NO115122B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for overflatebehandling av finerplater.

Foreliggende oppfinnelse angår overflatebehandling av finerplater, og mer spesielt et materiale for og fremgangsmåte ved tetning av finerplater.

Oppfinnelsen angir en fremgangsmåte

ved tetning av de åpne hulrom i et celluloseholdig materiale omfattende: hoved-saklig fylling av hulrommene med et materiale bestående av en herdeplast i en opp-løsning med et oppløsningsmiddel som er i stand til å fordampe ved tilførsel av varme, og et fyllestoff som sammen med herdeplasten kan danne skum ved fordampningen av nevnte oppløsningsmiddel under oppvarmningen og under dannelse av fine porer, og i stand til å tørre til en hård uoppløselig masse ved oppvarmning, og fjernelse av overflødig materiale ved hulrommene så at flaten er plan med finer-platens overflate.

Kort sagt går oppfinnelsen ut på fylling av hulrommene i de ytre krysfinerpla-ter ved bruk av et materiale innbefattende en herdeplast som skummer ved strålevarme og frembringer en ekspensjon av materialet med findelte porer. Når materialet er tørret vil det ikke ha sprekker, så at det etterlater åpninger eller fordypninger i platen, og hevelser av materialet kan fjernes med sandpapir.

Overflate finerplater brukt i kryssfiner

kan ha åpne hulrom som bør fylles, særlig hvis kryssfinerplater skal overtrekkes med tynne papirlignende plater. I nu-værende praksis kan hullene fylles i den ferdige fineroverflate etter fjernelse av defekter ved å lime inn et stykke finer. Denne måte er kostbar på grunn av det arbei-

det som er nødvendig. Hvis finerplaten skal ha pålimet en plastimpregnert papirflate, i alminnelighet kallet et overtrekk, eller en tynn plate av harwood finer, er det viktig å ha en sterk finerplate uten defekter for å forhindre støt og ubeskyttethet av det tynne overtrekk mot punktering på grunn av fraværet av en solid bakside.

Defekter i overflaten av kryssfinerpla-ten kan utbedres med krittlignende materialer. Imidlertid, hvis finerplaten skal overtrekkes, er det nødvendig at materialet i det tettede hull skal være upåvirket av den påfølgende varme og trykk i overlagrings-prosessen. Det meste kittmateriale av den såkalte ikkeinnskrumpningstype som nå forekommer, er basert på termoplast binde-midler som ikke forblir stive og plane i overtrekningsprosessen. Dessuten er det praktisk umulig å fylle hullene med materialer av denne type til den riktige overflate uten små fordypninger.

Det er også blitt forsøkt med forskjellige kombinasjoner av herdeplast og fylde-stoffer som kunne brukes til å fylle hulrommene, men disse er blitt tørret ved varm pressing, og krever følgelig en omhyggelig bedømmelse med hensyn til å på-stryke den riktige mengde for tillatelse av skrumpning å kompensere.

Ingen av disse tidligere tetningsmeto-der som bruker blandede kittlignende materialer, har lykkedes i å overkomme den innskrumpning som normalt kunne ven-tes ved tørringen av herdeplastfyllstoff-kombinasjonene, og er av denne grunn ikke blitt generellt brukt for å tette overflate-hulrommene i finerplatene. Av ovenstående grunner er ingen av de nevnte kittlignende materialer blitt brukt for å fylle hullene i finerplater som er bestemt til å anvendes som kjernemateriale for papir, plast eller finerovertrekk.

Bruken av kittlignende materiale er en økonomisk måte å tette platene på, og det er ønskelig å skaffe en bedre metode og et bedre materiale for samme. Den nærværende blanding adskiller seg fra mange av disse tidligere materialer i å ha en relativ større del av mindre absorbtive fyllstoffer, hvorved mindre plastoppløsninger er nød-vendig, og hvorved blandingen har et la-vere oppløsningsmiddel innhold ved en brukbar viskositet, hvilken tillater den å danne den ønskede skumstruktur ved opphetningen. Grunnen hvorfor det nye tetningsmateriale er mere økonomisk enn annet materiale, er at det kan påføres med mindre omhyggelig oppmerksomhet på grunn av at den etterfølgende svelling av materialet fullstendig fylle fordypningene, og etter tørringen kan materialet plan-sandslipes. En annen grunn er at materialet tillater anvendelsen av mekaniske og maskinelle midler.

