FI73710C - Dispergerbar organisk polyisocyanatkomposition samt foerfarande foer framstaellning av skivor och pressade kroppar av lignocellulosamaterial med hjaelp av den haer kompositionen. - Google Patents

Description

1 73710

Dispergoituva orgaaninen polyisosyanaattikoostumus sekä menetelmä levyjen ja puristekappaleiden valmistamiseksi lignoselluloosamateriaalista tämän koostumuksen avulla 5 Tämä keksintö koskee dispergoituvaa orgaanista poly- isosynaattikoostumusta sekä levyjen ja puristekappaleiden valmistusta lignoselluloosamateriaalista kuumapuristama11a sitä kosketuksessa tämän polyisosyanaattikoostumuksen kanssa .

10 Orgaanisten polyisosyanaattien käyttö lignoselluloo- samateriaalin sideaineina levyjen ja puristekappaleiden valmistuksessa, kuten lastulevyn, kuitulevyn ja vanerin valmistuksessa on hyvin tunnettua.

Tyypillisessä menetelmässä orgaanista polyisosya-15 naattia, joka on mahdollisesti liuoksen tai emulsion muo dossa, lisätään lignoselluloosamateriaaliin, jota sitten kuumennetaan paineen alaisena. Saatujen tuotteiden korkea laatu riippuu suurelta osalta orgaanisten polyisosynaattien erinomaisista sitomisominaisuuksista. Nämä sitomisominai-20 suudet voivat kuitenkin samalla olla haittana niiden aiheut taessa lignoselluloosamateriaalin tarttumista kuumaan me-tallipintaan, jonka kanssa materiaali joutuu kosketuksiin : kuumapuristustyövaiheessa. Tuote voi tällöin vaurioitua tai tulla jopa täysin arvottomaksi, ja likaantuneiden pintojen ·; 25 jälkikäteen suoritettava puhdistaminen on vaikeata, aikaa- viepää tai kallista.

Tämän tarttumisongelman minimoimiseksi on hakijan GB-patenttihakemuksessa n:o 8026057, jonka julkaisunumero on 2081637A, ehdotettu lignoselluloosamateriaalin kuumapu-30 ristamista kosketuksissa orgaanisen polyisosyanaatin sekä myös kasvivahan tai modifioidun kasviöljyn kanssa, jonka vahan tai modifioidun öljyn sulamispiste on vähintään 70°C. Tässä menetelmässä vaha tai modifioitu öljy, joka on hyvin sekoitettu lignoselluloosamateriaalin ja polyisosyanaatin 35 kanssa, toimii sisäisenä irrotusaineena ja minimoi erittäin tehokkaasti ei-toivotun tarttumisen aluslevyihin, puristi- 2 73710 men osiin ja muihin pintoihin, joiden kanssa käsitelty lignoselluloosamateriaali joutuu kosketuksiin.

Muun tyyppisiä vahoja on ehdotettu käytettäväksi sisäisenä irroitusaineena hakijan GB-patenttihakemuksissa 5 8027449 ja 8040958.

Näissä patenttihakemuksissa ehdotetaan vahan lisäämistä lignoselluloosamateriaaliin liuoksena orgaanisessa liuottimessa, joka voi olla polyisosyanaatti, tai vesidis-persiona, joka voi lisäksi sisältää polyisosyanaattia.

10 Koska pääasiallinen tarttumista aiheuttava aine on polyisosyanaatti, niin irroitusaineen sisällyttämisellä siihen on tiettyä etua. Joissakin tapauksissa on kuitenkin vaikeata muodostaa vahasta tyydyttävä liuos tai dispersio polyisosyanaattiin.

15 Nyt on keksitty, että vahoja voidaan tyydyttävästi dispergoida nestemäisiin orgaanisiin polyisosyanaatteihin tiettyjen nestemäisten esterien läsnäollessa. Ilmaisulla "nestemäinen" tarkoitetaan tässä yhteydessä polyisosyanaa-tin ja esterin fysikaalista olotilaa normaalissa huoneen 20 lämpötilassa.

Keksinnön kohteena on siten dispergoituva orgaaninen polyisosyanaattikoostumus, joka sisältää paino-osina 99 -60 osaa emulgoituvaa nestemäistä orgaanista polyisosyanaattia ja 1- 40 osaa seosta, jonka muodostavat: 25 (a) vaha, joka on kasvivaha, jonka sulamispiste on vähintään 70°C, modifioitu kasviöljy, jonka sulamispiste

on vähintään 70°C, mikrokiteinen vaha, jonka sulamispiste O

on vähintään 70 C, elämvaha, jonka sulamispiste on vähintään 60°C, synteettinen vaha, jonka sulamispiste on vähin-tään 60°C, modifioitu eläinvaha, jonka sulamispiste on vähintään 60°C tai näiden seos, ja (b) nestemäinen esteri, jonka molekyylipaino on vähintään 250 ja joka on johdettu 3-30 hiiliatomia sisältävästä alkyylialkoholista ja tyydyttyneestä tai tyydyttymättö-35 mästä 10-25 hiiliatomia sisältävästä karboksyylirasvahaposta, ja jossa seoksessa vahan ja nestemäisen esterin painosuhde on 90:10 - 10:90.

3 73710

Erityisen sopivia koostumuksia ovat sellaiset, jotka sisältävät paino-osina 90 - 75 osaa nestemäistä orgaanista polyisosyanaattia ja 10 - 25 osaa vahan ja nestemäisen esterin seosta. Erityisen edullisessa vahan ja osterin sook-5 sessa on 37,5 - 75 osaa vahaa ja 62,5 - 25 osaa esteriä.

