FI129049B - Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi - Google Patents
Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi Download PDFInfo
- Publication number
- FI129049B FI129049B FI20195365A FI20195365A FI129049B FI 129049 B FI129049 B FI 129049B FI 20195365 A FI20195365 A FI 20195365A FI 20195365 A FI20195365 A FI 20195365A FI 129049 B FI129049 B FI 129049B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- paper
- weight
- resin
- resin mixture
- urea
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G13/00—Protecting plants
- A01G13/02—Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
- A01G13/0256—Ground coverings
- A01G13/0268—Mats or sheets, e.g. nets or fabrics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G12/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
- C08G12/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
- C08G12/40—Chemically modified polycondensates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
- C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
- C09K17/24—Condensation polymers of aldehydes or ketones
- C09K17/28—Urea-aldehyde condensation polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
- C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
- C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/52—Mulches
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/47—Condensation polymers of aldehydes or ketones
- D21H17/49—Condensation polymers of aldehydes or ketones with compounds containing hydrogen bound to nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
- Wrappers (AREA)
Abstract
Esillä oleva keksintö koskee hartsiseoksella impregnoitua maakatepaperia sekä menetelmää tällaisen maakatepaperin valmistamiseksi. Keksinnössä paperi impregnoidaan hartsiseoksella, joka käsittää urea-formaldehydihartsia, jolla on valmiissa maakatepaperissa mahdollisimman alhainen vapaan formaldehydin pitoisuus.
Description
Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi Keksinnön taustaa Keksinnön ala Esillä oleva keksintö koskee hartsiseoksella impregnoitua maakatepaperia sekä menetelmää tällaisen maakatepaperin valmistamiseksi sekä maakatepaperin loppukäyttökohteita. Tekniikan taso Viljelyksessä käytetään yleisesti maakatetta viljelysten kasvun edistämiseksi ja suojelemiseksi rikkakasveilta. Käytettävän maakatemateriaalin tulisi edullisesti estää versojen kasvaminen, säilyttää maaperän rakenne ennallaan, kontrolloida ilmastonvaihteluita, kuten kosteuden ja lämpötilan muutoksia, varmistaa viljelysten säännöllinen tuotanto niin määrällisesti kuin laadullisestikin sekä mahdollistaa mahdollinen mekaaninen maadoitus. Yleisesti on esitetty useita erilaisia maakatemateriaalevaihtoehtoja. Tyypillisesti viljelyksissä käytetään luonnossa hajoamatonta muovikatetta, kuten polyeteenikatetta. Hajoamattomuutensa takia tällainen maakatepaperi täytyy poistaa maaperästä kasvukauden loputtua, koska ympäristösyistä sitä ei voida haudata maaperään. Katteen poistaminen - jokaisen kasvukauden jälkeen aiheuttaa huomattavia lisäkustannuksia viljelyyn. Lisäksi e tyypillisesti mustanvärinen muovinen maakatepaperi kuumenee helposti auringonsäteiden x vaikutuksesta, mikä aiheuttaa maaperää lähellä olevien kasvien lehtien sulkeutumisen ja x lopulta palamisen, mikä luonnollisesti heikentää viljelyn tehokkuutta.
I = LO Edellä esitettyjen ongelmien vuoksi on pyritty kehittämään biohajoavia O . . . . . . 2 maakatemateriaaleja, kuten maakatepaperia. Maakatepaperia voidaan käsitellä urea-
O S formaldehydi-hartsilla sen märkälujuuden parantamiseksi ja näin paperin repeämisriskin pienentämiseksi. Hatsikäsittelystä huolimatta maakatepaperilla on todettu yhä olevan merkittävä ennenaikaisen hajoamisen riski vesifaasin aiheuttaman paperin laajenemisen ja vastaavasti kuivumisen aiheuttaman paperin kutistumisen seurauksena. Patenttijulkaisussa US6578315 on kuvattu menetelmä, jossa paperiin impregnoidaan hartsia (esim. urea-formaldehydia) ja tärkkelystä vedenkestävän maakatepaperin valmistamiseksi. Kasvukauden päätyttyä katteen päälle ruiskutetaan entsymaattista liuosta, joka nopeuttaa sekä paperin että hartsin hajoamista rikkoen sekä selluloosa-selluloosa-, hartsi-hartsi- että selluloosa-hartsi -sidoksia. Entsymaattinen liuos voidaan vaihtoehtoisesti sisällyttää maakatepaperiin mikrokapseleina. Hakemusjulkaisussa US349464 on esitetty menetelmä sieniresistentin maakatepaperin valmistamiseksi. Paperilietteeseen lisätään hydroksikinoliinia sekä metallista suolaa. Näin valmistettu maakatepaperi voidaan käsitellä urea-formaldehydihartsilla märkälujuuden parantamiseksi. Hakemusjulkaisussa US20050246949 on valmistettu maakatteena käytettävä kuitupohjainen tuki, joka on päällystetty vesipohjaisella biohajoavalla luonnollisella lateksilla. Tuessa voidaan käyttää lisäaineena myös 0,5—-15 % urea-formaldehydihartsia. Julkaisussa CN109503786A on kuvattu urea-formaldehydihartsilla impregnoitu maakatepaperi. Yleistä tekniikan tasoa edustavat myös julkaisut CN107722208A, US4409293A ja US4812366A.