Foreliggende oppfinnelse omfatter derfor: å skaffe et tetningsmateriale passende for anvendelse i tetning av ytre krysfiner-plater som ikke vil skrumpe inn ved til-førsel av varme, men istedenfor vil utvide seg; å frembringe en metode for tetning av kryssfiner med kittlignende materiale, som vil resultere i at hulromsområdet vil bli fullstendig utfyllt og i plan med den tilstøtende overflate av finerplaten; og skaffe en metode til å fylle disse åpninger, særlig i dekkfinerplater, hvilket er mere økonomisk og av høyere kvalitet enn de tidligere brukte. Arten av foreliggende oppfinnelse, sammen med ytterligere mål og fordelene derav, vil best forstås av den følgende beskrivelse.

Hosføyde tegning er et diagram, som viser en temperaturtid sammenligning av infrarød varme og ovnsvarme ved innvirk-ning på en prøve av et tetningsmateriale dannet i henhold til eksempel 2.

Oppfinnelsen innbefatter fylling av et hulrom i en kryssfinerplate eller annen celluloseholdig fiberoverflate under anvendelse av en herdeplast, som f. eks. en fenol-, resorsinol-, karbamid-, melaminplast eller en kombinasjon av disse. Plasten blir brukt sammen med visse fyllstoffer for å dahne en blanding som vil skumme og utvide seg ved oppvarmning som følge av fordampning av fuktighet og flyktige stoffer, og vil tørre til en hård porøs masse.

• Etter eventuell .innskrumpning i den

skummende masse, kan overflødig masse fjernes med sandpapir, avskjæring eller på annen måte. For å oppnå den ønskede pore-struktur og fravær av store huller, er det meget om å gjøre, av grunner som senere skal forklares, at begynnelsesvarmen under skumningsperioden blir tilført i form av strålevarme, som f. eks. infrarøde hetelam-per eller varmestrålingsrør. Etter den nød-vendige utvidelse ved skumningen har funnet sted, kan opphetningen fortsettes en-ten ved strålevarme eller ved alminnelige opphetningsmidler.

Eksempler.

Det følgende viser spesifike eksempler på passende blandinger for bruk i disse tetningsmeoder:

Eksempel 1:

100 vektsdeler resorsinolplast 40 vektsdeler gips

40 vektsdeler utfelt kritt

20 vektsdeler Silvacon 509

5 vektsdeler korte asbestfibre

5 vektsdeler valnøttskall med

5 vektsdeler paraform pulver. Passende resorsinol plast er fremstillet på samme måte som beskrevet i U.S. patentene 2.385.372, 2.385.373, 2.385.374, 2.414.415, 2.443,197 og 2.478.943, utstedt til Rhodes; og U.S. patent 2.385.370 utstedt til Norton. Plasten har ca. 60 pst. faste bestanddeler i en oppløsning med vann og etylalkohol. Silvacon 509 er et produkt fra Weyerhasuser Timber Co., Tacoma, Washington, og har tilnærmelsesvis følgende sammensetning: 64 vektsdeler fiberfraksjon av fri bark