Sopivia polyisosyanaatteja käytettäviksi keksinnön mukaisissa koostumuksissa ovat di-isosyanaatit ja korkeampi-funktionaaliset isosyanaatit, varsinkin aromaattiset poly-isosyanaatit. Voidaan käyttää polyisosyanaattien seoksia, 10 joista erityisen sopivia ovat sellaiset di- ja korkeampi- funktionaalisten polyisosyanaattien seokset, joita tuotetaan fosgenoimalla aniliini/formaldehydikondensaatteja, ja joista käytetään nimitystä raaka MDI . Orgaaniset polyisosyanaa-tit voivat olla isosyanaattipäätteisia esipolymeerejä, joi-15 ta on valmistettu ylimäärin käytetyn di-isosyanantin tai korkeampifunktionaalisen polyisosyanaatin ja polyolin välisessä reaktiossa. Orgaaninen polyisosyanaatti voi edullisesti olla veteen emulgoituvassa muodossa, jollainen on kuvattu hakijan GB-patenttijulkaisussa n:o 1444933 ja GB-20 patenttihakemuksessa 2018796A.

Keksinnön mukaisissa koostumuksissa käytettäviksi sopivia vahoja ovat esimerkiksi karnaubavaha (kasvivaha), hydrattu risiiniöljy (modifioitu kasviöljy), Bareco- ja Amsco-vahat (mikrokiteisiä vahoja), montaanivaha (ligniitis-25 tä saatu mineraalivaha), mehiläisvaha ja sellakka (eläinva- hoja). Käytettäviksi sopivia synteettisiä tai modifioituja eläinvahoja ovat esimerkiksi pentaerytritolitetrastea-raatti tai kaupallisesti saatavissa olevat synteettiset vahat. Voidaan myös käyttää vahaseoksia, esimerkiksi Fara- 30 day-vahan nimellä saatavaa mehiläisvahan ja karnaubavahan seosta.

Keksinnön mukaisissa koostumuksissa käytettäviksi sopivia nestemäisiä estereitä, joiden molekyylipaino on yli 250, ovat esimerkiksi lauriinihapon ja öljyhapon alkyyli-35 ja polyoksialkyleeniesterit. Esimerkkejä alkyylialkoholeis- ta, jotka sopivat esterien muodostajiksi, ovat n-oktyyli-, 4 7371 0 lauryyli- ja 2-etyyliheksyylialkoholit. Erityisen sopiva esteri on esimerkiksi oktan-l-olioleaatti (n-oktyvlioleaatti).

Nestemäinen esteri voi olla täysin esteröity tai osittain esteröity. Esterin happoluku voi olla esimerkiksi 5 0 - 30 mg KOH/g ja hydroksyyliluku 0 - 20 mg KOH/g. Erityi sen edullisesti happoluku on 10 - 30 mg KOH/g ja hydroksyyliluku 2 - 20 mg KOH/g, koska on todettu, että näitä estereitä käyttäen saadaan erityisen tehokkaasti vahan dispergoituminen vaikuttamatta kuitenkaan isosyanaattien 10 emulsio-ominaisuuksiin ja siten saadaan erityisen hyvät ir- toamisominaisuudet ja valmistetun kappaleen hyvät fysikaaliset ominaisuudet. Kun esterinä käytetään oktyyliole-aattia, niin happoluku on edullisesti 10 - 20 mg KOH/g ja hydroksyyliluku edullisesti 2 - 8 mg KOH/g.

15 Keksinnön mukainen koostumus voidaan valmistaa sekoit tamalla komponentit yhteen sellaisessa lämpötilassa, jossa vaha on sula. Polyisosyanaatti, vaha ja esteri voidaan siten sekoittaa yhteen lämpötila-alueella 70 - 180°C, edullisesti 90 - 120°C, minkä jälkeen dispersio jäähdytetään 20 alle 5Q°C. Vaihtoehtona on, että vaha ja esteri sekoitetaan toistensa kanssa 90 - 120°C:ssa, saatu seos sekoitetaan samassa lämpötilassa di-isosyanaattiin, ja dispersio jäähdytetään alle 50°C. Keksinnön mukaisiin koostumuksiin voidaan haluttaessa lisätä väriainetta, jotta ne voitaisiin erot-25 taa modifioimattomista polyisosyanaateista.

Keksinnön mukaiset orgaaniset polyisosyanaattikoostu-mukset ovat sopivia käytettäviksi levyjen tai puristekappa-leiden valmistusmenetelmässä, joka käsittää lignoselluloo-samateriaalin kuumapuristamisen kosketuksissa mainitun 30 polyisosyanaattikoostumuksen kanssa.

Tämän menetelmän ollessa erityisen sopiva valmistettaessa puuhiukkasista koostuvaa levyä, josta käytetään laajalti nimitystä lastulevy, ja seuraavan kuvauksen koskiessa lähinnä sitä, ei menetelmä rajoitu lastulevyn valmistuk-35 seen, vaan menetelmää voidaan käyttää myös valmistettaessa

II

5 73710 keskimääräisen tiheyden omaavaa kuitulevyä, ohutta kuitulevyä, Werzalit-menetelmällä tuotettua puristetta ja vaneria. Lignoselluloosamateriaalina voidaan siten käyttää haketta, puukuituja, hioketta, viilua, lastuvillaa, korkkia, 5 kuorta, sahanjauhoja ym. puuntyöstöteollisuuden jätetuot- teita, sekä myös muita lignoselluloosapitoisia materiaaleja, kuten bagassia, olkia, pellavaa, sisalia, hamppua, kaisloja, ruokoja ja heiniä. Lignoselluloosamateriaaliin voidaan lisäksi sekoittaa muita hiukkasmaisia tai kuitumaisia 10 materiaaleja, kuten lasikuituja, kiillettä, asbestia, kumia ja muovia.

Valmistusmenetelmässä yksinkertaisesti lisätään keksinnön mukaista orgaanista polyisosyanaattikoostumusta lignoselluloosamateriaaliin ja käsiteltyä materiaalia kuu-15 mennetaan ja puristetaan. Polyisosyanaattikoostumusta voidaan lisätä määrä, jolla polyisosyanaatin ja ligno-selluloosamateriaalin suhteeksi tulee 0,1:99,9 - 20:80, edullisesti 0,5:99,5 - 7,0:93.

Polyisosyanaattikoostumuksen lisäksi voidaan halut-20 taessa käyttää muita tavanomaisia sideaineita, kuten form- : aldehydikondensaattihartseja.

