FI87363C - Foerfarande foer framstaellning av vaextfiberbaserade skivor, speciellt av spaonskivor eller fiberskivor - Google Patents

Description

87363

Menetelmä kasvikuitupohjäisten levyjen, erityisesti lastulevyjen tai kuitulevyjen valmistamiseksi

Kyseessäolevan keksinnön kohteena on menetelmä kasvikui-tupohjäisten levyjen valmistamiseksi, jossa menetelmässä levyn perusmateriaali liimoitetaan, liimoitettu materiaali sirotellaan levyaihioksi ja aihio kuumapuristetaan valmiiksi levyksi, jolloin liiman sitomis- ja kovettumis-reaktiot tapahtuvat oleellisesti kuumapuristuksen aikana. Kasvikuidulla on tässä laajassa merkityksessään tarkoitettu erilaisia kasvikuiduista peräisin olevia kuituja tai lastuja sisältäen esimerkiksi puun lastuina tai eri menetelmillä kuidutettuna. Keksintö kohdistuu nimenomaisesti menetelmiin, joissa levyn liimajakeen muodostaa formaldehydiä sisältävä liima, kuten ureaformaldehydilii-ma, ureamelamiiniformaldehydiliima ja fenoliformaldehydi-liima. Näistä liimoista on yleisimmin käytetty ureaform-aldehydiliima (-hartsi), jota käytetään etenkin lastulevyn valmistuksessa.

Formaldehydipohjäisiä hartsiliimoja käytetään erilaisten kasvikuitupohjäisten levyjen valmistuksessa liimalla aikaansaatujen hyvien levyn fysikaalisten ominaisuuksien vuoksi sekä liiman kohtuullisen hinnan vuoksi. Ongelmia kyseisten levyjen ja niiden valmistuksen osalta on muodostanut kuitenkin levyn liimajakeen osana oleva formaldehydi. Mikäli levylle haetaan lujuusominaisuuksien suhteen edullista liimajakeen koostumusta sekä optimaalista liima-annostusta, jää levyyn liiman kovettamisvaiheen jälkeen väistämättä suhteellisen suuri vapaan formaldehydin pitoisuus.

Liimajakeen sitomis- ja kovettunisreaktioiden kannalta on edullista, että liiman formaldehydikomponenttia on liima-seoksessa tietty ylimäärä. Tästä ylimäärästä poistuu suurin osa levystä sen valmistuksen aikana, ennenkaikkea valmistusprosessiin sisältyvän kuumapuristimen avausvaiheessa. Muissakin valmistusprosessin vaiheissa formalde- 2 8736?.

hydiä voi vapautua ympäristöön, mutta vähemmässä määrin kuin kuumapuristuksen yhteydessä. Itse levyn valmistuksessa vapautuva formaldehydi ei kuitenkaan muodosta ylipääsemättömiä esteitä, sillä valmistuslaitteisto on varustettavissa asianmukaisella ilmanvaihtosysteemillä työympäristön ilman pitämiseksi puhtaana.

Oleellisen ongelman formaldehydi muodostaa kuitenkin levyjen käyttökohteissa, joissa levyssä vielä jäljellä oleva formaldehydi poistuu levystä hiljalleen ympäröivään ilmaan. Formaldehydiä voi myöskin vapautua liimasta hajo-amisreaktioiden tuloksena.

Kyseisiin ongelmiin on pyritty löytämään erilaisia ratkaisuja, joista luonnollisin on formaldehydin ylimäärän vähentäminen liiman toiseen komponenttiin nähden. Toisena yksinkertaisena keinona on liiman kokonaismäärän vähentäminen levyainekseen nähden. Ensinmainittu toimenpide huonontaa kuitenkin liiman optimaalisia kovettumisreaktioi-ta, jolloin valmiissa levyssä oleva liima ei saavuta parasta mahdollista lujuuttaan. Kun lisäksi sovelletaan toista ehdotettua toimenpidettä, eli liimamäärän vähentämistä levymateriaaliin nähden, syntyy ongelmia levyn lopullisen lujuuden suhteen.