35 vektsdeler lignin

1 vektsdel ekstraherbart materiale. Resorsinolplasten i eks. 1 og 2 ble fremstillet på følgende måte: Resorsinol ble blandet med formaldehyd i forholdet 0,3 mol formaldehyd i vandig oppløsning til 1.0 mol resorsinol. Temperaturen ble øket svakt, blandingen ble rørt til resorsinolen ble fullstendig oppløst, hvorpå pH ble innstillet på 4,2 + eller -f- 0,1. Temperaturen ble derpå hevet til blandingen kokte og kokingen fortsatte med tilbakeløpskjøler inntil et passende trin av kondensasjonen var nådd. Det ble i dette tilfelle nådd da plasten hadde en viskositet av 92 eps. målt ved 25° C. Plasten ble avkjølet, og det ble tilføyet 0y3 mol formaldehyd for hvert mol resorsinol som var tilsatt. Når tilsetningen har virket ble temperaturen igjen øket til blandingen kokte og fortsatte med å koke under tilbakeløpskjøling inntil plasten hadde en viskositet av ca. 600 eps. målt ved 25° C. Ved dette punkt ble tilføyet 0,03 mol NaOH i vandig oppløsning for hvert mol opprinnelig tilsatt resorsinol. Kokingen ble fortsatt i 30 min., og tilsatt tilstrekkelig metanol for å innstille den endelige viskositet til ønsket verdi. Plasten er da ferdig til bruk .

Eksempel 2:

100 vektsdeler resorsinolplast (60 pst.

faste stoffer)

120 vektsdeler gips 20 vektsdeler Silvacon 509

10 vektsdeler paraformpulver

5 vektsdeler kort asbest.

Eksempel 3:

100 vektsdeler fenolplast (40 pst. faste

bestanddeler)

50 vektsdeler utfelt kritt

50 vektsdeler Silvacon 509

Plasten er den samme som den beskrevne i U.S. patent 2.457.493 utstedt til Redfern, og er i form av en vandig oppløsning. Mere spesielt ble plasten fremstillet på følgende måte: Fenol og formaldehyd — begge i vandig oppløsning — ble blandet i forholdet 2,5 mol formaldehyd til 1.0 mol fenol. Derpå ble tilføyet 0,52 mol NaOH i vandig oppløsning for hvert mol fenol, og blandingen ble brakt til kokepunktet i lø-pet av 50 min. og fortsatt kokt til plastens viskositet nådde 50 eps. målt ved 25° C. Åtte min. etter at dette punkt ble nådd, ble avkjølingen av plasten begynt så at temperaturen i løpet av 30 min. skulle syn-ke til 80° C. Reaksjonen ble fortsatt ved 80° C til det ble nådd en viskositet av 370 eps. målt ved 25° C. 10 min. deretter ble 0,16 mol NaOH tilføyet. Reaksjonen ble videre fortsatt ved 80° C til det ble nådd en viskositet av 182 eps. Etter 10 min. ble plasten hurtig avkjølet og deretter lagret.

Eksempel 4:

100 vektsdeler fenolplast (70 pst. faste

bestanddeler)

30 vektsdeler Silvacon 509

90 vektsdeler talkum

6 vektsdeler blandet alkensulfonsyre.

Plasten ble fremstillet på følgende måte: Formaldehyd og fenol ble blandet i forholdet 20 mol formaldehyd i vandig oppløs-ning til 1.0 mol fenol, og det ble tilsatt nok

NaOH for å få en pH av ca. 9.2. Blandingen

ble oppvarmet inntil innholdet av det frie

formaldehyd var under 5 pst. Da dette punkt ble nådd, ble pH innstillet på ca. 8. Plasten ble derpå dehydrert til det ønskede innhold av faste bestanddeler ble nådd. Plasten blir tilsatt blandingen i en vandig

opløsning, og kan ha 50 eller 70 pst. faste

bestanddeler, da den resulterende viskositet vil være omtrent den samme.

Eksempel 5:

100 vektsdeler karbamidplast (vandig oppløsning, 68 pst. faste bestanddeler)

50 vektsdeler talkum

50 vektsdeler Silvacon 509

13 vektsdeler diamoniumfosfat

6 vektsdeler karbamid

0,5 vektsdeler natriumdifosfat. Karbamidplasten blir fremstillet på føl-gende måte: 1 mol karbamid blir tilsatt 2 mol formaldehyd i en vandig oppløsning som har en pH på ca. 4,5. Oppløsningen blir svakt opphetet under tilbakeløpskjøler lenge nok til å bringe kondensasjonen til et passende trin, etter hvilket oppløsningen blir nøytralisert. Plasten kan dehydreres til det ønskede innhold av faste bestanddeler.