Lastulevyn valmistuksessa lignoselluloosamateriaali ja polyisosyanaatti koostumus voidaan sopivasti sekoittaa suihkuttamalla polyisosyanaattikoostumusta suljetussa st-- 25 koittimessa sekoitettuun lignoselluloosamateriaaliin joko panoksittain tai jatkuvana menetelmänä. Polyisosyanaattikoostumusta voidaan käyttää sellaisenaan tai liuoksena orgaanisessa liuottimessa, edullisesti kuitenkin vesiemulsio-na. Sopivia emulsioita voidaan valmistaa sekoittamalla 30 polyisosyanaattikoostumus veteen emulgointiaineen läsnäol lessa. Jos polyisosyanaattikoostumus sisältää edellä kuvatun tyyppistä emulgoituvaa polyisosyanaattia, ei vesi-emulsion valmistuksessa tarvitse enää lisätä emulgointi-ainetta. Jos polyisosyanaattikoostumuksen sisältämä poly-35 isosyanaatti ei ole emulgoituvaa tyyppiä, on emulgointi- ainetta lisättävä.

6 73710

Keksinnön mukaisella polyisosyanaattikoostumuksella käsittelyn jälkeen lignoselluloosamateriaali voidaan levittää aluslevyille, jotka on tavallisesti valmistettu alumiinista tai teräksestä, ja joita käytetään seoksen viemiseksi 5 puristimeen, jossa se puristetaan haluttuun mittaan taval lisesti 14Q - 230°C:Ssa. Kun lignoselluloosamateriaali ei sisällä tehokasta irroitusainetta, niin se tarttuu voimakkaasti aluslevyihin ja/tai puristimen levyihin. Käytettäessä keksinnön mukaista polyisosyanaattikoostumusta 10 lignoselluloosamateriaalin hiukkasten tarttuminen metalli- pintoihin on alentunut merkityksettömälle tasolle. Näin tapahtuu myös silloin, kun pinnoissa on jo epäpuhtautena hart-simateriaalia tai sen hajoamistuotteita. Valmistuksen alussa aluslevyjen käsittely vahalla tai sen tyyppisellä öl-15 jyllä, jota keksinnön mukaisessa koostumuksessa käytetään, on edullista, muttei välttämätöntä. Täten käsiteltyjä levyjä voidaan sitten käyttää lukuisia kertoja keksinnön mukaisessa menetelmässä ilman lisäkäsittelyjä.

Jatkuvatoimista lastulevypuristinta, jossa käytetään 20 tavanomaista urea-formaldehydisideainetta, voidaan kokemuk sen mukaan muuttaa sopivaksi keksinnön mukaista dispersiota käytettäväksi vähitellen korvaamalla syötetty urea-formal-dehydisideaine keksinnön mukaisella dispersiolla.

Muita lastulevyn valmistusmenetelmiä on esimerkiksi 25 menetelmä, jossa käsitelty lignoselluloosamateriaali levite tään kuljetusnauhalle puristimeen siirrettäväksi; myös tässä menetelmässä käyttämällä keksinnön mukaista koostumusta saadaan lignoselluloosamateriaalin tarttuminen kulje-tusnauhaan ja puristimeen mahdollisimman vähäiseksi.

30 Yksityiskohtaisia lastulevyn ja samankaltaisten lig- noselluloosamateriaaliin perustuvien tuotteiden valmistus-; menetelmiä on kuvattu tekniikan tasoa edustavissa julkai suissa. Tavanomaisesti käytetyt menetelmät ja laitteistot voidaan muuntaa keksinnön mukaisille koostumuksille sopivik-35 si.

7 73710

Joissakin valmistustilantoissa käsitelty lignosellu-loosamateriaali saattaa joutua kosketuksiin myös muunlaisten kuin edellä mainittujen materiaalien kanssa, esimerkiksi messingin, kromipäällysteisten pintojen ja muovien kanssa.

5 Myös näissä tapauksissa keksinnön mukaiset koostumukset vähentävät tarttumista tehokkaasti.

Keksinnön mukaisia koostumuksia käyttäen valmistetut levyt ja tuotteet ovat mekaanisilta ominaisuuksiltaan erittäin hyviä, ja niitä voidaan käyttää kaikissa tilanteissa, 10 joissa tämän kaltaisia tuotteita yleensä käytetään.

Keksintöä valaistaan seuraavilla sitä rajoittamattomilla esimerkeillä, joissa kaikki osat ja prosentit ovat paino-osia ja painoprosentteja.

Esimerkki 1 15 Emulgoituva isosyanaatti valmistetaan saattamalla 3 osaa metoksipolyetyleeniglykolia (molekyylipaino 650) reagoimaan 97 osan kanssa raakaa MDI:tä, jonka NCO-pitoi-suus on 30 % ja difenyylimetaanidi-isosyanaattipitoisuus noin 50 % loppuosan ollessa korkeampifunktionaalisia poly-20 metyleenipolyfenyylipolyisosyanaatteja.

80 osaa emulgoituvaa isosyanaattia lisätään 90°C:ssa montaanivahan (7,5 osaa) ja oktan-l-olioleaatin (12,5 osaa) seos, ja seosta sekoitetaan 90 - 95°C:ssa noin tunnin ajan, sitten seos jäähdytetään samalla sekoittaen 50°C:seen. 25 Saadaan nestemäinen tuote, joka sitä käytettäessä sideai neena (vesiemulsio) lastulevyn valmistuksessa saa aikaan hyvän irtoavuuden aikaisemmin käsitellyistä aluslevyistä.

Irtoamisten lukumäärä aluslevyistä ilman levyjen uudelleenkäsittelyä on yli 20, jota lukua ra joittaa ainoas-30 taan kokeeseen käytetty aika.

Esimerkki 2 80 osaa esimerkissä 1 kuvattua emulgoituvaa isosyanaattia lisätään 90°C:ssa 10 osaan oktan-l-olioleaattia ja 10 osaa montaanivahaa, ja seosta sekoitetaan ja kuume i-35 netaan 120°C:ssa tunnin ajan. Seos jäähdytetään 50°C:seen ____ r Γ~ s 73710 samalla sekoittaen, jolloin saadaan helppoliikkeinen neste, joka sisältää hienojakoisia vahahiukkasia. Veden kanssa emulgoituna tästä di-isosyanaatista saadaan emulsio, jonka pysyvyys on yli 2 tuntia. Käytettäessä di-isosyanaat-5 tia sideaineena (vesiemulsio) saadaan lastulevyn erinomai nen irtoavuus aikaisemmin käsitellyistä aluslevyistä.

