LV13308B - Adhesives-composition for manufacturing wooden products - Google Patents

Description

LV 13308

KLEBEKOMPOSITION

FtlR HERSTELLUNG VON ERZEUGNISSEN AUS HOLZ

Die Erfindung betrifft die Produktion der Kleber auf Grund des formaldehydhaltigen Harzes und kann fūr die Herstellung von vielfāltigen Erzeugnissen aus Holz ausgenutzt sein - von Furniers, Holzspanplatten, Faserpiatten, Platten mit der ausgerichteten Anordnung der Holzteile und dergleichen mehr.

Innerhalb von einigen Jahrzehnten werden die synthetischen Harze breit in allen lndustriezweigen als Kleber vervvendet. Dažu trāgt einerseits das Erhalten der neuen Harze, die speziell fūr die Herstellung von Klebekompositionen vorbestimmt sind, und andererseits - die Erarbeitung der neuen industriellen Verklebemethoden bei.

Den breitesten Gebrauch haben die Karbamid-Formaldehyd- (oder Karbamid-) Kleber auf Grund des Karbamid-Formaldehyd-Harzes ervvorben, das ein Produkt der Polykondensation von Karbamid und Formaldehyd ist.

Da das Karbamidharz brūchtig ist, neigt die Klebenaht zum AusreiBen. Dažu trāgt das Einschrumpfen der Naht bei, das die Entstehung der Spannungen und das AusreiBen der Klebeschicht verursacht. Die Harzfilme von der Dicke nicht mehr als 0,025 mm sind stabil und verāndern sich innerhalb von vielen Jahren nicht. Wenn aber die Schicht des verhārteten Harzes 0,1 mm ūbertritt, so reisst sie infolge der Entstehung von Spannungen schnell aus und kann im Laufe von kurzer Zeit in das Pulver umgevvandelt vverden.

Dem Karbamidkleber fūgt man Fiillstoffe in der Absicht des Erhaltens von dicken (bis zu 2,5 mm) Nahten zu, die sogar beim Verkleben von ungenūgend angepassten Oberflāchen nicht ausreissen, und fāhig sind, eine gleichmāSige und dūnne Klebeschicht zu bilden, sowie in der Absicht der Minderung der Absorption des Klebers vom Holz, besonders porosen, der Ausschiessung des Eindringens von Kleber durch das Deckfurnier, der Elastizitātsverbesserung und Minderung von Spannungen, die 2 infolge vom Einschrumpfen der Naht entstehen, zvvecks Gewāhrleistung von Regulierbarkeit der Zāhigkeit und reologischen Eigenschaften der Klebeerzeugnisse.

Unter der breiten Reihe von Fūllstoffen am verbreitesten sind die Abfālle von verhārteten Phenolharzen, Bakelitabfālle, vielfāltigen Arten der Nahrungsmehle -Erbsen-, VVeizen-, Roggen- sowie Holzmehl, und Mehl aus der Schale der VValnuss, anorganische Fūllstoffe wie Gips, Kaolin, Siliziumdioxid und viele andere.

Die Einfūgung in den Karbamidkleber von Fūllstoffen, die ihm bestimmten Eigenschaften des Klebemittels gevvāhren, hat jedoch in vielen Fāllen auch negativen Folgen. So ist das Mehl aus der Schale der VValnuss, die das Kutin enthālt -vvāchsernen Stoff, der die Absorption des Harzes behindert, ist zu defizitār und zu teuer fūr die Anvvendung in der Serienherstellung.

Obvvohl der Fūllstoff aus dem Erbsenmehl das Erhalten der festen Klebeverbindung mit der Dicke bis zu 2,5 mm gewāhrleistet, gevvāhrt er jedoch dem Kleber die Neigung zur schnellen Vertrocknung, und verlāngert bei der kalten Verhārtung den Abbindungsprozess.

Die Benutzung in den Klebern eines Holzmehls verringert die Tendenz der Klebeverbindung zum Ausreissen nur auf die beschrānkte Periode (nur einige Monate).

Die Zufūgung dem Karbamidkleber von VVeizen-, Roggen-, Erbsenmehl verringert die Hārte der Klebeverbindung, damit die Maschinenbearbeitung erleichternd; dabei verringert sich jedoch die Standhaftigkeit des Klebers gegen Feuchtigkeit, Schimmel und Bakterien.