Eksempel 6:

100 vektsdeler melaminplast 80 vektsdeler vann

10 vektsdeler kone. saltsyre

50 vektsdeler Silvacon 509

50 vektsdeler A.S.P. 400.

Melaminplasten kan fremstilles på samme måte som i U.S. patent 2.529.856, ved å blande 10 mol formaldehyd med 3 mol melamin. Derpå blir pH innstillet på 7—8 og det oppvarmes under tilbakeløp til man får en klar oppløsning. 20 mol metanol blir tilsatt tillike med en liten mengde oksal-syre. Det blir opphetet under svak kokning i få minutter og derpå gjort alkalisk (pH 8.0—8.5). Vannet blir deretter fjernet ved stråletørring eller dehydrert i vacuum. Man får et stråletørret plastpulver og av den grunn blir vann tilføyet til blandingen. A.S.P. 400 er et bløtt, inert aluminiumsili-kat, som har en middels partikkelstørrelse på ca. 4,2 micron, og er solgt under det navn av Edgar Brothers Co. Denne blanding ble tørket i løpet av 3 min. ved bruken av infrarøde varmelamper, hvorved blandingen svulmet opp eller skummet tilstrekkelig i denne tid.

Eksempel 7.

100 gms resorsinolplast

10 gms paraform

10 gms asbest

30 gms Silvacon 509

20 gms gibs.

Plasten ble fremstillet som beskrevet i eks. 1 og 2. Alt plastmateriale beskrevet i ovenstående eksempler skummet oppover den omgivende overflate, og fyllte fullstendig utdypningene som skulle tettes. Enhver skrumpning som kan oppstå ved sluttrinet av tøringsperioden blir kompensert ved den begynnende hevning av materialet.

Plaststoffene.

Fraj de ovenstående eksempler ble det vist at karbamid-, resorsinol-, fenol- og melaminherdeplast kan brukes. Disse er i for nærværende økonomisk best egnede plast, men andre herdeplast kan også anvendes så lenge de er bestandig ved rom-temperatur og er varmeoppløselige i opp-løsningsmidler som alkohol etc. Det vil sees at i hvert av eksemplene er noen materialer nødvendige for fordampningen dvs. vann eller andre oppløsningsmidler som f. eks. alkohol. Hvis plastpulver blir anvendt må naturligvis vann eller andre oppløsningsmidler bli brukt. Skunningen skriver seg mere fra fordampning enn fra spaltning av materialet for å frigjøre gas-ser. Det blandede materiale har en høy viskositet og fordampningen bevirker skumning og utvidelse av materialet.

Herdnere.

I eksemplene er paraform pudder, al-kensulfonsyren, saltsyren og diammonium-fosfaten herdnere for resp. resorsinol, fenol, melamin og karbamidplasten. Det vil sees at i eks. 2 er det ikke brukt noen herdner. Det er på grunn av at den spesielle brukte plast vil tørre uten tilsetning av en herdner. Ammoniumklorid eller lign. sure salter kan også brukes som herdnere for karbamidplast, og syrer kan anvendes hvis det blir tilsatt tilstrekkelig bufferstoffer. Til den sure tørrende fenolplast i eks. 4, ble blandet alkensulfonsyre for tørring av plasten, men også andre syrer og sure salter som bortrifluoridkomplekser kan brukes. Vandige oppløsninger av formaldehyd kan også brukes som herdner for resorsinolplast. Andre herdner for melaminplast vil innbefatte forskjellige sure salter og passende buffersyrer.

Fyllstoffer.

Mange inerte fyllstoffer kan brukes istedenfor de névnte i eksemplene, dvs., kinaleire kan anvendes istedenfor talkum eller kritt. Et annet materiale kan være bentonit. En benevnelse for disse materialer ville være mineralfyllstoffer. Disse er å foretrekke på grunn av deres ikke-svellende karakter, men andre fyllstoffer kan brukes om de enn sveller noe. Mengden av det anvendte fyllstoff er bestemt ved be-gynnelsesviskositeten av blandingen. Denne skal ikke være under 200.000 eps. og ved 25 pst. C hvis materialet skal virke til-fredsstillende. Et almindelig viskositets-område er fra en begynnende viskositet så lavt som 240.000 eps ved 25° C til en slutt-viskositet av ca. 2.000.000 eps. ved 25° C, nær slutten av den brukbare «pot life».