- Tunnettujen ratkaisujen mukaisien maakatepaperien ominaisuudet eivät ole optimaaliset.
O Haasteena on edelleen parantaa maakatepaperien vedenkestävyyttä sekä x ympäristöystävällisyyttä. Urea-formaldehydihartsin käytön seurauksena maaperään pääsee + myrkyllistä formaldehydiä. Yhtenä haasteena on ollut myös urea-formaldehydihartsin z aiheuttama hajoamisajan piteneminen. On havaittu, että urea-formaldehydihartsilla so impregnoidun maakatepaperin hajoaminen saattaa kestää jopa kaksi vuotta.
e Maakatepaperin halutaan kuitenkin hajoavan kasvukausien välissä, jotta edellinen 2 maakatepaperi ei jää häiritsemään seuraavaa kasvukautta.
Maakatepaperissa käytettävän hartsin rakenne ja ominaisuudet riippuvat valmistuksessa käytetyistä reaktio-olosuhteista kuten esimerkiksi kondensointilämpötilasta, kondensointiajasta, katalyyttisysteemistä, liuotinsysteemistä sekä tietysti hartsin valmistamiseen käytettävien raaka-aineiden moolisuhteesta.
Keksinnön yhteenveto Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa ainakin osa tekniikan tasoon liittyvistä ongelmista ja saada aikaan parannettu hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi sekä menetelmä tällaisen maakatepaperin valmistamiseksi.
Esillä oleva keksintö käsittää maakatepaperin, joka käsittää paperin, joka on impregnoitu hartsiseoksella, joka sisältää urea-formaldehydi-hartsia ja, jonka seoksen vapaan formaldehydin pitoisuus on korkeintaan 2,0 paino-%. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että impregnoimalla maakatepaperiin urea- formaldehydi-hartsiseosta, jolla on alhainen vapaan formaldehydin pitoisuus, saadaan valmistettua kasvukauden yli kestävää, mutta yhä ympäristöystävällisempää maakatepaperia, koska paperista ei vapaudu sen hajotessa maaperään kasveille haitallista formaldehydiä.
Urea-formaldehydihartsi-seoksen vapaan formaldehydin pitoisuuteen voidaan vaikuttaa sekä hartsiseosta valmistettaessa että vielä seoksen paperiin impregnoimisen jälkeen hartsiseosta kovetettaessa. - Hartsiseoksen vapaan formaldehydipitoisuuden kannalta esillä olevassa keksinnössä on O merkittävää itse urea-formaldehydi-hartsin valmistaminen siten, että formaldehydin reaktio x fenolisten ryhmien kanssa saadaan vietyä mahdollisimman loppuun asti. x z Itse hartsin valmistamisen lisäksi vapaan formaldehydin pitoisuuteen voidaan vaikuttaa so hartiseoksen koostumuksella.
Hartsin joukkoon lisätään tyypillisesti metanolia, vettä ja e hartsin kovettajaa.
Edullisesti hartsiseoksen alhainen formaldehydipitoisuus varmistetaan 2 seostamalla hartsiseokseen ennen paperiin impregnointia myös fenolisia ryhmiä sisältävää ligniiniä ja/tai tanniinia, jotka sitovat vielä vapaana olevaa formaldehydiä ja tekevät maakatepaperista entistä ympäristöystävällisemmän.
Keksinnön mukaan saadaan siten aikaan maakatepaperi, joka käsittää urea- formaldehydihartsiseosta, jonka vapaan formaldehydin pitoisuus on korkeintaan 2,0 % hartsin painosta. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ratkaisulle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Esillä olevan keksinnön mukainen maakatepaperi on ympäristöystävällinen, säänkestävä ja sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet. Keksinnön mukainen maakatepaperi hajoaa itsestään noin 4-6 kuukauden kuluttua, jolloin sitä ei tarvitse erikseen poistaa maaperästä kasvukauden loputtua. Lisäksi itsestään hajoavasta katteesta jää urea-formaldehydihartsin sisältämää ureaa maaperään lannoitteeksi seuraavaa kasvukautta varten. Erityisesti esillä olevan keksinnön mukaisella ratkaisulla maakatepaperin impregnointiin käytettävän hartsin vapaan formaldehydin pitoisuus saadaan lopputuotteessa eli valmiissa maakatepaperissa jäämään niin pieneksi, että siitä ei ole haittaa seuraavien vuosien kasvustoille. Lisäksi keksinnön mukaisella maakatepaperilla on saavutettu parannetut ominaisuudet, kuten parannettu vedenkestävyys, kuitenkaan liikaa pidentämättä maakatepaperin hajoamisaikaa maaperään. Esillä olevan keksinnön mukainen maakatepaperi on siten entistä ympäristöystävällisempi. Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu tai sen koostumusta vastaavaa - maakatepaperi sopii siis käytettäväksi yleisesti perinteisen maakatemateriaalin O korvikkeena.
