FI70040C

FI70040C - Ureaformaldehydhartslim

Info

Publication number: FI70040C
Application number: FI802186A
Authority: FI
Inventors: Mitsuo Higuchi; Isao Sakata
Original assignee: Oshika Shinko Co; Mitsuo Higuchi; Isao Sakata
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1986-09-12
Also published as: FI70040B; DE3026015C2; JPS5611976A; US4307206A; PH16644A; GB2055392A; GB2055392B; SE8005019L; JPS5948073B2; DE3026015A1; CA1156391A; FI802186A7

Description

KUULUTUSJULKAISU

Jggj <11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 700 4 0 ^ (45) P-tei.v-ti :..y^tty

M^O)\ { Γ?tent se Llelat 1:3 00 10BO

^ (51) Kv.lk.7int.CI.4 c 09 J 3/16 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 802186 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 08.07 · 8 0 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 08.07.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 11 .01 .81

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.— 31 .01 .86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften pubiieerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 10.07-79 Japan i-Japan (JP) 861+17/79 (71) Oshika Shinko Co., Ltd., 6-15, Funado 1-chome, ltabashi-ku, Tokyo, Mitsuo Higuchi, 8-5, Yakatabaru 3-chome, Minami-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka-ken,

Isao Sakata, 107-72, Ohaza Matsuzaki, Higashi-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka-ken, Japani-Japan(JP) (72) Mitsuo Higuchi, Fukuoka-ken, Isao Sakata, Fukuoka-ken,

Japan i-Japan(JP) (7k) Oy Koister Ab (54) Urea-forma1dehydihartsi1iima - Ureaforma1dehydharts1 im

Keksintö koskee urea-formaldehydihartsiliimaa, jolla on parannettu vedenkestokyky.

Urea-formaldehydiliimoja (alla käytetään lyhennystä ureahartsi) käytetään Japanissa suuria määriä puuteollisuudessa, koska ne ovat suhteellisen halpoja ja niillä on erinomainen käyttökelpoisuus, mitä osoittaa se seikka, että ne mahdollistavat sidonnan puristamalla suhteellisen matalissa lämpötiloissa lyhyissä ajanjaksoissa. Ureahartsiliimat kärsivät kuitenkin siitä haitasta, että niiden vedenkestokyky on paljon huonompi kuin fenoli-formaldehydihartsiliimoilla (lyhennetään fenolihartsiksi) tai melamiini-formaldehydihartsi-liimoilla (lyhennetään melamiinihartsiksi). Tästä haitasta johtuen ureahartsiliimoja käyttäen valmistetut tuotteet, kuten vanerit, eivät kestä käyttöä ulkona tai paikoissa, joissa on suuri kosteus.

Tätä ennen on tehty yrityksiä parantaa ureahartsiliimo-jen vedenkestokykyä lisäämällä melamiinia, resorsinolia tai 2 70040 fenolia ureahartsiin sen valmistuksen aikana tai sen liima-käytön aikana sen kondensoimiseksi ureahartsiin. Näillä keinoilla on kuitenkin omat ongelmansa. Esimerkiksi kun melamii-nia lisätään ureahartsiin sen vedenkestokyvyn parantamiseksi, niin että sitä voidaan käyttää liimana vedenkestävää laatua oleville vanereille (vanereja, joiden on havaittu olevan hyväksyttäviä jaksottaisessa keittokokeessa; käytetään nimitystä tyyppiä I olevat vanerit) lisätyn melamiinin määrää on lisättävä (esimerkiksi vähintään 1 mooliin kahta moolia kohti ureahartsia). Tämä johtaa luonnollisesti tuotteen korkeaan hintaan ja on suoritettava kuumapuristusta korkeammissa lämpötiloissa pitempiä ajanjaksoja. Toisaalta resorsinoli on kallista ja ureahartsilla, johon on lisätty resorsinolia, on huono varastostabiilisuus ja lyhyt käyttöaika. Fenolin lisäys ureahartsiin aiheuttaa samanlaisia ongelmia kuin melamiinin lisäyksen kyseessä ollen ja jäljelle jäävän tai hukkaan menneen liiman hävittäminen on vaikeaa.

Edellä olevat keinot perustuvat periaatteeseen, että ureahartsin vedenkestokykyä parannetaan muuttamalla hartsin koostumusta ja ureahartsin runkoa, jolla on huono vedenkesto-kyky, vahvistetaan melamiini-, resorsinoli- tai fenolihart-silla, joilla on hyvä vedenkestokyky. Tästä johtuen vedenkestokyvyn parannuksen aste riippuu lisätyn materiaalin määrästä. Sentähden yritykset saavuttaa parempi vedenkestokyky johtavat pienempään urean määrään liimassa ja täten ureahart-sille ominaisen halpuuden ja erinomaisen käyttökelpoisuuden menetykseen.

FI-patenttijulkaisussa 23412, DE-patenttijulkaisussa 833 121 ja DK-patenttijulkaisussa 114 567 kuvataan montmoril-loniitin, emäksisen jauhetun saven, CaCO^:n tai vastaavasti CaO:n lisäämistä hartseihin täyteaineiksi. Julkaisuissa esitetyt luonnonmateriaalit ja emäksiset aineet reagoivat liian nopeasti hapon kanssa. Keksinnössä käytetyt lisäaineet reagoivat kohtuullisella nopeudella hapon kanssa, ja eroavat näin edukseen tunnetuista lisäaineista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa suuresti ureahartsiliiman vedenkestokykyä huonontamatta sen luonteen- 3 70040 omaisia ominaisuuksia poistamalla syy, joka aiheuttaa urea-hartsin vedenkestokyvyn huononemisen.