Lujuusomainaisuuksien ja formaldehydiemission välisenä kompromissina on nykyisin päädytty lastulevyjen valmistuksessa ureaformaldehydiä liimajakeena käytettäessä, liiman moolisuhteeseen HCHO/urea noin 1,1 - 1,2 , jolloin liima saa vielä kovettuessaan kohtuullisen lujuuden. Mikäli suhdetta tästä vielä pienennetään, tapahtuu liiman lujuudessa jyrkkä huononeminen. Aikaisemmin on ureaform-aldehydiliimalle käytetty moolisuhteita HCHO/urea noin 1,4-1,6, mikä suhde aikaisemmin valittiin nimenomaisesti lujuuden kannalta varmaan tulokseen pääsemiseksi.

3 8776?

Ureaformaldehydilii_inall_a (UP-hartsi) liima-annostuksena käytetään lastulevyvalmistuksessa tavallisesti noin 8 -12 paino-% lastun määrästä (k.a./k.a.). Tyypillisiä val-mistusolosuhteita voidaan pitää seuraavanlaisina:

Liimaseokset: - Pintalastu; UF-hartsi (65% k.a.) 100 paino-osaa

Parafiiniemulsio (50% k.a.) 8 "

Kovete 3 "

Vesi 15 "

Edellämainitun pintalastun liimajakeen kovetteella on tyypillisesti seuraavanlainen koostumus:

Salmiakki 10 paino-osaa

Urea 10

Vesi 80 " - Keskilastu; UP-hartsi (65% k.a.) 100 paino-osaa

Parafiiniemulsio (50% k.a.) 6 "

Kovete 8 "

Ammoniakki (25%) 0 " (?)

Vesi 5

Keskilastun liimajakeen kovete on koostumukseltaan tyypillisesti seuraavanlainen:

Salmiakki 15 paino-osaa

Vesi 85 " 4 87365

Liiman annostelu vaihtelee levykerrosten mukaan tavanomaisesti seuraavissa rajoissa (luvut ilmoittavat kuivan liiman määrän prosentteina kuivasta lastusta): 3-kerroslevy; pintalastu 10 - 12 % keskilastu 7 - 9 % 1-kerroslevy; 8 - 10 %

Lastun kosteuden suhteen pyritään liimoitusvaiheeseen tultaessa seuraaviin arvoihin: keskilastu 0 - 2 % pintalastu 2 - 6 *

Ureaformaldehydiliimalla ovat levyn kuumapuristusvaiheen olosuhteet tyypillisesti seuraavissa rajoissa:

Lämpötila 150 - 200 °C

Puristusaika 10 - 14 s/mm levyä

Paine 2-3 MPa

Ureamelamiiniformaldehydiliimaa (MUF-hartsi) käytettäessä ovat liimajakeen muut komponentit sekä liima-annostus edellisestä jonkinverran poikkeavia. Tavanomaisesti noudatetaan seuraavia olosuhteita: i 5 87363

LiimaseoJcset: - Pintalastu; MUF-hartsi (66% k.a.) 100 paino-osaa

Parafiiniemulsio (50% k.a.) 6 "

Kovete 5 "

Ammoniakki (25%)

Vesi 15

Pintalastun kovete:

Salmiakki 15 paino-osaa

Vesi 85 - Keskilastu; MUF-hartsi 100 paino-osaa

Parafiiniemulsio (59%) 6 "

Kovete 7 "

Vesi 5 "

Keskilastun kovete on koostumukseltaan tavallisesti seuraava:

Salmiakki 15 paino-osaa

Vesi 85 "

Liiman annostelussa käytetään seuraavia ohjeita (kuiva hartsi prosentteina kuivasta lastusta):

Ohjearvona on 12 - 15 %, mikäli tavoitteena on V 100-liimaus (DIN-68763-B1 3) 6 8 7 36·*'