S + Sovellutusmuodot = so Esillä olevassa yhteydessä tarkoitetaan prosenteilla painoprosentteja, mikäli mitään muuta 2 ei ole sanottu.
N ”Hartsilla” tarkoitetaan fenolisia OH-ryhmiä sisältävän lähtöaineen ja formaldehydin reaktiotuotetta, joka saadaan polymerointi-reaktiolla.
Esillä oleva keksintö koskee maakatepaperia, joka käsittää paperin, joka on impregnoitu urea-formaldehydi-hartsiseoksella, jonka vapaan formaldehydin pitoisuus on korkeintaan 2 paino %, edullisesti korkeintaan 1 paino-%, edullisemmin korkeintaan 0,5 paino-%, sopivimmin korkeintaan 0,1 paino-%. Edullisen sovellutusmuodon mukaan esilä olevan keksinnön mukaisen maakatepaperin impregnointiin käytettävän hartsiseoksen vapaa formaldehydipitoisuus on tasolla 0,01— 0,09 paino-%. Edullisesti lopullisen maakatepaperin vapaa formaldehydipitoisuus on alle 0,01 paino-%, edullisemmin käytännössä 0 paino-%. Keksinnön mukainen urea-formaldehydihartsi valmistetaan yleisesti tunnetulla menetelmällä. Edullisesti urea-formaldehydihartsi valmistetaan kondensoimalla formaldehydi urean kanssa katalyytin läsnä ollessa korotetussa lämpötilassa siten, että ureaa on ylimäärä formaldehydiin nähden Alhaisen vapaan formaldehydipitoisuuden kannalta onkin merkittävää, että kun valmistuksessa käytetään sellaista urea-formaldehydi-moolisuhdetta, että ureaa on ylimäärä formaldehydiin nähden, käytännössä kaikki formaldehydi saadaan reagoimaan ja vapaaksi jäävä urea toimii lopputuotteessa lannoitteena. Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan formaldehydi-urea -moolisuhde (mol/mol) hartsikeitossa on noin 0,1-2,0, edullisesti noin 0,5—1,5, esimerkiksi 1,0+1,3.
- Edullisen sovellutusmuodon mukaan keksinnössä käytettävän urea-formaldehydihartsin e vapaan formaldehydin pitoisuus on hyvin matala eli korkeintaan 2 paino-%, edullisesti x korkeintaan 1 paino-%, esimerkiksi se on tasolla 0,5—1 paino-%, edullisesti se on alle 0,5 N paino-%.
I = LO Yhden sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukainen maakatepaperi valmistetaan 0 impregnoimalla paperia edellä kuvatulla urea-formaldehysihartsilla, jolloin hartsiseos S käsittää ainoastaan urea-formaldehydihartsin.
Edullisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukainen maakatepaperi valmistetaan impregnoimalla paperia urea-formaldehydihartsiseoksella. Yhden sovellutusmuodon mukaan hartsiseokseen lisätään urea-formaldehysihartsin lisäksi liuotinta. Liuottimena voi olla vesi tai niin sanottu varsinainen liuotin (jatkossa liuotin) tai näiden seos. Vesi ja liuotin edesauttavat hartsin imeytymistä paperiin, jolloin paperiin saadaan riittävä määrä hartsia edullisten ominaisuuksien saavuttamiseksi, ja lisäksi hartsi saadaan nestemäisemmässä muodossa imeytymään paperiin tasaisesti. Hartsin tasainen imeytyminen paperiin pienentää tarvittavaa hartsimäärää, koska paperiin eri muodostu turhia ”hartsikasaumia”. Hartsin ollessa tasaisesti imeytyneenä paperiin, vältytään paremmin myös ennenaikaiselta maantumiselta, koska hartsi suojaa paperia hajoamiselta tasaisesti kaikkialta. Esimerkkinä liuottimesta mainittakoon alifaattiset ja aromaattiset alkoholit, kuten metanoli, sekä alifaattiset ketonit, kuten asetoni. Tavallisesti liuottimena käytetään alempaa alkanolia, edullisesti, metanolia tai sen seoksia. Yhden sovellutusmuodon mukaan veden määrä hartsiseoksessa on noin 0,1-10 paino-%, edullisesti 1-5 paino-%, esimerkiksi noin 3 paino-%. Yhden sovellutusmuodon mukaan liuottimen määrä hartsiseoksessa on noin 1-20 paino-%, edullisesti 5-15 paino-%, esimerkiksi noin 10 paino-%.