Jotta ureahartsiliimalla olisi suuri lujuus, hartsin on vulkanoiduttava täysin. Koska ureahartsin vulkanoituminen on erittäin hidasta neutraaleissa olosuhteissa, on käytäntönä kiihdyttää vulkanoitumista lisäämällä vetyioniväkevyyttä, joka on kondensaatioreaktion katalyytti (nimittäin alentamalla pH-arvoa). Tässä tarkoituksessa hapanta vulkanointiainet-ta, kuten ammoniumkloridia tavallisesti lisätään ureahartsi-liimaan.

Vetyionit toimivat kuitenkin katalyytteinä ei vain kondensaatioreaktiolle vaan myös hartsin hydrolysointireak-tiolle, joka on vastakkainen kondensaatioreaktiolle. Tämän vuoksi otaksutaan, että happo, joka perustuu vulkanointiai-neeseen, joka jää ureahartsiliimakerrokseen vulkanointitoi-menpiteen jälkeen, edistää vulkanoidun hartsin hydrolyysiä pienentäen ureahartsin vedenkestokykyä merkittävästi. Tässä keksinnössä itse asiassa määritettiin, missä määrin jäljelle jäävä happo pienentäisi ureahartsin vedenkestokykyä käyttäen vaneria, joka oli valmistettu käyttäen vedenkestävää laatua oleville vanereille (vanerit, jotka on havaittu hyväksyttäviksi kuumavesiupotuskokeessa; käytetään nimitystä tyyppiä II olevat vanerit) tarkoitettua ureahartsiliimaa. Tämä paljasti seuraavan seikan.

Kun tavallisen tyyppiä II olevan vanerin testinäyte upotetaan kiehuvaan veteen, jakautuminen lamelleihin tapahtuu luonnollisesti liimakerroksesta (liimalinja) 0,5 - 2 tunnissa. Sensijaan kun vanerinäyte kastetaan ensin natriumbikarbonaatin vesiliuokseen, liimakerrokseen jääneen hapon neut-raloimiseksi täydellisesti ja upotetaan sitten kiehuvaan veteen, itsestään tapahtuvaa lamelleihin jakautumista liimakerroksesta ei tapahdu yli 4 päivään.

Tämän vuoksi otaksutaan, että jos happo voidaan poistaa vulkanoidusta hartsista, ureahartsiliiman vedenkestokyky paranee suuresti.

Tämän keksinnön tekijät tutkivat laajasti menetelmää vulkanoidussa hartsissa olevan hapon poistamiseksi. Sen tu- 4 70040 loksena he kykenivät saavuttamaan tämän keksinnön tarkoituksen parantaa ureahartsiliiman vedenkestokykyä huonontamatta sen luontaisia ominaisuuksia lisäämällä ureahartsiliimaan ainetta (käytetään nimitystä lisäaine), joka reagoi vähitellen hapon kanssa estämättä hartsin vulkanoitumista ja kuluttaa happoa.

Keksinnön mukaiselle urea-formaldehydihartsiliimalle on tunnusomaista, että se sisältää sellaisen aineen pulveria, jolla on se ominaisuus, että se reagoi vähitellen hapon kanssa ja kuluttaa täten hapon ja joka pulveri a) on alkalilasin pulveri, jolla on yleisen kaavan <X20,x(Y0)y(Si02l(B203)2(A12°3)n koostumus, jossa X edustaa alkalimetallia, Y edustaa maa-al- kalimetallia, x edustaa lukua 0,05 - 0,5, y edustaa lukua 0,05 - 0,5, z edustaa lukua 0 - 0,5 ja n edustaa lukua 0 - 0,2; tai b) koostuu mikrokapseleista, jotka sisältävät alkali-sen aineen pulveria.

Tämän keksinnön ureahartsiliima ei käsitä vain tavallisille tyyppiä II oleville vanereille tarkoitettuja liimoja, vaan myös modifioidut ureahartsiliimat, jotka sisältävät ureaa suurimpana kiinteänä komponenttina (vähintään 2 moolin määrän yhtä moolia kohti melamiinia, resorsinolia tai fenolia) , jota on modifioitu melamiinilla, resorsinolilla tai fenolilla.

Tehokkaita lisäaineita käytettäväksi tässä keksinnössä ovat ne, joiden reaktiokyky vastaa hapon muodostumisnopeut-ta liimassa (esimerkiksi, kun ammoniumkloridia käytetään urea-hartsin vulkanointiaineena, kloorivetyhappoa muodostuu liimassa tuloksena ammoniumkloridin reaktiosta formaldehydin kanssa), nimittäin ne, jotka reagoivat hapon kanssa siten, että vulkanointireaktion kuluessa ennalta määrätty määrä haposta jää hartsiin.

Koska kloorivetyhapon muodostumisnopeus vaihtelee liiman koostumuksen, lisätyn ammoniumkloridimäärän ja vulkanoin-tilämpötilan mukaan, on mahdollista määrittää lisäaineen tyyppi ja määrä näiden tekijöiden mukaisesti.

70040 Tämän keksinnön tekijät tutkivat kloorivetyhapon muo-dostumisnopeutta käyttäen ureahartsiliimoja, joita nykyään käytetään Japanissa tavallisille tyyppiä II oleville vanereille. Havaittiin, että kun 1 % ammoniumkloridia lisättiin liimaan, kloorivetyhapon muodostumisnopeus 50 °C:ssa oli (0,5 - _3 2) x 10 mol/l.min hetkellä, jolloin kloorivetyhapon väkevyys oli saavuttanut arvon 0,02-N (vastaten liiman pH-arvoa n. 3) ja että kloorivetyhapon muodostumisnopeus kasvoi n. kolminkertaiseksi, kun reaktiolämpötila kohosi 10 °C:lla.

