischen den Aufschlagpunkten ausgesetzt wurden. Die erhaltenen "·"- j Ergebnisse waren wie folgt. j

Dosis (Mrad) absorbierte Energie (kpcm)

Blindprobe 10,4 - 0,1

0,10 12,1 - 0,6

0,33 10,6 - 0,5

1,0 11,0 - 0,3

10 9,7 - 0,5

Die Platten wurden bei Raumtemperatur bestrahlt und dem Einfluß von Sauerstoff in der Luft ausgesetzt. Die Dosierungsrate betrug etwa 0,04 krad/s.

In weiteren Versuchen wurde das Material bei erhöhten Temperaturen und bei anderen als den angegebenen Dosierungsraten bestrahlt. Leicht verbesserte Effekte waren erwartungsgemäß feststellbar, wenn die Dosierungsrate erhöht wurde aufgrund der Tatsache, daß dann das Ausmaß der Vernetzung, die stattfand, ausgeprägter war.

030061/0016

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß die Strahlung zu ähnlichen Änderungen in den Eigenschaften der getesteten Materialien führte. Die bemerkenswerteste Verbesserung wurde bereits bei 0,10 Mrad erhalten- Es verdient auch hervorgehoben zu werden, daß das Material mit Strahlungsdosierungen von mehrecen Mrad bestrahlt werden kann, ohne die mechanische Festigkeit des Materials im Vergleich zu nicht-bestrahlten Proben zu erniedrigen. Dies ist dann von großer Bedeutung, wenn die Bestrahlung in erster Linie dazu dienen soll, die Restmengen an Formaldehyd zu eliminieren.

Das Material kann während der Herstellung des mit Klebemittel verbundenen Produktes oder in unmittelbarer Verbindung damit bestrahlt werden. Wahlweise kann das Material auch zu einem späteren Zeitpunkt bestrahlt werden, z.B. dann, wenn das Produkt praktisch fertigstellt und gebrauchsfertig ist, oder sogar kurz nach dem das Material in Gebrauch genommen wurde. Liegt das Produkt in Form eines Halbfertigproduktes vor, so kann die Bestrahlungsoperation, falls sie nicht vorher bereits durchgeführt wurde, zu dem Zeitpunkt vorgenommen werden, wenn das Halbfertigprodukt in das Endprodukt überführt wird.

Die Bestrahlung kann entweder mit der Absicht erfolgen, die Oberflächenschicht des Materials zu beeinflussen oder in solcher Weise, daß die Strahlung vollständig durch das Material gelangt. Im erstgenannten Fall erweist es sich als vorteilhaft, einen billigeren und einfacheren Typ von Beschleuniger zu verwenden.

030061/0016

Claims

Verfahren zur Herstellung von mit Klebemittel verbundenen Produkten auf der Basis von Cellulose oder

Cellulosederivaten

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von mit Klebemittel verbundenen Produkten, die vollständig oder teilweise aus Cellulose oder Cellulosederivaten vom Typ Sägemehl, Holzspan, Papier oder Pflanzenfasern bestehen und unter Verwendung von Klebemitteln aus Harzen, die durch Kondensation von einem Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd und Harnstoff, Melamin oder einer Verbindung vom Phenoltyp gewonnen sind, erhalten wurden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt

030061/0016

Y 8

mit ionisierender Strahlung von höchstens 5 Mrad in solcher Weise bestrahlt, daß das Material einer bestimmten Vernetzung unterzogen wird und gleichzeitig noch vorhandene Restmengen an nicht gehärteten Klebemittelsubstanzen vermindert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bestrahlungsdosis so wählt, daß die in dem Material noch vorhandenen Restraengen an Aldehyd vermindert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die in dem Material noch vorhandene Restmenge an Formaldehyd reduziert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Grad der erfolgenden Vernetzung durch Zugabe von Zusatzstoffen, die olefinische, Acryl- oder vergleichbare Gruppen enthalten, erhöht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

man den Grad der erfolgenden Vernetzung durch Modifizierung der Klebemittelsubstanz selbst in solcher Weise erhöht, daß olefinische, Acryl- oder vergleichbare Gruppen an eine oder mehrere Komponenten des Harzes chemisch gebunden werden.

030061/00 16