Lastun kosteuden suhteen pyritään ennen liimoitusvaihetta seuraaviin ohjearvoihin:

Keskilastu 0 - 2 %

Pintalastu 2 - 4 %

Kuumapuristuksessa käytetään seuraavia olosuhteita:

Lämpötila 150 - 200 °C

Aika 10-14 s/mm levyä

Paine 2 - 3,5 MPa

Fenolijiormaldehydili^maa (FF-hartsi) levyn liimaukseen käytettäessä voidaan antaa ohjearvoina seuraavat olosuhteet:

Liimaseokset ( Liimaan lisätään liimattaessa vettä viskositeetin ja lastukosteuden säätämiseksi) - Pinta- ja keskilastu; FF-hartsi (50 % k.a.) 100 paino-osaa

Vesi 0-10 "

Kovete 6-10 "

Kovetteena käytetään 50 %:sta K2CO3 - liuosta.

Liiman annostus tapahtuu seuraavien ohjeiden mukaan (prosentteina kuivaa hartsia lastun kuiva-aineesta): •i- 1-kerroslevy 9 - 11 % . . 3-kerroselvy pintalastu 10 - 13 % keskilastu 8 - 10 % ’ 8736*;

Levyn paksuusturpoaman pienentämiseksi voidaan levyyn lisätä parafiiniemulsiota, joka ruiskutetaan levyn valmistuksen aikana lastuun erillään liimasta. Parafiinin annostus on 0,8 - 1,5 % kiinteää vahaa laskettuna kuivan lastun painosta.

Fenoliformaldehydiliimalla ovat puristusvaiheen olosuhteet edullisesti seuraavat:

Lämpötila 180 - 220 °C

Aika vähintään 0,3 s/mm levyä

Paine 2-3,5 MPa

Muina keinoina formaldehydiemissioiden vähentämiseksi on käytetty levyyn lisättyjä aineita, jotka reagoivat vapaan formaldehydin kanssa ja sitoen sen levyyn. Tällaisina aineina on käytetty esimerkiksi ammoniakkia, ureaa, monia orgaanisia amiineja, kuten trietanoliamiinia tai diety-leenitriamiinia, sekä orgaanisia nitriilejä. Valmiita levyjä on myös pinnoitettu erilaisilla aineyhdistelmillä, jotka sisältävät formaldehydin kanssa reagoivia aineita, ja estävät näin formaldehydin pääsemisen ympäristöön.

Levyvalmistuksen yhteydessä lisätyillä aineilla on ollut kuitenkin haittana niiden voimakas reaktiivisuus formaldehydiin nähden, jolloin nämä aineet ovat kilpailleet levyn liimajakeen toisen komponentin kanssa reaktiossa formaldehydin kanssa. Tästä johtuen on liiman kovettumis-reaktio häiriintynyt ja levylle saavutettu lujuus on kärsinyt. Pinnoitusmenetelmä puolestaan vaatii ylimääräisen toimenpiteen, joko levyn valmistuksessa tai levyä käyttökohteessaan pinnoitettaessa.

8 R 7 Z 6 7

Kyseessäolevalla keksinnöllä on vapaan formaldehydn aiheuttamiin haittoihin pyritty löytämään ratkaisu noudattaen edellämainittua toimintamallia, jossa levyainekseen lisätään vapaan formaldehydin kanssa reagoivaa ainetta. Hyvään tulokseen pääsemiseksi lisäaine on kuitenkin tunnetusta poikkeavasta valittu siten, että se reagoi formaldehydin kanssa hitaammin kuin liimajakeen toinen komponentti, jolloin liiman lujuudelle haitallista reagointi-kilpailutilannetta ei pääse syntymään. Lisäaineen reaktiivisuuden on luonnollisesti oltava riittävä liiman ko-vettumisreaktioista jäävän ylimääräisen formaldehydin sitomiseksi .