Lisäaineen reaktionopeus hapon kanssa voidaan arvioida yllä olevasta kloorivetyhapon muodostumisnopeudesta. Niinpä kun 10 - 20 osaa lisäainetta lisätään liimaan, hapon kulu-misnopeus grammaa kohti lisäainetta on (1 - 30) x 10 ^ mol/min 50 °C:ssa ja (2 - 60) x 10 ^ mol/min 100 °C:ssa. Näin ollen, jos lisätään ainetta, joka reagoi hapon kanssa tällaisella kohtuullisella nopeudella, pH pysyy arvossa n. 3 tietyn ajanjakson liimalle tarkoitetun vulkanointireaktion edistyessä ja senjälkeen pH vähitellen kasvaa. Senvuoksi liiman vulka-noitumisen jälkeen happo neutraloituu.

Tässä keksinnössä käytetyn, yllä kuvatun kaltaisen lisäaineen määrän määräävät ureahartsin ja vulkanointiaineen koostumus tai vulkanointilämpötila tai lisäaineen tyyppi ja muoto jne. Tavallisesti lisäaineen määrä on 5 - 50 paino-osaa, mieluimmin 5-35 paino-osaa 100 paino-osaa kohti urea-hartsia.

Tässä keksinnössä käytetty lisäaine voi olla epäorgaaninen tai orgaaninen aine, jolla on edellä mainittu hapon ku-lutusnopeus ja joka ei huononna ureahartsiliiman ominaisuuksia. Alkaalisia aineita, jotka reagoivat silmänräpäyksessä happojen kanssa, kuten natriumkarbonaattia, kalsiumkarbonaat-tia tai kalsiumsilikaattia tai sellaisia alkaalisia aineita kuten lasia tai luonnon mineraaleja, joiden reaktio happojen kanssa on liian nopea, voidaan myös käyttää lisäaineena tässä keksinnössä, jos ne muutetaan aineiksi, jotka reagoivat happojen kanssa kohtuullisilla nopeuksilla, päällystämällä näiden hienojakoisten hiukkasten pinnat polymeerisellä aineella jne. niinsanottujen mikrokapseleiden valmistamiseksi.

6 70040

Esimerkkejä erityisen sopivista lisäaineista käytettäväksi tässä keksinnössä, ovat alla esitetyt alkalilasipulve-rit ja alkaalisten aineiden mikrokapselit.

(A) Alkalilasipulverit

Sellaisten lasien mikrojauhatus, joilla on yleisen kaavan (X90) (YO) (Si09)(B0Oo) (Al-CU) koostumus, jossa X edusti x y 2 / J z 2 3 n J

taa alkalimetallia, Y edustaa maa-alkalimetallia, x edustaa lukua 0,05 - 0,5, y edustaa lukua 0,05 - 0,5, z edustaa lukua 0 - 0,5 ja n edustaa lukua 0 - 0,2, antaa lasipulvereita, jotka reagoivat happojen kanssa kohtuullisella nopeudella. Näiden lasipulvereiden reaktionopeutta happojen kanssa voidaan nopeasti muuttaa säätämällä lasin koostumusta. Näiden lasipulvereiden reaktionopeutta voidaan myös säätää muuttamalla lasihiukkasten kokoa tai määrää. Lasi, joka sisältää alumii-nikomponenttia, on edullinen, koska se voidaan helposti jauhaa. Lasit, joilla on yllä olevan yleisen kaavan koostumus, jossa kaavassa X on Na, Y on Ca, x on 0,05 - 0,5, y on 0,05 - 0,5, z on 0 - 0,3 ja n on 0 - 0,2, erityisesti ne yleisen kaavan lasit, joissa X on Na, Y on Ca, x on 0,15 - 0,4, y on 0,15 - 0,4, z on 0 - 0,2 ja n on 0 - 0,1, ovat suositeltavia, koska lähtömateriaalit ovat halpoja, ne on helppo valmistaa suhteellisen matalissa lämpötiloissa, ne on helppo jauhaa ja niillä on kohtuullinen reaktiokyky happojen kanssa jne. Muiden metallikomponenttien pienten määrien sisältyminen laseihin ei ole vahingollista.

(B) Alkaalisten aineiden mikrokapselit Nämä mikrokapselit valmistetaan esimerkiksi kastamalla kalsiumsilikaatin pulveri polyalkenyylipolyamiinin väkevään liuokseen, poistamalla neste, ja suspendoimalla jäännös asetoniin ja lisäämällä polyisosyanaattia suspensioon poly-ureakalvon muodostamiseksi; tai saattamalla veteen liukeneva radikaalipolymerointi-initiaattori, kuten ammoniumpersulfaat-ti, adsorboitumaan kalsiumkarbonaattipulveriin, suspendoimalla tuote polaarittomaan liuottimeen ja lisäämällä monomeeria, kuten vinyyliasetaattia, polymeroinnin suorittamiseksi ja täten polymeerikalvon valmistamiseksi. Alkaalisena aineena voidaan käyttää natriumkarbonaattia, lasia (esimerkiksi alkaalis- 7 70040 ta lasia, jonka koostumus on yllä olevan yleisen kaavan mukainen, jossa x ja/tai y on suurempi kuin 0,5), joka osoittaa voimakkaampaa alkaalisuutta, kuin yllä olevan yleisen kaavan lasit, emäksisiä luonnon mineraaleja, alkaalisten fenolihart-sien vulkanoituja tuotteita, melamiinihartsien vulkanoituja tuotteita ja mitä tahansa näiden seoksia yllä mainitun kal-siumsilikaatin ja kalsiumkarbonaatin lisäksi. Pienen molekyy-lipainon ja suuren molekyylipainon uretaanit voidaan mainita muina suositeltavien lisäaineiden esimerkkeinä tässä keksinnössä. Nämä uretaanit hydrolysoidaan hapoilla amiinien ja alkoholien muodostamiseksi ja tuloksena olevat amiinit neutraloivat happoja. Näin ollen niitä uretaaneja, joilla on kohtuullinen reaktiokyky, voidaan käyttää lisäaineena tässä keksinnössä.

