FI105788B - Menetelmä vanerin ja lastulevyn suojaamiseksi lahoamiselta ja homehtumiselta - Google Patents

Description

105788

MENETELMÄ VANERIN JA LASTULEVYN SUOJAAMISEKSI LAHOAMISELTA JA HOMEHTUMISELTA

' 5 Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää vanerin ja lastulevyn suojaamiseksi mikro-organismien aiheuttamilta ei-toivotuilta reaktioilta, etenkin sienten ja homeiden aiheuttamilta reaktioilta, kuten lahoamiselta, homehtumiselta ja sinistymiseltä.

10 Tällaisen menetelmän mukaan erillisistä puuaineskappaleista muodostetaan puukom- posiittituote liittämällä puuaineskappaleet yhteen liima-aineella. Puuaineskappaleet voivat koostuva tasomaisista puuviiluista tai pienemmistä puuhiukkasista (lastuista, puruista tai puupölystä). Mikro-organismien kasvua ja leviämistä estävä tehoaine sekoitetaan käytettävään liimaan.

15

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 9 johdannon mukaista vaneria, lastulevyä tai sentapaista puukomposiittituotetta.

Lahottajasienet ja eräät muut mikro-organismit käyttävät puun rakennekomponetteja 20 aineenvaihdunnassaan tai pilaavat puutavaraa kasvustoillaan. Puun tuhoutumista, lähinnä lujuusominaisuuksien oleellista heikkenemistä, aiheuttavat lahottajasienet, joista voidaan mainita rusko-, valko- ja katkolahottajasienet. Näistä suurimpia vaurioita aiheuttavat • ruskolahottajasienet, kuten lattiasieni (Serpula lacrymans), kellarisieni (Coniophora puteana), laakakäävät (Poria sp., Äntrodia sp., Fibroporia sp.). Ruskolahottajasienet 25 hajottavat puun polysakkarideja aiheuttaen puun lujuusominaisuuksien nopean heikkenemisen jo lahoamisen alkuvaiheessa ennen painohäviön muodostumista puumateriaaliin.

„ Puumateriaalia turmelevat myös sinistäjä- ja homesienet aiheuttaen lähinnä värivikoja.

Sinistäjäsienet saattavat joissain tapauksissa aiheuttaa puuhun lievää painohäviötä, joka ’ 30 yleensä on kuitenkin alle 3 %. Runsaasti esiintyessään sinistäjäsienet muuttavat puun permeabiliteettiominaisuuksia, joilloin puumateriaali läpäiseen helpommin vettä, ja 2 105788 tällöin saattaa muodostua varsinaisille lahottajasienille otolliset kasvuolosuhteet.

Tavallisimpia puumateriaalissa esiintyviä sinistäjäsieniä ovat Ambrosiella-, Aure-obasidium-, Ceratocystis-, Cladosporium- ja Phialophora-sukaMn kuuluvat lajit. j 5 Yleisimpiä mäntysahatavaran sinistäjäsienilajeja ovat Aureobasidium pullulans ja Ceratocystis-sukuun kuuluvat lajit, kuten C. pilifera. Kuusisahatavaran sinistymää aiheuttavat edellä mainittujen lajien lisäksi mm. Ceratocystis piceae ja C. coerulescens. Havupuusahatavarassa esiintyy edellä mainittuihin sukuihin kuuluvien sienien lisäksi myös Sclerophoma-sukuun kuuluvia lajeja, kuten Sclerophoma entoxylina. Homevauri-10 oita aiheuttavista sienistä mainittakoon Cladosporium-, Altenaria-, Helminthosporium-, Penicillium-, Aspergillus-, Epicoccus- ja Rhizopus-sukuMn kuuluvat lajit. Näistä etenkin Penicillium- ja Aspergillus-sukuMn kuuluvat homeet aiheuttavat suuria vaurioita sisätiloissa ja rakenteissa.

15 Puutavaran suojaamiseksi mikro-organismien aiheuttamalta tuhoutumiselta ja turmeltumiselta on kehitetty erilaisia menetelmiä ja aineita. Tavallisin tapa suojata puumateriaali on painekyllästää puu suoja-aineilla (esim. suolakyllästeet ja kreosoottiöljy), jotka estävät mikro-organismien kasvun puussa. Vanerin- ja muiden sen kaltaisten puukom-posiittimateriaalien ollessa kyseessä eniten käytössä oleva suojauskäsittely on suoja-20 aineen sekoittaminen liimaan levyn valmistuksen yhteydessä. Useimpien liimaan lisättävien tuotteiden tehoaineina ovat klooratut fenolit, orgaaniset tinayhdisteet, fluoridit ja nykyisin Xyligen-, morasidi- ja ksylasaani-yhdisteet. Liimaan sekoittamisen ; . lisäksi puukomposiittituotteet voidaan suojata niiskuttamalla puuviilut tai -lastut suoja- . : . aineliuoksella. Viilut voidaan myös käsitellä upottamalla. Valmiit levyt voidaan suojata 25 paine- tai tyhjiökyllästämällä, joilloin käytettäviä aineita ovat suolakyllästeet ja orgaani-: siä tinayhdisteitä sisältävät öljypohjaiset tuotteet.