Im UA-Patent 32305 (IPK7: C09J 131/04, veroffentlicht im Erfindungsbūlletin Nr. 7, 2000) ist eine Klebekomposition auf Grund des Karbamid-Formaldehyd-Harzes beschrieben, deren Zusammensetzung man Kaolin, Kreide oder Talkum zufūgt. Die Kompositionsingredienzen gevvāhrleisten die befriedigenden Charakteristiken der Haltbarkeit, aber das Vorhandensein im Fūllstoff der anorganischen Komponenten, wie Kaolin, Kreide oder Talkum, macht die Anvvendung der Komposition in der Holzbearbeitungsindustrie vvegen der betrāchtlichen Dauer des Pressens problematisch, was bei der Herstellung der Presserzeugnisse aus Holz āuRerst unervvūnscht ist. 3 LV 13308

Die gleichartige Komposition, die Karbamid-Formaldehyd-Harz, Butadienlatex und Kaolin enthālt, ist in dem Erfinderschein Nr. 1523563 (IPK7: C09J 3/12, veroffentlicht im Erfindungsbūlletin Nr. 43, 1998) beschrieben. Wie auch fūr den vorhergehenden Fall ist diese Komposition wegen des Vorhandenseins von Kaolin schvver pressbar. AuBerdem macht das hohe Preis des Kaolīns solchen Kleber zu teuer.

Es ist bekannt auch eine Karbamid-Formaldehyd-Klebekomposition, die als Fūllstoff das Dextrin enthālt (das Patent der Ukraine Nr. 18268, IPK7: C09J 161/24, verčffentlicht im Erfindungsbūlletin Nr. 6, 1997). Sie hat den Nachteil, dass sich wegen der Anwesenheit von organischem Dextrin in der Komposition eine Mikroflora entwickelt, was die Eigenschaften der Komposition verschlimmert und deren Gebrauchsdauer verringert. Die Anvvendung solcher Komposition in der Holzbearbeitungsindustrie ist unrentabel.

Als Prototyp der Erfindung gilt die Klebekomposition fūr die Herstellung von Erzeugnissen aus Holz, welche formaldehydhaltiges Harz, Fūllstoff und Verdicker enthālt (Erfinderschein Nr. 1773924 A1, IPK7: C09J 161/24, veroffentlicht im Erfindungsbūlletin Nr. 41, 1992). Diese Komposition wird fūr das Verkleben des Holzes vervvendet und enthālt Karbamid-Formaldehyd-Harz, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Aluminiumalaun, Oxalsāure, und als Fūllstoff - unkonditionelle Weizen- und Roggenmehl.

Nachteile eines solchen Klebers sind: kurze Gebrauchsdauer, verhāltnismāBig nicht hohe Haltbarkeitkennziffern und niedrige Klebecharakteristiken, herabgesetzte Feuchtigkeitsbestāndigkeit, Toxizitāt und erhohter Preis. Dieser Liste der Nachteile des Klebers muss man auch grosse Anzahl von Komponenten zurechnen, vvodurch der technologische Umlauf seiner Vorbereitung komplizierter und dauerhafter wird.

Das VVeizen- und Roggenmehl in der Zusammensetzung der Klebekomposition zeigt seine jeden organischen Material kennzeichnenden Eigenschaften: erstens, verringert das Vorhandensein des Mehls die Feuchtigkeitsbestāndigkeit des Klebers, zvveitens, bedingt das Mehl eine hohe VVahrscheinlichkeit der Entvvicklung von Mikroflora, dadurch neigt der Kleber zum Erscheinen des Schimmels, und als Folgerung - zum Verlust seiner physisch-chemischen Eigenschaften im Laufe von verhāltnismāBig kurzer Frist. Drittens, ist die Anvvendung des VVeizen- und Roggenmehls - zwar 4 unkonditionelleT - nicht immer rechtfertigt in der Technologie der Herstellung von Kleber, zudem kann solche Technologie nicht billig sein.

