FI91501B - Menetelmä puutuotteiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

91501

Menetelmä puutuotteiden valmistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää puutuotteiden kuten vanerin tai vastaavien tuotteiden valmistamiseksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee parannettua kylmäpuristus-tekniikkaa viilulatomuksen esipuristuksessa.

Vaneria valmistettaessa viiluille levitetään liimaa ja useita liimapäällystettyjä viiluja ladotaan latomukseksi. Tavallisesti tämä latomus kylmäpuristetaan ennen sen kuu-mapuristusta lopullista kovettamista varten. Latomuksen viilujen määrä määräytyy valmiin tuotteen paksuuden mukaan. Sopivasti ainakin osa viiluista asetetaan siten, että niiden syyt tulevat kohtisuoraan suuntaan viereisten viilujen syysuuntaan nähden. Liiman levityksen jälkeen viilut jäävät latomukseen pidemmäksi tai lyhyemmäksi aikaa ennen sen jatkokäsittelyä. Viilut absorboivat tällöin kosteutta liimasta, turpoavat ja tulevat vieläkin epätasaisemmiksi kuin mitä ne olivat alun alkaen. Viilulato-muksesta tulee suurempi kuin kuumapuristimen pöydän käytettävissä oleva aukko on. Latomuksen paksuuden pienentämiseksi se on esipuristettava kylmänä. Esipuristuksen tuloksena on myös oltava viilukerrosten yhdessäpysyminen latomuksen myöhemmissä käsittelyvaiheissa. Tällöin on tärkeää, että liimakoostumuksen kylmätarttuvuus (ts. liiman sitomislujuus ennen kuin se on kovetettu lämmöllä) on riittävä viilujen pitämiseksi yhdessä esipuristuksen jälkeen.

Vanerin valmistuksessa käytetyt liimat ovat tavallisesti fenolihartseja (fenolin ja formaldehydin kondensaatio-tuotteita) ja aminohartseja (formaldehydin ja urean ja/tai melamiinin kondensaatiotuotteita). Aminohartsit aiheuttavat kuitenkin suuria formaldehydipäästöjä sekä puristuksen aikana että valmiista tuotteista. Jos formal- 2 91501 dehydin (F) ja komonomeerin (esim. urean (U)) välistä moolisuhdetta liimassa alennetaan, formaldehydipäästöt kuitenkin pienenevät. Ympäristövaatimusten täyttämiseksi moolisuhdetta on täytynyt pienentää huomattavan paljon. Pienillä moolisuhteilla (F:U < 1,8) liimalla on huonompi kylmätarttuvuus, ja tällöin on tarvittu pitkiä kylmäpu-ristusaikoja hyväksyttävien tulosten saavuttamiseksi. Taloudellisista syistä olisi siten edullista aikaansaada lyhyet latomusajat ja kylmäpuristusajat.

Liiman kylmätarttuvuutta on yleisesti pyritty parantamaan erilaisilla lisäaineilla. Muiden muassa on käytetty tärkkelystä ja gluteenia. DE-hakemuksessa 3125823 ehdotetaan aminohartseihin lisättäväksi kylmätarttuvuuden parantamiseksi akrylaattihartsidispersioita, joissa on vapaita karboksyyliryhmiä.

Liiman kylmäpuristusominaisuudet riippuvat useista tekijöistä, muiden muassa viilujen kosteuspitoisuudesta ja niissä käytetyn puun tyypistä. Myös sellaiset tekijät kuten liiman koostumus, liiman määrä ja kosteus- ja lämpö-tilamuutoksista aiheutuvat ulkoiset ilmastovaihtelut ovat tärkeitä. Liimakoostumus, joka toimii hyvin teollisuudessa yhdessä paikassa, voi toisessa sijaintipaikassa olla aivan epätyydyttävä. Kaikkien näiden muuttujien kompensointi erilaisilla liiman lisäaineilla ja modifikaatioilla ei käytännössä ole hyvä ratkaisu. Se on sekä työläs että kallis.

. Tämä keksintö kohdistuu patenttivaatimuksissa määritel- • · .

lyllä tavalla parannettuun menetelmään viilulatomusten kylmäpuristamiseksi. Menetelmässä viilukerroksen toinen pinta päällystetään kovettuvalla liimalla tunnetulla tavalla. Viilukerros, joka on tarkoitus asettaa näin liimalla päällystettyä viilua vasten, päällystetään eril- 3 91501 lisellä kovettimella vyöhykkeeltä, joka kulkee ainakin sen kahta reunaa pitkin. Jos vain kaksi reunaa päällystetään, valitaan ne jotka ovat toisiaan vastapäätä, viilu-. latomus kootaan sitten siten, että joka toinen pinta on päällystetty liimalla ja joka toinen erillisellä kovettimella. Tällä tavalla saatu latomus sijoitetaan sitten kylmäpuristimeen ja liima kovettuu näin pitkin reunoja kulkevilta vyöhykkeiltä, jotka on päällystetty erillisellä kovettimella, kun tämä sekoittuu liiman kanssa. Kylmä-puristetussa viilulatomuksessa viilukerrokset pysyvät yhdessä reunoja pitkin kovetetun liiman vaikutuksesta.

