FI57431B - Foerfarande foer framstaellning av ligninharts - Google Patents

Description

G35r7] ΓΒΐ ««KuuLUTUsjULKAisu 57431 LBJ <") UTLÄGGNINGSSKRIFT 0 ' * J ' «?*ί5|ΪΡ C (45) Γ'ΐ u:; - ^ il r'3 - ?.

^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 c 08 H 5/02 // B 29 J 5/00 t SUOMI — FINLAND (21) P»*·"»11'*·""»-Pw*ntmn*ölinlng 509/7*+ (22) HikamltpUvi — Ameknlngadif 21.02.7** *^ * (23) Alkuplivft — Glhlghttsdag 21. 02.71* (41) Tullut JulklMluI — Bllvlt off«ntllg 22.08.7I+

Patentti- ja rekiiterihailitua .... .,...., , , . .....

„ \ . (44) NihUvlkilp*non Ja kuuLjulktltun pvm. — __ . n

Patent- och registerstyrelsen ' Antttkan utitgd och utUkrifun publictnd 30.04.80 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Begird priorltet 21.02.73

Ruotsi-Sverige (SE) 7302^+12-7 (71) AB Casco, Box 11010, 100 6l Stockholm 11, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Axel Wennerblom, Piteä, Alf Hugo Karlsson, Njurunda,

Ruot s i-Sveri ge(SE) (7M Oy Borenius & Co Ab (5^0 Menetelmä ligniinihartsin valmistamiseksi - Förfarande för fram-ställning av ligninharts

Keksinnön kohteena on uusi menetelmä ligniinihärtsin, toisin sanoen ligniiniin perustuvan kovettuvan hartsin valmistamiseksi, eritoten sulfiittijätelipeästä, jota hartsia voidaan käyttää esim, sidosai-neena lastulevyissä.

Sulfiittiselluloosaa keitettäessä reagoi keskimäärin noin puolet kiinteästä puuaineesta sulfonoitumisen, hydrolysoitumisen ja hapettumisen seurauksena jätelipeään sisältyviksi vesiliukoisiksi tuotteiksi. Yli puolet tästä liuenneesta orgaanisesta puuaineesta on ligniiniä, joka esiintyy lignosulfonaatteina. Jätelipeissä sisältyvä ligniini siis ei ole puuaineen alkuperäistä ligniiniä, vaan ligniini-johdannaista, joka ominaisuuksiensa takia usein vaatii kemiallista muuttamista, jotta sitä voitaisiin käyttää hyödyksi.

Ligniini muodostaa samoin kuin fenolikin helposti kondensaatiotuot-teita karbonyyliyhdisteiden kanssa. Fenoleista eroten ligniini kuitenkin sisältää suuren polymeroitumisasteen takia väaemmän fenoli-sia hydroksyyliryhmiä ja täten harvempia silloittumiseen esim, formaldehydin Kanssa soveltuvia aktiivisia aromaattisen renkaan asemia. Jos näin ollen modifioimatonta lignosulfonaattia konöensoidaan formaldehydin kanssa, muodostuu kylläkin kolmiulotteinen verkKO eli hartsi, 2 57431 mutta siinä on harvempia sitoutumispisteitä, joten se tulee fenoli-hartsia hauraammaksi ja heikommaksi. Jäljellä olevat suifonihappo-ryhmät tulevat sitä paitsi lisäämään verkon paisumista vedessä ja täten huonontamaan sitoutuneen tuotteen vedenkestoiauutta. Tästä syystä on suoritettu paljon tutkimuksia ja kokeita lignosulfonaatin depolymeroimiseksi, demetyloimiseksi ja desulfonoimiseksi. Tärkein tapa tämän toteuttamiseksi on käsitellä lignosulfonaattia alkalin avulla korotetussa paineessa ja lämpötilassa, minkä jälkeen jälleen seostetaan hapon avulla.

US-patenttijulkaisun 3-597.375 mukaan saatetaan alkalimetalli-lignosulfonaatti reagoimaan fenolin kanssa emäksissä olosuhteissa, minkä jälkeen lignosulfonaatin ja fenolin reaktiotuote toisessa vaiheessa kondensoidaan formaldehydin kanssa.

On ennestään tunnettua, että ligniini katalyyttina käytetyn mineraali-hapon vaikutuksesta reagoi fenolin kanssa ligniini-fenolihartsiksi, joka on teknisesti mielenkiintoista ainetta syystä, että se muistuttaa novolakkoja. Näiden lakkojen tapaan voidaan mainitut hartsit kovettaa esim. heksametyylitetramiinin avulla, minkä jälkeen niitä voidaan jälkikäsiteliä emäksisessä liuoksessa formaldehydin avulla, jolloin saadaan resolityyppistä hartsia.

US- 3.227.667 ja itäsaksalaisen patentti julkeisiin 24.060 mukaan saatetaan uutettu ligniini, vast, alkaliligniini reagoimaan ensimmäisessä happamessa vaiheessa fenolin kanssa, minkä jälkeen saatu tuote saatetaan toisessa vaiheessa reagoimaan formaldehydin kanssa emäksisissä olosuhteissa. Kondensoitaessa lähtötuotteina käytettyä sulfiit-tijätelipeää ja fenolia on nyt yllätyksellisesti osoittautunut, että huomattavia etuja on saavutettavissa lisäämällä pienehkö määrä formaldehydiä jo ensimmäiseen happameen eeikondensaatiovaiheeseen, ja lisäämällä jäljellä oleva tarpeellinen määrä formaldehydiä toisessa emäksisessä loppukondensaatiovaiheessa. Parhaan mahdollisen lopputuloksen saavuttamiseksi tarvittava koko lisättävä formaldehydimäärä vähenee esim. 74-prosentista 50 prosenttiin, laskettu sulfiittijäte-lipeän ja fenolin määrästä, ja toinen emäksinen käsittelyvaihe voidaan suorittaa huomattavasti nopeammin. Voidaan vähentää happamessa vaiheessa lisättyä happomäärää, ja tällöin saadaan tuote, joka on täysin verrattavissa ennestään tunnettuun fenolihartsiin, jota käy- 3 57431 tetään sidosaineena esim. lastulevyissä.

Keksinnön kohteena on siis menetelmä lignosulfaatin, fenolin ja formaldehydin kondensaatiotuotteen valmistamiseksi kahdessa vaiheessa, nimittäin ensimmäisessä happamassa vaiheessa ja toisessa emäksisessä vaiheessa, jolloin pienehkö määrä formaldehydiä saatetaan reagoimaan fenolin ja sulfiittijätelipeän kanssa jo ensimmäisessä happamessa vaiheessa siten, että sulfiittijätelipeä kondensoidaan vähintään 80 °C:n lämpötilassa fenolin kanssa. Tällöin lisätään formaldehydiä sekä happoa siten, että pH-arvo on 0,2...4. Kondensoituminen saatetaan sopivasti edistymään niin pitkälle, että vähintään 40# fenolista esiintyy sitoutuneena. Tämän jälkeen reaktioseos jäähdytetään ja kondensoimista jatketaan toisessa emäksisessä vaiheessa vähintään 60 °C:n lämpötilassa sen jälkeen, kun on lisätty enemmän formaldehydiä ja alkalia siten, että pH-arvo on suurempi kuin 7.

Hapan kondensoiminen voidaan suorittaa sekä autoklaavissa että ilmastollisessa paineessa. Seoksen vesipitoisuus happamessa vaiheessa on sopivasti 20...100, laskettu sulfiittijätelipeän ja fenolin painosta, kun taas emäksisen vaiheen vesipitoisuus sopivasti on 40...60, laskettu sulfiittijätelipeän ja fenolin painosta.

Sulfiittijätelipeänä käytetään esim. modifioimatonta sulfiittijäte-lipeää, kuten paksunnettua lipeää tai sumutuskuivattua jauhetta, joka sisältää sopivasti vähintään 70 paino-# lignosulfonaattia ja enintään 12 paino-# sokeria, kuiva-aineesta laskettuna. Happamen esikonden-soitumisasteen suhteen oletetaan, että ligniinin ja fenolin välinen hyvä yhteenliittyminen parhaiten voidaan aikaansaada formaldehydin läsnäollessa. Happamen eeikondensoitumisen oletetaan tällöin tapahtuvan kahdella eri tavalla, nimittäin toisaalta siten, että ligniini ja fenoli kondensoituvat kirjallisuudesta aikaisemmin tunnetuksi kondensaatiotuotteeksi, eli lignofenoliksi, ja toisaalta siten, että muodostuneet lignofenoliyksiköt ja formaldehydi kondensoituvat, jolloin oletetaan formaldehydin toimivan tavalliseen tapaan metylee-niä luovuttavana aineena siten, että muodostuu novolakkatyyppiä olevia suurimolekyylisiä kondensaatiotuotteita. Ilman formaldehydiä kondensoitaessa on lisättävä paljon happoa, jotta ligniinin ja fenolin välinen kondensoituminen saataisiin tapahtumaan. Rikkihappoa käytettäessä on hapon osuuden oltava esim. noin 10$, sulfiittijäte- 4 57431 lipeän ja fenolin painosta laskettuna, jotta ligniini ja fenoli saataisiin hyvin yhtymään. Tällöin voidaan olettaa, että reaktio-seokseen sisältyvä happo lohkaisee formaldehydiä lignosulfaatista, jolloin formaldehydi puolestaan mahdollistaa lignofenoliyksiköiden edellä mainitun polykondensoitumisen. Lisäämällä tietty osuus formaldehydiä jo happameen vaiheeseen voidaan siis huomattavasti alentaa sitä happomäärää, joka on tarpeen ligniinin ja fenolin hyvän yhteen-sitoutumisen saavuttamiseksi.

Varsinainen hartsikondensaatio suoritetaan tämän jälkeen ennestään tunnetulla tavalla toisen vaiheen emäksisessä väliaineessa siten, että happamessa vaiheessa muodostunut lignofenoli jatkaa kondensoitu-mistaan formaldehydin kanssa. Tällöin on osoittautunut, että suuri happopitoisuus tai lisätty pienehkö formaldebydimäärä lyhentää ligno-fenolikondensaation yhteydessä huomattavasti emäksisen vaiheen konden-soitumisaikaa. Kondensoitumisajan tämä lyheneminen selittyy todennäköisesti samoista seikoista kuin jotka edellä selitettiin happamen kondensaation ja suuren happopitoisuuden suhteen. Saattamalla formaldehydiä lohkeamaan suuren happopitoisuuden yhteydessä on jo happamessa vaiheessa saatu novolakkatyyppiä oleva kondensaatiotuote. Muodostunut novolakka on tällöin saavuttanut sellaisen suurimolekyyli-sen kondensoitumisasteen, että se nopeasti jatkaa kondensoitumistaan emäksisessä väliaineessa.

käytettäessä keksinnön mukaan valmistettua kondensaatiotuotetta kovettuvana sidosaineena esim. lastulevyissä on osoittautunut, että paras tulos saavutetaan siinä tapauksessa, että kuiva-ainepitoisuus on suuri ja että kovettimena lisätään kaliumkarbonaattia. Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa saatetaan emäksisessä vaiheessa kondensoituminen jatkumaan niin kauan, kunnes reaktioseos on saavuttanut sopivan viskositeetin, sopivasti niin pitkälle, että reaktio-seoksen viskositeetti on 50...500 sentipoisia, sopivasti Ö0...500 sentipoisia, mitattu Brookfield-viskosimetrillä, kun vesipitoisuus on 6Ο56, nopeus on 50 kierr/min ja lämpötila on 25 °C. Emäksisen kondensoitumisen aikana pH-arvo on sopivasti rajoissa 10...li. Keksinnön mukaisia kondensaatiotuotteita valmistettaessa laminaatti-hartseina käytettäviksi on pH-arvon oltava emäksisen kondensaation yhteydessä rajoissa 7...10.

5 57431

Keksinnön mukaisen menetelmän erään suositun suoritusmuodon mukaan esikondensoidaan 10...60 paino-# sulfiittijätelipeää (kuivapainosta laskettuna) happamessa väliaineessa, jossa on 90...40 paino-osaa fenolia, 2,5...30 paino-osaa formaldehydiä ja 20...100 paino-osaa vettä, jolloin pH-arvo on rajoissa 0,2...4,0, minkä jälkeen kondensoituminen saa jatkua emäksisessä väliaineessa, jonka pH-arvo on 10...13 sen jälkeen, kun on lisätty formaldehydiä ja vettä siten, että kokonaismäärä formaldehydiä on 30...75 paino-osaa.

Seuraavat esimerkit kuvaavat lähemmin keksintöä.

Esimerkit 1...6

Kuusi esimerkkeinä valittua hartsia valmistettiin siten, että niiden koostumus ja kondensoitumisolosuhteet vaihtelivat. Seuraavassa selityksessä merkitään ne suureet, jotka olivat erilaisia näissä esimerkeissä, symboleilla X^, Xg.-.X^ jotka selitetään taulukossa 1, osat ovat paino-osia.

Reaktoriin pantiin ensin X^ osaa vettä, X^ osaa formaldehydiä 37-prosenttisena vesiliuoksena (formaliinia), ja X-^ osaa fenolia. Seosta sekoitettiin voimakkaasti, minkä jälkeen panoksittain lisättiin Xg osaa sumutuskuivattua käynyttä sulfiittijätelipeää. Kauppanimel-lään "Pellbond F" tunnetussa sulfiittijauheessa oli 70# kalsiumligno-sulfonaattia ja 10# sokeria, lopun ollessa pääasiallisesti pienimolekyylisiä kalsiumsuoloja.

Sekoitusta sekoitettiin, kunnes sulfiittijauhe oli kokonaan liuennut, minkä jälkeen lisättiin X^ osaa väkevää rikkihappoa.

Reaktioseoksen koostumus ja pH-arvo on esitetty seuraavassa:

Fenolia X1 6saa

Tuotetta "Pellbond F" X2 "

Formaldehydiä X^ "

Rikkihappoa X^ "

Vettä X^2)*· pH-arvo X7 « 1) selitys, katso taulukkoa 1 (pätee kaikille symboleille Χ^,Χ,,. .

2) X^ = koko vesimäärä (= X^ + muista reaktiotuotteista, varsinkin formaliinista peräisin oleva vesimäärä).

6 57431

Hapan kondensoiminen suoritettiin nyt siten, että reaktioseosta keitettiin pystyjäähdytintä käyttäen. Lämpötila oli tällöin 97 °C, ja kuumentamisaika huoneenlämmöstft 97 °C:een JO...45 minuuttia. Keittoahan pituus 97 °C:ssa oli Xg minuuttia. Sitoutuneen fenolin määrä määritettiin arvoksi

Reaktioseos jäähdytettiin 20 °C:een, minkä jälkeen lisättiin X10 osaa vettä ja X-^ osaa formaldehydiä formaliinina. Edelleen lisättiin natriumhydroksidia 40-prosenttisena vesiliuoksena siten, että pH nousi arvoon X^· Seoksen koko vesimäärä oli osaa.

Taulukko 1

Esim._Symboli_ n° Xj, X2 x3 X4 3CS X6 x7 X8 x9 1 50 50 20,0 2,6 14,7 48,7 2,5 60 80,0 2 50 50 20,0 2,6 14,7 48,7 2,5 30 71,4 3 50 50 6,4 5,1 49,2 60,2 1,0 130 t>5,0 4 50 50 5,0 2,6 33,9 42,4 2,5 120 40,2 5 40 60 20,0 3,1 14,2 48,2 1,6 55 74,1 6 50 50 0 10,2 24,4 24,6 0,5 4Ö0 17,5 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17_ 1 73,8 30,0 22,7 10,8 158,9 11,5 100 86 2 73,8 30,0 26,2 10,8 lo4,0 11,1 90 122 3 35,3 43,6 31,2 10,7 156,3 12,2 95 126 4 45,9 45,0 30,5 10,7 168,4 11,7 95 126 5 73,7 30,0 26,0 10,7 163,8 11,2 100 86 6 45,0 74,0 39,3 10,7 229,8 11,6 98 40

Emäksinen kondensoimisvaihe suoritettiin siten, että seos kuumennettiin 80 °C:een. Kuumennusaika oli noin 30 minuuttia. Kondensoitu-misen aikana tarkastettiin pH-arvoa ja viskositeettia säännöllisin välein, ja pH-arvoa säädettiin vähitellen lisäämällä natriumhydroksidia siten, että tämä arvo pysyi kondensoitumisreaktion alussa rajoissa 10,5·..11, ja lopussa rajoissa 11...12. Koko lisätty natrium-hydroksidimäärä oli X12 osaa.

7 57431

Kondensoimisreaktio keskeytettiin jäähdyttämällä hartsi huoneenlämpöön. Hartsin pH-arvoksi saatiin ja sen viskositeetiksi sentipoisia, joka mitattiin Brookfield-viskosiraetrillä sen jälkeen, kun vesipitoisuus oli säädetty 60 prosenttiin, kierrosnopeus oli 50 kierr/min ja lämpötila oli 25 °C. lisäksi määritettiin ns. geeli-öitymisaika Tecam-tyyppisellä mittarilla, jolloin saatiin arvo X^ minuuttia 100 °C:ssa.

Esimerkkiä 6 on käytetty vertailun vuoksi, eikä tässä esimerkissä ole sovellettu keksintöä, koska formaldehydiä ei ole läsnä happamessa kondensoimisvaiheessa. Taulukon mukaan on happomäärä suuri (X^) ja kondensoitumisajan pituus on 480 min (Xg), jotta saataisiin 17,5% sitoutunutta fenolia. Tämä on verrattava keksinnön mukaisiin esimerkkeihin 1...5, joissa sitoutunut fenolimäärä on yli 40% ja kondensoitu-misaika on ainoastaan kolmasosa tai pienempikin siitä kondensoitumis-ajasta, jolloin formaldehydiä ei ole läsnä happamessa vaiheessa.

Esimerkki 7

Keksinnön mukaista menetelmää soveltaen valmistettiin kondensaatio-tuote tehdasmittakaavassa. Reaktoriin lisättiin tässä mainitussa järjestyksessä 965 kg vettä, 340 kg (4,5 kmoolia) formaliinia 40-prosenttisena vesiliuoksena, ja 1125 kg (12 kmoolia) nestemäistä fenolia. Tämän jälkeen lisättiin 1125 kg (45 säkkiä) "Pellhond F”-tyyppistä sumutuskuivattua sulfiittijauhetta panoksittain ja mahdollisimman voimakkaasti sekoittaen.

Kaiken sulfiittijauheen liuottua lisättiin laskettu määrä rikkihappoa eli 110 kg väkevää rikkihappoa 98-prosenttisena vesiliuoksena.

Tämän jälkeen aloitettiin itse lignofenolin kondensoimisreaktio. Reaktioseos kuumennettiin kiehumapisteeseen, jolloin kuumenemisaika huoneenlämmöstä tislauslämpötilaan oli noin 45 minuuttia. Kondensoi-mista jatkettiin sitten, kunnes viskositeetti oli noin 900 sentipoisia (Haake-tyyppinen viskosimetri, mittausvälineenä kartiolevy, leikkausnopeus 5650 S“1, lämpötila 25 °C). Koko kondensoitumisaika oli noin 2 tuntia tislaamalla keitettäessä, minkä jälkeen lignofenoli jäähdytettiin noin 40 °C:een. Sitoutunut fenolimäärä oli silloin noin 60%.

8 57431

Emäksistä loppukondensaatiota varten lisättiin 550 kg vettä ja 2350 kg (31 kmoolia) formaliinia 40-prosenttisena vesiliuoksena. Tämän jälkeen reaktioseos neutraloitiin, ja pH-arvo säädettiin oikeisiin rajoihin 10,6...10,7 lisäämällä natriumhydroksidia 43,5-prosenttisena vesiliuoksena. Kondensaatiotuote kuumennettiin noin 30 minuutin kuluessa lähtölämpötilasta 40 °C konden s oitumi s lämpötilaan 80 °C. Noin 2 tunnin pituisen kondensoitumisajan kuluttua reaktio keskeytettiin, kun viskositeetti oli noin 140 sentipoisia ja pH-arvo « 11,5. Valmis hartsi sai jäädä reaktoriin yli yön.

Esimerkki 8

Valmistettiin hartsia seuraavassa selitetyllä tavalla käytettäväksi laminoimiseen.

Reaktoriin lisättiin ensin 1800 g fenolia, 1050 g formaldehydin 40-prosenttista vesiliuosta ja 750 g vettä. Tämän jälkeen lisättiin pulverimaista sulfiittijätelipeää, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 2630 g ja jäännöskosteus 1-2%, voimakkaasti sekoittaen. Sen jälkeen, kun pH oli säädetty arvoon 2,5 paratolueenisulfonihapon avulla, kuumennettiin seosta ja keitettiin pystyjäähdytintä käyttäen 30 minuuttia. Reaktio-seos jäähdytettiin 30 °C:een, minkä jälkeen siihen lisättiin 1050 g fenolia ja 500 g 40-prosenttista formaldehydiä, pH-arvo säädettiin rajoihin 8,4··*8,5 natriumhydroksidin avulla, ja lämpötila nostettiin 80 °C:een. Reaktio keskeytettiin, kun viskositeetti oli saavuttanut arvon 80 sentipoisia, Hoeppler-viskosimetrillä 20 °C:ssa mitattuna.

Noin 50 °C:ssa poistettiin tyhjössä tislaamalla 700 ml vettä.

Esimerkki 9

Reaktoriin lisättiin ensin 360 g fenolia, 144 g formaldehydin 40-prosenttista vesiliuosta ja 105 g vettä. Tämän jälkeen lisättiin voimakkaasti sekoittaen 360 g ainetta, jonka kauppanimi on Pellbond F (sul-fiittipulveria, joka sisältää 70% kalsiumlignosulfaattia ja 10% sokeria). pH säädettiin arvoon 1,0 rikkihapolla ja seosta kuumennettiin ja keitettiin palautusjäähdyttäen 90 minuuttia. Reaktioseos jäähdytettiin 40 °C:een ja 50 g vettä lisättiin. 500 g:aan reaktioseosta lisättiin tämän jälkeen 488 g formaldehydin 40-prosenttista vesiliuosta, 42 g 45-prosenttista NOH:ta ja 87 g vettä, lämpötila korotettiin 50 °C:een kahdeksi tunniksi, ja tämän jälkeen 90 °C:een yhdeksi tunniksi. Kun näyte kondensoitui samentuen 40 °C:ssa, lämpötila las- 9 57431 kettiin 80 °C:een ja 180 g 45-prosenttista NaOH:ta ja 160 g vettä lisättiin. Kondensaatiota jatkettiin 80 °C:ssa, kunnes viskositeetti oli saavuttanut arvon 200 cP (Hoepplerin mukaan) 25 °C:ssa ja vesi-pitoisuuden ollessa 60%. Tällä tavalla valmistettua hartsia käytettiin kuitulevyn vahvistuksena märän menetelmän mukaan.

Käyttöesimerkki 1

Hartsien arvostelemiseksi valmistettiin puolikokoisessa kojeistossa lastulevyjä, joissa sidosaineina käytettiin esimerkeissä 1-6 valmistettuja hartseja, lasturaakamateriaalina käytettiin ns. ’’keskilastu-ja”, jotka oli kuivattu sopivaan kosteuspitoisuuteen, noin 4%. Lastuihin sekoitettiin pyörivässä rummussa liimana hartsiliuosta, jonka kuiva-ainepitoisuus oli sopiva (40...50%) ja viskositeetti samoin sopiva (90...180 sentipoisia). Hartsimäärä oli 10% kuiva-ainetta, kuivista lastuista laskettuna. Hartseja käytettiin sellaisinaan, toisin sanoen lisäämättä lisäkovetinta tai kosteutta hylkiviä aineita.

Hartsiliimauksen jälkeen lastut muotoiltiin levyiksi ja puristettiin puristuslevyjen välissä noin 18 kp/cm^ paineessa, ja 165...170 °C:ssa. Puristusajan pituus oli 10 minuuttia, ja puristetut lastulevyt jälki -suhditettiin.

Valmistettuja lastulevyjä kokeiltiin eräiden standardimenetelmien mukaan. Kaikkien levyjen taivutuslujuus- ja poikittaisvetolujuus-arvot olivat kuiviltaan mitattuina suuremmat kuin fenolihaxteiliimatuille lastulevyille pätevät DIN-normit. Nämä normiarvot ovat taivu- p tuslujuuden kohdalla 180 kp/cm ja poikittaisvetolujuuden kohdalla p 3,5 kp/cm . Seuraavassa taulukossa on levyjen poikittaisvetolujuus märkinä esitetty soveltamalla ns. V-100-menetelmää, joka edellyttää koekappaleen keittämistä kaksi tuntia ennen kokeilua, toisin sanoen soveltamalla saksalaisia DIN-normeja 68761, lehti 3, syyskuussa 1967,

Hartsi, esim Poikittaisvetolujuus no:n mukaan V-100, kp/cm* 1 2,7 2 2,6 3 2,3 4 1,6 5 1.5 6 0,9 10 57431

Kuten taulukosta näkyy, on keksinnön mukaisella tavalla valmistettujen sidosaineiden avulla käsiteltyjen lastulevyjen poikittaisveto-lujuus suurempi kuin esimerkin 6 mukaista sidosainetta käytettäessä.

Käyttöesimerkki 2

Ligniinihartsin arvostelemiseksi valmistettiin liimaliuos, jossa oli hartsia (kuiva-ainepitoisuus 43%), vahaemulsiota (kuiva-ainepitoisuus 50%) vettä hylkivänä aineena, ja kovetinta (kaliumkarbonaattia 50-pro-senttisena vesiliuoksena). Valmistettiin 40..,42-prosenttinen liima-liuos soveltamalla seuraavaa kaavaa:

Pintakerros Keskikerros

Liiman koostumus___osia__osia_

Keksinnön mukaista ligniinihartsia 200 200

Spg-vahaemulsiota 7,5 7,5

Kaliumkarbonaattia 0 12

Vettä 5 0

Lastuja liimattiin edellä selitetyllä liimaliuoksella jatkuvasti toi-mivissa liimauskoneissa käyttämällä sarjaa sumutuslaatikoita, joissa lastut pidettiin sekoittimien avulla liikkeessä siten, että liima jakautui mahdollisimman tasaisesti lastujen pintaan. Lisätty liima-määrä (laskettu kuiva-aineena) oli pintakerroksessa 12,3% ja keskikerroksessa 8,8%, lastujen kuivapainosta .laskettuna. Liimauksen jälkeen lastut muotoiltiin levyiksi neljän erillisen lastunlevitysyksi-kön avulla siten, että ensimmäinen ja viimeinen yksikkö levittivät pintalastuja ja välillä olevat yksiköt levittivät keskilastuja.

Puristus suoritettiin kahdeksanportaisessa hydraulisessa puristimessa, jonka puristuslevyjä kuumennettiin höyryllä. Puristusvaihe suoritettiin panoksittain ja ilman esipuristusta, Puristuslämpötila oli 160 °C ja puristusaika vaihteli rajoissa 9...15 minuuttia. Valmistettiin lastulevyjä, joiden puhtaaksileikattu koko oli 360x120 cm ja paksuus oli ennen hiomista 20,5 mm. Tilavuuspaino vaihteli rajoissa

O

740...760 kg/m . Levyjä kokeiltiin hiomattomina, toisaalta suoraan puristamisen jälkeen ja toisaalta 15...20 vuorokautta kestäneen varastoinnin jälkeen.

57431 11

Kokeiluarvot on esitetty seuraavassa taulukossa;

Puristus- Taivutus- Poikittais- Poikittais- Turpoami- Turpoami- aika lujuus vetolujuus vetolujuus nen nen min. kp/cm2 kp/cm^ V-1002 Q 2 h % Q 24 h % ____kp/cin____________ 11 187 6,5 0,4 9,7 14,5 9 214 8,1 2,4 7,0 10,0 10 224 5,4 1,8 7,1 10,7 11 249 6,1 1,5 8,5 12,0 15 225 6,7 2,2 7,6 11,6

Veden Kosteus- absorboi- pitoisuus tuminen % j»_Huom._ 11 48 9,8 (1) 9 44 8,3 (2) 10 48 8,3 (2) 11 49 6,7 (2) 15 47 7,5 (2) _ (1) Levyt kokeiltiin heti puristamisen jälkeen (2) Levyt kokeiltiin 15··.20 vuorokautta puristamisen jälkeen.

Heti puristamisen jälkeen saavutetut tulokset on esitetty ainoastaan tarkoituksella osoittaa mittasuureiden sitä paranemista, joka tapahtuu varastoinnin jälkeen. Saksalaisten DIK-normien 687bl lehden 3 mukaiset voimassa olevat normivaatimukset ovat: taivutuslujuus 180 kp/ cm , poikittaisvetolujuus 3,5 kp/cm , poikittaisvetolujuus V-100 o 1,5 kp/cm , turpoaminen Q 2 h 6#, turpoaminen Q 24 h 12%, kosteuspitoisuus 9 ί 3%. Tulosten vertailu osoittaa, että ligniinihartsilla liimatut lastulevyt varsin hyvin täyttävät DIN-normien mukaan fenoli-hartsilla liimatuille lastulevyille pätevät vaatimukset. Koska sulfiittijätelipeä on fenolia huomattavasti halvempaa raakatavaraa, tulee keksinnön mukainen ligniinihartsi huomattavasti halvemmaksi kuin tavanomainen fenolihartsi.

Käyttöesimerkki 3

Saadun hartsin arvostelemiseksi kyllästettiin voimapaperia hartsipitoi-suuteen 32,..33 paino-%, jolloin kosteuspitoisuus oli 7...8% kokonais-

Claims (5)

12 57431 painosta. Kuusi arkkia fenolikalvoa ja koristearkki melamiinikalvoa puristettiin kokoon, ja saadun laminaatin vedenabsorptio ja mitta-pysyvyys kokeiltiin soveltamalla Nema-standardia LD 1-2,7 ja LD 1-2,8, jolloin saatiin seuraavat arvot: vedenabsorptio 10,0%, mittojen muu tos 0,22%, vast. 0,90%,

1· Menetelmä kondensaatiotuotteen valmistamiseksi lignosulfonaatista, fenolista ja formaldehydistä kahdessa vaiheessa, nimittäin ensimmäisessä happamessa vaiheessa ja toisessa emäksisessä vaiheessa, tunnettu siitä, että ensimmäisessä happamessa vaiheessa sulfiittijätelipeää kondensoidaan vähintään 80 °C:ssa fenolin ja formaldehydin kanssa, jolloin happoa lisätään pH-arvoon 0,2...4,0, minkä jälkeen kondensoimista jatketaan toisessa emäksisessä vaiheessa vähintään 60 °C:n lämpötilassa sen jälkeen, kun on lisätty formaldehydiä ja emästä pH-arvoon yli 7.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfiittijätelipeä sisältää vähintään 70 paino-% lignosulfonaat-tia ja enintään 12 paino-% sokeria.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kondensoimista jatketaan happamessa vaiheessa niin pitkälle, että vähintään 40% fenolista esiintyy sidottuna.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kondensoituminen saatetaan emäksisessä vaiheessa edistymään niin pitkälle, että reaktioseoksen viskositeetti on 50...500 sentipoisia 25 °G:ssa, kun kierrosluku on 50 kierr/min ja vesipitoisuus on 60%,

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että 10...60 paino-osaa sulfiittijätelipeää (kuiva-painona), 90...40 paino-osaa fenolia, 2,5...30 paino-osaa formaldehydiä ja 20.,,100 paino-osaa vettä kondensoidaan happamessa vaiheessa pH-arvossa 0,2...4,0, minkä jälkeen kondensoimista jatketaan emäksisessä vaiheessa ja pH-arvon ollessa 10-13 sen jälkeen, kun on lisätty formaldehydiä ja vettä siten, että formaldehydin kokonaismäärä on 30...75 paino-osaa.