AuSerdem sind bei der Eintragung des Ammoniumchlorids in die Mischung die Fālle schneller Verdickung des Klebers vvāhrend seiner Lagerung nicht ausgeschlossen, daher ist es notig, die Anteil des Ammoniumchlorids sorgfāltig zu regulieren, was die Technologie der Herstellung des Klebers erschvvert.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, die Fertigungsgerechtheit und die physisch-mechanischen Charakteristiken der Klebekomposition fūr die Herstellung von Erzeugnissen aus Holz zu erhohen, durch die Anvvendung des Naturminerales - des Zeolithes - als Fūllerstoff und Optimierung der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der Komposition, was die Feuchtigkeitsbestāndigkeit des Klebers steigert, das Vorhandensein der Bakterien und des Schimmels ausschliesst , die Homogenitāt der fertigen Komposition innerhalb von ganzer Periode ihrer Lebensfāhigkeit gevvāhrleistet, die physisch-mechanischen Parameter der Haltbarkeit von geklebten Erzeugnissen verbessert, die Technologie der Herstellung sovvohl Klebekomposition selber als auch der sie ausnutzenden Erzeugnisse vereinfacht und verbilligt.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelčst, dass die

Klebekomposition fūr Herstellung von Erzeugnissen aus Holz, die formaldehydhaltiges Harz, Fiillstoff und Verdicker enthālt, als Fullstoff der Zeolith enthālt, bei folgenden Verhāltnissen der Komponenten, gew.%: - formaldehydhaltiges Harz 30 bis 94; - Zeolith 1 bis 65; - Verdicker Rest.

Als formaldehydhaltiges Harz kann dabei die Komposition das Harz enthalten, das aus der Reihe Karbamid-Formaldehyd-Harz, Melanin-Formaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz gewāhlt ist.

Das obenervvāhnte technische Resultat, das bei der Benutzung der angebotenen Komposition erreicht wird, ist durch die Eigenschaften des in deren Zusammensetzung enthaltenden Zeolithes sowie durch die optimale quantitative Kombination von Ingredienzen der Mischung bedingt. 5 LV 13308

Die Anvvendung von Zeolith in der Kombination mit dem formaldehydhaltigen Harz lāftt zu, eine hochhomogene Mischung zu gevvinnen, die keine Neigung zu den Schichtungen hat, hohe Klebeeigenschaften und lange Lebensdauer aufvveist sowie sichere Klebeverbindungen gewāhrleistet.

Zeolith gewinnt man aus dem natūrlichen mineralischen Rohstoff, insbesondere aus den zeolithischen Gesteinen, die Klinoptilolit und Mordenit enthalten. Diese Gesteine werden durch das hohe Verhāltnis der Si- und Al-Atome im Skelett charakterisiert. Zeolith verwendet man im vvesentlichen als Adsorbens, als molekūlares Sieb oder als Matrix fūr das Erhalten der Komposite verschiedener funktioneller Bestimmung. Biuy wahrscheinlichste kristall-chemische Formel des Klinoptilolites ist (Na, K)4CaAl6Si3o072 x 24H2O. Die Grenzen der Verānderung des Verhāltnisses Si/AI fūr Klinoptilolit betragen 4,25 bis 5,25.

Die Lčsung des Harzes dringt in die Partikeln des Fūllstoffes nicht durch, sondern nur benetzt ihre Oberflāche. Feindisperse Partikeln des Zeolithes absorbieren vor dem Gelieren aus dem Kleber die Feuchtigkeit und hydratierte Molekūle des im Harz enthaltenden restlichen Formaldehyds. Ein solcher dehydratierter Kleber reisst nach dem Hārtung nicht aus, wie es oft bei der Kompositionen geschieht, die die formaldehydhaltigen Harze in der Kombination mit vielfāltigen organischen oder anorganischen Fūllstoffen enthalten. AuSerdem scheidet ein solcher Kleber vveniger Formaldehyd aus, was die Toxizitāt sowohl des Klebers als auch der mit dessen Ausnutzung hergestellten Erzeugnisse wesentlich verringert.

Der Zeolith, als Naturmineral und anorganisches Material, kraft seiner Natur bereitet Hindernisse fūr die Entvvicklung von Bakterien oder Schimmel in der Klebekomposition, wie es bei obenen/vāhnten Fāllen der Anwendung von organischen Fūllstoffen geschieht. Dadurch bevvāhrt ein erfindungsgemāsser Kleber seine physisch-chemischen Charakteristiken unverānderlich um vieles lānger, als die bekannten Kleber der āhnlichen Bestimmung.

Das Vorhandensein in der angebotenen Komposition nur drei Komponenten - des formaldehydhaltigen Harzes, des Zeolithes und des Verdickers charakterisiert sie als Klebestoff mit der minimalen Anzahl von Ingredienzen. Durch die Minderung der Anzahl der technologischen Operationen zur Einfūgung der Komponenten wird die 6

Technologie der Herstellung des Klebers vvesentlich vereinfacht, und insgesamt wird die ganze Dauer des technologischen Umlaufes verkurzt.

Es ist zu betonen, daB als formaldehydhaltiges Harz bei der Herstellung der angebotenen Komposition ein beliebiges Harz vervvendet sein kann, das aus der Reihe Karbamid-Formaldehyd-Harz, Melanin-Formaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz etc. ausgevvāhlt ist.

Die Gesamtheit von Ingredienzen der angebotenen Komposition gevvāhrleistet einen synergistische Effekt, der sich im Vergleich zu den bekannten Kompositionen in der Verānderung der Eigenschaften und der Kennziffern von Haltbarkeit, Zāhigkeit, Gebrauchsdauer zeigt. Die Kombination eines formaldehydhaltigen Harzes mit einem Fūllstoff der mineralischen Herkunft erhoht die Plastizitāt und Elastizitāt der Naht, gewāhrleistet eine hohe Stufe von Dispergierung der Mischung, woraus eine Homogenitāt, Warm- und Kaltbestāndigkeit des Klebers bei der Daueraufbevvahrung resultiert.

Die Menge von Zeolith in der Komposition variiert je nach den Forderungen, die zu Holzproduktion gestellt werden, und liegt im Bereich 1 bis 65 gew.%. Man muss die Fertigungsgerechtheit der Anvvendung von Klebekompositionen bei der Herstellung der Erzeugnisse von konkreter Art und Bestimmung in Bezug nehmen. Aber auf jeden Fall kann das Gehalt von Zeolith nicht 65 gew.% ūberschreiten oder kleiner als 1 gew.% sein, weil es im ersten Fall (mehr als 65 gew.%) unmoglich ist, die Homogenitāt der Mischung zu gevvāhrleisten - der Zeolith schlāgt sich nieder, und im zvveiten Fall (vveniger als 1 gew.%) wird die Komposition fast aus einem Harz bestehen, und es wird zu den vvesentlichen Komplikationen fūhren (zum Beispiel, zur schnellen Hārtung des Klebers vvāhrend dessen Aufbringung auf die zu verklebende Oberflāche, was die Bedienung der Einrichtung erschvvert).

Es ist aus derselben Grund unzvveckmāssig, der Zusammensetzung von Komposition das formaldehydhaltiges Harz in der Menge zufūgen, die weniger als 30 gew.% oder mehr als 94 gew.% ist. Bei dessen Gehalt vveniger als 30 gew.% verliert die Mischung seine Klebefāhigkeit, und bei der VergroBerung ihres Gehaltes zur GroSe, die obere zulāSige Grenze 94 gew.% ūbertritt, wird sich der Kleber nach seinen Charakteristiken wenig vom reinen Harz auszeichnen. 7 LV 13308

Bei der Herstellung der Klebekompositionen der vorgeschlagten Zusammensetzung vverden die Verdicker vervvendet, die bei der Herstellung der klassischen Varianten der Klebekompositionen breit vervvendet vverden, die den Zeolith nicht enthalten. Als solche Verdicker konnen zum Beispiel Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Zinkchlorid, Ammoniummtrat oder andere ausgenutzt sein. Das quantitative Gehalt von Verdicker vvird je nach den konkreten technologischen ProzeSen der Herstellung von Klebeerzeugnissen angepasst.

Die Zusammensetzungen der Klebekompositionen mit dem quantitativen Gehalt von Ingredienzen, das die Grenzen des erfindungsgemāssen Bereiches herauskommt, den Grenzvverten dieses Bereiches entspricht, und in diesem Bereich liegt, sind auf den konkreten Beispielen aufgefūhrt. Die Charakteristiken der Kompositionen sind in die Tabelle gebracht. 8

Tabelle

Nr. Ingredienzen, gew.% Charakteristik der Komposition Form- aldehyd- haltiges Harz Zeolith Verdichter 1 25 0,5 74,5 Klebefāhigkeit ist sehr niedreg, Komposition verdichtet sich schnell 2 96 2 2 Klebeeigenschaften sind maximal nahe zu den des reinen Harzes; Klebenaht ist unstabil, hat einen Trend zum Ausreissen 3 70 0,5 25,5 Klebenaht hat einen Trend zum Ausreissen und schnellen Verdichten 4 25 70 5 Komposition ist unhomogen, Zāhigkeit ist niedrig 5 30 50 20 Klebenaht hat einen Trend zum schnellen Verdichten, kann jedoch fūr das Vorverkleben der Erzeugnisse ausgenutzt sein 6 94 5 1 Klebenaht hat einen Trend zum Ausreissen, kann jedoch fūr die Holzspanplatten- und Faserplatten-Erzeugnisse ausgenutzt sein 7 30 65 5 Flomogenitāt der Komposition ist befriedigend, sie kann jedoch vorvviegend fur das Vorverkleben der Erzeugnisse ausgenutzt sein 8 70 25 5 Komposition ist zāh, homogen, ohne Schichtungen, hat befriedigende Klebeeigenschaften 9 80 14 6 Komposition ist zāh, homogen, ohne Schichtungen, hat befriedigende Klebeeigenschaften 9 LV 13308

Wie es aus der Tabelle sichtbar ist, sind am optimalsten die in den Beispielen 8 und 9 aufgefūhrten Kompositionen, deren Ingredienzen im erfindungsgemāssen quantitativen Bereich liegen. Solche Kompositionen konnen fūr die Herstellung eines breiten Sortiments von Klebeerzeugnissen aus Holz vervvendet sein - von Furnier, Holzspanplatten, Faserplatten, Platten mit der ausgerichteten Anordnung der Holzteilen etc. LV 13308

Patentansprūche 1. Klebekomposition fur die Herstellung von Erzeugnissen aus Holz, die formaldehydhaltiges Harz, Fūllstoff und Verdicker enthālt, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Fūllstoff den Zeolith enthālt, bei folgenden Verhāltnissen der Komponenten, gew.%: - formaldehydhaltiges Harz - Zeolith - Verdicker 30 bis 94; 1 bis 65; Rest. 2. Klebekomposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als formaldehydhaltiges Harz ein Harz enthālt, das aus der Reihe Karbamid-Formaldehyd-Harz, Melanin-Formaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz gewāhlt ist. LV 13308

Zusammenfassung 1. Erfindungsgegenstand: Klebekomposition fiirdie Herstellung von Erzeugnissen aus Holz. 2. Gebiet der Anvvendung: Herstellung der Kleber auf Grund der Harze. 3. Erfindungswesen: Klebekomposition enthālt formaldehydhaltiges Harz, Fultstoff und Verdicker, wobei als Fūllstoff sie den Zeolith enthālt, bei folgenden Verhāltnissen der Komponenten, gew.%: formaldehydhaltiges Harz - 30 bis 94; Zeolith - 1 bis 65; Verdicker - Rest. Als formaldehydhaltiges Harz kann die Komposition ein Harz enthalten, das aus der Reihe Karbamid-Formaldehyd-Harz, Melanin-Formaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz gevvāhlt ist. 5. Technisches Resultat: Erhohung der Feuchtigkeitsbestāndigkeit, Beseitigung von Bakterien und Schimmel, Gewāhrleistung der Homogenitāt der fertigen Komposition wāhrend der ganzen Periode deren Gebrauchsdauer, Steigerung der physisch-mechanischen Parameter der Haltbarkeit von geklebten Erzeugnissen.

Claims (2)

1. LV 13308 IZGUDROJUMA FORMULA 1. Līmes kompozīcija, kas satur formaldehīdtipa sveķus, pildvielas un cietinātāju, koka izstrādājumu izgatavošanai, raksturīga ar to, ka tas kā pildvielu satur ceolītu pie sekojošām komponentu attiecībām (masas%): formaldehīdtipa sveķi 30 līdz 94; ceolīts l līdz 65; cietinātājs pārējais.
2. 2. Līmes kompozīcija saskaņā ar 1. punktu, raksturīga ar to, ka par formaldehīdtipa sveķiem tā satur sveķus, izvēlētus no rindas: karbamīdformaldehīda sveķi, melanīnformaldehīda sveķi, fenolformaldehīda sveķi.