Tähän tulokseen on keksinnönmukaisesti onnistuttu pääsemään siten, että levyvalmistuksen yhteydessä kuitumateriaaliin lisätään formaldehydipohjäisen liiman lisäksi kar-bamaatiksi, esteriksi tai eetteriksi modifioitua tärkkelystä, jolloin modifikaatti voi olla jokin edellämainituista tai kahden tai kaikkien seos. Erityisesti karba-maattimodifikaattia tai pääosin tätä modifikaattia sisältävien liimojen on todettu reagoivan levynvalmistuksessa toivotulla tavalla. Näiden tärkkelysmodifikaattien ei ole todettu häiritsevän liiman kovettumisreaktioita, mutta ne pystyvät sitomaan reaktiivisesti riittävällä nopeudella formaldehydiä siten, että vapaan formaldehydin pitoisuus valmiissa levyssä saadaan hyväksyttävälle tasolle. Erityisesti on huomioitava, että keksinnönmukainen menetelmä mahdollistaa levyn valmistamisen siten, että levyn liima-jakeessa voidaan käyttää liimakomponenttien, liiman lujuuden saavuttamisen kannalta edullista moolisuhdetta, sekä myös lujuuden kannalta riittävää liimajakeen annostusta. Tästä huolimatta formaldehydiemissio saadaan hyväksyttävälle tasolle. Lisäetuna saavutetaan keksinnönmu-kaisella mene-telmällä levyaihiolle sirottelun jälkeen suoritetun esipuristuksen (kylmäpuristuksen) jälkeisen lujuuden paraneminen.

9 8736^

Edelläkuvatuilla tärkkelyksen johdannaisilla on lisäksi fysikaalisia ominaisuuksia, jotka tekevät ne käyttökelpoisiksi esimerkiksi lastulevyprosessiin, mitä ominaisuuksia ei tärkkelysjohdannaisilla yleensä ole havaittu olevan. Käytännössä lastulevyprosessi on nimittäin erittäin herkkkä prosessiin tulevan veden suhteen, ja ylimääräisen veden tuontia prosessiin on vältettävä. Toisaalta on prosessiin lisättävien kemikaaliliuosten viskositeetin oltava oikealla alueella, jotta niitä voitaisiin pumpata tavallisilla annostelupumpuilla ja jotta ne käyttäytyisivät li innoituksessa toivotulla tavalla. Sopivaksi viskosi-teettialueeksi on havaittu 50 - 10 000 cP/Brookfield (mPas). Yleensä tärkkelysjohdannaisliuokset asettuvat tälle viskositeettialueelle tavanomaisissa käyttölämpötiloissa 0 - 30 °C silloin, kun niiden kuiva-ainepitoisuudet ovat alueella 5 - 20 %. Näin laimeiden liuosten käyttö merkitsee kuitenkin käytännössä liian suurta lisä-veden määrää. Sallittavissa rajoissa vesimäärä pysyy vasta, kun lisäkemikalion kuiva-ainepitoisuus saadaan alueelle 25 - 72 %. Tähän on todettu päästävän keksinnönmu-kaisissa menetelmissä käyttämällä lisäkemikalioina tärkkelyksen karbamaatti-, esteri- ja eetterimodifikaatteja.

Sen lisäksi, että keksinnönmukaisessa menetelmässä käytettävillä tärkkelysjohdannaisilla on edellämainitut viskositeetti- ja kuiva-ainearvot, tulee niiden olla todellisia liuoksia tai kolloideja siten, että valmiin tärkkelystuotteen partikkelikokojen tulee olla alle 5/um, mieluummin selvästi alle 1 /um. Tärkkelysjohdannaisen valmistuksen kannalta on lisäksi edullista, että tärkkelysraaka-aine on osaskooltaan noin 50 /um ja mieluummin alle 30 /um. Osaskoon pienentäminen edellämainit-tuihin arvoihin voi tapahtua johdannaisen valmistuksen aikana erilaisilla, jälempänä kuvatuilla menetelmillä. Liimoituksessa käytettävän johdannaisen osaskoolla on havaittu olevan selvä merkitys johdannaisen reaktiivisuuteen formaldehydin kanssa.

10 8 7 36^.

Edellämainittujen kolmen johdannaisen, karbamaatin, esterin ja eetterin välillä on lisäksi havaittu olevan eroja reagoimisessa lastulevyprosessissa formaldehydiä sisältävän liimajakeen kanssa. Erityisesti karbamaatin on todettu reagoivan levynvalmistuksen kuumapuristusvaiheessa toivotulla tavalla. Karbamaattijohdannaiset reagoivat tässä valmistusvaiheessa riittävän nopeasti formaldehydin kanssa, jotta valmiissa levyssä vapaan formaldehydin pi-tosuus jää siedettävälle tasolle, mutta eivät toisaalta reagoi liian nopeasti kilpaillakseen varsinaisen liimaja-keen kovettumisreaktioiden kanssa. Näinollen on edullista, että käytetään nimenomaisesti karbamaatiksi modifioitua tärkkelystä tai johdannaisseosta, jossa modifiointi-astetta kuvaavasta DS-luvusta yli 50 % on karbamaattia. Loppuosa johdannaisesta voi koostua tärkkelyksen esteristä, eetteristä tai näiden seoksesta.

Seuraavassa kuvataan keksinnönmukaisessa menetelmässä käyttökelpoisten tärkkelysjohdannaisten valmistusmenetelmiä.

Tärkkelyseetterin valmistus Tärkkelyseetteri voidaan valmistaa käyttämällä reagens-seina esim. etyleenioksidia, propyleenioksidia, alkyyli-glysidyylitrimetyyliammoniumkloridia.

Koe 1: 1500 g vettä ja 1000 g vehnätärkkelystä panostetaan reaktoriin. Reaktoriin lisätään natriumhydroksidia siten, että liuoksen pH on 11,0 - 12,0. Reaktioastiaan panostetaan etyleenioksidia varovasti lisäten 150 g. Reaktion jouduttamiseksi reaktoriin panostetaan myös natriumsulfaattia tai natriumkarbonaattia 5 kg, jonka jälkeen tuote pestään kolme kertaa tislatulla vedellä siten, että tuotteen kui- n 87363 va-ainepitoisuus pysyy samana kuin reaktiota aloitettaessa. Tuotteen DS-luku oli 0,02 ja se käytettiin lastulevy-kokeisiin sellaisenaan.

Tärkkelysesterj.n valmistus Tärkkelysesteriä voidaan valmistaa käyttämällä esim. etikkahappoa, etikkahapon anhydridiä, kloorietikkahappoa, maleiinihappoa, maleiinihapon anhydridiä, fumaarihappoa, etikkahapon etenyyliesteriä.

Koe 2;

Reaktoriin panostetaan 1500 g vettä ja 1000 g vehnätärk-kelystä. Reaktoriin lisätään natriumhydroksidia siten, että liuoksen pH on 11,0 - 12,0. Reaktioastiaan panostetaan etikkahapon etenyyliesteriä 260 g varovasti tiputtaen. Reaktion jouduttamiseksi reaktoriin lisätään 5 g nat-riumsulfaattia tai natriumkarbonaattia. Reaktioseosta sekoitetaan 8h 25 - 30°C lämpötilassa, jonka jälkeen tuote pestään kolme kertaa tislatulla vedellä siten, että tuotteen kuiva-ainepitoisuus pysyy samana kuin reaktiota aloitettaessa. Tuotteen DS-luku oli 0,04 ja se käytettiin lastulevykokeisiin sellaisenaan.

Tärkkelyskarbamaatin valmistus Tärkkelyskarbamaattia voidaan valmistaa käyttämällä reagoivana komponenttina substituoituja karbamidiyhdisteitä, kuten esim. asetyylikarbamidia, tiokarbamidia, karbonyy-lidiamidia.