- Edullisen sovellutusmuodon mukaan liuotin haihtuu maakatepaperista sen O kuivatusvaiheessa, jolloin lopputuotteessa ei ole enää ympäristölle haitallisia liuottimia.
3 + Yhden sovellutusmuodon mukaan hartsiseokseen lisätään kovetinta, joka tehostaa ja z nopeuttaa urea-formaldehydihartsin kovettumista/ ristisilloittumista paperi-impregnaattien so kuivatusvaiheessa.
© 3 S Edullisesti kovettimena käytetään suolaa, etenkin alkalimetallin tai ammoniumin N halogenidia, kuten ammoniumkloridia.
Yhden sovellutusmuodon mukaan kovettimen määrä hartsiseoksessa on noin 0,1—15 paino- %, edullisesti 0,5—10 paino-%, esimerkiksi noin 5-8 paino-%. Edullisen sovellutusmuodon mukaan urea-formaldehydi-hartsiin seostetaan sekä vettä, metanolia että kovetinta. Yhden sovellutusmuodon mukaan urea-formaldehydihartsi muodostaa 40-100 paino-%, edullisesti 50-90 paino-%, esimerkiksi 60-80 paino-% hartsinseoksen painosta. Yhden sovellutusmuodon mukaan keksinnössä käytettävään urea-formaldehydi- hartsiseokseen sekoitetaan, edullisesti edellä mainittujen lisäksi, polyfenoliyhdistettä ennen hartsin impregnointia paperiin. Lisätty polyfenoliyhdiste voi toimia hartsissa täyteaineena, mutta se voi myös reagoida vielä hartsissa vapaana olevan formaldehydin kanssa fenoliryhmiensä avulla. Siten polyfenoliyhdiste edullisesti pienentää hartsin vapaan formaldehydin pitoisuutta entisestään sitomalla vielä vapaana olevaa formaldehydiä itseensä, edullisesti kovettamisen aikana. Lisäksi polyfenoliyhdisteellä voidaan korvata osa tarvittavasta urea-formaldehydihartsin määrästä. Maakatepaperista tulee näin entistä ympäristöystävällisempi vapaan formaldehydin määrän pienentyessä entisestään että tarvittavan hartsimäärän vähentyessä. Edullisen sovellutusmuodon mukaan käytetty polyfenoliyhdiste on ligniini ja/ tai tanniini, etenkin ligniini.
- Esillä olevassa keksinnössä mahdollisesti käytettävä ligniini on etenkin biomassasta, kuten O puusta tai yksi- tai monivuotisista kasveista tai vastaavasti lignoselluloosasta saatavaa x ligniiniä. Etenkin ligniinilähtöaineena käytetään ainetta, joka on eristetty biomassan + keitosta saatavasta käytetystä keittoliemestä.
x so Esimerkkeinä mahdollisesti käytettävästä ligniinilähtöaineesta mainittakoon alkalisella e keittomenetelmällä biomassasta eristettävä ligniini, kuten kraft-ligniini (eli sulfaattikeiton 2 ligniini) tai sooda-ligniini (eli soodakeiton ligniini), etenkin kraft-ligniini. Polyfenoliyhdisteenä voidaan myös käyttää organosolv-ligniiniä (eli organosolv-keitosta saatavaa ligniiniä).
