FI78867B - Dimensionellt stabil, laminerad traeskiva och foerfarande foer dess framstaellning. - Google Patents

Description

1 78867

Mittapysyvä laminoitu puulevy ja menetelmä sen valmistamiseksi Tämä keksintö koskee yleisesti parantuneen mittapysy-vyyden omaavia puulevyjä ja erityisesti puuviilulla päällys-5 tettyjä yhdistelmäpuulevyjä, jotka sopivat rakennuslevyiksi tai huonekalujen tai vastaavien puusta valmistettujen esineiden rakenneosiksi.

Aikaisemmin on ehdotettu vanerin valmistusta, joka muodostuu useasta toisiinsa liimaamalla kiinnitetystä puu-10 viilusta ja joka sopii käytettäväksi rakennusteollisuudessa. On myös ehdotettu yhdistelmäpuulevyjen valmistusta, joiden pinta muodostuu puuviilulevyistä ja väliosa lignoselluloosa-tai vastaavista hiukkasista, jotka on liitetty yhteen liimaamalla. Näin muodostuu mattomainen rakenne, joka muodostaa 15 viilulevyjen välissä olevan sisäosan ja on liimaamalla kiinnitetty näihin. Eräs haitta, joka pakostakin liittyy tekniikan tason puulevyihin, on levyn laajeneminen sivusuunnassa kohtisuorassa syiden suhteen. Tämä johtuu kosteuden imeytymisestä levyyn ja johtaa levyn kieroonvetäytymiseen ja 20, pullistumiseen. Syiden suunnassa levyn laajeneminen on olematon .

Sekarakenteinen levy, jonka pinta muodostuu puuvii-luista tai kartongista yhdistettynä sideaineella lastulevy-tai kotelokartonkivälikerroksiin ja joka on vahvistettu 25 metalliverkolla, on julkistettu esim. US-patentissa nro 1 387 011. Rakennuslevy, jonka pinta muodostuu viilule-vyistä ja sisäosa liimaamalla yhdistetystä puupurusta, on julkaistettu US-patentissa nro 2 356 625. Molemmat ulkovii-lulevyt on asetettu siten, että niiden syyt ovat samansuun-20 täiset. Pituussuunnassa on vierekkäin viiluliuskoja, jotka on suoraan liimattu viilulevyjen sisäpintoihin siten, että niiden syyt muodostavat olennaisesti suoran kulman viilulevyjen syiden kanssa. Joskin viiluliuskat jossain määrin estävät laajenemista sivusuunnassa ja vähentävät laajenemises-35 ta johtuvaa puulevyn kieroonvetäytymistä ja pullistumista puulevyn imiessä kosteutta ilmasta, tällaisten levyjen kaupallinen käyttö on ollut melko vähäistä, koska tuote mm.

2 78867 ei ole täysin tasapainotettu tuote. Julkistetun levyn eräässä toteuttamismuodossa levyssä on kahden ulkoviilulevyn lisäksi keskellä oleva kolmas viilulevy, jonka syyt ovat samansuuntaiset kuin pintalevyjen syyt. US-patentissa nro 5 3 616 128 julkistetussa yhdistelmäpuulevyssä on lastulevys tä muodostuva sisäosa ja sen molemmin puolin viilukerrokset, jotka on kiinnitetty liimaamalla keskiosaan. Mittapysyvyy-den parantamiseksi pintaviiluista toisen syyt muodostavat suoran kulman toisen ulkoviilulevyn syiden kanssa, mutta on 10 useita käyttöjä, joissa puulevyn mittapysyvyys ei ole riittävä .

Tämän keksinnön eräänä kohteena on tarjota puulevy, jonka ulkopinnat muodostuvat viilulevyistä ja keskiosa mat-tomaisesta rakenteesta, joka muodostuu liimaamalla yhteen-15 liitetyistä biomassa-, esim. lignoselluloosahiukkasista, tunnettu siitä, että puulevy omaa parantuneen mittapysyvyy-den ja voidaan valmistaa tavanomaisilla laitteilla kaupallisesti hyväksyttävällä tuotantonopeudella. Keksinnön toisena kohteena on tarjota tasapainotettu yhdistelmäpuulevy, 20 jonka ulkopinnat muodostuvat puuviiluista ja keskiosa lignoselluloosahiukkasista, jotka on liimaamalla liitetty yhteen mattomaiseksi rakenteeksi, joka liimaamalla on kiinnitetty vastakkaisiin viiluihin. Lisäksi keksinnön kohteena on tarjota menetelmä mittapysyvän yhdistelmäpuulevyn val-25 niistämiseksi, jonka sisäosa muodostuu liimaamalla toisiinsa liitetyistä lignoselluloosa- tai vastaavista biomassahiukka-sista.