Ei ole olemassa mitään erityistä rajoitusta lisäaineen hiukkaskoolle (keskimääräinen hiukkaskoko). Tavallisesti kuitenkin sen hiukkashalkaisija on 0,1 - 80 mikronia, edullisesti 0,1 - 60 mikronia ja edullisimmin 0,5 - 50 mikronia. Lisäaineen hiukkaset voivat olla missä tahansa muodossa, kuten palloina, kuituina tai levyinä.

Lisäaine voidaan lisätä ennen liiman käyttöä tai sen aikana.

Kun yllä kuvattua lisäainetta lisätään tämän keksinnön mukaisesti, tyyppiä II oleville vanereille tarkoitetut tavalliset ureahartsiliimat voivat antaa tyyppiä I olevia vanerei-ta. Lisäksi käyttämällä urea-fenoli-formaldehydikondensaatio-hartsi(fenoli-modifioitu ureahartsi)liimaa (jossa on pienehkö määrä fenolia), voidaan tuottaa vanereja, jotka täyttävät JAS:n (Japanese Agricultural Standards) "konstruktiovaneri-standardin". Tällaista merkittävää vedenkestokyvyn parantamis-vaikutusta osoittavat alla annetuissa esimerkeissä 1-4 olevat tyypilliset numeroarvot.

Lisäämällä tämän keksinnön mukaista lisäainetta urea-hartsiliiman geelittyminen tulee hitaaksi matalissa lämpötiloissa ja tämän vuoksi liiman käyttöaika tulee pitemmäksi.

Tätä voidaan esittää esimerkiksi geelittymisajän vaihteluilla lämpötilan mukana esimerkin 1 liimareseptissä, ajo nro 6, β 70040 joka esitetään alla ja joka sisältää tai ei sisällä alkalilasipulveria, kuten taulukossa 1 alla esitetään.

Taulukko 1

20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C

Sisältää lasipulveria 270 180 57 18 5<8 1(8 _ min. min. min. min, min. miXL._ i

Ei sisällä lasipulveria 145 55 20,8 8,0 3,1 1,2 j

___Imin. Imin. min, imin, .min. Imin. I

Kuten yllä olevasta taulukosta voidaan nähdä, liiman geelittyminen muuttuu tavattoman hitaaksi matalissa lämpötiloissa ja käyttöaika pitenee lisättäessä alkalilasipulveria. Kuitenkin kun lämpötila nousee sen liiman geelittymisnopeus, joka sisältää alkalilasipulveria, lähestyy sen liiman geelit-tymisnopeutta, joka ei sisällä lasipulveria. Näin ollen käytettäessä tämän keksinnön ureahartsiliimaa ei ole tarvetta muuttaa kuumapuristusolosuhteita, joita tavallisesti käytetään ureahartsiliiman vulkanointiin, kuten lämpötilaa ja aikaa .

Yllä olevassa esimerkissä viitataan alkalilasipulverin käyttöön lisäaineena. Samantapainen vaikutus saadaan myös muilla lisäaineilla, mikäli niiden reaktionopeus happojen kanssa on kohtuullinen.

Jäljelle jäävän tai hukkaan menneen liiman (pesemällä jne.) hävittämistä ureahartsiliiman käytön tapauksessa on tutkittu, mutta on varmistettu, että mitään ongelmia ei esiinny lisäainetta lisättäessä.

Seuraavat esimerkit kuvaavat tätä keksintöä yksityiskohtaisemmin .

Näissä esimerkeissä eri leikkauslujuudet on mitattu seuraavien testimenetelmien mukaisesti.

(1) Kuivasidontatesti

Vanerinäytteen leikkauslujuus mitattiin normaalitilassa .

70040 9 (2) Kuumavesiupotustesti

Vanerinäyte kastettiin 60“ 3 °C:ssa olevaan kuumaan veteen 3 tunniksi ja kastettiin sitten huoneenlämpötilassa olevaan veteen, kunnes sen lämpötila saavutti huoneenlämpötilan. Näytteen leikkauslujuus märässä tilassa mitattiin.

(3) Neljän tunnin keittotesti

Vanerinäyte kastettiin kiehuvaan veteen neljäksi tunniksi ja kastettiin sitten huoneenlämpötilassa olevaan veteen, kunnes näytteen lämpötila saavutti huoneenlämpötilan. Näytteen leikkauslujuus märässä tilassa mitattiin.

(4) Syklinen keittotesti

Vanerinäyte kastettiin kiehuvaan veteen neljäksi tun-

. . . 4* O

niksi ja kuivattiin 60_ 3 C:n lämpötilassa 20 tunnin ajan.

Se kastettiin uudelleen kiehuvaan veteen neljäksi tunniksi ja kastettiin sitten huoneenlämpötilassa olevaan veteen, kunnes sen lämpötila saavutti huoneenlämpötilan. Näytteen leikkauslujuus märässä tilassa mitattiin.

(5) Jatkuva 72 tunnin keittotesti

Vanerinäyte kastettiin keskeytyksettä 72 tunniksi kiehuvaan veteen ja kastettiin huoneenlämpötilassa olevaan veteen, kunnes sen lämpötila saavutti huoneenlämpötilan. Näytteen leikkauslujuus märässä tilassa mitattiin.