Irtoamislukua rajoittaa ainoastaan kokeeseen käytetty aika.

Esimerkki 3 10 77,6 osaan raakaa MDI:tä, jonka isosyanaattipitoisuus oli 30 %, lisättiin 2,4 osaa monometoksiloitua polyetyleeni-glykolia (MOPEG), jonka molekyylipaino oli 650, ja 10 osaa n-oktyylioleaattia, jonka happoluku oli 15,0 mg KOH/g ja hydroksyyliluku 4,9 mg KOH/g. Raaka MDI sisälsi noin 50 % 15 difenyylimetaanidi-isosyanaattia loppuosan ollessa korkeampi- funktionaalisia polymetyleenipolyfenyylipolyisosyanaatteja. Seos kuumennettiin 90 - 95°C:seen, ja siihen lisättiin hitaasti 10 osaa montaanivahaa samalla sekoittaen. Lämpötila kohotettiin 120°C:seen, ja pidettiin siinä sekoittaen 2 tun-20 tia, sitten seos jäähdytettiin alle 35°C koko ajan sekoitta en.

Edellä valmistettu vahairroitusainetta sisältävä emulgoituva isosyanaatti emulgoitiin veteen suhteessa 3,125 osaa isosyanaattia 10 osaan vettä. Vesiemulsiota lisättiin 25 102 osaan 10 - 25 meshin mänty/kuusihaketta 50/50, jonka kosteuspitoisuus oli 2 %, ja saatua seosta käytettiin pintamateriaalina lastulevyn valmistuksessa.

Sisusmateriaali valmistettiin 3,125 osasta emul-goituvaa isosyanaattia emulgoituna 10 osan kanssa vettä, 30 joka emulsio lisättiin 103 osaan mänty/kuusihaketta, jonka hiukkaskoko tässä tapauksessa oli 5 meshiä.

Valmistettiin sarja levyjä, jotka sisälsivät 2/3 sisusmateriaalia ja 1/3 pintamateriaalia. Puolet pintamateriaalista levitettiin alumiinilevylle asetettuun muot-35 tiin. Sitten lisättiin sisusmateriaali ja loppuosa 9 73710 pintamateriaalista. Saatu seos puristettiin käsipuristi-messa "kakuksi", joka vietiin puristimeen. Alumiinilevylle asetettiin teräksiset välikkeet ja kakun päälle asetettiin teräslevy. Puristaminen suoritettiin 175°C:ssa, kunnes 5 molemmat levyt olivat kosketuksissa välikkeiden kanssa.

Käytettiin puristusta 3103-3792 kPa ja puristusaikaa 15 s/mm levyn paksuutta. Tällä tavoin valmistettiin 20 levyä. Koko operaation ajan levyt irtosivat puristimesta hyvin ja irtoaminen oli myös hyvä ajon päätyttyä.

10 Valmistettujen levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

Esimerkki 4

Toistettiin esimerkin 3 menetelmä käyttäen kuitenkin vahaa sisältävää emulgoituvaa isosyanaattia ja vettä suh- 15 teessä 7,5:10.

Samoin kuin edellä, myös nyt saatiin hyvä irtoamis-tulos koko 20 levyn valmistuksen ajan. Levyjen tyypilliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

Esimerkki 5 20 Esimerkin 3 menetelmä toistettiin käyttäen kuitenkin mänty/kuusihakkeen sijasta oyökkilastuja, joiden kosteuspitoisuus oli 2 %. Vahaa sisältävän emulgoituvan isosya-naatti-irroitusaineen ja veden suhde oli 3,125:12. Tämä emulsio lisättiin 102 osaan puuainesta, ja sumaa materiaa- 25 lia käytettiin sekä levyn pintoihin että sisukseen.

Koko 20 levyä käsittävän valmistuksen ajan saatiin hyvä irtoamistulos. Levyjen tyypilliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 1.

Esimerkki 6 30 Toistettiin esimerkin 5 menetelmä käyttäen kuitenkin vahaa sisältävän emulgoituvan isosyanaatin ja veden suhdetta 7,5:12.

Kuten edellä, myös nyt saatiin hyvä irroitustulos 20 levyn valmistuksessa.

35

Taulukko 1 10

7371 O

f

Esimerkki j Tiheys "V20" "V100" 3 (kg/m ) Murtolujuus Murtolujuus 5___(kN/m2)_ (kN/m2) 3 720 970 4 720 1500 500 5 690 530 10 _I.............

Esimerkit 7 - 22

Noudattaen esimerkin 3 yleistä menetelmää suoritettiin kokeita käyttäen erilaisia vahoja ja erilaisia neste-15 maisia estereitä.

Valmistettiin esimerkin 3 mukaisella menetelmällä emulgoituva isosyanaatti, joka sisälsi 10 osaa vahaa ja 10 osaa nestemäistä esteriä, ja se lisättiin 102 osaan 10 - 25 meshin mänty/kuusi 50/50-haketta, jonka kosteuspitoisuus 20 oli 2 %. Käytettiin kahta vaihtoehtoista suhdetta: (A) 3,125 osaa isosyanaattia emulgoituna 10 osaan vettä lisättiin 102 osaan puuta; tai (B) 7,5 osaa isosyanaattia emulgoituna 10 osaan vettä lisättiin 102 osaan puuta.