Muut kohteet ilmenevät seuraavasta kuvauksesta ja oheenliitetystä piirustuksest, jossa 30 kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen puulevyn erästä toteuttamismuotoa perspektiivikuvana, jolloin puulevystä on murrettu pala pois yhdistelmäpuulevyn eri kerrosten paljastamiseksi, kuvio 2 esittää päästä katsottuna osaa kuvion 1 to-35 teuttamismuodosta, ja kuvio 3 esittää virtauskaaviota valaisemaan keksinnön mukaisen menetelmän erään toteuttamismuodon eri vaiheita.

3 78867

Yleisesti ottaen yllä esitetyt ja muut keksinnön mukaiset kohteet voidaan saavuttaa tarjoamalla yhdistelmäpuu-levyn, joka omaa parantuneen mittapysyvyyden ympäristöilman kosteuden vaihdellessa puulevyn ympärillä ja puulevyn irnies-5 sä kosteutta ja joka puulevy muodostuu ulkopinnat muodostavista puuviilulevyistä ja keskiosasta, joka mattomaisena rakenteena muodostuu lignoselluloosa- tai vastaavista biomas-sahiukkasista, jotka liimaamalla on yhdistetty toisiinsa ja liimaamalla yhdistetty ulkopinnat muodostaviin puuviilule-10 vyihin sekä viiluvälilevyyn, joka on samanlaatuinen kuin ulkopinnat muodostavat viilulevyt ja asetettu ulkopinnat muodostavien viilulevyjen väliin siten, että se jakaa sisäosan kahteen paksuudeltaan olennaisesti yhtä suureen osaan, jolloin väliviilulevyn syyt muodostavat olennaisesti suoran 15 kulman kahden ulkopinnat muodostavan viilulevyn kanssa. Tällainen puulevy voidaan valmistaa laitteilla, joita nykyään käytetään vanerin ja/tai lastulevyjen valmistamiseksi kaupallisessa tuotannossa hyväksyttävällä tuotantonopeudella.

Keksinnön menetelmän eräässä toteuttamismuodossa en-20 simmäinen viilulevy asetetaan aluslevylle, aluslevyllä olevalle viilulevylle levitetään kerros puuhiukkasia, esim. puu-purua, johon on sekoitettu sopivaa hartsiliimaa, puuhiukkas-ten ja liiman muodostaman seoksen päälle asetetaan toinen viilulevy, toiselle viilulevylle levitetään toinen puuhiuk-25 kasten ja liiman seoksesta muodostuva kerros ja lopuksi puu-hiukkasten toiselle kerrokselle asetetaan kolmas viilulevy. Muodostunut sekarakenne kuumennetaan ja puristetaan lastulevyjen, kovalevyjen ja vastaavien valmistuksessa käytetyn tavanomaisen puristimen puristuslevyjen välissä liiman ak-30 tivoimiseksi, hiukkasten liittämiseksi yhteen ja muodostuneen hiukkaskerroksen eli maton liittämiseksi viereisiin viilu-levyihin, jolloin muodostuu olennaisesti jäykkä, yhtenäinen puulevy, joka sopii käytettäväksi rakennusten tai vastaavien rakenneosana.

35 Menetelmän suositeltavassa toteuttamismuodossa yh distelmä kuumennetaan lämpötilaan n. 149-177°C tai korkeam- 2 malle ja puristetaan paineessa n. 21 - n. 31,5 kg/cm tai 4 78867 korkeammassa paineessa. On suositeltavaa, että ulkopinnat muodostavat viilulevyt puristuvat siinä määrin, että pinnasta tulee olennaisesti sileä. Tämä vähentää tarvetta myöhemmässä vaiheessa hioa hiekkapaperilla tai muulla tavoin 5 viimeistellä puulevyn pintaa. Ennen hiukkasten levittämistä viiluliuskoille biomassahiukkasiin sekoitetaan kuivapainosta laskettuna n. 5 - n. 10 paino-% sopivaa liimaa, kuten vesi-emulsiota, joka sisältää fenoliformaldehydihartsia, urea-formaldehydihartsia tai melamiiniformaldehydihartsia tai 10 sideainetta, joka kemiallisesti reagoi selluloosan kanssa, esim. orgaanista polyisosyanaattipolymeeriä. Kaupallisesti saatavissa olevista erilaisista orgaanisista polyisosyanaa-teista voidaan käyttää difenyylimetaanidi-isosyanaattien polymeerejä, kuten Mondur MR, valmistaja Mobay Chemical 15 Company, Pittsburg, Pennsylvania tai Pappi, valmistaja Upjohn Chemical Co.