Esimerkki 1

Valmistettiin liima sekoittamalla 100 paino-osaan tyyppiä II oleville vanereille tarkoitettua standardiureahartsi-liimaa (formaldehydi/urea moolisuhde = 1,7:1; kuiva-ainepitoisuus = 48 %, geelittymisaika = 8 minuuttia 50 °C:ssa lisättäessä 1 % NH^Cl:a) 8-35 paino-osaa alkaalilasipulveria, jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli 1-35 mikronia ja hapon kulutusnopeus 50 °C:ssa (1 - 30) x 10 6 mol/min/g lasia

ja koostumuksella oli yleinen kaava (X~0) (YO) (SiO„)(B„0-J

2 x y 2 2 3 z (Al203)n (jossa X on Na, Y on Ca ja x, y, z ja n esitetään ajoissa n:ot 1-17 seuraavassa taulukossa 2), 5 paino-osaa vehnäjauhoa ja 5 paino-osaa ammoniumkloridin 20 %:sta vesi-liuosta .

2

Saatua liimaa levitettiin 150 g/m :n määrä 1 mm paksun lauan-mahonkivaneeriviilun molemmille pinnoille ja 1 mm paksu 10 7 00 40 lauan-mahonkivaneeriviilu asetettiin molemmille päällyste tyille pinnoille, jolloin saatiin kolmeviiluinen rakenne. Tä- 2 tä kolmeviiluista rakennetta kylmäpuristettiin 10 kg/cm :n paineessa 15 minuuttia ja kuumasidottiin sitten 2,5 minuuttia kuumapuristimella, jota pidettiin 110 °C:ssa 10 kg/cm^:n paineessa .

Saatu vaneri testattiin leikkauslujuuden suhteen ja tulokset esitetään taulukossa 2.

70040 11 ϋ) S f Ί 3 G O j LTi 3 ^ d -3 _ OrH oo io in mm 4

M— 'ί H +1 _ « * . .. . « *| rH

3 ^ Ai -H ' eri oo oo γ~- Ch σι d Ή >, a) 00 3 en M i 3________________ 3 O —

Ai -3 ,G o d cn d o r^-rom

Ai — -3 Ή π -H ' CN O ΓΜ O M* O CN m CD QJ , <—I r-H i—I T—( 1—t 1—I t—I I—i d « ______ G i 3 (D (013 — ^ LO r-~ r~ ui oo Γ"· c\ G — g -H -3 -H cn G 3 O ^ r~- r~ oo ir oo c^ oo oo •3 3 CD d ^ d d i—t i— i—i i—i i—i i—i M X! > 3 1-1 :rö---------1 :3 i ’ £ 33 „roo ^ricnco r-t mi o •H -—* flj rH ^ » *. · * «* « «. ·,

Ai d g d ' oo oo σ\ r- oo oo|om σ\

3 ' G -3 _ i I rH i—H rH i—I rH i—I ί i—I

CL) O -H 1—1 M_g <—I_________1- ---- !

I I

HO —,ιτοοοοιηοαιη

1 I G '3 G —' i— (N i—I rH CN CN <—I

3 -H 3 -H 3

Ai nm 3 m rH (C :3 d 3 < Ή E — O_________ 1 I I ! cn I :3 3 d :3 rö O 3 E Ai

Ai dd Ai !

Ai d Ai 3 —

3 33 -H 3 ^OC IT) CrH Öin CN

<H 3 CD .G d , CN CN 00 O" fN

3 d Ai G ^ 3 -H G 0

Eh d G 0) 3 3d G O Ai Ai H d Ai d

d O) :3 O E

____________

CN

0 0 o O O oo oo c I » 1 I· « ·» s « - *rH * qq ^ »H «—H i—I τ—H i—I i—I ι- Οί,._H------------“——--------------

•H

o 00

U O

O dj p\j I I I I I I I I ( ^ Ή

< I

3.------------------------- 3 „ S cr, CN (N ID 00

3 o O O O O

3 ^ (-\J | E I tl * ^ ' >

3 pr, O O O O

O C.

O _____________________ 4*4 .—.

o ^ooo Odo r- m n·

G fg | |CNCN CNCNCN dCN CN

d rH r \ ^ r ^ r s

3 ϋ 0 O O O O O OO O

3 ___ I-1 .

•H

r—I O —j^LT} Γ"·* r—I O ^ CTn CO

05 CN prjCNCN CNfOCNCNCN ΓΜ

Ai X 3 ™ . r ..

d S qOOOOOOO o ^ __. ________ d cn ro ^ in eo r- oo tn

°2 ~ OlUTSCHOM

_< G______ 70040 12 !-c--------

!§ S

P ·Η -S ^ ''Tm Γ IT CM *3· ooj •I- —* _j ij * * ' · -i 4 B ^ ^ oo oo r~" ro ** ro ro m >i <D i S M *___ i m n j

Ai jj r- 00 CO O in to CD rH

Ai ^ ,β * * “ * * * * » -H ro .J rH OO r- 00 00 [^00

<D *3* rH i—I rH

M___«_________ ^ I tn

0) ITJI3 " 00 O' ° Γ" ro 00 CM

C--' * * · * - - “ •HcMB^t; co r- KO tn tn m ro ^ 3 m a 1-1 r—' ^ ^ ^ 1-1 ^ 1-1

In id i> o : :t0- - --- n---1------ :t0 g oouooinooo^n' •Η *-*«. · ^

Ai ή g to r~- oo r~ r~ r~- oo to oo

ϋ) ' SH t—I i—t I—I rH I—I rH *—I rH rH

<U O -m « g -p_________

— I I

rO -HO tnooLnootntn O i—t ίϋ :n3 E! .— rH (N cm ro (N ro

a; to -H Sh -H tO

-P A! to :t0 CO to tO r-ι ai :a! (h tn •o <C Ή E w 0_________ i

CM rH

P I

O Cu-H O

a: -h a; a: ~ a: to to c o to p tO D O A! -h cm m -h ι-h m cm om rH H AI C to C tn ro