: Sahatavaran kyllästykseen käytettävien aineiden epäkohtana on niiden yleismyrkyllisyys, mistä syystä kyllästysainejäämiä ja kyllästettyä puutavaraa on käsiteltävä ongelmajättei-30 nä. Sama ongelma koskee myös edellä mainittuja, puukomposnttituotteiden suojaamiseen käytettyjä aineita.

FI-patenttijulkaisusta 90951 tunnetaan puunsuojausmenetelmä, jolla on ratkaistu 3 105788 sahatavaran perinteiseen puunsuojaukseen liittyneet ongelmat. Sanotussa menetelmässä puusta sidotaan kompleksinmuodostajilla ainakin osan niistä metalleista, jotka ovat oleellisia mikro-organismien metabolian kannalta. Puunsuojaus tapahtuu kyllästämällä sinänsä tunnetulla tavalla käsiteltävä puutavara kompleksinmuodostajan liuoksella.

r 5

Kompleksinmuodostajien käyttöä vanerin tai senkaltaisten yhdistelmäpuutuotteiden suojaamiseen ei toistaiseksi ole ehdotettu. Etenkään ei koskaan aikaisemmin ole ehdotettu vanerin ja lastulevyjen ja sentapaisten, puuaineskappaleista ja niitä toisiinsa yhdistävästä (kovettuneesta) liimasta koostuvien puukomposiittituotteiden suojaamista 10 lahoamiselta ja homehtumiselta sekoittamalla kompleksinmuodostajia näiden tuotteiden liimaan valmistuksen yhteydessä. Tätä ei ilmeisesti ole pidetty mahdollisena koska käytettävät liimat ovat kaksi-komponenttiliimoja, ja niiden kovetteet sisältävät kompleksinmuodostajia sitovia metalleja. Niinpä eräs tavallinen vaneriliiman kovete sisältää mm. puukuoriuutetta ja liitua, jolloin siihen sisältyy suurehkoja määriä raskasmetalleja 15 ja muita metalleja. Tämän tiedon perusteella on voitu epäillä, että kompleksinmuodostajan lisääminen vanerin tai sentapaisen puukomposiitin liimaan huonontaisi ratkaisevasti liiman ominaisuuksia, mikä johtaisi esim. liiman saostumiseen, pH:n muuttumiseen ja geeliytymisen estymiseen.

20 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan uusi menetelmä vanerin, lastulevyjen ja sentapaisten puukomposiittien suojaamiseksi lahomiselta, homehtumiselta ja vastaavilta mikro-organismien aiheutta-. ! miltä tuhoutumis- ja turmeltumisreaktioilta.

25 Esillä olevan keksinnön mukaan puukomposiittia suojataan näiltä mikro-organismien ei-; . ·, toivotuilta reaktioilta lisäämällä vanerin ja lastulevyn valmistuksessa käytettävään liima- ... aineeseen sienten lahoamismekanismeille ja yleiselle aineenvaihdunnalle oleellisia «S * , * v ' . metalleja sitovia kelaatinmuodostajia. Keksintö perustuu näet siihen yllättävään havain- ' toon, että vastoin ennakko-odotuksia liimaan sekoitettu kelaatinmuodostaja kykenee 30 siirtymään liimasta peräisin olevan kosteuden ja levyjen prosessoinnin avulla viiluun tai ‘; lastuihin ilman, että liiman koostumuksessa tai toiminnassa tapahtuu mitään oleellisia muutoksia. On jopa todettu, että kompleksinmuodostajat nopeuttavat vanerilevyjen fenolihartsiliiman kovettumista ja lastulevyjen melamiiniureaformaldehydihartsiin 4 105788 lisättyinä kompleksinmuodostajat lisäävät valmistettavien levyjen poikittaisvetolujuutta.

Vanerin ja lastulevyn puuaineksessa kelaattori sitoo lahottajasienille siirtymämetalleja, etupäässä rautaa ja mangaania, ja muille mikro-organismeille oleellisia muita metalleja ja 5 parantaa huomattavasti puukomposiittituotteen lahon- ja homeenkestävyyttä.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

10 Keksinnön mukaan on erityisen edullista lisätä kompleksinmuodostaja liima-aineeseen jo tämän valmistuksen yhteydessä. Niinpä käytettäessä esim. niukkaliukoista kompleksinmuodostajaa, kuten EDTA:n kaksiarvoista natriumsuolaa, voidaan tällöin hyödyntää sideaineen eksotermisen kondensaatioreaktion tuottama lämpö kompleksinmuodostajan liukoisuuden parantamiseksi.

15 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle vanerille, lastulevylle tai sentapaiselle puukomposiittituotteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.

20 "Puukomposiittituotteet" käsittävät paitsi tavalliset ristiliimatut vanerilevyt ja lastulevyt myös erilaiset rimalevyt ja muut yhteenliimatuista puuosista koostuvat levyt ja kappaleet. Menetelmää voidaan siten myös käyttää esim. tikkumaisista viilukappaleista tehtyjen palkkien suojaamiseen. Puukappaleet voivat olla havupuuta tai lehtipuuta tai näiden yhdistelmiä.

25

Mikro-organismien "ei-toivotuilla reaktioilla" tarkoitetaan tässä hakemuksessa lähinnä t sienten ja homeiden aiheuttamaa puun turmeltumista ja tuhoutumista. Puun tuhoutumisesta, eli sen lujuusominaisuuksien oleellisesta heikkenemisestä, ovat pääasiassa vastuussa lahottajasienet, joita ovat esim. yllä mainitut ruskolahottajasienet ja valkolahotta-30 jasienet. Puun turmeltumista (eli värivikoja) aiheuttavat mm. yllä mainitut sinistäjä- ja homesienet. Näiden aiheuttama painohäviö on kuitenkin merkityksetön.

5 105788

Keksintöä voidaan käyttää suojaamaan puutavaraa kaikkien yllä mainittujen mikro-organismien ei-toivotuilta reaktioilta.

Tämän hakemuksen puitteissa tarkoitetaan käsitteellä "kompleksinmuodostaja" (eli * 5 "kelaatinmuodostaja") ainetta, joka kykenee sitomaan kaksi- tai kolmiarvoisia kationeja liukenemattomiksi tai liukeneviksi komplekseiksi.

Metallien sitomiseen käytettävät kompleksinmuodostajat ovat pääasiallisesti veteen liukenevia, joten ne soveltuvat hyvin liima-aineeseen sekoitettavaksi. Vanerien liimauk-10 sessa käytetään pääasiallisesti fenolihartsiliimaa. Kosteisiin olosuhteisiin tarkoitettujen lastulevyjen liimauksessa käytetään ureamelamiinihartsiliimaa.

Kompleksinmuodostajat voidaan jakaa epäorgaanisiin ja orgaanisiin yhdisteisiin. Epäorgaaniset kompleksinmuodostajat ovat erilaisia syklisiä ja lineaarisia fosfaattiyhdis-15 teitä, esim. poly fosfaatteja, kuten natriumpolyfosfaatti (Na5P3OI0, STPP). Tärkeimmät orgaaniset kompleksinmuodostajat ovat aminokarboksyylihapot ja niiden suolat, joissa happo-osana on etikkahappo (esimerkkeinä mainittakoon etyleenidiamiinitetraetikkahap-po (EDTA), n-h\droksietyyli-etyleenidiamiinitrietikkahappo (HEDTA), dietyleenit-riamiinipentaetikkahappo (DTPA), nitriloetikkahappo (NTA), etyleenidiamiini-di-(o-20 hydroksifenyjliettkkahappo) (EDDHA), dietanoliglysiini (DEG) ja etanolidiglysiini t * (EDG) sekä naiden suolat, etenkin alkalimetallisuolat, hydroksihapot (glukonihappö, glukoheptomhappo ja muut sokerihapot, kuten /3-glukoisosakkariinihappo, a-isosakka-. riinihappo. viinihappo, omenahappo ja sitruunahappo) ja niiden suolat, sekä organofos- •; faatit, joissa happo osana on fosforihappo (esimerkkeinä mainittakoon aminotrimety- 25 leenifosfonihappo (ΛΤΜΡ), l-hydroksietylideeni-l,l-difosfonihappo (HEDP), ety-. leenidiamiinitetrametyleenifosfonihappo (EDTMP), dietyleenitriamiinipentamety- . . . leenifosfonihappo (DTPMP) ja niiden suolat.

• r F I

. · Keksinnössä voidaan myös käyttää metalleja sitovia fenolaatteja tai katekolaatteja, kuten 30 mikro-organismien tuottamia biologisia kelaattoreita, sideroforeja. Sideroforit ovat mikro-organismien tuottamia kompleksinmuodostajia, jotka sitovat kasvualustan metalli-1 ' ioneja, etenkin rautaa, organismin käyttöön. Eräillä sienten (Trichoderma sp.) ja bakteerien (Pseudomonas j/j.) tuottamilla sideroforeilla on todettu olevan toisten mikro- 6 105788 organismien kasvua ehkäisevä vaikutus, joka perustuu sideroforien voimakkaaseen affiniteettiin kasvualustassa olevaan rautaan.

Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan käytetään kompleksinmuodostajana 5 aminokarboksylaattia tai aminokarboksyylihappoa, sopivimmin aminotetrakarboksylaat- teja tai -karboksyylihappoja. Alla esitettävissä esimerkeissä on käytetty etyleeni-diamiinitetra-etikkahappoa (EDTA) ja sen suoloja (etyleenidiamiinitetra-asetaatteja), jotka ovat osoittautunut erityisen tehokkaiksi keksinnön mukaisessa menetelmässä. EDTA:n sopivia suoloja ovat alkalimetallisuolat, etenkin natriumsuolat: Na2-EDTAc ja 10 Na4-EDTAc.

Keksinnön mukaan vanerin ja lastulevyn valmistukseen tarvittavaan liimaan sekoitetaan puunsuojauksen kannalta tehokas määrä kompleksinmuodostajaa. Liiman mukana suoja-aine siirtyy vanerin puuviiluihin tai lastulevyn lastuihin siten, että mahdollisimman suuri 15 osuus puuaineksen sisältämistä metalleista saadaan sidottua sellaiseen muotoon, että ne eivät kykene osallistumaan sienten aineenvaihdunnan yleisiin reaktioihin tai katalysoimaan lahotusprosessin reaktioita. Käytännössä sidotaan ainakin noin 10 % kaikista puuaineksesta olevista, edellä mainituista metalleista, edullisesti yli noin 20 %.

20 Kompleksinmuodostajan lisäämisen lämpötila määräytyy kompleksinmuodostajan, . . etenkin sen liukoisuuden, kompleksinmuodostajan liuottimen sekä liima-aineen mukaan.

. . Sopivimmin toimitaan noin 5 - noin 110 °C:ssa. Tavallisesti toimitaan huoneenlämpö- . ·/; tilassa, eli noin 15 - 25 °C:ssa. Niukkaliuokoisten kompleksinmuodostajien kohdalla käytetään edullisesti korotettua lämpötilaa. Niinpä esim. Na2-EDTA:ta lisätään liima- : : : 25 aineeseen sopivimmin ainakin 30 °C:n, erityisen edullisesti noin 40 - 110 °C:n, lämpötilassa. (Paineettomissa olosuhteissa toimittaessa lämpötilan yläraja on noin 95 j °C).

' : Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan kompleksinmuodostaja lisätään liima- : · 30 ainekoostumukseen jo tämän valmistuksen yhteydessä. Lisäys voidaan tehdä sideaineena toimivan polymeerihartsin polymeroinnin yhteydessä ja/tai välittömästi sen jälkeen.

: Niinpä valmistettaessa esim. fenoliformaldehydi-pohjaista hartsia voidaan kompleksin muodostaja (tai osa siitä) lisätä fenolin ja formaldehydin sekä mahdollisesti käytettävän 7 105788 katalyytin kanssa kondensaatioreaktoriin, jolloin kompleksinmuodostaja liukenee reaktioseoksen vesifaasiin (seoksessa on tyypillisesti 40 - 60 % vettä) kondensaatioreak-tio kehittämän lämmön vaikutuksesta. Tavallisesti lämpötila reaktorissa nousee noin 70 - 110 °C:seen (paineettomissa olosuhteissa korkeintaan noin 95 °C:seen), mikä « 5 moninkertaistaa esimerkiksi Na2EDTA:n ja sentapaisen niukkaliuokoisen kompleksin muodostajan liukoisuuden liima-ainekoostumukseen. Toinen vaihtoehto on lisätä kompleksinmuodostaja hartsiseokseen välittömästi kondensaatioreaktion edettyä loppuun, ennen kuin sen annetaan jäähtyä.

10 Fenoli-formaldehydireaktion katalyyttina käytetään tavallisesti happoa (esim. HC1), emästä (esim. NaOH) tai amiinia. Koska monet kompleksinmuodostajat sisältävät myös amiiniryhmiä voidaan valmistuksen katalyytti usein korvata kompleksinmuodostajalla.

Suhteessa sideainehartsin määrään lisätään lähtöaineseokseen noin 1-30 paino-osaa 15 kompleksinmuodostajaa ja noin 99 - 70 paino-osaa muita lähtöaineita (mukaanlukien niihin sisältyvän veden), jotta saataisiin liima-ainekoostumus, jossa kompleksinmuodostajan määrä on noin 1 - 30 paino- %, edullisesti noin 2-20 paino- %.

Edellä esitetty ratkaisu soveltuu paitsi fenoli-formaldehydi-liimojen valmistukseen 20 yleisesti sellaisten liima-ainekoostumusten valmistukseen, jotka sisältävät hartsin, jonka polymerointireaktio tuottaa lämpöä, tai jotka polymeroidaan lämmittämällä lähtöai-neseos ainakin noin 40 °C:n lämpötilaan.

:. Kompleksinmuodostajan pitoisuus liima-ainekoostumuksessa voi vaihdella laajalti, kuten :.: · 25 yllä todettiin. Tavallisesti pyritään siihen, että liimaan olisi sekoitettu sen verran suoja- ainetta, että sen määrä puutuotteesta olisi noin 1....30 kg/m3 puuta, edullisesti noin i i : 5...20 kg/m3.

« ‘ : Erityisen hyvin kompleksinmuodostajat sopivat käytettäviksi yhdessä 2-komponenttilii- 30 mojen, kuten fenolihartsillimojen ja melamiiniureaformaldehydihartsien, kanssa.

: ·'; Sopivimmin kompleksinmuodostajia käytetään yhdessä sellaisten liimojen kanssa, jotka ovat sekoitettavissa polaaristen liuottimien, kuten veden, kanssa ja jotka kuivues-saan/kovettuessaan muodostuvat veteen liukenemattomiksi. Niinpä yhdistämällä 8 105788 kompleksinmuodostajia ja melamiiniureaformaldehydihartseja voidaan tuottaa lastulevyjä, jotka sopivat käytettäviksi kosteissa tiloissa.

Kompleksinmuodostajaa sisältävä liima voidaan saattaa käsiteltävien puuaineskappalei-5 den pinnalle tavanomaista liimanlevitystekniikkaa noudattaen, esim. suihkuttamalla tai sivelemällä puukappaleita liimalla levynmuodostuksen yhteydessä.

Suoja-aineen liuottimena tai dispergointiaineena on edullisesti vesi ja puunsuoja-aineeseen voi myös sisältyä muita sinänsä tunnettuja apuaineita, jotka edistävät liuoksen 10 tai dispersion tunkeutumista puuainekseen. Biologisesti inerttien apuaineiden lisäksi keksinnön mukainen puunsuoja-aine voi sisältää tunnettuja biologisesti aktiivisia yhdisteitä, kuten kupari-ioneja tai kuparikomplekseja.

Keksintöön liittyy huomattavia etuja. Niinpä, kuten yllä mainittiin, keksinnön mukainen 15 puunsuoja-aine on vesiliukoinen ja liimaan sekoitettavissa, ja tässä mielessä siis ympäristöystävällinen. Se ei myöskään sisällä mitään nk. yleismyrkkyjä, vaan on päinvastoin varsin spesifinen niille puussa esiintyville mikro-organismeille, etenkin sienille, jotka aiheuttavat lahoamista. Keksinnön mukaisessa menetelmässä hyödynnetään tehokkaasti kemiallisten kompleksinmuodostajien ja mikro-organismien tuottamien 20 sideroforien k>k>a sitoa kasvualustan sisältämä rauta, muut transitiometallit ja bioaktii- viset komponentit sienten kasvun ja leviämisen estämiseksi.

t : : Edelleen on yllättäen havaittu, että vanerilevyn fenolihartsiliimaan sekoitettu kompleksi · · sinmuodostaja nopeuttaa liiman kovettumista ja että melamiiniureaformaldehydihartsilla : 25 (MUF) valmistettujen lastulevyjen lujuusominaisuudet kasvavat, jos liimaan lisätään kompleksinmuodostajaa. Pinnoitetulla vaneerilla tehdyt kokeet osoittavat lisäksi, että :i kompleksinmuodostaja suojaa paremmin valkolahottajan aiheuttamaa lahoa vastaan kuin * * * ' yleisesti käytetty suoja-aine (Xyligen).

• « 30 Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan muutaman ei-rajoittavan sovellutusesimerkin avulla.

· 9 105788

Esimerkki 1 EDTA:n vaikutus liiman viskositeettiin yms. ominaisuuksiin vanerin suojauksessa A. Käytettävä liima i 5

Kokeessa käytettiin fenolihartsiliimaa, joka kovetettiin paraformaldehydiä ja täyteaineita sisältävällä seoksella. Liimaseos valmistettiin valmistajan ohjeiden mukaan fenolihartsi (Exter 4012) 100 g 10 pulverikovete (saija 2500) 17 g tislattu vesi (sis. kelaattorin) 18 g

Valmistajan tietojen mukaan kovete sisälsi seuraavia komponentteja: paraformaldehydiä, puujauhoa, Quebracho-puusta valmistettua uutetta ja liitua.

15 B. Tutkittava kelaattori

Tislattuun veteen sekoitettava kelaattori Na4-EDTA, josta valmistettiin kolme pitoisuutta (paino-%), nimittäin 1 % EDTA, 5 % EDTA ja 10 % EDTA

20

Kelaattorimäärä laskettiin liimanTenolhartsiosuuden kuiva-ainepitoisuuden mukaan. Kelaattori sekoitettiin liiman valmistukseen tarvittavaan veteen.

: C. Liima-kelaattoriseoksen ominaisuuksien tutkiminen : 25

Liima-kelaattoriseoksen annettiin seistä yön yli ennen määrityksiä. Liimaseoksen : : : geeliytymisaste määritettiin lisäämällä koeputkeen tunnettu määrä tutkittavaa seosta.

' Liimaseos asetettiin 102 °C lämpötilaan (vesi-glykolihapposeokseen) ja seosta sekoite- , - j taan kevyesti kunnes saavutettiin ns. nekkuefekti. Geeliytymisaste määritettiin ajan 30 funktioina (sekuntikello). Liimaseoksesta määritettiin lisäksi pH ja viskositeetti (Brook-: : : field digital viscometer).

10 105788

Taulukko 1. Na4-EDTA:n vaikutus fenolihartsiliiman ominaisuuksiin Näyte pH Viskositeetti Kovettumisaika (mPas1) (min)

Kontrolli 11,6 540 Ιό,4 5 1 io EDTA ΠΤ6 5Ϊ0 ΪΜ 5 % EDTA ΓΠ6 520 \5j 10 % EDTA TT? 500 Rl 10

Kelaattorin lisääminen liimaseokseen ei muuta merkittävästi liiman viskositeetti-, pH- ja geeliytymisominaisuuksiin.

Esimerkki 2 15 Kelaattorin vaikutus liimasauman lujuuteen

Lujuuskokeet suoritettiin 3-ply:n kuusivanerilla lujuusmäärityksiä varten kehitetyllä Humpreyn laitteella seuraavissa olosuhteissa: : 20 Liimausaika 1 min ; : Esipuristusaika n. 5 min, 0,3 N/m2

Seisotusaika 0-20 min M.: Puristusaika 4 min

! : : Puristuslämpö 135 °C

* 25 Puristuspaine 1,2 N/m2 : ‘ : Taulukossa 2 on ilmoitettu tuloksena saadun vanerin leikkauslujuus (N/m2) ja puusta \ murtumalujuus (%).

t i 11 105788

Taulukko 2. Vanerin leikkauslujuus (N/m2) ja puusta murtumalujuus (%)

Liiman käsittely (tehoaine-%/ Leikkauslujuus Puusta murtumalujuus fenolihartsin kuiva-aine) (N/m2) (%) « 5 Kontrolli L28 lÖÖ 10 % Na4-EDTA ΠΤ7 93

Tuloksista näkyy, ettei kelaattori vaikuta merkittävästi liimasauman lujuutta heikentävästi.

10

Esimerkki 3

Liimasaumaan lisätyn EDTA: n tehokkuus vanerin lahonsuojauksessa

Liimasaumaan lisätyn EDTArn tehokkuutta vanerin lahonsuojauksessa tutkittiin EN 113 15 standardin mukaisissa koeolosuhteissa. EDTA:ta lisättiin liima-aineeseen siten, että tehoaineen määrä puussa oli 3.5 kg/m3, 5,5 kg/m3 tai 10.0 kg/m3. Koivuviilusta valmistettiin 7-ply:n koelevyjä liimasaumanlujuus-ja lahotuskokeita varten. Vanerin valmis-tusolosuhteet olivat: 20 Liimanlevitys 160 - 177 g/m2 (n. 80 - 90 g/viilu)

Avoin aika 5, 20 ja 30 minuuttia

Esipuristuspaine 0,8 Mpa (painediagrammi nro K2)

Esipuristusaika 7 minuuttia * · Jälkiseisotusaika 20, 30 minuuttia ja 4 tuntia 25 Kuumapuristuspaine 1,7/0,8/0,4 MPa (painediagrammi nro Kl)

Kuumapuristuslämpötila 135 °C

^ Kuumapuristusaika 7,5 minuuttia (450 sekuntia) ’ · ; Levyjen esipuristustartunta oli hyvä. Levyt täyttivät BFU 20 standardin vaatimukset.

. ' 30

Koivuvanerista valmistetut lahotuskoekappaleet olivat 50 x 50 mm suuruisia ja tes-tisieninä olivat ruskolahottaja Coniophora puteana ja valkolahottaja Pleurotus ostreatus.

12 105788

Lahotuskoe kesti 16 viikkoa ja käsittelyn tehokkuus määritettiin sienten auheuttamien painohäviöiden avulla. Ennen kokeen alkua koekappaleita haihdutettiin 40 °C lämpötilassa noin 4 viikon ajan. Haihdutuksen avulla pyrittiin vähentämään fenolihartsin sisältämiä pienimolekyylisiä yhdisteitä, jotka saattavat haitata sienten kasvua. Kokeen 5 kontrolleina käytettiin suojaamatonta vaneria ja Xyligen-suojattua (10 kg/m3) vaneria. Kokeen tulokset on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3. Liimasaumasuojatun vanerin lahonkestävyys EN 113 olosuhteissa.

10 Käsittely Painohäviö-% Painohäviö-% P. ostreatus C. puteana

Kontrolli 12,6 2,4 EDTA, 3,5 kg/m3 6,3 1,6 EDTA, 5,5 kg/m3 4,5 1,8 EDTA, 10 kg/m3 5,4 2,2 15 Xyligen, 10 kg/m3 5,4 0,7

Esimerkki 4 20 EDTA:n vaikutus lastulevyn ominaisuuksiin f ; ; Laboratorio-olosuhteissa valmistettiin 3-kerroksisia lastulevyjä, joiden nimellispaksuus • : : oli 12 mm. Lastulevyt valmistettiin pääasiallisesti havulastusta, mutta joukossa oli myös jonkin verran lehtipuulastua. Sideaineina käytettiin yleisesti käytettyä melamiiniureafor-i t ; 25 maldehydihartsi (MUF). Tehoaine lisättiin lastuihin vesiliuoksina linnoituksen yhteydes- : : : sä. Tehoaineen määrä laskettiin siten, että kokonaismääräksi tulisi 10 kg/m3.

t 1 < 1 * 1 » ,3 105788

Taulukko 4. EDTA:n vaikutus lastulevyn lujuusominaisuuksiin.

Käsittely Taivutuslujuus Poiki ttaisvetolujuus (N/mm2) (N/mra2)

Kontrolli ΓΒ73 0,91 • ’ 5 NarEDTA E£7 1,22

Na4-EDTA 1673 Γ7Ϊ4 j ! ymatJBBtr»*··· 10 Tulosten perusteella liimaan lisätty kelaattori parantaa selkeästi MUF-liimattujen lastulevyjen lujuusominaisuuksia.

Esimerkki 5 EDTA-suojatun lastulevyn lahonkesto 15 EDTA-suojattujen MUF-lastulevyjen lahonkestävyyttä tutkittiin modifioidun EN 113 standarditestin mukaisesti. Lahotuskoe kesti 16 viikkoa ja testisieniksi valittiin ruskola-hottajasieni (Coniophora puteanä) ja valkolahottajasieni (Coriolus versicolor). Koekappaleita ei huuhdottu ennen lahotuskoetta. Kokeen kontrolleina toimivat suojaamattomat 20 MUF-lastulevyt sekä männyn pintapuuta olevat virulenssikontrollit.

Taulukko 5. EDTA-suojatun lastulevyn lahonkesto Käsittely Painohäviö-% Painohäviö-% f » · ’ ‘ ‘ C. puteana C. versicolor 25 Kontrolli 53,1 23,9 i : : NarEDTA 5^ 3^ " v’: Na4-EDTA U 0/7 : Männyn pintapuukontrolli 40,2 12,4 * ' H - 1 I —^-1 - I » « • 30 v » * '. : EDTA-suojatut MUF-lastulevyt tehosivat hyvin sekä rusko- että valkolahottajien 14 105788 aiheuttamaa lahoa vastaan. Koska kompleksinmuodostaja liimaan lisättynä saa aikaa lastulevyn lujuusominaisuuksien paranemisen, esillä oleva menetelmä soveltuu erittäin hyvin kosteissa olosuhteissa käytettävien lastulevyjen suojaamiseksi homehtumiselta ja lahoamiselta.

5

Esimerkki 6

Pinnoituksen ja reunasuojauksen vaikutus liimasaumasuojattujen vanerien lahon-kestävyyteen 10

Kokeeseen valittiin EDTA (Detarex) -suojattua (10 kg/m3), Xyligen-suojattua (10 kg/m3) ja suojaamatonta koivuvaneria. Vanerit pinnoitettiin molemmilta puolilta 220 g:n fenolifilmillä. Vanereita valmistettaessa levyn toiselle puolelle kiinnitettiin viirapintai-nen filmi ja toiselle puolelle kiiltopintainen filmi. Levyistä sahattiin lahotuskokeita 15 varten 50 x 50 mm kokoisia koekappaleita, joista puolet reunamaalattiin akryylilateksil-la.