”Tanniinit” ovat veteen liukenevia polyfenoleja, jotka tyypillisesti ovat eristettävissä yksi- ja monivuotisista kasveista, etenkin puuvartisista kasveista. Tanniinien molekyylipaino on esimerkiksi noin 500-3000 Da. Ne voivat olla polymeerisiä tanniineja, jotka muodostuvat flavonoideista ja fenolihapoista. Esillä olevassa keksinnössä mahdollisesti käytettävä tanniini on etenkin biomassasta, kuten puusta tai yksi- tai monivuotisista kasveista saatavaa tanniinia. Tanniinit voidaan esimerkiksi eristää puusta ja lehdistä uuttamalla käyttämällä esim. lyofiilisiä liuottimia, kuten alempia alkoholeja, kuten isopropanolia, tai asetonia. Yleensä tanniini saadaan noin 10-30 paino-%:n liuoksena, etenkin viskoottisena liuoksena, joka laimennetaan ja puhdistetaan ioninvaihtajalla. Polyfenoliyhdisteenä voidaan myös käyttää edellä mainittujen ligniini- ja tanniinilähtöaineiden kombinaatiota. Polyfenolilähtöaine voi olla kiinteän aineen, kuten jauheen muodossa. On myös mahdollista käyttää nestevaiheessa olevaa polyfenoliyhdistettä eli polyfenoliyhdisteen vesilietettä. Lisäksi polyfenoliyhdisteen, etenkin ligniinin ja/ tai tanniinin, sisällyttäminen hartsiseokseen edesauttaa maakatepaperin nopeampaa hajoamista kasvukauden päätyttyä, mikä ratkaisee ongelman, joka liittyy nykyisten urea-formaldehydi-hartseilla - impregnoitujen maakatepaperien jopa liian hitaaseen hajoamiseen. Lisättäessä ligniiniä ja/ O tai tanniinia hartsiseokseen tarvittavan urea-formaldehydi-hartsin määrä pienenee. Urea- x formaldehydi-hartsi suojaa paperikatetta tehokkaammin kuin ligniini, joten lisättävällä + ligniinin määrällä pystytään kontrolloimaan maakatepaperin maatumisaikaa ja maatuminen z tapahtuu helpommin kasvukauden loputtua. a
O 2 Edullisen sovellutusmuodon mukaan polyfenoliyhdisteen määrä hartsiseoksessa on 0,1-50 2 paino-%, edullisesti 1-30 paino-%, esimerkiksi noin 5-20 paino-%, laskettuna N hartsiseoksen painosta.
Yhden sovellutusmuodon mukaan hartsiseokseen voidaan lisätä myös lisäaineita, kuten ekstendereitä ja silloittajia. Ekstendereinä voidaan käyttää sinänsä tunnettuja yhdisteitä, kuten amidi- tai amiiniyhdisteitä, kuten ureaa, tai monomeerisiä, oligiomeerisiä tai polymeerisiä hiilihydraatteja. Näillä hartsin viskositeettia saadaan alhaisemmaksi ja näin saadaan entisestään parannettua hartsin imeytymistä impregnointipaperiin. Lisäksi esimerkiksi hiilihydraatteja, kuten sokereja, voidaan käyttää hartsin pehmitinaineena tuomaan lisäjoustavuutta, jolloin maakatepaperi ei repeydy niin helposti. Mahdollisina silloittajina voidaan käyttää sinänsä tunnettuja yhdisteitä, kuten amiiniyhdisteitä tai vinyyliyhdisteitä. Hartsiseos valmistetaan yleisesti tunnetuin menetelmin mekaanisesti sekoittamalla urea- formaldehydihartsin sekaan mahdolliset muut aineet. Edullisen sovellutusmuodon mukaan urea-formaldehydihartsi on valmistettu siten, että se on kondensoitunut mahdollisimman hyvin loppuun asti. Tyypillisesti osa, edullisesti alle 1,0 paino-%, hartsin formaldehydistä on kuitenkin vielä reagoimatta eli vapaana. Seostamalla urea-formaldehydi-hartsin joukkoon edellä kuvattuja aineita, etenkin ligniiniä ja/tai tanniinia, saadaan lopullista vapaan formaldehydin pitoisuutta alennettua entisestään. Hartsiseoksen valmistamisen jälkeen hartsiseos impregnoidaan paperiin yleisesti tunnetuin menetelmin, minkä jälkeen imrpegnoitu paperi kovetetaan eli kuivataan, edullisesti uunissa. Kovetuksen aikana tapahtuu hartsin lopullinen kondensointivaihe, jossa edullisesti - tapahtuu polyfenoliyhdisteen, edullisesti ligniinin/ tanniinin, sekä formaldehydin välisiä O reaktioita, ja samalla mahdollisesti käytetyt liuottimet haihdutetaan pois impregnaatista.
3 + Edulisen sovellutusmuodon mukaan liuotinta haihdutetaan impregnaatista kunnes sen z pitoisuus paperisubstraatissa on piemenpi kuin 0,1 paino-% käsittelyn paperisubstraatin o painosta.
3 Yhden sovellutusmuodon mukaan paperi-impregnaattien kovetus tapahtuu noin 50-175 °C, N etenkin noin 80-160 °C, esimerkiksi 100-140 °C lämpötilassa, joka on edullinen lämpötila ligniinin/ tanniinin ja formaldehydin välisille reaktioille.