P -H -H to O

i0 rH β :t0 A! Sh

Eh tO -H Sh Ai Ai

Ai Sh :t0 P -H rH φ :t0 -H g < > gÄ- —1----- _ ' Q™ ooo ooo o o

rH rH rH rH rH rH rH *—I

rO-—--------- -H ' rH ro oo ro cm

O O CO 1—t rH

O -r 0V) | I 11 4 '11

g rH O O O

— < ! to----------

P

g ro ok KO in p~

B O O rH o <M

4-> N CM · ' I I I >1

10 CQ O O O O

O — O_________:

Ai — O inrHr-C'i'OrHin

β t0 CM CM rH rH rH O ^T

-H ^ U * * « « r * * * to —· ooooooojo to _____ rH «*“·*

•H O

ι-n cm o in to cm r-o oo to tOXtO rOCMrH rH OrH ^ H1

Ai 13 *»·*·> *j»·· I—11 — oooooooo <\_:________ o rH cm ro m ko\ r-

r—<|__rH rH rH rH S_rH rHj rH

.° o ~ Q^u-cs^a^ i._< c _ 13 70040 i I-- 1-—-r 3 £3 1 3 ω ! i

r, S O

3 +J

H w 3 J o o o o o 2 >1 0) * * * * * S 01 ·« X —

™ — X X M

^ ΓΟ -r-l ^ Ή J ο ο ο ο ο .μ gp ?\ -k * * * * co £ _______1 a) g i « 2 •H^'p cd o r- ^ 0 :tC ™ g' n c i ' Ί ‘ · p

:¾ ~|®S· Ϊ "d S

:rd_^..r-r-----^ S I id χ _ χ ε ΐ; , I H It O X σι i-Η LO ·Η ra C ^ ιβ I- > * · « -h

O) O n3 -r- r~ oo cn cm i— M

►tin £3 £ X i—I '—I i—I i—I i—i; ----i t -

X

_ X

frt 11 Cd 2 -HOOLDincoo d H H C Λ C ^ n ro rö

5 cd -H p -H rd 4J

tj Λ! ra :« (fl ui .2, ή rö ιιβ di ra c Σ, < ή e ~ o a) ---------- c (N rH p 2 I ^ O dx o 2 M -H M M — g P4 1)1 » C O li t, 3 .H^-hSo n ^ ^

Id rH c :rc M P g

Eh (0 -H M M p

ΛΙ H M) 3 H 2J rH

h i) rt h E x χ «= > e-g-___ u cn e ^ id i

^ O O O C rH

O X 4 J μ ' fl ^ rt w ° X___ X >1

x X -P

Ρ CN Id X

Ρ 0 o d <1) c %. i <iii id x

— £3 M Ο) X -H

Ϊ 5 Ϊ e ϋ e-z 1 $ -h

f m cn( ϊ X -H

* n fr, ; tfl o r N CN 1 J 1 I 1 I 0) £ rn ^ ! tn £3 g ~ ; x 3 — in ! o ml PO o j m ld) .—.

'H ^ id -1:- · * CO CJ o O O I — id —·

rH

*H ———^ — X O ro oo o| o

cd CN O O l£> <D

rV X Id — - * * I

x 2 o o o o <

00 OY O i—I CN

X X; CN CN CN

-n ρ ηχτ^^αίθΛ < c ____________t i4 70040

Koska ajoissa n:ot 1-17 lisätyillä alkalilasipulve-reilla oli se ominaisuus, että ne reagoivat happojen kanssa kohtuullisilla nopeuksilla, ureahartsiliimat kykenivät kestämään keittämistä. Erityisesti ureahartsiliimoilla, joihin oli lisätty ajojen n:ot 1-12 alkalilasipulvereita, oli sellainen vedenkestokyky, että ne täyttivät tyyppiä I olevan vanerin standardit (syklinen keittotesti).

Sitävastoin ureahartsiliimat, jotka sisälsivät ajojen n:ot 18 - 21 alkalilasipulvereita, joiden koostumukset olivat tässä keksinnössä määritellyn alueen ulkopuolella, ja urea-hartsiliima, joka ei sisältänyt alkalilasipulveria (ajo n:o 22), antoivat vanereita, joille tapahtui itsestään tapahtuva lamellien irtoaminen liimakerroksesta 0,5 - 2 tunnin keiton jälkeen.

Esimerkki 2

Valmistettiin liima sekoittamalla 100 paino-osaan urea-fenoliformaldehydikondensaatiohartsiliimaa (urea:fenoli:formaldehydi moolisuhde = 3:1:7) 15 paino-osaa alkalilasipulvereita, joiden keskimääräinen hiukkaskoko oli 1-2 mikronia ja hapon kulutusnopeus 50 °C:ssa (5 - 20) x 10 mol/min/g lasia ja joilla oli yleisen kaavan koostumukset (jossa X on Na, Y on Ca ja x, y, z ja n esitetään seuraavassa taulukossa 3 ajoissa n:ot 23 - 25), 5 paino-osaa vehnäjauhoa ja 5 paino- osaa ammoniumkloridin 20 %:sta vesiliuosta.

2

Liimaa levitettiin 150 g/m :n määrä 1 mm paksun lauan- mahonkiviilun molemmille pinnoille ja 1 mm paksu lauan-mahon- kiviilu asetettiin päällystetyille pinnoille 3-kerroksisen rakenteen muodostamiseksi. Kolmekerroksista rakennetta kylmä- 2 puristettiin 10 kg/cm :n paineella 15 minuuttia ja kuumasi-dottiin sitten 2,5 minuuttia kuumapuristimellä, jota pidettiin 120 °C:ssa 10 kg/cm2:n paineessa vanerin valmistamiseksi .