Näin liimalta ei enää vaadita riittävää kylmätarttuvuut-ta. Kylmäpuristusaika voidaan pitää lyhyenä, koska erillinen kovetin saa liiman kovettumaan nopeasti. Näin ei myöskään enää tarvita pitkiä kylmäpuristusaikoja. Pitkin reunoja kovetetulla liimalla saavutetaan myös se tulos, että nekin viilut, joilla ennen kylmäpuristusta on kos-[· teusabsorbtiosta johtuvat aaltoilevat reunat, tulevat t kylmäpuristuksessa suorareunaisiksi, ja reunat pysyvät hyvin yhdessä. Kylmäpuristettua viilulatomusta on helppo käsitellä ja se on helppo työntää kuumapuristimen puris-tuslevyjen väliseen usein kapeaan tilaan, jossa lopullinen kovetus sitten tapahtuu.

On helppo ymmärtää, että viilukerrosten pitämiseksi lato-muksessa yhdessä voi olla aivan riittävää päällystää ne vain pitkin kahta reunaa, jotka ovat toisiaan vastapäätä. Jos halutaan suurempi varmuus ja lujempi yhteenkiinnitty-vyys, viilut voidaan päällystää kaikilta neljältä reunal- ; taan. Eri viilukerrosten päällystys joko liimalla tai • · erillisellä kovettimella voidaan suorittaa missä tahansa halutussa järjestyksessä. Viilulatomuksessa, jossa on kolme kerrosta, keskiviilu voidaan siten esimerkiksi päällystää kummaltakin pinnaltaan reunoja pitkin kovetin-liuoksella ja pintaviilut voidaan päällystää toiselta 4 91501 pinnaltaan liimalla. Aivan yhtä hyvin voidaan keskiviilu päällystää kummaltakin pinnaltaan liimalla ja pintaviilut yhdeltä pinnaltaan kovettimella pitkin reunoja.

Erillinen kovetin voidaan sivellä vyöhykkeelle, joka kulkee pitkin viilukerroksen reunoja. Alan ammattimies voi yksinkertaisin kokein määritellä tämän vyöhykkeen koon. Suurilla viiluilla sopiva leveys voi olla 10 - 100 mm, suositeltavasti 30 - 60 mm. Vyöhykkeen, jolle erillinen kovetin on sivelty, ei tarvitse olla kokonaan päällystetty. Voi olla riittävää, että vyöhyke päällystetään nauhoina tai pätkinä pitkin sen pintaa muun muassa sively-laitteistosta riippuen. Siten voidaan esim. käyttää leveydeltään 10 mm:n nauhoja vastaavasti 15 mm, 25 mm ja 50 mm reunasta.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää tavanomaisten vanerin valmistuksessa käytettyjen formaldehydipoh-jaisten, kovettuvien liimojen yhteydessä. Näistä voidaan mainita formaldehydin ja urean, melamiinin, fenolin, re-sorsinolin tai näiden seosten kondensaatiotuotteet. On suositeltavaa käyttää menetelmää urea-formaldehydihart-sien kanssa, joilla on alhainen F:U-arvo, ts. < 1,6. Käytetty liima sisältää tavan mukaan hitaasti reagoivaa ko-vetinta kuumapuristimessa tapahtuvaa lopulista kovetusta varten. Käytetty liimamäärä voi vaihdella laajoissa rajoissa. Sopivana määränä voidaan mainita esimerkiksi 100 - 300 g/m2.

: Erillisinä kovettimina käytetään tavanomaisia nopeasti « · reagoivia kovettimia. Nopeasti reagoivalla kovettimella tarkoitetaan kovetinta, joka antaa liimalle sellaisen geeliytymisajan, että se kovettuu kylmäpuristuksen aikana. Kovettimen tulisi antaa liimalle geeliytymisaika, joka on alle 1 tunti, suositeltavasti 5-20 minuuttia.

5 91501 Tällaista kovetinta ei ole mahdollista käyttää liiman yk-• sinomaisena kovettimena, koska liimalla saataisiin sil loin aivan liian lyhyt ladonta-aika, joka johtaisi liiman , kovettumiseen ennen kuin viilulatomus on ehtinyt kuumapu- ristimeen. Keksinnön menetelmää käytettäessä liima kovettuu kylmäpuristuksessa vain reunoja pitkin. Kun liimana on aminohartsi, kovetin voi olla esimerkiksi epäorgaaninen tai orgaaninen happo, kuten fosforihappo, trikloori-etikkahappo, sitruunahappo tai maleiinihappo. Myös happamia suoloja,kuten esimerkiksi alumiinisulfaattia ja alu-miinikloridia voidaan käyttää. Kun liimana on fenolihart-si, viilun reunat voidaan päällystää emäksisellä yhdisteellä, esim. natriumkarbonaatilla.

Käytetty erillisen kovettimen määrä voi myös vaihdella laajoissa rajoissa. Sopiva määrä voi olla 15 - 40 g/m2 kovettimen 20% vesiliuosta. Liiman teknillisten ominai-suuksien varmistamiseksi tai parantamiseksi kovettimeen voidaan liittää esimerkiksi tartunta-aineita kuten poly-vinyylialkoholin, polyvinyyliasetaatin ja polyakrylaat-tien vesiliuoksia tai vesidispersioita.

Kylmäpuristuksessa tarvittavat puristusajat ovat samaa luokkaa kuin liimoilla, joilla on hyvät tartuntaominai-suudet, ja siten alueella 5-20 minuuttia, suositeltavasta 10 -15 minuuttia.

Keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisemmin seuraa-villa esimerkeillä, joissa osat ja prosentit tarkoittavat l paino-osia ja painoprosentteja ellei muuta ole mainittu.

Esimerkki 1

Vanerin valmistukseen käytettiin 3 apachiviilua, joiden mitat olivat 300x300x2 mm. Niiden kosteuspitoisuus oli 6 91501 noin 10%. Keskiviilu päällystettiin kovetinliuoksella, joka muodostui sitruunahapon ja alumiinisulfaatin (20%) vesiliuoksesta, määränä 40 g/m2 reunojen ympäriltä noin 10 mm:n levyisellä vyöhykkeellä. Kovetinliuos värjättiin sen leviämisen paremmaksi kontrolloimiseksi. Veden annettiin haihtua (tämä ei kuitenkaan ole ehdottoman välttämätöntä). Muut kaksi viilua päällystettiin urea-formalde-hydiliimalla, johon oli lisätty kovetinta. Liiman F:U-suhde oli 1,16 (käytetty liima oli Casco Nobelin urea-hartsi 1203, 100 paino-osaa 20 paino-osan kanssa kovetinta, Casco Nobelin ammoniumkloridiin perustuva kovetin 2545). Liiman määrä yhtä liimaliitosta kohti oli 180 g/m2.

Suoritettiin kaksi testiä vaihtelemalla latomusaikaa (ts. aikaa ennen kylmäpuristusta) sekä kylmäpuristuksen ja kuumapuristuksen välistä aikaa. Kumpikin testi suoritettiin erillisellä kovettimella (testi a) ja ilman erillistä kovetinta (testi b).

latomus- kylmä- ja kuuma- tulos aika purist.väl.aika testi la 2 min 20 min suljetut reunat testi Ib 2 min 20 min avoimet reunat testi 2a 20 min 5 min suljetut reunat testi 2b 20 min 5 min avoimet k reunat

Kylmäpuristus lämpötila: 23eC puristuspaine: 0,8 MPa 7 91501 puristusaika: 10 minuuttia Kuumapurlstus lämpötila: 125eC puristuspaine: 1 MPa puristusaika: 2,5 minuuttia

Esimerkki 2

Esimerkki 1 toistettiin mutta käyttäen 3 poppeliviilua, joiden mitat olivat 300x300x2 mm. Niiden kosteuspitoisuus oli noin 5%.

latomus- kylmä- ja kuuma- tulos aika pur.väl.aika testi 3a 2 min 20 min suljetut reunat testi 3b 2 min 20 min avoimet reunat testi 4a 20 min 5 min suljetut reunat testi 4b 20 min 5 min avoimet reunat • · •«

Sekä kylmäliimaus- että kuumaliimaustulokset olivat erinomaisia keksinnön menetelmällä valmistetuilla vanerilevyillä. Kylmäpuristetun viilulatomuksen stabiilisuus oli lyhyestä puristusajasta huolimatta hyvä. Testeissä, joissa ei lisätty erillistä kovetinta, viilukerrokset eivät ·: pysyneet yhdessä kylmäpuristuksen jälkeen.

• ·

Claims (6)

1. Menetelmä puutuotteiden kuten vanerin tai vastaavien tuotteiden valmistamiseksi levittämällä formaldehydipoh-jaista kovettuvaa liimaa viilukerroksille, latomalla vii-lukerrokset latomukseksi ja kylmäpuristamalla tämä, minkä jälkeen latomus kovetetaan paineella ja lämmöllä, tunnettu siitä, että viilukerroksen toinen pinta päällystetään kovettuvalla liimalla ja sitä vastapäätä oleva pinta päällystetään erillisellä kovettimella vyöhykkeeltä, joka kulkee ainakin kahta toisiaan vastapäätä olevaa reunaa pitkin, ja että erillinen kovetin on nopeasti kovettuva kovetin.

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viilukerroksen toinen pinta päällystetään erillisellä kovettimella vyöhykkeeltä, joka kulkee kahta toisiaan vastapäätä olevaa reunaa pitkin.

3. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vyöhyke päällystetään täplin tai nauhoin pitkin sen pintaa.

·· 4. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- « · tä, että kovettimeen liitetään tartunta-ainetta.

5. Vaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tartunta-aineina käytetään polyvinyylialkoholin, polyvinyyliasetaatin tai polyakrylaattien vesiliuoksia *: tai vesidispersioita.

6. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liima on urea-formaldehydiliima, jonka formaldehydi :urea-moolisuhde < 1,6. 91501