Edullisen sovellutusmuodon mukaan paperiin impregnoituneen, kovetetun hartsin vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 paino-%, edullisesti korkeintaan 0,09 paino- %, etenkin alle 0,01 paino-%, edullisemmin käytännössä 0 paino-% hartsin painosta. Siten edullisesti kovetuksessa käytettävän lämpötilan, hartsiseokseen lisättävän polyfenoliyhdisteen ja hartsin kovettajan vaikutuksesta urea-formaldehydihartsi saadaan kondensoitumaan loppuun asti, jolloin maakatepaperista saadaan myrkytön. Esillä olevan keksinnön mukaisesti impregnoitavaa paperia ei ole mitenkään rajoitettu. Edullisesti käytetyllä paperilla on kuitenkin jo itsellään edullisia ominaisuuksia, kuten hyvä säänsietokyky esimerkiksi sadetta, tuulta ja lämpötilanvaihteluita vastaan. Myös riittävä vetolujuus ja sopiva huokoskoko ovat edullisia omaisuuksia, jotta paperi läpäisee vettä, mutta samalla rajoittaa veden haihtumista maaperästä. Edullisesti paperi käsittää kraft-massaa, etenkin valkaisematonta kraft-massaa. Yhden sovellutusmuodon mukaan impregnointipaperina käytetään paperia, jonka neliömassa on 50-350 g/m?, etenkin 80-150 g/m? tai vastaavasti 110-220 g/m’. Yhden sovellutusmuodon mukaan paperiin impregnoidaan hartsiseosta 0,1-50 paino-%, etenkin 5-30 paino-%, esimerkiksi noin 20-30 paino-% maakatepaperin painosta. Yhden sovellutusmuodon mukaan impregnoidun paperin loppupaino on 70-450 g/m?, etenkin 90—150 g/m’ tai vastaavasti 170-250 g/m’.
N o. Kj.
e Yhden sovellutusmuodon mukaan maakatepaperi sisältää ainakin jonkin verran vapaata x ureaa, joka kokonaan tai osittain jää maaperään lannoitteeksi esimerkiksi seuraavaa x kasvukautta varten maakatepaperin hajottua.
I = LO Edullisesti keksinnön mukainen maakatepaperi on myrkytön ja/tai biohajoava.
0 3 S Edullisesti keksinnön mukaisen maakatepaperin vapaan formaldehydin pitoisuus on
N korkeintaan 0,09 paino-%, edullisesti alle 0,01 paino-% hartsin painosta.
Yhdensovellutusmuodon mukaan maakatepaperi käsittää paperin, joka käsittää urea- formaldehydihartsia, ligniiniä ja/tai taniinia sekä kovettimen tähdettä. Yhden sovellutusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukainen maakatepaperi hajoaa itsestään maaperään noin 4-6 kuukauden jälkeen. Esillä oleva keksintö koskee myös menetelmää hartsilla impregnoidun maakatepaperin valmistamiseksi paperisubstraatista ja urea-formaldehydi-hartsiseoksesta. Yhden sovellutusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä käsittää paperisubstraatin käsittelemisen urea-formaldehydi-hartsiseoksella, joka sisältää kovettumatonta hartsia ja, joka imeytetään paperisubstraattiin. Imeyttämisen jälkeen imeytetty urea-formaldehydi-hartsiseos kovetetaan paperisubstraatin hydrofoboimiseksi. Edullisen sovellutusmuodon mukaan menetelmässä käytetään urea-formaldehydihartsi- seosta, joka sisältää vähemmän kuin 2 paino-% formaldehydiä hartsin painosta. Edullisen sovellutusmuodon mukaan urea-formaldehydi-hartsiseos kovetetaan korotetussa lämpötilassa, edullisesti noin 100-140 °C lämpötilassa. Edullisesti urea-formaldehydi- hartsiseoksen kovetusta jatketaan kunnes paperisubstraattiin imeytetyn kovetetun urea- formaldehydi-hartsiseoksen sisältämä vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 % hartsin painosta, edullisesti käytännössä 0 paino-%.
— Yhden sovellutusmuodon mukaan paperisubstraattia käsitellään hartsiseoksella, joka
N S sisältää urea-formaldehydihartsia yhdessä vesipohjaisen liuottimen ja kovettimen kanssa.
<+ <Q = Edullisen sovellutusmuodon mukaan menetelmässä käytetään hartsiseosta, joka sisältää z liuottimen alempaa alkanolia, edullisesti metanolia, jonka määrä on sopivimmin noin 1-20 a LO paino-%, edullisesti 1-5 paino-%, seoksen painosta.
0 3 a Yhden sovellutusmuodon mukaan menetelmässä käytetään kovettimena suolaa, etenkin
N alkalimetallin tai ammoniumin halogenidia, kuten ammoniumkloridia. Edullisesti kovettimen määrä on noin 0,1-15 paino-%, etenkin noin 0,5—10 paino-%, esimerkiksi 5-8 paino-% seoksen painosta.
Yhden sovellutusmuodon mukaan esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä vesipohjaista liuotinta sekä kovetinta sisältävä hartsiseos imeytetään paperisubstraattiin.
Vesipohjainen liuotin haihdutetaan pois, kunnes liuottimen pitoisuus paperisubstraatissa on pienempi kuin 0,1 paino-% käsitellyn paperisubstraatin painosta.
