FI63542B - Framstaellning av belagd produkt foersedd med en fenolformaldehydbarriaer mot polyisocyanatbindemedel - Google Patents

Framstaellning av belagd produkt foersedd med en fenolformaldehydbarriaer mot polyisocyanatbindemedel Download PDF

Info

Publication number
FI63542B
FI63542B FI762787A FI762787A FI63542B FI 63542 B FI63542 B FI 63542B FI 762787 A FI762787 A FI 762787A FI 762787 A FI762787 A FI 762787A FI 63542 B FI63542 B FI 63542B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
product
paper
coating
formaldehyde
resin
Prior art date
Application number
FI762787A
Other languages
English (en)
Other versions
FI63542C (fi
FI762787A (fi
Inventor
Philip Duane Shoemaker
Hobert Owsley Mcqueary
Original Assignee
Ellingson Timber Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/620,850 external-priority patent/US4046952A/en
Application filed by Ellingson Timber Co filed Critical Ellingson Timber Co
Publication of FI762787A publication Critical patent/FI762787A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI63542B publication Critical patent/FI63542B/fi
Publication of FI63542C publication Critical patent/FI63542C/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/06—Making particle boards or fibreboards, with preformed covering layers, the particles or fibres being compressed with the layers to a board in one single pressing operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B21/00—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board
    • B32B21/02—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board the layer being formed of fibres, chips, or particles, e.g. MDF, HDF, OSB, chipboard, particle board, hardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B21/00—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board
    • B32B21/04—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board comprising wood as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B21/08—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board comprising wood as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B21/00—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board
    • B32B21/14—Layered products comprising a layer of wood, e.g. wood board, veneer, wood particle board comprising wood board or veneer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/42—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising condensation resins of aldehydes, e.g. with phenols, ureas or melamines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/002—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption
    • B32B2307/7265—Non-permeable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2317/00—Animal or vegetable based
    • B32B2317/12—Paper, e.g. cardboard
    • B32B2317/122—Kraft paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2317/00—Animal or vegetable based
    • B32B2317/16—Wood, e.g. woodboard, fibreboard, woodchips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2317/00—Animal or vegetable based
    • B32B2317/18—Cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives, e.g. viscose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2361/00—Phenoplast, aminoplast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

T2EμΠ r&l «« KUULUTUSJULKAISU s-7 r Λ r, jpjjfo ^ ^ UTLACGNI NGSSKRIFT 6 3 5 4 2 ^ Patent : .ddelot ^ * ' (51) Kv.ik?/iBt.a.3 B 32 B 33/00 SUOMI—Fl N LAND (li) hMmMMm—puutune imim 762787 (22) H«k*mhpilvl—AmMcnlitgidag 30.09-76 ' (23) Alkupllvft—GlMghMdag 30.09.76 (41) Tullut (ulklMkd — Bltvk affmtNg 09 OU 77 rumaa. ). rrtlrtfllfllltu.
Patent- och ragictaratyralaan ' 7 AimWom uti«*d och wi.*krtft*n pwMicmd 31.03.83 (32)(33)(31) PyHetty MuolkMit—B*gtrd prior** 08.10.75 USA(US) 620850 (Tl) Ellingson Timber Co. , 3275 Baker Street, Baker, Oregon, USA(US) (72) Philip Duane Shoemaker, Baker, Oregon, Hobert Owsley McQueary,
Sweet Home, Oregon, USA(US) (7M Oy Kolster Ab (5I+) Päällystetyn tuotteen valmistus, jossa on polyisosyanaattisideaineen fenoliformaldehydiestokerros - Framställning av belagd produkt försedd med en fenolformaldehydbarriär mot polyisocyanatbindemedel Tämä keksintö koskee yleisesti lujitettujen, päällystettyjen tuotteiden valmistusta, jotka muodostuvat hienojakoisesta tai hiukkasina olevasta selluloosa-aineksesta valmistetusta sisäkerroksesta ja siihen yhdistetystä päällyksestä.
Monia muototuotteita valmistetaan perusmenetelmän avulla, jossa selluloosa-aines lujitetaan tai liitetään yhteen käyttäen painetta, lämpöä ja kemiallista sideainetta. Tällaisia ovat puuhina perustuvat tuotteet kuten vaneri, kovalevy, lastulevy, vanerilla päällystetty lastulevy ja puristetut tuotteet, jotka on valmistettu kasvikuiduista kuten maissinvarsista, oljista, bagassis-ta tai muusta selluloosa-aineksesta kuten massasta tai paperisuikaleista. Tavallisesti tällaisten tuotteiden valmistuksessa käytetyt liimat ja sideaineet ovat lämpökovettuvia hartseja kuten fenoliformaldehydi, resorsinoliformal-dehydi, melamiiniformaldehydi, ureaformaldehydi, ureafurfuraali ja kondensoidut furfuryylialkoholihartsit.