Puulevy voidaan valmistaa kaikkien sopivien puulajien, kuten douglaskuusen tai männyn viiluista tai, jos puulevyä käytetään lipastojen tai muiden huonekalujen val-20 mistuksessa, pintaviilut voivat olla tammea, mahonkia, saksanpähkinää tai muuta sopivaa puuta. Pintaviilulevyt voidaan korvata paperilla, koristepuulla tai muovilevyllä tai voidaan liimaamalla kiinnittää puuviilulevyjen ulkopintoihin tai kerrosyhdistelmä voidaan puristaa puulevyksi paineessa, 25 jossa puuviilussa oleva ligniini erittyy pintaan ja leviää sille, jolloin muodostuu olennaisesti sileä pinta. Eräässä toteuttamismuodossa väliviilu kiinnitetään hiukkasten muodostamaan mattoon polyisosyanaatilla haluttaessa välttää veden käyttöä liimassa.

30 On havaittu, että puulevyssä, jossa pintaviilujen syyt ovat samansuuntaiset ja niiden välissä keskellä olevan väliviilun syyt muodostavat olennaisesti suoran kulman ulkopinnat muodostavien viilulevyjen syiden kanssa, mittapysy-vyys on parempi kuin puulevyssä, jossa ulkopinnat muodosta-35 vien viilulevyjen syyt ovat samansuuntaiset ja jossa on viiluliuskoja, joiden syyt muodostavat olennaisesti suoran kulman syiden kanssa viilulevyssä, ja jotka on suoraan 5 78867 kiinnitetty viilulevyn sisäpintaan. Keksinnön puulevy on myös pysyvämpi kuin puulevy, joka muodostuu vain kahdesta viilulevystä siten, että toisen levyn syyt muodostavat olennaisesti suoran kulman vastakkaisen viilulevyn syiden kans-5 sa. Lisäksi voidaan väliviilulevynä käyttää heikkolaatuista puuta, kuten valkotäplikästä viilua tai kaupallisesti melko arvottomasta puulajista, kuten puuvillapuusta saatavaa puuta. Käytettyjen viilulevyjen paksuus voi vaihdella käyttötarkoituksen ja lujuus- ja rakennevaatimusten mukaan.

10 Palaten jälleen piirustuksen kuvioihin 1 ja 2 keksin nön tarjoamassa puulevyssä 10 on ulkopinnan muodostava douglaskuusiviilulevy 11, joka on liitetty fenoliformalde-hydillä liimaamalla puupuruhrukkasia sisältävään mattoon 12, jossa hiukkaset on kiinnitetty toisiinsa liimaamalla sa-15 maila hartsilla. Vastakkaispinnaltaan matto 12 on kiinnitetty liimaamalla douglaskuusiviilulevyyn 13. Viilulevy 13 on kiinnitetty liimaamalla vastakkaispinnaltaan toiseen yhteenlii-matuista puupuruhiukkasista muodostuvaan mattoon 14, joka vuorostaan on kiinnitetty liimaamalla vastakkaispinnaltaan 20 toisen ulkopinnan muodostavaan douglaskuusiviilulevyyn 15.