25 Tämä materiaali käytettiin levyjen pintaan.

Sisusmateriaaliin käytettiin emulgoituvaa isosyanaattia, joka ei sisältänyt vahaa eikä nestemäistä esteriä. 3 osaa MOPEG:ia lisättiin 97 osaan raakaa MDIrtä, ja seos kuumennettiin 60°C:seen sekoittaen. Sekoitusta 30 jatkettiin tässä lämpötilassa 2 tuntia, sitten seos jääh dytettiin samalla sekoittaen. Saatu emulgoituva isosyanaatti lisättiin 5 meshin mänty/kuusi-hakkeeseen, jonka kosteuspitoisuus oli 2 %, ja seosta käytettiin sisus-materiaalina. Kun pintamateriaalissa ainesuhteet olivat 35 kohdassa (A) ilmoitetut, niin sisusmateriaalissa ne oli vat (A') 2,5 osaa isosyanaattia emulgoituna 10 osaan vettä käytettiin 102 osaan puuta.

7371 O

Kun pintamateriaalissa ainesuhteet olivat kohdassa (B) ilmoitetut, niin sisusnateriaalissa ne olivat: (B’) 6 osaa isosyanaattia omulgoituna 10 osaan vettä käytettiin 102 osaan puuta, 5 Pinta- ja sisusmateriaalista valmistettiin levyjä esimerkissä 3 kuvatulla tavalla. Täten valmistettiin 20 levyä; koko valmistuksen ajan levyt Irtosivat hyvin puristimesta, ja irtoamisomina1suudet säilyivät ajon jälkeenkin.

Käytetyt materiaalit ja tuotettujen levyjen fysikaa-10 liset ominaisuudet on esitetty taulukossa 2.

7371 O

12 - ——— 3 -r-> 3 = rH O O O LT) o en n uo -n* m o -P E ^ <n i—i £ -----------------—-- 3 3 •r—i 3

r—I

o £ΓEooooooooo in M\ n o o o σ o o o ,-h > 3 z σ "T o uo σ r~ o un oo

Ξ E rX rH rH i—| i—li—I rH

tn >r> ooooooooo (DE οοοηΓΟΓΝΓΝπσίΝ ^ \ r^uor^r-'r-r'-i^uor-·'

Eh J?____

•H

un m'OJ ^CQrfCQ<CQ<eQ^ e 2 1¾ w j

•H

rH

^ .σ ^ΕσσηΓΟΓΝΓΝσσσ 00 - >-ι 3 te h· uo uo r~~ r~ h· -*r h·

'TO -¾ H H

>i3 tr te Ή S__;__ ^ σ rH $ Q O οοΓΝηισσοοσ

Qj ^ E LOLnoo^^LOLriLn

Φ j^p rH i—! 0\J CN CN (N <—1(—tl—I

H I I -rH -*-H t I I

1 Jh *H ·Η I I l -P I H *H *H *H

♦H CD rH *H rH *H *H Ή ·Η ·Η !>ι -P -P i—I *H rH -H r-Η *H

:«+> ^3^33333^^^3^3^3^-^

Ecu -ptrj-Pigp^TjE^aiiiQj^ii-Pai-pfO+Jifl me οΦρΦοωοοχίοχίοοΦΟΦοα)

0)3 I , Ή Γ Ή ID rl (tf .H I -H 1,-H I I—I I rP I i—I

2; C C| O Cl O H O -H O Cl ή C| -H Cl O Cl O C| o „ I m π n h 3 3

rH H

0 Q

(Η £ Γ"* CO O'n O «—1 CN CO H1

r *H rH (Η Ή rH rH LO

^ CO rH

H______

7371 O

13 I J~T ” ] r-> j ; ^ ΐ | :

< o '"n'N t LO O O O

I o3 £| ^ CO o> cm i i—t !>-| \ > rH 04 04 U:_pi________________ _______________________________ ' \ '! 1

ί = ON O O O O O O O

o -u g i o m n-· in rr o I oi m\i ro ch ro 0- o to ro

I i> ^ g J r-1 r-* iH rH

I---i--- tfl

! Φ F= o o O O O O O

; H "0 o Oc O O O CO O

| Γ-l (o r~-· co Γ" o- Γ' co o- 1 H H i rr i ' " ! 1 ; i ί.......

| o! O cQ <| CC < cc < CC

! C ffCri o? ei m" eim-

H J

: cc qj ____________ rH i 2 g en Oi co ere oc tp ^ «a· H- Ή1 'J· ^ ^ Sri X 0 E I _ _ ____________ le en „ „ 0 -Ή · O o o o o Ή m ! ** v “ ““

C O LO LO LO LO LO

04 01 rH rH -H rH ,H

04 ! ly sr

—“H-1-,---— ---!--1--—[ I

• 10 -H II I I -0 Ή -H -0 H q] H Ή ·Η -H Ή ·Η -H -H i—t Ή Ή Ή rH ·Η r r Ή ! :p 0 ^i4C ,—1<—1-0 —!r—10 >i 0 S-0 S -0 >i 0 I Ξ Cl >10 >i >i -0 >1 >i 0 .H 0 >10 >i 0 >i 0 0 ^rC-HC/ipHMrdnlrd -Vp Λ ιβ Λ ra u: C 00 000 0^0 0 0 O S 0 O O 0 £ C ! ilo CNCO Olio aio CIO elo elo _ S I i -h S -h 3 e e S | lii SS j ; 0 >i C >i rö > > ä >1 -g t ίΰ aa h h U ,00 0 I o -H I 0 -H -S) U3 | 5 5V5 5V5 f 1 ro r3 h e e c-HtOC-Hpqjwgw o >118_______g __ lqs_M s aa ia m 2 a 2

rH H

3 V

rri t- LO Γ- CO Ch O Ή CM

£ -H «H H rH rH ΓΜ CM CM

H _J3_j_________ __________

7371 O

14

Esimerkit 23 ja 24

Toistettiin esimerkin 7 menetelmä, jolloin kuitenkin isosyanaatin vesiemulsioon ennen emulsion lisäämistä sisus-materiaaliin lisättiin 2 osaa kaupallista 50 % kiintoai-5 netta sisältävää vaha-vesiemulsiota.

Menetelmä toistettiin (esimerkissä 24) käyttäen esimerkin 8 B/B'-suhdetta.

20 levyn valmistuksessa irtoaminen oli tehokasta. Levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on esitetty 10 taulukossa 3.

Esimerkit 25 ja 26

Toistettiin esimerkin 7 menetelmä, jolloin kuitenkin isosyanaatin vesiemulsioon ennen emulsion lisäämistä pintamateriaaliin lisättiin 1 osa kaupallista 50 % kiinto-15 ainetta sisältävää vaha-vesiemulsiota.

Menetelmä toistettiin (esimerkki 26) käyttäen esimerkin 8 B/B'-suhdetta.

Irtoaminen oli tehokasta 20 levyn valmistuksen aikana. Levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on 20 esitetty taulukossa 3.

Esimerkki 27

Toistettiin esimerkin 7 menetelmä, jolloin kuitenkin pintamateriaalissa käytetty emulgoituva isosyanaatti valmistettiin käyttäen 87,3 osaa raakaa MDI:tä ja 2,7 osaa 25 MOPEG:ia n-oktyylioleaatin (5 osaa) ja sellakan (5 osaa) kanssa. Pintamateriaali valmistettiin 2,78 osasta edellä olevaa isosyanaattia emulgoituna 10 osaan vettä, ja lisäämällä emulsio 102 osaan 50/50 mänty/kuusihaketta, 10-25 mesh.

30 Sisusmateriaali valmistettiin samoin kuin esimerkis sä 7 käyttäen kuitenkin 2,5 osaa emulgoituvaa isosyanaattia 10 osassa vettä 102 osaan 5 meshin mänty/kuusihaketta.

Irtoaminen oli tehokasta 20 levyn valmistuksessa. Levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on esitetty 35 taulukossa 3.

7371 0 1 j

Esimerkki 28

Toistettiin esimerkin 27 menetelmä käyttäen kuitenkin seuraavia suhteita:

Pintamateriaali: 6,67 osaa isosyanaattia emulgoi-5 tuna 10 osaan vettä 102 osaan puuta.

Sisusmateriaali: 6 osaa isosyanaattia emulgoituna 10 osaan vettä 102 osaan puuta.

Irtoaminen oli tehokasta koko 20 levyn valmistuksen ajan. Levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on 10 esitetty taulukossa 3.

Esimerkit 29 ja 30

Toistettiin esimerkin 7 menetelmä käyttäen kuitenkin isosyanaattina pintamateriaalissa polymeeristä MDI:tä, jonka viskositeetti oli noin 4 poisia (kaupallinen tuote 15 "Superasec VM 100") .

Menetelmä toistettiin (esimerkki 30) käyttäen esimerkin 8 B/B'-suhdetta.

Irtoaminen oli tehokasta koko 20 levyn valmistuksen ajan. Levyjen tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet on 20 esitetty taulukossa 3.

Esimerkit 31 ja 32

Toistettiin esimerkin 7 menetelmä käyttäen kuitenkin isosyanaattina pintamateriaalissa korkeaviskoosista polyfunk-tionaalista difenyylimetaanidi-isosyanaattia, jonka visko-25 siteetti oli 25°C:ssa noin 15 poisia.

Menetelmä toistettiin (esimerkki 32) käyttäen esimerkin 8 B/B'-suhdetta.

Irtoaminen oli tehokasta koko 20 levyn valmistuksen a jän.

Taulukko 3 ie 7371 0 5 Esimerkki Jihe^s "V20" "VIOO" kg/m murtolujuus murtoluiuus kN/m kN/iu ----1_.____ 23 G90 890 ?.k 700 11+50 280 10 26 700 1000 2 f> 700 1590 Ιβΰ 27 710 890 28 ?'0 iCiiO 139 29 670 70c 15 30 1 720 1250 /00 20 Esimerkki 33

Toistettiin esimerkin 8 menetelmä, jolloin kuitenkin sekä pinta- että sisusmateriaalia seisotettiin isosyanaatin lisäämisen jälkeen ennen puristamista.

Levyjen fysikaaliset ominaisuudet eri seisotusajoil-25 la isosyanaatin lisäämisen jälkeen ja ennen puristamista on esitetty seuraavassa.

Seisotusaika (tunteja) 20 2 4

Tiheys (kg/m3) 762 684 675 "V20" murtolujuus (kN/m2) 1740 1389 1178 30 "V100" murtolujuus (kN/m2) 435 384 296

Missään tapauksessa levyn irtoaminen puristimesta ei tuottanut vaikeuksia.

Esimerkki 34

Tuotanto Siempelkamp-hyllykuljetinsysteemiLlä muu-35 tettiin tavanomaisesta urea-formaldehydihartsia käyttävästä

II

17 7371 0 keksinnön mukaista menetelmää käyttäväksi. Tuotantolinja käsiteltiin seuraavalla tavalla. Valmistettiin 16 mm paksuisia kolmikerroslevyjä käyttäen lehtikuusi/kuusi/sekalai-nen havupuu seosta 60:30:10 ja pintakerroksessa 12 % ja si-5 suksessa 8 % tavanomaista kiinteätä urea-formaldehydi- hartsia ja katalysaattoria. Sisuskerroksen sideaineeksi otettiin sitten esimerkissä 7 käytetty emulgoituva isosyanaatti (2,8 %) (kosteuspitoisuus 9 - 10 %, kaikki prosenttiluvut on laskettu puun kuivapainosta), joka liima-10 emulsio valmistettiin tuotantolinjassa ja sekoitettiin sisuksen puuaineksen kanssa Drais-sekoittimessa. Myös pintakerroksen sideaine säädettiin siten, että se sisälsi 8 % urea-formaldehydihartsikiintoainetta (+ katalysaattoria) , 1,08 % esimerkissä 7 käytettyä pintakerroksen emulgoi-15 tuvaa isosyanaattia, jolloin puun kosteuspitoisuus emul sion suihkuttamisen jälkeen oli 11 - 12 % (laskettu kuivan puuaineksen suhteen). Liimaemulsio valmistettiin tuotantolinjassa ja sekoitettiin puulastuihin Drais-sekoittimella.