Edullisesti haihdutus suoritetaan lämpötilassa, joka on 50-175 °C, etenkin noin 80—160 °C, jolloin urea- formaldehydi-hartsi kovetetaan tässä lämpötilassa, kunnes vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 paino-% hartsin painosta.
Esillä olevan keksinnö mukaista maakatepaperia voidaan käyttää yleisesti perinteisen maakatemateriaalin korvikkeena, erityisesti korvaamaan tämän hetkisiä maakatepapereita.
Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit edustavat esillä olevan teknologian sovelluksia.
Esimerkki Valmiiseen urea-formaldehydihartsiin seostettiin metanolia, vettä, ammoniumkloridiliuosta sekä vaihtoehtoisesti kraft-ligniiniä.
Muodostettu hartsiseos impregnoitiin paperiin ja impregnoitu paperi kovetettiin uunissa 120 °C lämpötilassa.
Urea- formaldehydi- 79 79 59 59 N hartsi (paino-%) N Metanoli | sane’ 10 10 10 | 10 S (paino-%) : Ves (paino) > Ammoniumkloridi E 15 % (paino-%) Kraft-li gniini 20 20 2 (paino-%) O Paoerin vai = aperin paino 155 155 N (g/m?) Paver aperti | 110 | 220 | 110 | 220 loppupaino (g/m?)
Viitejulkaisuluettelo Patenttikirjallisuus: US6578315 US349464 US20050246949
N <+
I +
I a a
LO ©
Claims (18)
1. Maakatepaperi, joka käsittää paperin, joka on impregnoitu hartsiseoksella, joka sisältää urea-formaldehydihartsia, tunnettu siitä, että hartsiseokseen on seostettu polyfenoliyhdistettä 5-50 paino-%, jolloin paperiin impregnoituneen, kovetetun hartsin vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 % hartsin painosta.
2. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka sisältää hartsin kovettimen, kuten ammoniumkloridin, tähdettä.
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka sisältää hartsiseokseen seostettua polyfenoliyhdistettä 15-30 paino-%, esimerkiki noin 20 paino-%.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka sisältää hartsiseokseen seostettua ligniiniä, edullisesti kraft-ligniiniä tai tanniinia tai näiden kombinaatiota, jolloin ligniinin, tanniinin tai näiden kombinaation pitoisuus on 0,1-50 paino-%, sopivimmin noin 1-30 paino-%, hartsiseoksen painosta
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, jonka vapaan formaldehydin pitoisuus on korkeintaan 0,09 %, edullisesti alle 0,01 % hartsin painosta.
-
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, jossa käytetyn paperin N . . . .
< neliömassa on 50-350 g/m?, etenkin 80-150 g/m? tai vastaavasti 110-220 g/m".
<+ <Q >
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, jossa paperi käsittää z kraftmassaa, etenkin valkaisematonta kraftmassaa.
a
O 2
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka hajoaa itsestään
O S maaperään noin 4-6 kuukauden jälkeen.
N
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka sisältää ainakin jonkin verran vapaata ureaa, joka kokonaan tai osittain jää maaperään lannoitteeksi maakatepaperin hajottua, esim. seuraavaa kasvukautta varten.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka on myrkytön.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen maakatepaperi, joka on biohajoava.
12. Menetelmä hartsiseoksella impregnoidun maakatepaperin valmistamiseksi paperisubstraatista ja urea-formaldehydi-hartsiseoksesta, jonka menetelmän mukaan — paperisubstraatti käsitellään urea-formaldehydi-hartsin seoksella, joka sisältää kovettumatonta hartsia ja joka imeytetään paperisubstraattiin, minkä jälkeen — imeytetty urea-formaldehydi-hartsi kovetetaan paperisubstraatin hydrofoboimiseksi, — tunnettu siitä, että — käytetään hartsiseosta, joka sisältää urea-formaldehydi-hartsia, joka sisältää korkeintaan 2 paino-% vapaata formaldehydia hartsin painosta, ja 5-50 paino-% polyfenoliyhdistettä, — urea-formaldehydi-hartsiseos kovetetaan korotetussa lämpötilassa ja — urea-formaldehydi-hartsiseoksen kovetusta jatketaan, kunnes paperisubstraattiin imeytetyn, kovetetun urea-formaldehydi-hartsiseoksen sisältämä vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 % hartsin painosta. =
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, jossa paperisubstraatti käsitellään N hartsiseoksella, joka sisältää urea-formaldehydihartsia yhdessä vesipohjaisen S liuottimen ja kovettimen kanssa. 3 E
14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, jossa käytetään hartsiseosta, joka sisältää liuottimena alempaa alkanolia, jonka määrä on sopivimmin noin 1 — 20 paino- O %, edullisesti 1-5 paino-%, seoksen painosta.