Piirustuksen kuvion 3 virtauskaaviossa kuvatussa menetelmän toteuttamismuodossa sekoitetaan kuivapainosta laskettuna n. 6,5 paino-% vesiemulsiota, joka sisältää fenolif ormaldehydihartsia ja puupurua, jossa hiukkasten yksi 25 ulottuvuus on pienempi kuin valmistettavan maton paksuus. Muodostunut liiman ja puupuruhiukkasten seos levitetään viilulevyn, kuten viilulevyn 15 pinnalle kuviossa 2 maton 14 muodostamiseksi. Matolle 14 asetetaan toinen viilulevy 13 ja viilulevylle 13 asetetaan toinen kerros fenoliformaldehydi-30 liiman ja puupuruhiukkasten seosta. Lopuksi kolmas viilulevy 11, joka on samanlaajuinen kuin levyt 13 ja 15, asetetaan vastakkain matolle 12 ja yhdistelmä asetetaan kahden kuumennetun puristuslevyn väliin, jossa se kuumennetaan lämpötilaan n. 149-177°C tai korkeammalle ja puristetaan pai-35 neessa n. 21 - 31,5 kg/cm . Fenoliformaldehydihartsi sulaa ja lämpökovettuu sitten yhdistäen puuhiukkaset ja puuviilu-levyt jäykäksi samanlaajuisten puuviilujen ja puuhiukkas- 6 78867 kerrosten muodostamaksi yhdistelmäksi. Muodostunutta puulevyä voidaan käyttää rakennuksen ulkopuoliseen seinäverhouk-seen, aluslattiaan tai katon perustuksena tai muihin rakennus- tai teollisuustarkoituksiin. Puulevyn paksuus on mie-5 luiten n. 16,7 - n. 28,6 mm.

Joskin puulevyn valmistuksessa fenoliforraaldehydi voidaan korvata millä tahansa lämpökovettuvalla hartsilla, kuten ureaformaldehydillä tai melamiiniformaldehydillä, urea-formaldehydiä käytetään harvoin rakennuslevytyksissä, joissa 10 puulevyt ovat alttiina säälle.

Viilulevyn 13 paksuus, joka on tarpeen puulevyn mit-tapysyvyyden saavuttamiseksi, voi vaihdella puulevyn ja vii-lulevyjen 11 ja 15 paksuuden mukaan. Tähänastisten havaintojen mukaan on edullista käyttää väliviilulevynä 13 vii-15 lulevyä, jonka paksuus on n. 2,5 mm tai enemmän, puulevyissä, joiden paksuus on n. 12,7 mm ja joissa puuviilujen 11 ja 15 paksuus on n. 2,5 mm. Noin 15,9 mm paksuissa puulevyissä, joissa on samanpaksuiset uiko- ja väliviilut, väli-viilun paksuus on mieluiten vähintään n. 2,5 cm. Puulevyssä, 20 jonka paksuus on n. 19,1 mm, väliviilulevyn paksuutta voidaan lisätä 3,2 - n. 4,2 mm:iin tai enempään. Yleisesti ottaen väliviilulevyn 13 ei tarvitse olla paksumpi kuin jompikumpi ulkoviilulevyistä ja joskus se voi olla ohuempi kuin jompikumpi levyistä 11 ja 15 estämään puulevyn laajenemista 25 viilulevyjen 11 ja 15 syiden poikkisuunnassa levyjen imiessä kosteutta, jonka seurauksena puulevy vetäytyy kieroon ja pullistuu.

Joskin yllä olevassa kuvauksessa on yksinkertaisuuden vuoksi lähinnä käytetty lignoselluloosahiukkasia, mukaan lu-30 kien puusahanpuru, on selvää, että voidaan käyttää minkä tahansa sopivan biomassan hiukkasia, esim. puuhöylänlastuja, puuhakelastuja, bagassia, turvetta ja hierrehiukkasia puu-levyn sisäosan mattojen valmistamiseksi, mutta puupuru on suositeltava. Hakelastut ja muut pitkänomaiset hiukkaset, 35 jotka on yhdistetty liimaamalla sisäosan muodostaviksi matoiksi, voidaan orientoida tavanomaisin sähköisin keinoin esim. väliviilulevyn syiden suuntaisiksi, jolloin ei-toivottu 7 78867 laajeneminen ulkoviilulevyjen syiden poikkisuunnassa estyy entistäkin paremmin. Biomassahiukkasiin voidaan sekoittaa lujitekuituja, kuten lasikuituja lujuuden parantamiseksi.

Sisäosan muodostavien hiukkasmattojen paksuuden on 5 oltava sellainen, että matot täyttävät ulkoviilulevyjen ja väliviilulevyn väliset tilat ja paksuudeltaan matto voi olla n. 3,2 - n. 12,7 mm puristuksen jälkeen ja puulevyn paksuudesta riippuen. Tavallisesti mattojen paksuus on vähintään noin kaksinkertainen ulkopinnat muodostavien viilule-10 vyjen paksuuteen verrattuna.