Viime vuosina on lujitetuotteiden valmistuksessa yritetty käyttää sideaineena orgaanista polyisosyanaattia. Polyisosyanaatti, joka useimmiten 2 63542 on nesteenä ja joskus kuivana jauheena, ja selluloosa-aines sekoitetaan valmis-tusraaka-aineeksi. Käyttäen lämpöä ja painetta hienojakoinen aines sidotaan kiinteäksi kappaleeksi. Näin valmistetulla tuotteella on hyviä lujuus- ja säänkesto-ominaisuuksia, mutta valitettavasti isosyanaattien taipumus kiinnittyä metalliin voi aiheuttaa vaikeita tarttumisongelmia puristusvaiheessa lähinnä kuitulevyvalmistuksessa.
Esimerkiksi vanerilla päällystetyn lastulevytuotteen valmistuksessa käytettäessä sideaineena polyisosyanaattia tämä pyrkii tunkeutumaan vanerin läpi puristuksen aikana ja kiinnittymään puristimen kalvolevyihin. Seurauksena on puristuksen jälkeen tuotteen tarttuminen kalvolevyyn, jollei käytetä erityisiä erotusaineita.
Käsiteltävänä oleva keksintö tarjoaa lujitetuotteen valmistusmenetelmän, jonka on havaittu lähes täysin poistavan tarttumisen, joka normaalisti liittyy polyisosyanaattisideaineen käyttöön ja jonka avulla voidaan valmistaa erittäin korkealaatuista levyä, jonka lujuus-, säänkestävyys ja vanhenemis-ominaisuudet ovat erityisen hyvät.
Siten keksinnön kohteena on menetelmä päällystetyn tuotteen valmistamiseksi, jossa menetelmässä hienojakoista, irtonaista selluloosa-ainesta ja siihen sekoitettua sideainetta, joka sisältää ainakin orgaanista polyisosyanaattia, olevan kerroksen muodostamalle huokoiselle pohjalle levitetään arkkimainen päällyste, jonka toisella puolella on fenoli-formaldehydihartsi-kalvo. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että päällysteen hartsikalvopuoli asetetaan huokoista pohjaa vasten ja päällyste sekä huokoisen pohjan selluloosa-aines yhdistetään yhdeksi kokonaisuudeksi käyttämällä sinänsä tunnetulla tavalla lämpöä ja painetta, fenoli-formaldehydihartsin muodostaessa yhdistämisen aikana hartsimaisen estokerroksen, joka estää poly-isosyanaatin tunkeutumisen päällysteen läpi. Menetelmän avulla päällyksen ja sisäkerroksen väliin syntyy erinomainen sidos, joka osaksi johtunee kemiallisesta reaktiosta, joka tapahtuu sisäkerrokseksi muuntuvan raaka-aineen isosyanaatin ja fenolihartsin vapaiden hydroksyyliryhmien välillä. Lisäksi fenoli formaldehydihartsi kondensoituu puristusvaiheessa ja muodostuu estoker-ros, joka estää raaka-aineessa olevan polyisosyanaatin tunkeutumisen päällykseen ja edelleen puristimen kalvolevyn pinnalle. Käytettäessä polyisosyanaattia sisäkerroksen muodostavan selluloosa-aineksen sideaineena sisäkerroksessa muodostuu erittäin vähän vesihöyryä, mikä poistaa mm. rakkulointiongelmat, joita normaalisti esiintyy päällystettyjen tuotteiden valmistuksessa. Takai-sinponnahdus sisäkerroksessa tai sisäkerroksen pyrkimys laajeta puristuksen 63542 jälkeen ovat merkityksettömiä. Olosuhteet voidaan järjestää niin, että jäl-kipolymeroituminen tai sideaineen polymeroituminen sisäkerroksessa puristuksen jälkeen, jollaista tapahtuu eksotermisena reaktiona raaka-aineiden sisältäessä fenolihartsisideainetta, ovat merkityksettömiä.
Keksintö sopii erityisesti päällystettyjen tuotteiden valmistukseen, joissa päällys on vettä läpäisevä arkki, esim. paperiarkki. Tällöin on melko yllättäen havaittu, että päällyksen ollessa paperia saavutetaan erinomaisia tuloksia kostuttamalla paperi ennen raaka-aineen ja paperipäällyksen puristamista. On ilmeistä, että tällaisen kostuttamisen ansiosta päällyksen ja sisäkerroksen sitovan fenoliformaldehydihartsin polymeroituminen hidastuu siinä määrin, että puristimen paine aiheuttaa optimikosketuksen paperin ja raaka-aineen selluloosa-aineksen välille. Puristimen lämpö höyrystää paperissa olevan veden, joka lopuksi poistuu paperin läpi ja jossain määrin plastisoi raaka-aineen selluloosa-ainesta. Muodostuu erinomainen, ulkokäyttöön erittäin hyvin sopiva tuote ja samalla saavutetaan kalvolevyihin tarttumisen erinomainen kontrolli.