Lahotuskokeeseen valittiin kaksi testisientä: ruskolahottaja (Coniophora puteana) ja valkolahottaja (Pleurotus osteratus). Lahotuskoe suoritettiin EN 113 standardin mukai-20 sesti ja osaa koevanereita huuhdottiin standardin EN 84 mukaisesti (14 vuorokautta tislatulla vedellä). Lahotuskoe kesti 16 viikkoa.

• ; : Lahotuskokeen tulokset on esitetty taulukossa 1. Painohäviöt on esitetty 4 rinnakkaisen • ' · koekappaleen keskiarvoina.

!,· : 25 > » ' » i 1 r \ 9 I w

» I

t » * t 15 105788

Taulukko 6 Pinnoitettujen ja reunasuojattujen vanerien lahonkesto Käsittely Painohäviö-% Painohäviö-^ C. puteana P. ostreatus

Reunasuojaus ' 5 EDTA 0,3 0 EDTA + huuhdonta 0 0

Xyligen 0,1 0,1

Xyligen + huuhdonta 0 0

Kontrolli 2,4 12,6 10 Kontrolli + huuhdonta 46,7 22,8

Ei reunasuojausta EDTA 0,2 0,5 EDTA + huuhdonta 37,4 14,5

Xyligen 1,5 4,4 15 Xyligen -f- huuhdonta 36,2 32,0

Kontrolli 2,7 24,5

Kontrolli + huuhdonta . 34,1 33,2 20 Pinnoitettu ja rcunasuojattu vaneri kestää rusko- ja valkolahottajasieniä vastaan huuhto-mattomana. EDTA- ja Xyligenkäsiteltyjen vanerien välillä ei havaittu eroja. Reuna-suojaus estää näissä olosuhteissa myös suojaamattomien vanerikappaleiden lahoamisen. EDTA- ja Xyligen käsittelyt suojasivat myös tehokkaasti huuhdeltuja vanereita lahoamiselta.

25

Pinnoitettu vaneri ilman reunasuojausta kestää huuhtomattomana lahottajasieniä vastaan, : .·. kun liimasaumaan on lisätty tehoaineeksi EDTA tai Xyligen. Valkolahottajan osalta EDTA on Xyligen ia tehokkaampi lahonestossa.

• · · ^ · · · · »

Claims (9)

16 105788

1. Menetelmä vanerien, lastulevyjen ja sentapaisten, puuaineskappaleista ja ne toisiinsa yhdistävästä liima-aineesta koostuvien puukomposiittituotteiden suojaamiseksi lahoami- 5 seita ja homehtumiselta, tunnettu siitä, että puunsuoja-aineena käytetään kompleksinmuodostajaa, joka kykenee sitomaan siirtymämetalleja ja joka sekoitetaan komposiittituotteiden valmistukseen käytettävään liimaan ennen tuotteen muodostamista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 10 liimaan sekoittua kompleksinmuodostajaa, jonka määrä on noin 1-30 kg, edullisesti noin 5 - 20 kg kompleksinmuodostajaa/m5 puuta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kompleksinmuodostajana käytetään orgaanista kelatointiainetta, etenkin aminopolykarboksyy- 15 lihappoa tai sen suolaa, hydroksihappoa tai sen suolaa tai organofosfaattia.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kompleksinmuodostajana käytetään etyleenidiamiinitetraetikkahappo (EDTA), nitrilotrietikkahappo (NTA), n-hydroksietyyli-etyleenidiamiinitrietikkahappo (HEDTA), dietyleenitriamiini- 20 pentaetikkahappo (DTPA), etyleenidiamiini-di-(o-hydroksifenyylietikkahappo (EDDHDA), dietanoliglysiini (DEG) tai etanolidiglysiini (EDG) tai näiden alkalimetal-lisuoloja.

, 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 liimana käytetään fenolihartsiliimaa tai ureamelamiinihartsiliimaa.

: : : 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : kompleksinmuodostaja sekoitetaan liimaan 5 - 80 °C:n lämpötilassa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, jossa kompleksinmuodostajana käytetään ; . Na2EDTA:ta, tunnettu siitä, että kompleksinmuodostaja sekoitetaan liimaan noin 30 - 80 °C:n lämpötilassa. 105788 17 *

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan kosteissa tiloissa käyttökelpoinen lastulevy käyttämällä liimana melamiiniureaformalde- hydihartsia, johon sekoitetaan EDTA:ta tai tämän natrium-suolaa.

9. Vaneri, lastulevy tai sentapainen puukomposiittituote, tunnettu siitä, että se on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukaisesti. « » I * f 105788 18