Koe 3:

Reaktioastiaan pumpattiin 4000 g nestemäistä ammoniakkia. Reaktioastiaan lisättiin 1000 g vehnätärkkelystä ja 400 g karbonyylidiamidia.

n 8 7 367.

Reaktioseosta sekoitettiin 8 h -40°C lämpötilassa, jonka jälkeen tuote pestiin kolme kertaa tislatulla vedellä ja valmistettiin liuokseksi, jonka kuiva-ainepitoisuus oli n. 40 paino-%. Tuotteen DS-luku oli 0,06 ja se käytettiin lastulevykokeisiin sellaisenaan.

Koe 4:

Reaktioastiaan panostettiin 1500 g vettä ja 1000 g vehnä-tärkkelystä. Reaktioastiaan lisättiin 350 g tiokarbamidia ja 10 g kaliumasetaattia reaktion jouduttamiseksi. Reak-tioseosta sekoitettiin 8 h 25 - 30°C lämpötilassa, jonka jälkeen tuote pestiin kolme kertaa tislatulla vedellä. Tuotteen DS-luku oli 0,085 ja se käytettiin kokeisiin sellaisenaan.

Kyseisiä, edelläselvitetyissä kokeissa 1-4 valmistettuja tärkkelysjohdannaisia käytettiin lastulevyn valmistus-kokeissa, joissa vertailuperustan muodosti tavanomaisella tekniikalla valmistettu levy. Liimakomponenttina oli kussakin kokeessa ureaformaldehydihartsi. Kokeita on selvitetty seuraavassa esimerkissä.

Koe 5:

Reaktioastiaan panostettiin 1 500 g vettä ja 1 000 g vehnätärkkelystä. Reaktioastiaan lisättiin 400 g karbo-nyyliamidia ja 15 g kaliumasetaattia reaktion jouduttamiseksi. Reaktioseosta sekoitettiin 9 h 25-30 °C lämpötilassa, jonka jälkeen tuote pestiin tislatulla vedellä kolme kertaa. Tuotteen DS-luku oli 0,080 ja se käytettiin kokeisiin sellaisenaan.

Koe 6:

Koe suoritettiin kuten koe 4, mutta tuotteen partikkeli- i3 87363 kokoa pienennettiin laboratoriokolloidimyllyn avulla alueelta 50 /um alueelle alle 2 /um. Tuote pestiin ja käytettiin kokeisiin kolloidimuodossa.

Koe 7;

Koe suoritettiin kuten koe 1, mutta rekatiota jatkettiin pesun jälkeen, kuten kokeessa 4, jolloin saatiin tuote, jonka DS-luku oli eetterin suhteen 0,02 ja karbmaatin suhteen 0,069. Tuote pestiin ja käytettiin kokeisiin sellaisenaan.

Koe 8:

Koe suoritettiin kuten koe 6, mutta tuotteen partikkeli-kokoa pienennettiin alueelta 50 /um alueelle alle 2 /um laboratoriokolloidimyllyllä ja käytettiin kokeisiin kolloidimuodossa .

Koe 9;

Koe suoritettiin kuten koe 5, mutta tuote saatettiin lämpäkäsittelyllä ja laboratoriakolloidimyllyllä alle 1 /um partikkelikokoon ja se muistutti olomuodoltaan todellista liuosta.

Seuraavassa esimerkissä selvitetään lastulevyn valmistu-tekijöitä, joiden mukaisesti edellämainituissa kokeissa 1 - 9 valmistettujen tärkkelysjohdannaisten käyttäytymistä lastulevyn valmistuksessa tutkittiin. Levyjen valmistuksen yhteydessä lisättiin kokeissa 1-9 selvitettyä tärkkelys johdannaista 13 * liiman määrästä (atro/atro).