Keksintöön liittyy etuja käytettäessä muun tyyppisten päällysten, esim. vaneripäällysten yhteydessä. Keksinnössä voidaan käyttää erilaisia fenoliformaldehydihartsikerroksia päällyksen sideaineena, esim. hartsisivel-teitä ja ns. levyliimaa (joka on selluloosakantajalla oleva hartsi).
Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä päällystetyn tuotteen valmistamiseksi käyttäen vettä läpäiseviä päällyksiä, esim. paperiarkkeja, jotka kyllästetään lähes täysin vedellä ennen puristamista ja lujittamista.
Keksinnön kohteet ja sillä saavutetut edut kuvataan lähemmin esimerkkien yhteydessä.
Toteutettaessa käsiteltävänä olevaa keksintöä voidaan selluloosa-valmistusraaka-aineen valmistuksessa käyttää orgaanisesta polyisosyanaatista ja formaldehydistä muodostuvaa sideainesysteemiä. Esim. on havaittu, että tällaisen sideaineen avulla voidaan valmistaa erinomaisen lujuuden ja kos-teudenkeston omaavia tuotteita ja raaka-aineen valmistuksessa voidaan käyttää selluloosalähtöaineksia, joiden kosteuspitoisuus on suhteellisen suuri, so. 22 #:iin saakka. Monissa tapauksissa tämä poistaa selluloosa-aineksen esikuivaustarpeen.
Sideainesysteemin polyisosyanaattikomponenttina voi olla jokainen orgaaninen polyisosyanaatti, jonka molekyylissä on vähintään kaksi aktiivista isosyanaattiryhmää tai tällaisten yhdisteiden seos. Käyttökelpoisia polyisosyanaatteja ovat difenyylimetaanidi-isosyanaatit, m- ja p-fenyleeni-di-isosyanaatit, klorofenyleenidi-isosyanaatit, tolueenidi- ja tri-isosya-naatit, trifenyylimetaanitri-isosyanaatit ja difenyylieetteri-2,1+'-tri- 4 63542 isosyanaatti. Erityisen sopivia ovat polyfenyylipolyisosyanaatit, esim. difenyylimetaani-U,U*-di-isosyanaatti. Voidaan myös käyttää polyisosyanaatti-seoksia, esim. "PAPI", joka on kaupallinen, suunnilleen kolmifunktionaalinen polymetyleenipolyfenooli-isosyanaatti, valmistaja Upjohn Company, Polymer Chemicals Division.
Tavallisissa lämpötiloissa formaldehydi on kaasu. Siksi sideainesystee-missä käytetty formaldehydi lisätään formaldehydivesiliuoksena, jonka väkevyys on sopiva, esim. kaupallinen 37 # tai Uit #.
Käytettäessä raaka-aineen valmistuksessa polyisosyanaattia ja formaldehydia niiden suhde ei ole kriittinen. Tavallisesti optimisuhde määrättyyn käyttöön voidaan määrittää rutiinikokeilun avulla. On menestyksellisesti käytetty polyisosyanaatti-formaldehydisuhdetta 2:3 - 5:1. Tavallisesti käytetään suhdetta noin 1:1 - U:1 esim. savuongelmien kontrolloimiseksi tai taloudelli-suussyistä. Samoin määrättyyn käyttöön tarvittava sideainemäärä voidaan tavallisesti määrittää yksinkertaisen kokeilun avulla. Hyvin tuloksin on käytetty 2-5 paino-# selluloosa-aineksen kuivapainosta laskettuna. Käsiteltäessä tässä painoja, prosentteja ja suhteita kyse on kiinteistä aineosista, jollei muuta ilmoiteta.
Selluloosa-aines, josta valmistetaan käsiteltävänä olevan keksinnön päällystetyn tuotteen sisäkerroksen raaka-aine, muodostuu selluloosa-aine-hiukkasista, tavallisesti puuhiukkasista, jotka saadaan sahateollisuusjätteistä, esim. höylälastuista jaTenerih&kkeesta.Haluttaessa voidaan käyttää selluloosahiukkasseoksia. Niinpä on valmistettu raaka-aine puuhiukkasseok-sista, joissa on noin 30 #:iin saakka kuorta. Muita aineksia ovat esim. hienoksi jauhetut maissinvarret, oljet ja paperisuikaleet. Valmistettaessa lastulevy-tyyppisiä tuotteita ja käytettäessä sideainesysteeminä formaldehydia ja polyisosyanaattia hiukkasten kosteuspitoisuus voi olla noin 22 paino-#:iin saakka. Tavallisesti sahateollisuuden jäteaineksista valmistetut hiukkaset sisältävät noin 10-20 % kosteutta ja niitä voidaan käyttää esi-kuivaamatta. Kuivausvaiheen maksimitaloudellisuuden saavuttamiseksi voidaan tavallisesti käyttää hiukkasia, joiden kosteuspitoisuus ylittää noin 6 #. Voidaan käyttää enemmän kosteutta sisältäviä hiukkasia, mutta tämä pakostakin lisää kuivauskustannuksia.