Vaneri testattiin leikkauslujuuden suhteen.

Tulokset esitetään taulukossa 3.

Taulukko 3 h 70040 i——~r——----

Keskim. leikkaus-

Alkalilasin koostumus_(mool ia.) Alkali- Alkali*. , 2, Γ ! lasln lasin 1.1U3UUS (kq/CT.J- X y z n keskim. määrä

Ajo hiukkas-(paino- ' ' \ nro (Na„0) (CaO) (B,0,) (Al-O,) (Si0o koko osaa) Nor- Sykli- 72 Δ J Δ J 1 (mikro- maalilmen tunnir niaj tila keitto jatku va keit to 23 0j_22__0,20 0,02 ~ 1.0 1 ____15_.. 1U„..

I i i 24 Q .28 0 f 24 O, OS____JL*_P______2______________15-----HjÄ_I1/-8— - i 25 0,30 0,25 0,09_____1.0 2________UL—LlJä.^5i.lP_rP— iLl--.-1

Yllä olevista tuloksista nähdään, että tämän keksinnön mukaisesti voidaan saavuttaa merkittävä vedenkestokyvyn parannus.

Kun valmistettiin vaneri samalla tavoin kuin yllä paitsi, että alkalilasipulveria ei lisätty ureahartsiliimaan, vaneri osoitti itsestään tapahtuvaa lamellien irtoamista 24 tunnin kuluessa jatkuvassa keittotestissä.

Esimerkki 3

Valmistettiin liimaa sekoittamalla 100 paino-osaan tyyppiä II olevalle vanerille tarkoitettua standardiureahart-siliima (formaldehydi: urea moolisuhde = 1,8:1; kuiva-ainepitoisuus = 48 %; geelittymisaika = 4 minuuttia 50 °C:ssa lisättäessä 1 % NH^Clta) 10 - 20 paino-osaa alkalilasipulveria, jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli 1-2 mikronia, hapon o *“ 6 kulutusnopeus 50 C:ssa (2 - 20) x 10 mol/min/g lasia ja jolla oli yllä olevan yleisen kaavan koostumus (jossa X on Na tai K, Y on Ca, Mg tai Ba ja x, y, z ja n esitetään seu-raavassa taulukossa 4 ajoissa n:ot 26 - 28), 5 paino-osaa 16 700 4 0 vehnäjauhoa ja 5 paino-osaa ammoniumkloridin 20 %:sta vesi-liuosta .

. . 2

Saatua liimaa levitettiin 150 g/m :n määrä 1 mm paksun lauan-mahonkiviilun molemmille pinnoille ja 1 mm paksu lauan-mahonkiviilu asetettiin molemmille päällystetyille pinnoille 3-kerroksisen rakenteen muodostamiseksi. Kolmekerrok- 2 sista rakennetta kylmäpuristettiin 10 kg/cm :n paineella 15 minuuttia ja kuumasidottiin sitten 2,5 minuuttia kuumapuris-timella, jota pidettiin 110 °C:ssa 10 kg/cm^:n paineessa.

Vaneri testattiin leikkauslujuuden suhteen ja tulokset esitetään taulukossa 4.

70040 17 r " 77 I Γ 1 : ; I φ -u [ : i 42 C Ή ί 00 CM! rH; j >1-rH <U O i - Ί I 03 '—' CO -—I -4_> i Γ' 00 '-O '.

g ._I__________., 3 - I Γ •Γ-l Cl! d C 4-1 ro r-- -=11

rH —. 4-> C -H

0300-ΗΦΟ CT, O CO

c — ^ c Λ! 4-> ή rO ___________

42 I

42 fd I

-r4 .-. £ -rl I CO ^ o Φ cm G cn o to * «· ' ,H —- 3 (1) ft 3 144 4? tn --. > C 4~> 1 I Ή "4 • CM ----

E E I

•HU -H i

42 I ^ G Γ^. r~- O

ID (J Η Μ (β r-1 H - - Φ 42 O rd -h r- oo t" «_2 g 4)__eh_ni_d --,-1 j -H 0 r-t G :G C —

ID H k Ή IÖ o o O

• 42 03 :rd rd rd cm rsi ή! ; h m rt a »1 j_ —I 6 O______

! I

* I - 03 . ,

1 -H E fO n I

! H c -Η λ; H

rd -H 42 42 O G — (m 42 03 03 g 42 7 G :

1—( rd Φ Ή O c '“I

c μ λ; x: m 3 £__ ;____| H1 ' ' i CM ! 0 9 o o! o -¾ '—I 7j ,1 g ! 1 -I -- ' ,l_Trr' t

2 ro I

e5 7 ί e h ' ' '

< I

w__I_ η ί j N 7 I ill I s ; ί —----j- 7 O ; o Ή rd , , ^ ! rH CQ 1 Oi O'·" ! ! I 0____:-1

ί c ί I

j -£ o 00| ! j * % , 7,1 % 5 oj 1 j i E---1-j ° 03 rd , , , § 7 O j rM --------1 G O 7

-Η CM I I

s s H X—---- 7 7,1 0° 0° M rd 1 7 7 < S o o

ί I______,___I

O O 40 CO

-r-ι M CM CM, CM

_.<..£_!________ ie 70040

Taulukosta 4 nähdään, että myös tässä esimerkissä saavutettiin erinomainen vedenkestokyky.

Kun valmistettiin vaneri käyttäen liimaa, joka oli valmistettu samalla tavoin kuin yllä paitsi, että alkalilasipul-veria ei lisätty, saatu vaneri osoitti itsestään tapahtuvaa lamellien irtoamista liimakerroksesta keitettäessä sitä 1 tunnin ajan.

Esimerkki 4

Valmistettiin liima sekoittaen 100 paino-osaan tyyppiä II oleville vanereille tarkoitettua ureahartsiliimaa (formaldehydi: urea moolisuhde on 1,65:1; kuiva-ainepitoisuus on 49 %; geelittymisaika on 9 minuuttia 50 °C:ssa lisättäessä 1 % NH^Clra) 10 paino-osaa kalsiumsilikaatin mikrokapseleita (saatu pintapäällystämällä kalsiumsilikaatin hienojakoinen pulveri polyurealla ja jonka hapon kulutusnopeus 50 °C:ssa oli 15 x 10 ^ mol/min/g lasia ja keskimääräinen hiukkaskoko 1,5 mikronia, 5 paino-osaa vehnäjauhoa ja 5 paino-osaa ammonium-kloridin 20 %:sta vesiliuosta.

2

Liimaa levitettiin 150 g/m :n määrä 1 mm paksun lauan-mahonkiviilun molemmille pinnoille ja 1 mm paksu lauan-mahon-kiviilu asetettiin molemmille päällystetyille pinnoille 3-kerroksisen rakenteen muodostamiseksi. Kolmekerroksista raken-netta kylmäpuristettiin 10 kg/cm :n paineessa 15 minuuttia ja kuumasidottiin sitten 2,5 minuuttia kuumapuristimella, jota pidettiin 110 °C:ssa 10 kg/cm^:n paineessa vanerin muodostamiseksi.

Vanerin leikkauslujuus mitattiin ja tulokset esitetään taulukossa 5.

Taulukko 5

Keskim. leikkaus- Keskim. puuvika, _lujuus, (kg/cm^)_(_%)_ (1) Normaalitila 20,5 100 (2) Kuumavesiupotus 19,0 100 (3) Syklinen keitto 9,0 10

Kun valmistettiin vaneri käyttäen liimaa, joka oli valmistettu samalla tavoin kuin yllä paitsi, että mikrokapselei- i9 70040 ta ei lisätty, saatu vaneri osoitti itsestään tapahtuvaa la-mellien irtoamista liimakerroksesta 1,5 tunnin keiton jälkeen.

Kuten yllä olevista esimerkeistä voidaan nähdä, urea-hartsiliiman vedenkestokykyä voidaan suuresti parantaa huonontamatta liiman käyttökelpoisuutta suhteellisen matalissa lämpötiloissa lyhyeksi ajanjaksoksi ja hartsin vaikutusta liimana käyttämällä ainetta, joka kykenee reagoimaan happojen kanssa kohtuullisilla nopeuksilla, lisäaineena ureahartsilii-massa.

Yhteenvetona seuraavat edut voidaan saavuttaa tällä keksinnöllä yksinkertaisella toimenpiteellä, jossa lisätään ureahartsiliimaan ainetta, joka kykenee vähitellen reagoimaan happojen kanssa.

(1) Vaneri, joka täyttää tyyppiä I olevan vanerin standardin, voidaan valmistaa käyttäen tyyppiä II oleville vanereille tarkoitettua tavallista ureahartsia.

(2) Vaneri, joka täyttää standardin JAS "konstruktio-vaneristandardit" voidaan valmistaa käyttäen fenolimodifioi-tua urea-formaldehydihartsia, jolla on pieni fenolisisältö.

(3) Liiman käyttöaika pitenee.

(4) Sidottujen puutuotteiden puuosien happohajaantumi-nen voidaan estää ja tuotteiden ikää voidaan pidentää.

Claims

20 7 0 0 4 0

1. Urea-formaldehydihartsiliima, tunnettu siitä, että se sisältää sellaisen aineen pulveria, jolla on se ominaisuus, että se reagoi vähitellen hapon kanssa ja kuluttaa täten hapon ja joka pulveri a) on alkalilasin pulveri, jolla on yleisen kaavan <X20,x(TO>y<Si02,(B203>2(A1203>„ koostumus, jossa X edustaa alkalimetallia, Y edustaa maa-alkali-metallia, x edustaa lukua 0,05-0,5, y edustaa lukua 0,05-0,5, z edustaa lukua 0-0,5 ja n edustaa lukua 0-0,2; tai b) koostuu mikrokapseleista, jotka sisältävät alkalisen aineen pulveria.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liima, tunnettu siitä, että sanotun aineen pulverin määrä on 5-50 paino-osaa 100 paino-osaa kohti ureaformaldehydihartsia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liima, tunnettu siitä, että sanotun aineen pulverin keskimääräinen hiukkaskoko on 0,1-80 mikronia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liima, tunnettu siitä, että alkalilasilla on yleisen kaavan koostumus, jossa kaavassa X edustaa natriumia, Y edustaa kalsiumia, x edustaa lukua 0,05-0,5, y edustaa lukua 0,05-0,5, z edustaa lukua 0-0,3 ja n edustaa lukua 0-0,2.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liima, tunnettu siitä, että alkalilasilla on yleisen kaavan koostumus, jossa X edustaa natriumia, Y edustaa kalsiumia, x edustaa lukua 0,15-0,4, y edustaa lukua 0,15-0,4, z edustaa lukua 0-0,2 ja n edustaa lukua 0-0,1.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen liima, tunnettu siitä, että sanottu alkalinen aine on kalsiumsilikaatti, kalsium-karbonaatti, natriumkarbonaatti, lasi, jolla on vahvempi alkali-suus kuin yllä olevan kaavan alkalilasilla, emäksinen luonnon mineraali, alkalisen fenolihartsin vulkanoitu tuote, melamiinihart-sin vulkanoitu tuote tai mikä tahansa näiden seos. 21 700 40