8 7 363

Esimerkki 1

Levyjen valmistustekijät: - tilavuuspaino 670 kg/m3 - paksuus 16 mm - hartsin moolisuhde HCHO/urea 1,2 - hartsiprosentti: keskilastussa liimaa 8 % atro/atro, pintalastussa 11 % atro/atro - levyt testattu standardien SFS 3516 ja DIN 52360 -52365 mukaisesti

Kokeiden tulokset on annettu seuraavassa taulukossa 1 t: 15 87363

S

to S?

•H H H

ή a) ω g ρ (N in oo m G p> :<e - » * 0 <D -i-J o m cn oh

Z H H <N

(Ti

O in pH pH pH

<JV ^ *· «j· o VO VO 00

pH

O

pH VO 00 ΓΟ VO

00 % h *. p t}< o in vo oo

pH

n» tr m o in r* ^ ^ ro o vo vo oo

pH

pH

(N VO ro in pH

VO ^ v v v ^ TT O VO f' 00

pH

<Tl r-~ in r-H ro ro LO * *· *· «- * ro o vo r-~ oh

pH

• · rf • · · r- vo oh ro r- ^ ^ * * 1 ro o in oo

C pH

S m n oo vo o vo vo • ·ο ro *· » ·. » * n ro o vo r» oo

>1 H

Ji in

S m m -vr m pH

Hm*.·· «· * ‘ titj ro o vo oo oo >h ·· 4-1 c o

-p Φ (Ti VO CS Γ* VO

!lQ e pH * * V ' * to -H ro O VO OH ov 3 8 1-1 ·« ^ S CO i> § i f ·* |l § 5 g -p 3 n ^ a H «Dg 5 O) es OOH -h E -p g h 1¾ Is * | : il | s 2» s s 3 ΰ g = si 3 §1 3 3 3*38 1 3 3 ?3 3 -h JS -rH -r-1 M x: to -P G -rH \ > J2 β EH Z S -H eu es i> dp iS-SS* H <#> ie 8 7 36?

Seuraavassa tulukossa 2 on esitetty koetulosten perusteella saatu formaldehydipitoisuus annostelun funktiona

Taulukko 2

Formaldehydi- pitoisuus mg/100 g (FESYP) 6,3 6,9 7,2 7,5 9,1 10,5 13

Annos % liimasta

Atro/Atro 13 12 11 10 9 8 7 * Formaldehydipitoisuus mitattuna Euroopan lastulevyval-mistajien yhdistyksen suosittelemalla menetelmällä (Federation Europöenne des syndicate de Fabricants de Panneaux de Particules) OEN 120 (Canit6 Europäen de Normalisation)

Seuraavassa taulukossa 3 on annettu tulokset kokeista, joilla selvitettiin eri modifikaattien viskositeettiar-voja eri partikkelikokoalueilla tietyssä kuiva-ainepitosiuudessa.

. . Taulukko 3

Koe 1 2 3 4 5 7

Dispersion viskositeetit cP (Brookfield) kuiva-ainepitoisuus 30* keskipartikkelikoko 50 /un 400 430 200 350 280 260

Liuoksen viskositeetit cP (Brookfield) keskipartikkelikoko alle 2 /un kuiva-ainepitoisuus 50 * 122000 92000 5000 8000 9500 11000

Koetulokset ovat kymmenen rinnakkaislevyn testiarvojen matemaattiset keskiarvot.

Il 17 87 36 3

Kuten taulukon 1 tuloksista ilmenee, antavat kokeiden 1-9 mukaisesti valmistetut tärkkelysjohdannaiset erittäin hyviä levyn ominaisuuksia tavanomaisesti, ilman tärkkelyslisäystä valmistettuun levyyn verrattuna. Näillä tärkkelysjohdannaislisäyksillä voidaan valmistaa erityisesti alhaisen formaldehydipitoisuuden omaavaa levyä.

Huomionarvoista on lisäksi, että kokeissa, joissa on käytetty karbamaattia tärkkelystä modifioitaessa, on levytesteissä formaldhydipitoisuus alempi kuin esteri- tai eetterimodifikaateilla.

Taulukossa 2 olevien tulosten mukaan havaitaan, että levyssä oleva emittoituva ja vapaa formaldhydipitoisuus alenee annostelumäärän mukaisesti. Ns. Gl-rajana havaitaan tässä kosesrjassa olevan n. 9 % annostusta liimasta (atro/atro).

Taulukosta 3 on yllättävästi havaittavissa, että juuri karbamaattimodifikaatit omaavat pienillä partikkeliko-koaulueilla alhaisemmat viskositeetit kuin esterit ja eetterit. Lisäksi havaitaan, että myös eetterin ja esterin sekamodifikaatti omaa alhaisen ja käyttökelpoisen viskositeetin.

Lisäksi voidaan taulukon 1 tuloksista havaita, että myös alhaisella partikkelikoolla on positiivinen vaikutus formaldehydipitoisuuden alenemiseen.

Edelläolevassa keksinnön kuvauksessa on pitäydytty lastu-levyn valmistuksessa, mutta alan ammattimiehelle on selvää miten keksintöä voidaan soveltaa myös levyjen valmistukseen muista kasvikuitumateriaaleista, kuten sahanpurusta, oljesta ja bagassesta.

Tärkkelysjohdannainen voidaan lisätä lastulevyn tavano- i8 87363 maisen valmistuksen yhteydessä joko varsinaiseen liimaja-keeseen sekoitettuna tai erillisenä lastujen liimoituksen yhteydessä. Erillisenä lisättäessä on edullista, että tärkkelyksen lämpötila on korotettu, edullisen alueen ollessa 50 - 100 °C. Hyviä tuloksia saavutetaan kuitenkin myös tärkkelysjohdannainen alemmassakin lämpötilassa lisättäessä .

Claims (12)

19 8736¾

1. Menetelmä kasvikuitulevyjen, kuten lastulevyn valmistamiseksi, jossa menetelmässä kuituaines liimoitetaan formaldehydipohjäisellä liimalla, liimoitettu kuituaines sirotellaan levyaihioksi ja aihio kuumapuristetaan levyksi, tunnettu siitä, että formaldehydipohjäisen liima-annostuksen lisäksi kuituaineeseen lisätään karba-maatiksi, esteriksi tai eetteriksi modifioitua tärkkelystä tai näiden modifikaattien seosta

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että formaldehydipohjäisen, noin 8-13 pai-no-% k.a. kuituaineen kuiva-aineesta lasketun liima-annostuksen lisäksi käytetään modifioidun tärkkelyksen annostusta 0,5 - 40 paino-% kuiva-aineena kuituaineen kuiva-ainemäärästä, edullisesti 5-25 paino-%.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään tärkkelystä, joka on modifioitu karbamaatiksi, esteriksi, tai eetteriksi, jonka modifiointiluku DS on 0,01 - 2,0.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esteri- tai eetterimodifioinnin osuus on enintään 50 % DS-luvun lukuarvosta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys lisätään 25 - 72 % kuiva-ainetta sisältävänä vesiliuoksena tai kolloidina.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys lisätään formaldehydiperustaiseen liimaan sekoitettuna. 20 87363

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys lisätään liimoituksessa erillään formaldehydiperustaisen liiman lisäyksestä.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että tärkkelys lisätään liimoituksessa 10 -100 °C:n lämpöisenä, edullisesti 50 - 100 °C:n lämpöisenä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään modifioitua tärkkelystä, jonka osaskoko modifioinnissa on ollut alle noin 50 /um, edullisesti alle 30 /um ja li-uosmaisessa modifioidussa tärkkleystuotteessa alle 2 /um.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään tärkkelystä, jonka pH on alueella 4-12.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuituun lisätään formaldehydipitoisen liiman ja tärkkelyksen lisäksi sinänsä tunnettuja apuaineita, kuten hydrofobiointiaineita.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään modifioitua tärkkelystuotetta, jonka kolloidin tai liuoksen viskositeetti on vähintään 20 - 10 000 cP (Brookfield). 2i 87363