Joskin keksintöä on valaistu yksityiskohtaisen kuvauksen avulla, on selvää, että yksityiskohdat on esitetty pelkästään tässä tarkoituksessa ja että ammattimies voi muunnella keksintöä poikkeamatta keksinnön hengestä ja pa-15 tenttisuojapiiristä ottaen huomioon patenttivaatimuksissa esiintyvät rajoitukset.

Claims (12)

1. Mittapysyvä laminoitu puulevy (10), jossa on kaksi puuviilulevyä (11, 15), jotka muodostavat ulkosivut 5 ja jotka on sovitettu vastapäätä toisiaan siten, että toisen ulkopinnan muodostavan puuviilulevyn (11) syyt ovat olennaisesti samansuuntaiset toisen ulkopinnan muodostavan puuviilulevyn (15) syiden kanssa, tunnettu siitä, että kolmas puuviilulevy (13), joka olennaisesti on 10 samanlaajuinen kuin puuviilulevyt (11, 15), on sovitettu laminoidun tuotteen (10) keskelle puuviilulevyjen (11, 15) väliin siten, että sen syyt muodostavat kulman ulkopinnat muodostavien puuviilulevyjen (11, 15) syiden kanssa, ja että matto (12, 14), joka käsittää liimaamalla yhteenlii-15 tettyjä biomassahiukkasia, täyttää keskimmäisen puuviilulevyn (13) ja ulommaisten puuviilulevyjen (11, 15) väliset tilat, ja on liimaamalla liitetty näihin, ja että kolmas puuviilulevy (13) estää puulevyn (10) turpoamisen ulkopinnat muodostavien puuviilulevyjen (11, 15) syiden poikki-20 suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että puulevyn (10) ulkopinnat muodostavien puuviilulevyjen (11, 15) paksuus on noin 1,3 - 3,2 mm ja että keskimmäisen puuviilulevyn (13) paksuus on 25 noin 2,5 - 4,8 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että liimaamalla yhteenliitetyt hiukkaset, jotka muodostavat matot (12, 14), ovat ligno-selluloosahiukkasia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että hiukkaset on liitetty yhteen Ja keskimmäiseen puuviilulevyyn (13) orgaanisella polyiso-syanaattipolymeerillä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), 35 tunnettu siitä, että matot (12, 14) on liitetty ulkopinnat muodostaviin puuviilulevyihin (11, 15) fenoli- 9 78867 formaldehydihartsilla.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että mattojen (12, 14) hiukkaset ovat bagassia.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että biomassahiukkasiin on sekoitettu lujittavia, synteettistä hartsia olevia kuituja.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puulevy (10), tunnettu siitä, että kuidut ovat lasikuituja.

8 78867

9. Menetelmä sellaisen komposiittipuulevyn (10) valmistamiseksi, joka käsittää kaksi ulompaa puuviilulevyä (11, 15), jotka ovat vastakkain ja joiden syyt ovat olennaisesti samansuuntaiset, tunnettu siitä, että kolmas puuviilulevy (13), joka olennaisesti on samanlaajuinen 15 kuin ulommat levyt (11, 15), asetetaan keskelle niiden väliin siten, että sen syyt muodostavat olennaisesti suoran kulman ulompien puuviilulevyjen (11, 15) syiden kanssa, ja että keskimmäisen puuviilulevyn (13) ja ulompien puuviilulevyjen (11, 15) väliin levitetään massaa, joka 20 koostuu biomassahiukkasten ja lämpökovettuvan hartsiliiman tai kemiallisesti reaktiokykyisen liiman hiukkasten seoksesta, minkä jälkeen näin saatua yhdistelmää kuumennetaan ja puristetaan liiman kovettamiseksi hiukkasten sitomiseksi yhteen ja mattojen (12, 14) sitomiseksi kahden ulomman 25 ja keskimmäisen puuviilulevyn viereisiin pintoihin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että laminaattia kuumennetaan ja puristetaan puristuslevyjen välissä noin 149 - 177°C:n tai sitä korkeammassa lämpötilassa ja paineessa vähintään noin 30 21-31,5 kg/cm2.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liima on fenoliformaldehydi.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liima on orgaaninen polyiso- 35 syanaatti. 10 78867