Raaka-aine voidaan myös valmistaa käyttäen sideaineena yllä kuvatun tyyppistä orgaanista polyisosyanaattia ja ilman formaldehydia.
5 63542
Valmistettaessa raaka-ainetta hienojakoisesta selluloosa** aineksesta käytetty sideaine voidaan suihkuttaa hiukkasille, joita pyöritetään tai sekoitetaan sekoittimessa. Sideaineen muodostuessa polyisosyanaatista ja formaldehydista nämä voidaan lisätä erikseen tai yhdessä lisäysjärjestyksen ollessa merkityksetön. Käytettäessä raaka-aineessa muita aineksia, esim. vahaa, viimeistelyainetta tai tulenestoainetta, nämä sekoitetaan hienojakoiseen ainekseen sideaineen kera.
Valmistettaessa käsiteltävänä olevan keksinnön mukaan päällystettyä tuotetta, esim. vanerilla tai paperilla päällystettyä lastulevyä päällys valmistetaan sisältämään fenoliformaldehydihartsia ja muodostamaan päällyksen huokoisen pohjan muodossa olevalle tai vanutetulle raaka-aineelle, joka lopuksi muodostaa päällystetyn tuotteen sisäkerroksen. Puristusvaiheessa fenoliformaldehydihartsi kovettuu ja muodostaa säänkestävän sidoksen sisäkerroksen polyisosyanaatilla sidotun selluloosa-aineksen kanssa. Lisäksi on havaittu, että hartsi muodostaa estokerroksen, joka estää orgaanisen polyisosyanaatin tunkeutumisen päällyksen läpi. Niinpä käytettäessä hartsia lujitetun tuotteen valmistuksessa voidaan käyttää päällyksiä, esim. ohuita vanerilevyjä ja jopa paperia ilman merkittävää isosyanaatin aiheuttamaa tarttumista puristimen kalvolevyihin. Lisäksi lujitetuotteen päällyksen ja sisäkerroksen väliin muodostuu erinomainen sidos. Ainakin osaksi tämän oletetaan johtuvan isosyanaattisideaineen ja fenoliformaldehydihartsin välisestä kemiallisesta reaktiosta.
Tavallisesti päällyksen sisäkerrokseen sitovan hartsin käyttömäärä on 11-86 g/m (kiintoaineesta laskettuna).
Liitettäessä yhteen selluloosa-ainesta orgaanisella polyisosyanaatti-sideaineella oletetaan, että selluloosahiukkasten kanssa muodostuu kemiallinen sidos. Tällöin polyisosyanaatin isosyanaattiryhmät reagoivat selluloosa-ainesten vapaiden hydroksyyliryhmien kanssa uretaanisilloiksi. Tätä reaktiota voidaan kuvata seuraavan kaavion avulla, jossa ja ovat vierekkäisiä selluloosa-aineshiukkasia ja R on orgaaninen ryhmä, joka edustaa polyisosyanaattimolekyylin ei-isosyanaattiosaa.
63542 c7" I—OH + 0~ON-|~R |—N-OO + HO -j C2 _ 0 -- 0 ,----- [ C1 RJ—NH-C-0 —I C9
Lisäksi osa polyisosyanaatista reagoi raaka-aineessa kosteuden muodossa olevan veden kanssa ja muodostuu polyurea alla olevan kaavion mukaan, jossa R1 ja Rg ovat orgaanisia ryhmiä, jotka edustavat eri polyisosyanaatti-molekyylien ei-isosyanaattiosia. Kun mukana on formaldehydia näin muodostunut polyurea voi reagoida formaldehydin kanssa polyureaformaldehydihart-siksi, joka edistää selluloosahiukkasten yhteenliittymistä.
— Rx -N-OO + H20 + Q«ON-| R2 - “P-. 9 r--—' --- Rx |—NH-C-NH—| R2 |-H- C02 Päällyksen fenoliformaldehydihartsissa, joka liittää päällyksen lu-jitetuotteen sisäkerrokseen, on fenolisia hydroksyyliryhmiä, jotka pystyvät reagoimaan polyisosyanaatin isosyanaattiryhmien kanssa uretaanisidoksiksi yleensä yllä olevan ensimmäisen kaavion mukaan. Siten oletetaan, että päällyksen hartsi muodostaa tavanomaisen liimatyyppisen sidoksen sisäkerroksen kanssa sekä kemiallistyyppisen sidoksen yllä kuvatun reaktion urakasi ja lisäksi sen tärkeänä tehtävänä on muodostaa estokerros, joka estää poly-isosyanaatin tunkeutumisen päällyksen läpi ja lujitetuotteen muodostavan kalvolevyn pinnalle.
Keksintö on erityisen käyttökelpoinen valmistettaessa päällystetty tuote, jossa päällys on sisäkerrokseen liitetty paperiarkki. Paperi on 7 63542 suhteellisen hyvin läpäisevä aines ja tavallisesti tuotteen valmistus, jossa raaka-aineiden sideaineena käytetään isosyanaattisysteemiä, aiheuttaa monia ongelmia päällysteen ollessa paperiarkki. Lisäämällä päällysteeseen fenoliformaldehydia saadaan erittäin hyviä tuotteita ilman normaalisti odotettavissa olevaa tarttumista. Tuotteen lisäetuna on, että käytettäessä sisäkerroksen selluloosa-aineksen sideaineena isosyanaattia vesihöyryn muodostus sisäkerroksessa puristusvaiheessa on vähäistä, mikä vähentää päällyksen käyttöön liittyviä rakkuloimisongelmia. Polyisosyanaatilla sidotun sisäkerroksen takaisinponnahdus on vähäinen, soi sisäkerroksen laajeneminen puristuksen päätyttyä. Sisäkerroksen paksuuden ollessa esim. 1,59 cm takaisinponnahduksen on tavallisesti todettu olevan pienempi kuin 0,015 cm.
Valmistettaessa paperilla päällystettyä tuotetta on havaittu, että poikkeuksellisen hyviä tuloksia saadaan kun päällyksen paperi ennen lujittamista paineen ja lämmön avulla kyllästetään vedellä. Tämä suoritetaan suihkuttamalla tai levittämällä telalla paperille vettä paperiarkin sille puolelle, joka on poispäin huokoisesta pohjasta raaka-aineiden esivalmistelussa ennen puristusta. Lisätyn veden määrä on tavallisesti noin 75-200 paperiarkin kuivapainosta. Kostuttamalla päällinen, puristusvaiheen aikana ja koska muodostuu vesihöyryä kostutetun arkin alueella fenoliformaldehydi-hartsin polymeroituminen ilmeisesti hidastuu, kunnes täysi paine ja sisäkerroksen hienojakoisen aineksen läheinen kosketus on saavutettu. Kosteus tai muodostunut höyry pystyvät ilmeisesti myös jossain määrin plastisoi-maan selluloosa-ainesta, mikä ilmeisesti parantaa raaka-aineen polyisosya-naatin kykyä sitoa selluloosa-ainesta. Ilmiön laadusta riippumatta muodostuu tuote, joka kestää raskaimmat tavallisesti käytetyistä kokeista, joilla määritetään lujitetuotteiden ulkokäyttökelpoisuus.
Sovellettaessa keksintöä tavallinen puristuslämpötila on 135-220°C.
Seuraavat erityisesimerkit selventävät keksintöä.
Esimerkki 1
Paperipintainen lastulevy valmistettiin seuraavasti:
Pieni vihreä osa Lodgepole-mäntyä, jossa oli runkoa, oksia, kuorta ja neulasia, syötettiin hakkuriin ja jauhettiin vasaramyllyssä, kunnes se läpäisi 0,635 cm vinoneliösihdin. Panosta, jossa oli 2500 g muodostunutta hienojakoista ainesta, kosteus noin 15 suihkutettiin erikseen 37 ^tlla formaldehydiliuoksella, jossa oli 23 g formaldehydia, ja noin 64 g:lla"PAPI»" samalla sekoittaen rumpusekoittimessa. Näin valmistettu raaka-aine sisälsi noin 18,2 paino-$ kosteutta.
Tällaisesta raaka-aineesta valmistettiin 6,35 cm paksu huokoinen pohja päällykselle, joka oli 0,046 cm paksu"Crezon B210-arkki, valmistaja 8 63542
Crown Zellerbach Corporation. Tämä on fenoliformaldehydihartsilla käsitelty, holanterin täyttömenetelmällä valmistettu paperiarkki, jonka toisella puolella on 0,0025 cm paksu fenoliformaldehydihartsiliimasauma (liimasauman paino noin 2 1+0,5 g/cm ). Huokoinen pohja valmistettiin siten, että ,'Crezon"-arkin liima- sauma oli ylöspäin huokoista pohjaa vastaan. Toinen f,Crezon"-arkki asetettiin huokoisen pohjan päälle ja muodostunutta kerrostetta puristettiin lämpötilassa o 2 noin 190°C ja paineessa noin 22,1 kg/cm viisi minuuttia paksuuteen noin 1,22 cm. Muodostuneen paperipäällysteisen lastulevyn keskimääräinen tiheys oli 697 kg/cm , keskimääräinen murtomoduli 137,37 kg/cm ja keskimääräinen kimmomoduli 2 2l+ 798 kg/cm koestettaessa ASTM-menetelmin.
Esimerkki 2
Hiljattain kaadettu Lodgepole-mänty jauhettiin hienojakoiseksi esimerkissä 1 kuvatulla tavalla ja valmistettiin raaka-aine sekoittamalla jauheeseen 1,5 paino-# "PAPl'^a ja 0,5 paino-# formaldehydia (lisättiin 37 #:na formal-dehydiliuoksena) hienojakoisen puun kuivapainosta laskettuna.
Lastulevyn päällykset valmistettiin suihkuttamalla 0,25*+ cm paksujen lännen lehtikuusen vaneriviilujen pinnoille fenoliformaldehydihartsia (1+8 # kiintoainetta sisältävä nestemäinen hartsi, merkinnällä "0PA-197A" sitä myy 2
Coos Bay Division of Georgia-Pacific Corporation) määrän ollessa 21,5 g/m kiintoainetta. Valmistettiin kooste, joka muodostui Lodgepole-männystä saadusta huokoisesta pohjasta ja sen molemmin puolin kiinnitetystä vaneriviilu-päällyksestä. Mainittujen päällysteiden liimasaumat olivat sisäänpäin huokoista pohjaa kohti. Kooste puristettiin kuten esimerkissä 1 valmiiksi lastulevyksi, jonka paksuus oli 1,9 cm ja keskimääräinen tiheys noin 6h0 kg/m . ASTM-koestuk- 2 sen mukaan lastulevyn keskimääräinen murtomoduli oli noin 1+61+ kg/cm ja keski- 2 määräinen kimmomoduli noin 69 250 kg/cm .
Esimerkki 3
Valmistettiin vaneripäällysteinen lastulevytuote raaka-aineesta, joka saatiin Ponderosa-männyn höylälastuista. Raaka-aine valmistettiin jauhamalla vasaramyllyssä 2 kg panos lastuja, kunnes se läpäisi 0,635 cm vinoneliösihdin ja lisättiin sekoittimeen. Kosteus oli 11,6 paino-#. Sekoittimessa lastuille suihkutettiin 37 #:sta formaldehydivesiliuosta, jolla lisättiin 1+7,8 g formaldehydia, sekä noin 53,1 g ’’PAPIra'1. Valmiin tuotteen kosteudenoton vähentämiseksi lisättiin myös mikrokiteisen vahan emulsiota, jossa oli 50 paino-# kiinteätä vahaa. Tämän kuvauksen mukainen sopiva emulsio on "Paracol 915N”, Hercules, Inc.
9 63542
Valmistetusta raaka-aineesta muodostettiin noin 7,6 cm paksu huokoinen pohja 0,25^ cm paksulle douglaskuusivaneriviilulle, joka oli ruiskupäällystetty määrällä 21,5 g/m kiintoaineeksi laskettua fenoliformaldehydihartsia ("0PL-19T^') . Siten päällyksessä muodostui liimasauma viilun ja huokoisen pohjan väliin. Samanlainen douglaskuusivaneriviilu ruiskupäällystettiin hartsilla ja asetettiin huokoisen pohjan päälle liimasauma alaspäin. Näin valmistettua koostetta puris-tettiin lämpötilassa 19±C ja maksimipaineessa 22,lU kg/cin noin viisi minuuttia paksuuteen 1,27 cm. ASTM-koestuksen mukaan lastulevyn keskimäärinen murto- 2 2 moduli oli 773 kg/cm ja keskimääräinen kimmomoduli 91 1+00 kg/cm .
Esimerkki 1+
Toisessa valmistuksessa 2,2 kg Ponderosa-männyn höylälastuja, kosteus 10 paino-#, asetettiin sekoittimeen, jossa lastuihin sekoitettiin 99 g nestemäistä, suunnilleen kolmifunktionaalista polymetyleeni-polyfenooli-isosyanaattia ja 39»6 g "Paracol 915N" raaka-aineen saamiseksi.
Päällykset valmistettiin 0,25*+ cm paksuista lehtikuusivaneriviiluista levittämällä niiden pinnoille 5*+ g/cm kiintoainehartsia. Käytetty hartsi oli fenoliformaldehydihartsi, valmistaja Bordens ("MH-193-32", viskositeetti 300-50 cP 25°C:ssa, pH 10,3 tiheys 1,22 21°C:ssa) sisältäen 1+0 % kiintoainetta.
Valmistettiin raaka-aineesta noin 6,35 cm paksu huokoinen pohja, joka asetettiin päällyksen hartsilla suihkutetulle pinnalle. Esipuristettiin kylmä-puristimessa paineessa 0,01+9 kg/cm ja toinen päällys asetettiin esipuristetul-le huokoiselle pohjalle hartsipinta alaspäin. Näin muodostunut kooste asetettiin kuumapuristimeen ja puristettiin viisi minuuttia lämpötilassa 177°C. Maksimipaine oli 21,1 kg/cm ja puristin suljettiin halutun paksuuden saamiseksi.
Saatiin 1,25 cm paksu lastulevy, jonka keskimääräinen tiheys oli 6UU kg/m , 2 keskimääräinen murtomoduli 7^9 kg/cm ja keskimääräinen kimmomoduli 85 63*+ kg/ 2 cm .
Esimerkki 5
Lisävalmistuksessa valmistettiin päällystetty lastulevy raaka-aineesta esimerkin H mukaan. Päällys valmistettiin asettamalla "Plyocite"-arkki (suuren tiheyden omaava, fenoliformaldehydihartsilla käsitelty paperiarkki, joka vastaa kohtaa 3.6.8. "High Density Overlay", U.S.Product Standard PS-I-7I+ for
Construction and Industrial Playvood, Reichhold Chemicals, Inc., paksuus 2 0,203 mm, paino l8l g/cm ja hartsikiintoainepitoisuus 50 %) kalvolevylle, 0,25l+ cm paksu lehtikuusivaneriviilu suuren tiheyden omaavalle arkille ja "Plyophen"-arkki vaneriviilulle. "Plyophen" onpaperlliimasaumatuote, 10 __ 63542 jossa on fenoliformaldehydihartsin jatkuva kuivakalvo selluloosakantajalla, 2 valmistaja Reichhold Chemicals, Inc., paksuus 0,069 mm, paino 67,14 kg./m ja hartsikiintoainepitoisuus 65 Näin valmistetulle päällykselle valmistettiin raaka-aineesta 4,44 cm paksu huokoinen pohja. Sitä ja sen alla ole- C' vaa päällystä esipuristettiin paineessa 0,049 kg/cm. Sitten samanlainen päällys asetettiin esipuristetulle koosteelle paperin liimasauma huokoista pohjaa vastaan. Toinen kalvolevy asetettiin yläpäällykselle ja koko kooste asetettiin kuumapuristimeen ja puristettiin viisi minuuttia lämpötilassa 177°C ja maksimipaineessa 22,5 kg/cm2. Saatiin lastulevy, jonka paksuus oli
Ύ O
1,217 cm, tiheys 663 kg/m , murtomoduli 1332 kg/cm^ ja kimmomoduli 161 340 kg/cm2.
Kuten yllä on kuvattu keksinnön avulla on mahdollista valmistaa erinomainen päällystetty tuote, jonka päällys muodostuu vettä läpäisevästä aineksesta, esim. paperista, joka kyllästetään vedellä ennen lämmön ja pait* neen käyttöä. Seuraava esimerkki kuvaa tämän tyyppistä valmistusta.
Esimerkki 6
Valmistettiin päällystetty lastulevytuote käyttäen esimerkin 4 raaka-ainetta. Sulfaattiselluloosa-arkin (127 g/m) toiselle puolelle valmistettiin fenoliformaldehydihartsiliimasauma suihkuttamalla sille esimerkin 4 fenoli-formaldehydihartsia määrän ollessa 53,9 g/m hartsia (kuiva-aineena). Arkin vastakkaiselle puolelle suihkutettiin vettä, jota pidättyi paperiarkkiin noin I72 g/cm . Kostutettu paperiarkki asetettiin kalvolevylle hartsilla päällystetty puoli ylöspäin.
Tälle arkille valmistettiin huokoinen, noin 3,81 cm paksu pohja ja sitä ja sen alla olevaa päällystä esipuristettiin paineessa 0,049 kg/cm . Valmistettiin toinen päällys, joka asetettiin esipuristetulle koosteelle kostutetun arkin päällystetty puoli kohti huokoista pohjaa. Sitten toinen kalvolevy asetettiin yläpäällykselle ja koko kooste asetettiin puristimeen ja puristettiin kolme minuuttia lämpötilassa 177°C ja maksimipaineessa 21,1 kg/cm2.
Saatiin lastulevy, jonka paksuus oli 0,734 cm, tiheys 717 kg/m^, 2 2 murtomoduli 224 kg/cm ja kimmomoduli 31 970 kg/cm . Neljän tunnin keittämisen Jälkeen näyte ei delaminoitunut.
Esimerkki 7
Yllä kuvattua lastulevyä voidaan lisätyöstää vanerilla päällystetyn tuotteen saamiseksi. Niinpä valmistettiin 0,254 cm paksuja, esimerkin 4 hartsilla suihkutettuja lehtikuusiviiluja ja liimasaumat Ilmakuivattiin kaksi tuntia. Nestemäinen polymetyleenipolyfenyyli-isosyanaatti levitettiin pape- 11 63542 rilla päällystetyn tuotteen molemmille puolille määrän ollessa 43*06 g/m . Paperilla päällystetty, isosyanaattipinnoitteinen tuote asetettiin lehtikuusi viilujen väliin hartsipinnat paperilla päällystettyä lastulevyä kohti. Sitten kooste asetettiin kalvolevyjen väliin ja puristettiin kolme minuut-tia lämpötilassa 177 C ja maksimipaineessa 12,5 kg/cm . Saatiin erittäin hyvä vanerilla päällystetty lastulevytuote, joka keitettäessä neljä tuntia ei delaminoitunut. Lastulevyn paksuus oli 1,217 cm, tiheys 687 kg/m^, murto- p p moduli 1010 kg/cin ja kimmomoduli 116 862 kg/cm .
Yllä olevissa esimerkeissä ei voitu havaita polyisosyanaatin aiheuttamaa tarttumista kalvolevyihin. Siten ei ollut tarvetta käyttää ero-tusainetta tällaisen isosyanaatin aiheuttaman tarttumisen estämiseksi.
FI762787A 1975-10-08 1976-09-30 Framstaellning av belagd produkt foersedd med en fenolformaldehydbarriaer mot polyisocyanatbindemedel FI63542C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62085075 1975-10-08
US05/620,850 US4046952A (en) 1973-10-05 1975-10-08 Manufacture of overlayed product with phenol-formaldehyde barrier for polyisocyanate binder

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI762787A FI762787A (fi) 1977-04-09
FI63542B true FI63542B (fi) 1983-03-31
FI63542C FI63542C (fi) 1983-07-11

Family

ID=24487678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI762787A FI63542C (fi) 1975-10-08 1976-09-30 Framstaellning av belagd produkt foersedd med en fenolformaldehydbarriaer mot polyisocyanatbindemedel

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS5247076A (fi)
AU (1) AU498644B2 (fi)
BR (1) BR7606732A (fi)
CA (1) CA1080106A (fi)
FI (1) FI63542C (fi)
GB (1) GB1551940A (fi)
IN (1) IN145472B (fi)
NZ (1) NZ182258A (fi)
PH (1) PH14232A (fi)
SE (1) SE422906B (fi)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005038734A1 (de) † 2005-08-16 2007-02-22 Michanickl, Andreas, Prof.Dr. Leichte Mehrschicht-Holzwerkstoffplatte

Also Published As

Publication number Publication date
CA1080106A (en) 1980-06-24
FI63542C (fi) 1983-07-11
AU498644B2 (en) 1979-03-22
PH14232A (en) 1981-04-09
FI762787A (fi) 1977-04-09
SE7610200L (sv) 1977-04-09
AU1776176A (en) 1978-03-23
JPS5247076A (en) 1977-04-14
JPS5317634B2 (fi) 1978-06-09
GB1551940A (en) 1979-09-05
IN145472B (fi) 1978-10-21
BR7606732A (pt) 1977-11-16
NZ182258A (en) 1978-03-06
SE422906B (sv) 1982-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1036737A (en) Polyisocyanate: formaldehyde binder system for cellulosic materials
US3930110A (en) Manufacture of multilayer panels using polyisocyanate: formaldehyde binder system
Kollmann et al. Principles of wood science and technology: II wood based materials
US5002713A (en) Method for compression molding articles from lignocellulosic materials
US6479127B1 (en) Manufacture of multi-layered board with a unique resin system
US6747076B2 (en) Furfuryl alcohol and lignin adhesive composition
US20080203604A1 (en) Wood and Non-Wood Fibers Hybrid Composition and Uses Thereof
US5520777A (en) Method of manufacturing fiberboard and fiberboard produced thereby
US4046952A (en) Manufacture of overlayed product with phenol-formaldehyde barrier for polyisocyanate binder
CN109227857A (zh) 一种海洋木质纤维板的制造方法
US5944938A (en) wood bonding method
Hoong et al. Acacia mangium tannin as formaldehyde scavenger for low molecular weight phenol-formaldehyde resin in bonding tropical plywood
CN110103310A (zh) 芳香型防霉刨花板的制作方法
PL190838B1 (pl) Kompozycja spoiwa i sposób wytwarzania złącza klejonego
EP0484351A1 (en) Improved sheeting material and method of manufacturing the same
IE903558A1 (en) Shaped articles of substances containing wood or cellulose¹and processes for their production
US6569279B1 (en) Method for bonding composite wood products
FI63542B (fi) Framstaellning av belagd produkt foersedd med en fenolformaldehydbarriaer mot polyisocyanatbindemedel
AU2018335246B2 (en) Binder for cellulose-containing materials
Asfaw et al. Case study for the construction of particleboard using sugarcane bagasse: A review
WO2016079124A1 (en) Process for low temperature pressing
RU2803520C2 (ru) Связующее вещество для содержащих целлюлозу материалов
CA1170394A (en) Production of structural panels using isocyanate/furfural binder
PL191653B1 (pl) Półwyrób z włókna drzewnego, sposób wytwarzania półwyrobu z włókna drzewnego oraz płyta pilśniowa z włókna drzewnego
KR810000747B1 (ko) 표층(表層)생성물의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: ELLINGSON TIMBER CO.