Tätä koostumusta käyttäen valmistettiin 10 levyä jo-20 kaisella kosketuspinnalla multi-daylight-puristimessa; puristuslämpötila oli 175 - 180°C. Kun kymmenen irroitusta kosketuspinnoilta oli suoritettu, pintakerroksen liima-emulsiokoostumus muutettiin sisältämään 6 % urea-formalde-hydihartsi-kiintoainetta (+ katalysaattori), 1,62 % pinta-25 kerroksen isosyanaattiemulsiota, kosteus 11 - 12 %. Val mistettiin jälleen 10 levyä kosketuspintaa kohti, ja pintakerroksen liima modifioitiin edelleen siten, että se sisälsi urea-formaldehydihartsikiintoainetta 4 % (+ katalysaattori), 2,16 % pintakerroksen isosyanaattiemulsiota, vettä 11 - 12 %. 30 10 levyn valmistuksen jälkeen kosketuspintaa kohti puristi men katsottiin tulleen "käsitellyksi". Tämän jälkeen valmistettiin pelkästään isosyanaattia sisältäviä levyjä, eikä 6 vuorokauden jatkuvan valmistusjakson aikana esiintynyt lainkaan tarttumista. Tuotanto lopetettiin vain, koska 35 sovittu koeaika päättyi.

ie 7371 0

Tyypilliset 16 ja 18 mm:n levyn ominaisuudet käytettäessä eri määriä sideainetta ovat seuraavat: (A) Pintakerros 3,2 % esimerkin 7 pintakerroksessa käytettyä emulgoituvaa isosyanaattia.

5 Sisuskerros 2,8 % esimerkissä 7 sisuksessa käytettyä emulgoituvaa isosyanaattia.

16 mm levyn tiheys 662 kg/m3 kuiva sisäinen sidos (V20) 5,36 kN/m2 (B) Pintakerros 7,0 % emulgoituvaa isosyanaattia 10 Sisuskerros 5,0 % emulgoituvaa isosyanaattia 18 mm levyn tiheys 746 kg/m3 kuiva sisäinen sidos 3 (V20) 1516 kN/m märkä sisäinen sidos (V100) 266 kN/m3.

Esimerkit 35 ja 36 15 Olkea kuivattiin 2 %:n kosteuspitoisuuteen ja siihen lisättiin liimaa liimausrummussa (pyörivä rumpu, jossa on yksi kiinteä hydraulinen suihku) käyttäen seuraavia koostumuksia :

Esimerkki 35 20 Olki, kosteus 2 % 13,26 kg

Esimerkin 7 pintakerroksessa käytetty emulgoituva isosyanaatti 0,845 kg

Vesi 0,91 1 : Isosyanaattikoostumuksen pitoisuus : 25 oljilla 6,5 %

Kokonaiskosteuspitoisuus 9 %

Esimerkki 36

Olki, kosteus 3 % 13,38 kg

Esimerkin 7 pintakerroksessa käytetty 30 emulgoituva isosyanaatti 0,286 kg

Vesi 0,286 kg : Urea-formaldehydi (kiinteä) 0,91 kg

Isosyanaattikoostumuksen pitoisuus oljilla 2,2 % 35 Urea-formaldehydikoostumuksen pitoisuus oljilla 7 %

Kokonaiskosteuspitoisuus 11 % li 19 7 3 71 0

Esimerkki 35

Liimattua olkea jauhettiin vasaramyllyssä, sitten muodostettiin esituote käsin. Se puristettiin 12 mm:n levyksi 16 s/mra 175°C:ssa, jolloin saatiin Levy, jonka 3 5 tiheys oli 630 kg/m . Levyn lujuusominaisuudet olivat ilmei sen hyvät, sen muotopysyvyys ja irtoaminen olivat hyvät.

Esimerkki 36

Valmistettiin erä liimattua olkea käyttäen formal-dehydi/isosyanaattikoostumusta. Valmistus oli muuten esi-10 merkin 35 mukainen paitsi, että olkea jauhettiin vasara- myllyssä ennen liimausta ja liimauksen jälkeen.

Puristusolosuhteet olivat samat kuin edellä, ja jälleen saatiin levy, jonka irtoaminen oli hyvä.

Esimerkki 37 15 Keskimääräisen tiheyden omaavan kuitulevyn (1 %:n kosteus) valmistukseen käytettävään tavanomaiseen kuitu-raaka-aineeseen suihkutettiin kierotsekoittimessa (s. pyörivä rumpu, jossa on yksi kiinteä painesuihku) esimerkissä 7 pintakerrokseen käytettyä isosyanaattiemulsiota. Esituote 20 valmistettiin MDF-muotissa sopivaksi 5 mm:n 12 mm:n ja 19 mm:n lopullisen paksuuden omaavien levyjen tuottamiseen.

Olosuhteet olivat seuraavat:

Kuitu (1 % kosteutta) 12,12 kg

Emulgoituva isosyanaattikoostumus 0,6 kg 25 Vesi 0,84 kg

Emulgoituvaa isosyanaattikoostumusta kuivilla kuiduilla 5 %

Kokonaiskosteus kuiduilla (laskettu kuivapainon suhteen) 8 % 30 Puristusaika 16 s/mm

Puristuslämpötila 175°C

Levyt olivat laadultaan hyviä ja hyvä irtoaminen saavutettiin.

Esimerkit 38 - 40 35 Noudattaen esimerkin 3 yleistä menetelmää valmistet tiin eri tavoin lastulevyjä käyttäen keksinnön mukaisia 20 7371 0 isosyanaattiemulsioita . Kaikissa tapauksissa isosyanaatti-emulsio valmistettiin esimerkissä 7 sisusmateriaaliin käytetystä emu1goituvasta isosyanaatista, n-oktyylioleaatista, jonka happoluku oli 15,0 mg KOH/g ja hydroksyyliluku 5 4,9 mg KOH/g ja montaanivahasta. Isosyanaattiemulsiota käytettiin yksikerroslastulevyjen valmistukseen, jotka levyt koostuivat kokonaisuudessa 5 meshin mänty/kuusi-hakkeesta.

Kaikissa tapauksissa 20 levyn koe-erän valmistus talo pahtui tyydyttävästi ja irtoaminen ajon aikana sekä myös kokeen päätyttyä teräs- ja alumiinilevyistä oli hyvä.

Esimerkki 38

Sekoittajalla varustettuun astiaan panostettiin 80 osaa emulgoituvaa isosyanaattia. Lämpötila kohotettiin 15 95°C:seen. 95°C:ssa lisättiin 10 osaa montaanivahaa ja 10 osaa n-oktyylioleaattia. Sekoittamista jatkettiin samalla kun seoksen annettiin jäähtyä huoneen lämpötilaan.

Esimerkki 39

Sekoittajalla varustettuun astiaan panostettiin 20 80 osaa emulgoituvaa isosyanaattia. Lämpötila kohotettiin 95°C:seen. 95°C:ssa lisättiin 10 osaa montaanivahaa ja 10 osaa n-oktyylioleaattia. Lämpötila kohotettiin 120°C:seen ja pidettiin siinä 2 tuntia. Tuote sai jäähtyä samalla kun sitä koko ajan sekoitettiin.

25 Esimerkki 40

Sekoittajalla varustettuun astiaan panostettiin 80 osaa emulgoituvaa isosyanaattia ja 10 osaa n-oktyyLioleaat-tia. Lämpötila kohotettiin 95°C:seen ja seokseen lisättiin sekoittaen kiinteätä montaanivahaa (noin 20°C) samalla huo-30 lehtien, että lämpötila pysyi 90 - 95°C:ssa. Sitten lämpö tila kohotettiin 120°C:seen ja pidettiin siinä 2 tuntia. Tuotteen annettiin jäähtyä samalla koko ajan sekoittaen.

Esimerkki 41

Sekoittajalla varustettuun astiaan panostettiin 77,6 35 osaa raakaa MDI:tä, jonka isosyanaattipitoisuus oli 30 %, 21 7371 0 1,2 osaa MOPEGtia, jonka molekyylipa!no oli 510, 1,2 osaa MOPEG.-ia, jonka molekyylipaino oli 750, ja 10 osaa n-okt.yyli-oleaattia. Lämpötila kohotettiin 95°C:seen samalla sekoittaen. Seokseen lisättiin kiinteätä montaanivahaa (noin 5 2Q°C) samalla huolehtien, että lämpötila pysyi 90 - 95°C:ssa.

Sitten lämpötila kohotettiin 120°C:seon ja pidettiin siinä 2 tuntia. Tuotteen annettiin jäähtyä samalla koko ajan sekoittaen. Saatua emulsiota käytettiin 20 lastulevyn valmistukseen samoin kuin esimerkeissä 38 - 40. Irtoamis-10 tulos oli erinomainen.

Esimerkki 42 80 osaa raakaa MDI:tä, jonka isosyanaatti.pitoisuus oli 30 %, ja 10 osaa n-oktyylioleaattia kuumennettiin sekoittaen 90 - 95°C:seen. Lisättiin 10 osaa sontaanivahaa, 15 ja lämpötila kohotettiin 120°C:seen ja pidettiin siinä 2 tuntia. Tuotteen annettiin jäähtyä samalla koko ajan sekoittaen. Sitten lisättiin 1,2 osaa MOPEGria, jonka molekyyli-paino oli 550, ja 1,2 osaa MOPEGria, jonka molekyylipaino oli 750. Tuote kuumennettiin 120°C:seen koko ajan sekoitta-20 en ja jäähdytettiin jatkaen sekoittamista. Saatua emulsiota käytettiin 20 lastulevyn valmistukseen esimerkeissä 38 - 40 kuvatulla tavalla, ja irtoamistulos oli erinomainen.

Claims (8)

22 r- ΤΓ. 7 3 71 0

1. Dispergoituva orgaaninen polyisosyanaattikoostu-mus, jolla on muotista irroittava vaikutus, kun sitä käy- 5 tetään vesidispersiomuodossa sideaineena levyjen ja puris-tuskappaleiden valmistuksessa lignoselluloosamatcriaalia kuumapuristamalla, tunnettu siitä, että se sisältää paino-osina 99-60 osaa emulgoituvaa nestemäistä orgaanista polyisosyanaattia ja 1-40 osaa seosta, jonka muodos-10 tavat: (a) vaha, joka on kasvivaha, jonka sulamispiste on vähintään 70°C, modifoitu kasviöljy, jonka sulamispiste on vähintään 70°C, mikrokiteinen vaha,jonka sulamispiste o on vanintaän 70 C, eläinvaha, jonka sulamispiste on vähin-15 tään 60°C, synteettinen vaha, jonka sulamispiste on vähintään 60°C, modifioitu eläinvaha, jonka sulamispiste on vähintään 60°C tai näiden seos, ja (b) nestemäinen esteri, jonka molekyylipaino on vähintään 250 ja joka on johdettu 3-30 hiiliatomia sisäl- 20 tavasta alkyylialkoholista ja tyydyttyneestä tai tyydytty-mättömästä 10-25 hiiliatomia sisältävästä karboksyylirasva-haposta, ja jossa seoksessa vahan ja nestemäisen esterin painosuhde on 90:10-10:90.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, t u n -25 n e t t u siitä, että koostumus sisältää 37,5-75 osaa vahaa ja 62,5-25 osaa esteriä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että esterin happoluku on 0-30 mg KOH/g ja hydroksyyliluku on 0-20 mg KOH/g.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että esterin happoluku on 10-30 mg KOH/g ja hydroksyyliluku on 2-20 mg KOH/g.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen koostumus, tunnettu siitä, että esteri on n-ok-35 tyylioleaatti. 23 7371 0

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että esterin happo Luku on LO - 20 mg KOH/g ja hydroksyyli luku 2 - 8 mg KOH/g.

7. Menetelmä levyjen tai puristekappaLeiden valmis- 5 tamiseksi, tunnettu siitä, että kuumapuristetaan lignoselluloosamateriaalia kosketuksissa jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen polyisosyanaattikoos-tumuksen kanssa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n - 10. e t t u siitä, että polyisosyannattikoostmusta käyte tään vesiemulsion muodossa ja että polyisosyanaatin ja lignoselluloosamat.eriaalin painosuhde on 0,1 :99,9 - 20 :80 . _____ - ............ 24 7 3 71 0 Patentk rav