N
15. Jonkin patenttivaatimuksen 12-14 mukainen menetelmä, jossa kovettimena käytetään suolaa, etenkin alkalimetallin tai ammoniumin halogenidia, kuten ammoniumkloridia,
jolloin kovettimen määrä on noin 0,1-15 paino-%, etenkin noin 0,5—10 paino-%, esimerkiksi 5-8 paino-% seoksen painosta.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 12-15 mukainen menetelmä, jossa käytetään hartsiseosta, joka sisältää urea-formaldehydihartsia sekä noin 15-30 paino-% tämän hartsiseoksen painosta polyfenoliyhdistettä.
17. Jonkin patenttivaatimuksen 12-16 mukainen menetelmä, jossa käytetään hartsiseosta, joka on valmistettu hartsikeitolla, jossa formaldehydi-urea -moolisuhde (mol/mol) on noin 0,1-2,0, edullisesti noin 0,5—1,5, esimerkiksi 1,0—1,3.
18. Jonkin patenttivaatimuksen 12-17 mukainen menetelmä, jossa — vesipohjaista liuotinta sekä kovetinta sisältävä hartsiseos imeytetään paperisubstraattiin, — vesipohjainen liuotin haihdutetaan pois, kunnes liuottimen pitoisuus paperisubstraatissa on pienempi kuin 0,1 paino-% käsitellyn paperisubstraatin painosta, ja jolloin haihdutus suoritetaan lämpötilassa, joka on 50 — 175 *C, etenkin noin 80 — 160 °C, ja jolloin urea-formaldehydihartsiseos kovetetaan tässä lämpötilassa, kunnes sen vapaan formaldehydin pitoisuus on pienempi kuin 0,1 % hartsin painosta.
N
O
N <+ <Q +
I a a
LO © 0
LO
O
O
N
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195365A FI129049B (fi) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20195365A FI129049B (fi) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20195365A1 FI20195365A1 (fi) | 2020-11-04 |
| FI129049B true FI129049B (fi) | 2021-05-31 |
Family
ID=74063180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20195365A FI129049B (fi) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI129049B (fi) |
-
2019
- 2019-05-03 FI FI20195365A patent/FI129049B/fi active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20195365A1 (fi) | 2020-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI123934B (fi) | Matalamolekyylipainoisen ligniinin käyttö sideainekoostumuksen valmistamiseksi | |
| FI123936B (fi) | Menetelmä ligniinin reaktiivisuuden lisäämiseksi | |
| Arbenz et al. | Chemical modification of tannins to elaborate aromatic biobased macromolecular architectures | |
| ES2932183T3 (es) | Método para aumentar la reactividad de la lignina | |
| JP5043575B2 (ja) | 植物由来組成物とその硬化物 | |
| KR101386987B1 (ko) | 감타닌을 기초로 한 접착용 수지 제조 방법 | |
| US2197724A (en) | Resinous molding composition from synthetic aldehyde resins and hydrolyzed ligno-cellulose | |
| FI129049B (fi) | Hartsiseoksella impregnoitu maakatepaperi | |
| Pizzi | Natural phenolic adhesives derived from tannins and lignin | |
| CN104861985B (zh) | 有机环保固沙剂及制备方法 | |
| FI129275B (fi) | Fenolivapaa impregnointihartsi | |
| NO170220B (no) | Harpiks for fremstilling av et lim for cellulosebaserte produkter, fremgangsmaate ved fremstilling av harpiksen, samt anvendelse av harpiksen ved liming av papir | |
| Kienberger | Potential applications of lignin | |
| Zhao et al. | Recent development in forest biomass derived phenol formaldehyde (PF) resol resin for wood adhesives application | |
| EP2807212A1 (de) | Schäume aus lignin-furanderivat-polymeren und deren herstellungsmethode | |
| CN111491768A (zh) | 改性木材产品和生产所述产品的方法 | |
| EP2918627A1 (en) | Lignin compound | |
| FI127750B (fi) | Menetelmä sideainekoostumuksen valmistamiseksi | |
| Ammar et al. | Biomatrix from Stipa tenacissima L. and its application in fiberboard using date palm rachis as filler | |
| FI104569B (fi) | Menetelmä selluloosapohjaisia kuituja sisältävien koostumusten valmistamiseksi | |
| Pizzi | Wood/bark extracts as adhesives and preservatives | |
| WO2019110865A1 (en) | Fiber reinforced composition | |
| US2109466A (en) | Synthetic resins | |
| KR102508349B1 (ko) | 리그닌으로부터 유래된 반복단위를 포함하는 열경화성 수지 및 이를 이용한 복합재 | |
| Fagbemigun et al. | Production and characterisation of self-blowing lignin-based foams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 129049 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |