FI59280C - Foerfarande foer framstaellning av ett skivformigt byggnadselement - Google Patents

Description

ΓΥη·^ rBl fl1v KUULUTUSjULKAISU cQoön

JgfiA LBJ (11) UTLÄGGNIN6SSKRIFT 5^2 80 C (45) Fateu&ti cycnnrtty ’-O 07 1901 iPatent meddelat (51) Kv.ik?/int.ci.3 D 21 J 3/00, B 21 J 5/00 SUO M I — Fl N LAN D (21) Λ*·"«»ΗΛ·ιιηι» — PaCMtamBknlnf 577/66 (22) H*k*ml*pUvt — Ansöknlnxsdag 03.03*66 /C |\ ' ' ' ' Q2) Alkupllvi—Glltif hetsdig 08.03.66 (41) Tullut JulkiMksI — Bllvlt off«ntll| 01.07.68

Patentti- ja reki.terih.llitu. (4* MhtMMpm* j. k«UL|uik.hun pm. -

Patent* och ragtitarctyralsan Antökan uthtd «ch uti.*krift*n pubikend 31.03.81 (32)(33)(31) Ρ)7*·«ν «uoikeu» — fegtrd prioritet 09.03.65 Kanada(CA) 925164 (71) Abitibi Paper Company Ltd., i+08 University Avenue, Toronto 2, Ontario, Kanada(CA) (72) Maxwell M. Yan, Sault Ste. Marie, Ontario, Stanley H. Baldwin, Sault Ste. Marie, Ontario, Kanada(CA) (jb) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä levymäisen rakennuselementin valmistamiseksi - Förfarande för framställning av ett skivformigt byggnadselement Tämä keksintö koskee keskiraskaan rakennuslevyn valmistusmenetelmää ja erityisesti vuoraukseen tai sentapaiseen ja etenkin ulkovuoraukseen käytettäväksi sopivan keskiraskaan rakennuslevyn valmistusmenetelmää.

Keskiraskaan rakennuslevyn yleisiin valmistusmenetelmiin kuuluu puulastujen kuiduttaminen, vesiseoksen muodostaminen kuiduista ja sideaineen lisääminen tähän seokseen, minkä jälkeen seos muodostetaan märäksi rainaksi tasoviiralla ja kuumapuriste-taan niin, että sen ominaispaino tulee olemaan yli 0,45 ja vähemmän kuin 0,8-0.

Aikaisemmin tämän tyyppisen keskiraskaan levyn valmistusmenetelmään sisältyi märän rainan esikuivattaminen täysin tai lähes täysin kuivaksi ennen kuumapuristusta ja sitten kuumapuris-taminen täydessä kuivuudessa tai täyteen kuivuuteen. Mainittu esikuivausvaihe vaatii suuritehoisten, kalliiden kuumailmakier-toisten kuivurien käyttämistä märkien arkkien sisältämän suuren vesimäärän poistamiseksi, joka määrä on 10 kertaa niin suuri kuin se, mikä poistetaan tämän keksinnön mukaisissa karkaisu-uuneissa, ja korkeampipaineisten ja korkeampilämpötilaisten (jopa 260°C) 2 59280 kuumapuristinten käyttämistä kuivatun ja sen vuoksi paljon huonommin kokoonpuristuvan levyn tiivistämiseksi. Edelleen siinä ei voida käyttää lämmössä kovettuvia sideaineita kuten fenoliformal-dehydihartseja, joita käytetään ja jotka ovat erinomaisen edullisia kuitulevyissä niiden stabiloimisen ja niiden mahdollisten lujuusominaisuuksien kannalta, koska nämä lämmössä kovettuvat sideaineet kovettuvat etukäteen esikuivatusvaiheessa eivätkä siten ole käytettävissä enää lopputiivistyksessä kuumapuristuksen aikana. Sen vuoksi tällaisessa menetelmässä on käytettävä vain lämpöplastisia sideaineita. Nämä lämpöplastiset sideaineet ovat hyvin sopivia antamaan levylle vastustuskykyä sekä veden imeytymistä että sään vaikutuksia vastaan, mutta ne ovat hyvin hankalia käyttää tällaisessa kuivan rainan korkealämpötilaisessa puristusprosessissa, koska ne virtaavat näissä ankarissa olosuhteissa ja aiheuttavat suuressa määrin takertumista puristimeen täten tehden välttämättömäksi käyttää lisäksi irrotusaineita puristuspinnoilla, esim. talkkia tai savea. Nämä eivät ainoastaan lisää kustannuksia ja aiheuta levitysvaikeuksia, vaan ne ovat myös vahingollisia lopullisen puristetun levyn pinnan maalattavuudelle, koska ne tekevät vaikeaksi saada aikaan myöhemmin käytettävän pohjamaalin hyvän tartunnan. Lisäksi tavallisesti käytetty lämpöplastinen hartsi (männynkanto-johdannainen) erittää kuumapuristuksen aikana haihtuvia aineita, jotka voivat aiheuttaa rakkomuodostusta näin korkeissa puristuslämpötiloissa. Myös pelkkää lämpöplastista hartsia käyttäen valmistettu levy on pehmeä ja altis vahingoittumaan käsiteltäessä sitä heti kuumapuristuksen jälkeen, ennenkuin se on jäähdytetty.

Joskin lämmössä kovettuvat hartsit, kuten fenolihartsi, antavat erinomaiset lujuusominaisuudet niitä käytettäessä märässä ristikkoselkä-karkaisuprosessissa (kuivattamatta ennen kuumapuris-tusta), on todettu, että käytettäessä niitä yksinään keskiraskaassa levyssä saattaa esiintyä sisäistä kerroksittaista irtautumista ja kulmien murtumista sen jälkeen,kun levy on ollut alttiina sään vaikutukselle. Tällaista levyä on näin ollen arvel-luttavaa käyttää ulkoilmasovellutuksiin, kuten vuorauksiin. Lämpöplastiset hartsit, kuten mäntypuuhartsi, antavat niitä yksinomaan käytettäessä hyvän säänkestävyyden, niin että kulmat eivät hajoa eikä sisäistä kerroshajaantumista tapahdu, mutta niiden avulla saadaan aikaan lujuudeltaan verraten huono tuote, erityi- 3 59280 sesti kuivassa keskiraskaiden levyjen menetelmässä. Tällaiset levyt ovat alttiimpia murtumaan niitä käsiteltäessä ja asennettaessa normaalisti käytettyinä pitkinä mittoina.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä levymäisen rakennuselementin valmistamiseksi, jolla on keskisuuri tiheys, jossa menetelmässä yllämainitut epäkohdat on vältetty ja joka voidaan suorittaa käyttäen tavanomaista laitteistoa kohtaamatta niitä vaikeuksia, joita tähän saakka on esiintynyt keskiraskaan vuorauslevyn valmistuksessa liittyen niihin monimutkaisiin esikuivatusmenetelmiin, joita on käytetty valmistettaessa molemmin puolin sileitä levyjä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä muodostetaan lignoselluloosapitoisista kuiduista vesisulppu, sulp-puun lisätään lämmössä kovettuvaa sideainetta, kuten fenolihart-sia, ja lämpöplastista sideainetta, kuten mäntyhartsia, jonka määrä on enintään noin 20 paino-#, ja sulpusta poistetaan osittain vettä märän arkin muodostamiseksi. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että märkää arkkia kuumapuristetaan ilman edeltävää kuivausta lämmössä kovettuvan hartsin osittaiseksi karkaise-miseksi alkujäykkyyden antamiseksi levylle ja lämpöplastisesta hartsista johtuvan puristimeen takertumisen estämiseksi, mitä kuumapuristusta jatketaan noin 15~25 paino-#:n kosteuspitoisuuteen saakka, ja tämän jälkeen karkaistaan uunissa sellaisissa olosuhteissa, että lämpöplastinen hartsi pehmenee ja juoksee ligno-selluloosapitoisten kuitujen väliin ja lämmössä kovettuva hartsi tulee täydellisesti karkaistuksi jäykän levymäisen rakennuselementin muodostamiseksi, jonka tiheys on 0,45-0,80.

Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä sideaine on lämmössä kovettuvan hartsin ja lämpöplastisen hartsin yhdistelmä. Märkä arkki kuumapuristetaan ilman esikuivatusta sillä tuloksella, että lämpöplastinen hartsi ei aiheuta tarttumista vaikka irrotusaineita ei käytetäkään. Lämmössä kovettuva hartsi kovettuu osittain kuuman puristuksen aikana ja aiheuttaa levyn alkutiivistymisen. Kostea kuumapuristettu levy paistetaan sitten lämpöplastisen hartsin pehmenemispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa, minkä toimituksen aikana lämpöplastinen hartsi pehmenee ja virtaa kuitujen sisään ja väliin ja lämmössä kovettuva kartsi kovettuu lopullisesti. Lämpöplastisen hartsin pehmenemistä voi myös tapahtua kuumapuristuksen aikana. On todettu, että tämä prosessi antaa lujuuden lisäksi tuotteelle vedenkestokykyä ja tietyn määrän joustavuutta, joka tekee sen kykenevämmäksi kestämään niitä kosteuden ja lämpötilan äärimmäisen 59280 vaihtelevia arvoja, joille se joutuu alttiiksi ulkoilmassa. Tuotteen lujuus on erinomainen ja sen kestävyys kulmien murtumista, sisäistä kerrosten irtautumista ja muita sään vaikutuksia vastaan on erinomainen .

Ensisijaisen menettelytavan mukaan puulastut kuumennetaan höyryllä paineen alaisina ja jauhetaan mekaanisesti, niin että saadaan hienoja kuituja, jotka sitten dispergoidaan vesiseoksen muotoon. Saokseen lisätään vesiliukoista hapolla saostettavissa olevaa fenoliformaldehydihartsi-liuosta, erittäin syövyttävää, edistynyttä Redfern-tyyppiä, 0,5-3 % ja mieluummin 1 %. Märkää kovalevymenetel-mää varten olevat fenoliformaldehydihartsin standardiliuokset, jotka tunnetaan kauppanimillä PF-24 (Monsanto Chemical Company) ja SW-ll^O (Reichhold Chemical Company), ovat sopivia. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää monenlaisia muita lämmössä kovettuvia sideaineita, jotka kovettuvat tämän keksinnön mukaisissa yllä selitetyissä kuumapuris-tusolosuhteissa. Näihin sisältyvät melamiinit, akryyli-, resorsinoli-, ureaformaldehydi- ja proteiinihartsit, kuten verialbumiini.

Noin 5-20 % ja mieluummin n. 15 % verraten halpaa kiinteätä lämpöplastista mäntypuuhartsia, jonka pehmenemispiste on lopullisen paistamislämpötilan alapuolella, lisätään myös seokseen hienoksi jauhetussa muodossa, hapolla saostettavissa olevana alkaliliuoksena tai vesidispersiona. Jälkimmäistä tapaa pidetään parhaana. Sopiva hartsi on se, joka tunnetaan kauppanimellä Vinsol (Hercules Powder Company). Vinsolia saadaan etelävaltioiden mäntypuukannoista, ja sillä on seuraavat likimääräiset ominaisuudet:

Pehmenemispiste (Hercules-tiputusmenetelmä) 120°C Happoluku 9^

Saippuoitumisluku 165

Saippuoitumatonta ainetta (A.S.T.M. DIO65) 7,7 %

Asetooniin liukenematonta 0,05 %

Petroolieetteriin liukenematonta 98 %

Tiheys 25°C 1,218 g/cm3

Ominaisuuksiltaan samanlaisia muitakin mäntypuuhartseja voidaan käyttää, esim. sitä, joka on tunnettu kauppanimellä Solo ja jota toimittaa Newport Industries. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muita lämpöplastisia sideaineita, joiden pehmenemispiste on lopullisen paistamislämpötilan alapuolella, esim. maaöljyjohdannaisia hiiiivetyhartseja, joita toimittaa Pennsylvania Industrial Chemical Corporation, sekä asfalttituotteita, kuten esim. sitä, jonka pehmenemispiste on alueella 104-ll6°C, jota myydään kauppanimellä Lukonite ja jota toimittaa Lukon Inc.

5 59280

Lisäksi on edullista lisätä pieniä määriä hyviksi tunnettuja kuitulevyn liimausaineita, kuten 0,25-1 % ja mieluummin 0,5 % kiinteätä vahaa hapolla saostettavissa olevina emulsioina.

Kun edellämainitut aineosat on lisätty kuitusaokseen, lisätään n. 0,5-1,5 % alunaa ja riittävästi rikkihappoa, jotta pH saadaan arvoon n. 4,5 sideaineen ja liiman saostamiseksi ja kiinnittämiseksi. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ferrosulfaattia alunan ja hapon yhdistelmän sijasta saostamisen aikaansaamiseen ja lisätä levyyn siten värivaikutus ja lisää lujuutta. Kaikki yllämainitut prosenttiluvut tarkoittavat kiinteätä ainetta valmiin kuivan levyn kokonaispainosta. Massa muodostetaan märäksi arkiksi tasoviiralla tai muulla tavanomaisella tavalla kuten sylinterikoneella, ja siitä poistetaan vesi osaksi, niin että sen kuivapitoisuudeksi tulee n. 25-40 %,, tavallisesti n. 30 % (kosteuspitoisuus on näin ollen 60-75 % ja se voidaan edelleen pienentää 50 %:in käyttämällä korkea-painetasopuristusvaihetta). Arkki leikataan sopiviin pituuksiin, sijoitetaan kannatusristikoille ja kuljetetaan kuumapuristimeen edellämainitussa kuivapitoisuudessa. Ohut kerros hienoksi jauhettuja kuituja tai paperia voidaan sovittaa osittain kuivaksi puristetun märän arkin yläpinnalle, ennenkuin se leikataan määräpituuksiin, pinnan maalattavuuden ja säänkestävyyden parantamiseksi.

Kuumapuristimessa on sopivan paksuiset välikesauvat, jotka estävät arkkia kokoonpuristumasta haluttua mittaa ohuemmaksi ja siten haluttua tiheyttä tiheämmäksi. Välikesauvoissa on raot, niin että ulospuristettu vesi pääsee valumaan pois. Puristuslaattojen lämpötilat ovat suuruusluokkaa l82-210°C ja paine on pienin mahdollinen paine, jolla puristin saadaan lakeutumaan välikesauvoihin saakka nopeasti, niin että saadaan aikaan haluttu paksuus ja tiheys.

On edullista saavuttaa välikesauvat mahdollisimman lyhyessä ajassa vahingoittamatta märkää arkkia, jotta voidaan saavuttaa mahdollisimman lyhyet puristusjaksot (suurin mahdollinen tuotanto) ja hallita paksuuden yhdenmukaisuutta normaalisti käytetyssä moniaukkoisessa 2 puristimessa. Tyypillinen paine suljennan alussa on n. 7 kp/cm , mutta heti kun välikkeet on saavutettu (jakson ensimmäisen minuutin p aikana) voidaan käyttää niinkin pientä painetta kuin 0,3 kp/cm . Voidaan käyttää niin lyhyitä puristusaikoja kuin 10 min 11 mm:n paksuisen vuorauslevyn valmistuksessa, mutta yleensä käytetään 15-20 minuuttia. Kuumapuristuksen lopussa kosteuspitoisuus on mieluummin n. 15-25 %. Levy on mahdollista poistaa puristimesta ja siirtää paistouuniin vahingoittamatta sitä, johtuen lämmössä kovettuvan hartsin sille antamasta jäykkyydestä. Sen vuoksi saavutetaan puristus- 6 59280 jakson lyheneminen ja tästä johtuen kustannusten säästö, kun käytetään yllämainittua kosteuspitoisuutta. Haluttaessa voidaan puris-tusjaksoa kuitenkin pidentää, niin että saadaan pienempi kosteuspitoisuus.

Kuumapuristuksen jälkeen kostea levy lämpökäsitellään karkaisu-uunissa, jota pidetään termoplastisen hartsin pehmenemispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa, mieluummin n. 132-l43°C:ssa ^-10 tuntia riippuen lämpötilasta ja muistakin tekijöistä, kuten levyn kosteuspitoisuudesta. Lopullisen tuotteen ominaispaino on 0,^5-0,80 ja mieluimmin n.0,65·

Edullista on päällystää levy pohjamaalikerroksella, esim. liuotinpohjaisella alkyylityyppisellä maalilla. Eräs pohjamaalin levittämistapa on käsitellä levy sen vielä lämpimänä ollessa heti, kun se on purettu kuumapuristimesta. Vaihtoehtoisesti pohjamaali voidaan levittää levylle uunikarkaisun ja kostuttamisen jälkeen.

Kuten aikaisemmin mainittiin, pinnan maalattavuuden parantamiseksi ointaan voidaan lisätä peitearkki, ja tärkeätä on käyttää tätä peite-arkkia varten liimausjärjestelmää, joka kehittää hyvän sidonnan kuumapuristimessa. Parhaana pidetty liimausjärjestelmä on kuivuva kasvisöljy, erityisesti sellainen, johon sisältyy Friedel-Crafts-tyyppinen polymerisaatiokatalysaattori. Erityisen tehokkaan järjestelmän muodostaa raaka pellavaöljy, jossa on 2-10 paino-% booritri-fluoridia eetterinsä tai dihydraattikompleksinsa muodossa. Muitakin pellavaöljyn ja muiden kasvisöljyjen muotoja voidaan käyttää yksinään tai seoksina, kuten tung-, oiticica-, safflower-, vedetöntä risiini-, soija- ja mäntyöljyä.

Kuten on mainittu, hyvän ulkovuorauslevyn olennaisena vaatimuksena on lujuuden lisäksi erinomainen säänkestokyky. Paitsi todellisella käytännöllisellä sään vaikutukselle alttiiksi asettamisella, tämä ominaisuus tulee parhaiten esiin kiihdytetyllä vanhentamis-kokeella A.S.T.M. D1037"80 (1961), joka koostuu kuuden täydellisesti toistetun jyrkästi vastakohtaisille lämpötila- ja kosteusolosuhteille alttiiksi asettamisen jakson sarjasta. Kukin jakso koostuu kuudesta alttiiksi asettamisesta seuraavasti: 1. Upottaminen veteen 49°C:ssa 1 tunniksi 2. Asettaminen höyryn ja vesisumun vaikutukselle 39°C:ssa 3 tunniksi 3. Varastointi -12°C:ssa 20 tunniksi H. Kuumennus uunissa 99°C:ssa kolmen tunnin ajan 5. Asettaminen uudelleen höyryn ja vesisumun vaikutuksen alaiseksi 93°C:ssa kolmeksi tunniksi 7 59280 6. Kuumentaminen uunissa 99 C:ssa kuivassa ilmassa 18 tunnin ajan.

Kokeen suorittamisen jälkeen suoritetaan paksuuden turpoamisen ja pituus- ja leveysmittojen muutosten määritys sekä havaitaan mahdolliset fysikaaliset viat, kuten kerrosten irtoaminen, rakoileminen, kulmien hajoaminen tai pinnan karkeneminen. Kokeen jälkeiset fysikaaliset ominaisuudet voidaan myös haluttaessa määrittää .

Seuraavat työesimerkit varsinaisesta levyn valmistuksesta havainnollistavat keksintöä edelleen.

Esimerkki 1

Tehdasajossa puulastuja kuumennettiin höyryllä paineen alaisena ja jauhettiin mekaanisesti hyvänlaatuiseksi helposti vettä läpäiseväksi massaksi. Vesipitoiseen kuitumassaan lisättiin massa-kyypissä 15 % Vinsolia, 1 % Monsanton PF-24 fenolihartsia ja 0,5 % Hercules Powderin Paracol 505N vahaemulsiota. Nämä sekoitettiin dispersion aikaansaamiseksi ja saostettiin sitten lisäämällä 1 % alunaa ynnä tarvittavia määriä rikkihappoa, jotta pH saatiin arvoon 4,5. Kaikki %-luvut tarkoittavat kiinteätä ainetta lopullisesta kuivan levyn painosta laskettuna.

Saatu massaseos muodostettiin sitten märiksi arkeiksi, joiden pintapaino oli 6,6 kg kiinteätä ainetta neliömetriä kohti, tasoviiralla, ja vesi poistettiin osaksi tavanomaisilla imulaati-koilla ja märkäpuristinosalla niin, että kuivapitoisuudeksi tuli 28 %>. Märkä raina sahattiin sitten 4,9 m:n pituuksiin, sovitettiin kuljetusristikoille ja kuljetettiin kuumapuristimeen mainitussa 28 %:n kuivapitoisuudessa.

Kuumapuristin oli varustettu kunkin aukon pitkillä sivuilla raoilla varustetuilla sopivan paksuisilla väliketangoilla. Puristus-lämpötila oli 202°C. Puristin suljettiin paineessa 7 kp/cm2, ja märät arkit puristettiin kokoon väliketankoihin saakka 30 sekunnissa, o jossa vaiheessa paine heti alennettiin 2,8 kp/cm :ksi. Puristin pidettiin suljettuna väliketangoilla 20 min ja avattiin sitten, levyt poistettiin ja kuljetusristikot erotettiin levyistä.

Kuumapuristetut levyt käsiteltiin sitten tavanomaisessa kovalevyn paistinuunissa 6 tuntia 138°C:ssa, johdettiin kostutus-kamnion läpi ja leikattiin sitten haluttuihin vuorauslevykokoihin ja muotoihin. Levyt sisälsivät 15 % kosteutta tullessaan ulos kuumapuristimesta ja lopulliselle paistetulle, kostutetulle levylle suoritetut kokeet osoittivat, että se oli laadultaan erinomaista s 59280 vuorausainetta ja sen fysikaaliset ominaisuudet olivat seuraavat: kosteus 4,5 % paksuus 5»1 cm ominaispaino 0,64 veden imeytyminen (24 tunnin upotus 2,5 cm:n syvyyteen 21°C:n lämpöiseen veteen) 16 % turpoaminen (24 tunnin upotus 2,5 cm:n syvyiseen 21°C:n lämpöiseen veteen) 3,5 % o murtumamoduli 175 kp/cm p vetolujuus kohtisuoraan pintaa vastaan 2,9 kp/cm nopeutettu vanhentaminen - A.S.T.M. 6-jakson koe - pysyvä paksuuden turpoaminen 10 %

Esimerkki 2

Levyä valmistettiin niinkuin esimerkissä 1 selitettiin, . . 2 ...

paitsi että 52 g/m painava päällystämätön puuhioketyyppmen arkki sovitettiin osittain kuivaksi puristetun märän rainan pintaan ennenkuin se leikattiin määrämittoihin puristusta varten. Päällysteen ja peruslevyn luonnollista kuitujenvälistä sidontaa vahvistettiin käyttämällä 14,6 g/m seosta, joka koostui raa’asta pellavansiemen-öljystä, joka sisälsi 5 paino-# klooritrifluoridia, joka levitettiin arkin alapuolelle ennenkuin arkki sovitettiin märän rainan päälle.

Tämän jälkeen suoritettiin kuumapuristus ja jälkipaisto samoinkuin esimerkissä 1.

Puhtaaksileikkauksen jälkeen päällystetty levy käsiteltiin pohjamaalilla erityisessä maalauslinjassa takasivulta, syrjiltä ja etusivuilta käyttäen liuotinpohjaista alkyylityyppistä maalia.

Esimerkki 3

Valmistettiin laboratoriolevyjä noudattaen esimerkin 1 menettelytapaa, paitsi että puristusaika oli 10 min 20 min sijasta, jälki-paistouunin lämpötila nostettiin 138-l46°C:een ja paistoaika lisättiin 10 tunniksi.

Tämän levyn kosteuspitoisuus sen tullessa puristimesta oli 25 % ja paiston ja kostutuksen jälkeen saatiin levy, joka ominaisuuksiltaan vastasi esimerkissä 1 saatua.

Esimerkki 4

Levy tehtiin samoin kuin esimerkissä 1, paitsi että vielä lämpimien levyjen ylä- ja takapinnalle levitettiin pohjamaalla niiden tullessa kuumapuristustoimituksesta. Jälkipaisto suoritettiin pohjamaalatuille levyille, niinkuin esimerkissä 1 esitettiin. Jälleen saatiin korkealaatuinen tuote, jossa oli erinomaiset pohja- r.aaLavut pinnat.

9 59280

Esimerkki 5

Levyt valmistettiin kuten esimerkissä 1, paitsi että levyn pintapainoa lisättiin niin, että saatiin levy, jonka ominaispaino oli 0,75· Joskin tämä levy oli painavampaa, se oli myös huomattavasti 2 lujempaa. Sen murtomoduli nimittäin oli 290 kp/cm ja vetolujuus pintaa vastaan kohtisuoraan oli 4,2 kp/cm , niin että se oli paremmin sopivaa vaativampiin käyttötarkoituksiin. Yllättävästi havaittiin myös että puristusjaksoa ei tarvinnut pidentää tämän painavamman levyn valmistamiseksi. Arvellaan, että tämä johtuu paremmasta lämmön siirtymisestä tiiviimmässä levyssä ja siitä johtuvasta suuremmasta puristimen karkaisutehosta.

Vaikkakin edelläolevat esimerkit koskevat vain nimellispak-suudeltaan 11 mm:n levyä, tämän keksinnön mukainen levy voidaan tietysti valmistaa halutun paksuisena sovittelemalla asianmukaisesti pinta-alapainoa, välikesauvojen paksuutta ja puristusaikaa.

Esimerkki 6

Keksinnön edullisuuden osoittamiseksi, erityisesti mitä tulee tärkeän ominaisuuden, erinomaisen säänkestävyyden, parantamiseen käyttämällä Vinsolin ja fenolihartsin yhdistelmää märkäpuristuspro-sessissa, suoritettiin seuraava koe.

Tehtiin kolme levyä, kaikki samalla yleisellä "märkä"-mene-telmällä, jota selitettiin esimerkissä 1 mutta vaihdellen lisättyä sideainetta seuraavasti:

Levy A - 3 % fenolihartsia

Levy B - 20 % Vinsolhartsia

Levy C - 15 % Vinsol- ja 1 % fenolihartsia Näytteitä näistä levyistä verrattiin säänkestävyyden suhteen tekemällä niille A.S.T.M. kiihdytetyt vanhenemiskokeet, jotka aikaisemmin selitettiin. Näytteiden tarkastelu kokeiden jälkeen osoitti keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetun ylivoimaisen säänkestävyyden. Verrattuna keksinnön mukaiseen levyhn (C) pelkkää Vinsolia käyttäen tehty levy (B) oli pahasti turvonnut niin, että sen paksuuden jäännösturpoaminen oli 34 % verrattuna levyn (C) turpoamiseen, joka oli 10 %. Näytteessä, jossa käytettiin pelkkää fenolihartsia (A), oli pahaa sisäistä rakoilemista ja kerrosten irtautumista, kun taas levy (C) oli vapaa tästä viasta.

Esimerkki 7

Sen seikan, että fenolihartsi märkäpuristusprosessissa osittain kovettuu kuumapuristuksen aikana näin korkeassa arkin kosteuspitoisuudessa ja siten antaa lisää lujuutta valmistettavana olevalle levylle, niin että se on vähemmän altis vahingoittumaan 10 59280 prosessiin kuuluvassa myöhemmässä käsittelyssä, osoittaa seuraava koe.

Levyille, jotka oli tehty märkäprosessilla käyttäen 20 % 7insol-sideainetta yksinään ja toisaalta käyttäen 20 % Vinsolia ja 1 f fenolihartsia, ja lisäksi levyille, jotka oli valmistettu kui-vapuristusprosessilla käyttäen 20 % Vinsolia, suoritettiin kaikille erikseen jäykkyyskoe heti kuumapuristuksen jälkeen mittaamalla tietyn jännevälin päälle sovitetun tietyn kuormituksen aiheuttama taipuma. Märkäpuristettu Vinsol-fenolilevy oli paljon jäykempi prosessin tässä vaiheessa taipuen 50 % vähemmän kuin märkäpuristettu Vinsol-levy. Kuivapuristettu Vinsol-levy murtui heti, kun se kuormitettiin, osoittaen erittäin heikkoa lujuutta puristimesta tullessa. Esimerkki 8

Fenolihartsin tai samanlaisten lämmössä kovettuvien sideaineiden tehottomuus molemmilta puolin sileiden levyjen valmistusprosessissa, jossa märkä raina esikuivatetaan ennen kuumapuristusta, käy esiin seuraavasta esimerkistä.

Kaksi levyä, jotka oli tehty molemmilta puolin sileän levyn kuivapuristusprosessilla ja joista toisessa oli lisättynä 1 % PF-24 fenolihartsi-sideainetta ja toinen oli ilman mitään sideainetta, osoittivat seuraavia ominaisuuksia:

Taulukko 1 24 tunnin vesiupotus

Paksuus Omin. Levey- Turpo- Murto- Kimmo- Vetolu-paino den li- aminen moduli moduli juus säys kohtisuo raan pintaa kohti (nm) (?) (?) (kp/cnr) (kp/cnr) (kp/cnr) ilman sideainetta 11,4 0,52 47 19 56 9100 0,5 1 % fenoli- har£g Sld.0" ainetta 11,2 0,53 50 17 49 10500 0,5

Ominaisuudet eivät ole millään tavoin kehittyneet kuumapuristuksen aikana fenolihartsia käytettäessä, koska hartsi jo on kovettunut etukäteen ennen kuumapuristusta tapahtuneen kuivatusvaiheen aikana, eikä siinä ole enää henkeä jäljellä. Täten näiden edullisten lämmössä kovettuvien sideaineiden käyttö on mahdotonta käytettäessä molemmin puolin sileän tyypin kuivapuristusprosessia.

U 59280

Esimerkki 9 Tämän keksinnön mukaisen korkeassa kosteuspitoisuudessa suoritetun kuumapuristuksen tehokkuus sen hankalan takertumisen hallinnassa, jota tavallisesti esiintyy aikaisemmin käytetyssä kuivapuris-tusmenetelmässa lämpöplastisia sideaineita, kuten Vinsolia, käytettäessä, osoitettiin kuumapuristamalla keskiraskaita levyarkkeja, jotka sisälsivät 20 % Vinsol-sideainetta, sekä märässä että täysin kuivassa tilassa märkäprosessin puristuslämpötilan ollessa 202°C käyttämättä irroitusaineita. Takertumista ei esiintynyt lainkaan, kun arkit puristettiin korkeassa kosteuspitoisuudessa, mutta kovaa takertumista esiintyi sekä arkin ylä- että alapinnoilla, kun arkki puristettiin kuivassa tilassa - siitäkin huolimatta että puristus-lämpötila oli alhaisempi (ja siis myös takertumistaipumus) kuin se, mitä normaalisesti käytetään kuivapuristusmenetelmässä.

Esimerkki 10

Suoritettiin kokeita seuraten esimerkin 1 yleistä menettelytapaa takertumiseen vaikuttavien tekijöiden tutkimiseksi.

(a) Kuumapuristimen sisään tulevan arkin kosteuspitoisuuden vaikutus takertumiseen. Käyttäen 15 % Vinsolia ja 1 % fenolihartsia ja 20 minuutin puristusjaksoa 204°C:ssa kosteuspitoisuuksissa, jotka kuivattamalla alennettiin 0, 10, 20, 30 ja 40 5?:iin, havaittiin, että käytettäessä väliketankoja takertumista laattaan ja ristikkoon esiintyi, kun arkin kosteuspitoisuus aleni 10 %:iin, 20 %:r\ kosteudessa ei esiintynyt takertumista. Kuitenkin, kun fenolihartsi jätettiin pois, takertuminen alkoi 20 %:n kosteustasolla. Arkki, joka oli tehty käyttäen 15 % Vinsolia ja 1 % fenolihartsia, kuivatettu 20 %:n kosteuspitoisuuteen ja sitten kuumapuristettu 202°C:ssa 20 minuutin ajan, mutta ilman välikkeitä, osoitti kuitujen irtautumista ja takertumista laattaan.

Havaittiin, että kaikki levyt, jotka oli valmistettu 0-^0 %:n kosteusalueella eivät kehittäneet kiinteää, kovaa yläpintaa, joka normaalisesti esiintyy, kun arkki puristetaan tavallisella 65-70 %:n kosteusalueella.

(b) Pintakalvon muodostuminen ja irtautuminen. Arkkeja, joiden kosteuspitoisuus oli alueella 65—75 %, esipuristettiin kuumapuristi-messa 3 minuutin ajan ja vastaavasti 8 minuutin ajan käyttäen ylisuuria 19 mm:n välikkeitä arkin kosteuden alenemisen rajoittamiseksi, millä tavoin voitiin muodostaa osittaisia pintakalvoja olennaisesti märkään arkkiin. Nämä arkit kuivattiin sitten täydellisesti uunissa ja puristettiin uudelleen käyttäen normaaleja 20 minuutin i2 59280 kuumapuristusjaksoja 20^°C:ssa. Vaikka arkki oli kuivakin, ei takertumista todettu lainkaan 8 minuutin kalvoa kokeiltaessa. Kokeiltaessa 3 minuutin kalvoa havaittiin lievää takertumista yhdessä tapauksessa ja puhdas irtautuminen toistetussa kokeessa. Ensimmäisessä tapauksessa arkki rakkoili, kun se vedettiin ulos puristimesta, ja siitä johtuva pinnan särkyminen todennäköisesti aiheutti lievän takertumisen.

Ottaen huomioon yllä selitetyt esimerkit ja kokeet voidaan esittää seuraava yhdistelmä kysymykseen tulevista eri tekijöistä: 1. Lämmössä kovettuvan hartsin käyttö.

(a) Tämä antaa lopullista lujuutta tuotteelle.

(b) Päinvastoin kuin käytettäessä pelkästään termoplastista hartsia tämä antaa arkille jäykkyyttä heti kuumapuristimesta poistettaessa ja niin- ollen alentaa mekaanisia vahinkoja seuraavassa käsittelyssä. Tämä on erityisen tärkeätä kustannuksia säästävällä lyhennetyllä puristusjaksolla valmistetuissa levyissä, jotka ovat märempiä ja sen johdosta heikompia puristimesta poistettaessa.

(c) Tämä alentaa takertumistaipumusta, mutta se on selvästi merkityksellistä ainoastaan silloin, kun suoritetaan esikuivatus paljon alle sen 60-75 %:n kosteuspitoisuuden, joka tässä keksinnössä on kysymyksessä,kuumapuristimeen mennessä.

2. Termoplastinen hartsi.

(a) Parantaa ominaisuuksia yleensä ja erityisesti vastustuskykyä veden tunkeutumista vastaan.

(b) Se estää kerrosten irtautumisen sään vaikutuksesta.

3· Esikuivatuksen välttäminen.

(a) Tämä säästää kalustoa ja siten pienentää tuotantokustannuksia; koska esikuivuria ei tarvita, rakennuslevyä voidaan valmistaa toiselta puolen sileän kovalevyn tuotantolinjalla tehden vain vähäisiä muutoksia.

(b) Se estää lämmössä kovettuvan hartsin ennakolta kovettumisen ja lujuuden menetyksen.

(c) Takertuminen estyy.

(d) Märkään kuituarkkiin muodostuu pintakerros puristimen kuuman sileän pinnan kärvennysvaikutuksen johdosta, ja tämä ei ainoas-taa edistä takertumisen välttämistä vaan myös parantaa pinnan lujuutta ja hankausvastusta.

4. Lopullinen kosteus puristimesta tullessa.

Lämmössä kovettuvan hartsin jäykistämisvaikutuksen ansiosta on mahdollista ottaa levy ulos kuumapuristimesta kosteuspitoisuuden ollessa 15-25 %, minkä avulla saadaan kustannuksia alentava lyhempi puristusj akso.

Claims (6)

13 59280

1. Menetelmä levymäisen rakennuselementin valmistamiseksi, jolla on keskisuuri tiheys, jolloin lignoselluloosapitoisista kuiduista muodostetaan vesisulppu, sulppuun lisätään lämmössä kovettuvaa sideainetta, kuten fenolihartsia, ja lämoöplastista sideainetta, kuten mäntybartsia, jonka määrä on enintään noin 20 paino-%, ja su]-pusta poistetaan osittain vettä märän arkin muodostamiseksi, tunnettu siitä, että märkää arkkia kuumapuristetaan ilman edeltävää kuivausta lämmössä kovettuvan hartsin osittaiseksi Rankaisemiseksi alkujäykkyyden antamiseksi levylle ja lämpöplastisesta hartsista johtuvan puristimeen takertumisen estämiseksi, mitä kuuma-puristusta jatketaan noin 15-25 paino-%:n kosteuspitoisuuteen saakka, ja tämän jälkeen karkaistaan uunissa sellaisissa olosuhteissa, että lämpöplastinen hartsi pehmenee ja juoksee lignoselluloosapitoisten kuitujen väliin ja lämmössä kovettuva hartsi tulee täydellisesti karkaistuksi, jäykän levymäisen rakennuselementin muodostamiseksi, jonka tiheys on 0,^5-0,80.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että märän arkin kosteuspitoisuus on n. 50-75 %.

3· Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että lämpöplastista sideainetta lisätään noin 15 naino-^. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että märkään arkkiin lisätään pintakerros.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että rakennuselementin ominaispaino on noin 0,65.

1. Förfarande för framställning av ett skivformigt byggnads- element med medelstor täthet, varvid av lignocellulosahaltiga fibrer bildas en vattenuppslamning, i uppslamningen tillsättes ett värme-härdande bindemedel, säsom fenolharts, och ett termoplastiskt binde-medel, säsom tallharts, i en mängd av upp tili ca 20 vikt-%, och upp-slamningen avvattnas delvis för formande av ett vätark, k ä n n e -tecknat av att vätarket varmpressas utan föregäende torkning för partiell härdning av det värmehärdande hartset för att bibringa skivan initialstyvhet och för att förhindra vidhäftning tili pressen pä grund av det termoplastiska hartset, vilken varmpressning föres tili fukthalt av ca 15-25 vikt-#, och därefter härdas i ugn under sädana betingelser, att det termoplastiska hartset mjuknar och flyter in mellan de lignocellulosahaltiga fibrerna och det värmehärdande