Resorsinolplasten nevnt ovénfor bør ha en begynnelsesviskositet av ca. 600.000 eps. ved 25° C. Den nøyaktige mengde som blir brukt kan variere meget på grunn av forskjellen i vannabsorbsjonen og tørringen. Hvis fibermaterialet blir sløyfet vil fyll-stoffmengden bli øket.

Fibermaterialet.

Silvacon 509 blir tilsatt for å gi bedre sandslipt egenskaper, men er ellers ikke nødvendig i plasten for å danne en skumstruktur. En tetning som ikke inneholder noen fibre kan ikke sandslipes med en trommelsandsliper uten alvorlig flising, men andre sandingssiipemidler kan dog også brukes. Økonomisk er bruken av trommelsandsliper meget ønskelig. Andre relativt ikke svellende inerte fibermaterialer kan tjene til samme formål. Disse fibermaterialer gir en tetning med større sprek-ningsmotstand (motstand mot fine sprekker) og en sammentrykkbarhet større enn treets. Hvis det ble tilsatt mere asbest vil det minske hevelsen av materialet ved for-tykning av blandingen på grunn av vann-absorbsjon.

Mineralsk fyllstoff er viktig for utvi-delsen, da det ville være vanskelig å kon-trollere prosessen med større mengder av fibermateriale på grunn av disses absor-bering av vann. Resorsinol tetningsblan-dingen i bruk har ca. 16 pst. fibermateriale i blandingen. Den øvre grense for sam-mensetningen er ca. 30 pst. Det er ingen laveste grense. Disse materialer kan be-tegnes som relativt ikke-svellende fibermaterialer som er inerte i blandingen. Fibre med slik svellbarhet kan brukes, men det er å foretrekke å bruke så lite svellende som mulig.

Mekaniske operasjoner.

Tetningsmaterialet blir dannet ved å blande fyllstoffet, herdestoffet og fibermaterialet til en tørr blanding og blande denne med herdeplasten. Det tørre materialet blir blandet etter levering til for-brukeren som blander fyllstoffet med plasten straks før bruken. Det er ingen kjemisk reaksjon mellom fyllstoffet og plasten med unntagelse av herdningsreaksjonen. Det blandede materiale blir påført ved hjelp av en kittkniv, valse eller andre egnede spred-ningsmidler i tilstrekkelig mengder for å fylle de åpninger som skal tettes. Etter opphetningen vil overskudd av tetnings-middelet bli funnet på oversiden av finerplaten, hvilket kan fjernes ved sandslip-ning eller andre midler.

Overskuddet kan beløpe seg. til så meget som 0,16—0,32 cm. Den tettede plate kan da bli dekket, og det er ingen fordyp-ning eller åpning i platen som kan forår-sake utblåsning eller blærer i kryssfiner-platen.

Oppvarmning.

Det er blitt funnet nødvendig å bruke strålevarme for i det minste begynnelses-trinet i prosessen. Dette er fordi oppvarmning ved hjelp av alminnelig ovnsvarme resulterer i at overflaten blir hård og tørr før materialet har sjanse til å heve seg tilstrekkelig. Den ønskede skumning blir så-ledes hindret, og når det inntrer vil det sannsynlig bli i form av «utblåsning» etter-latende hulrom i overflaten av tetningsmidlet så store som 0.62 cm. i diameter. Slike hulrom er for store til at det lykkes å dekke dem med overlegningsplater, og hensikten med tetningen blir tilintetgjort. Diagrammet i fig. 1 viser forskjellen mellom oppvarmning med infrarød oppvarmning og ovnsoppvarmning.

Strålekilden kan være infrarøde strå-leovner eller rør som er i handelen. Varme-kilden bør tilnærmelsesvis være av slik størrelse, og anbragt i en slik avstand fra plateoverflaten, at man får en temperatur på ca. 110° C i løpet av fire min. på overflaten av tetningsmidlet. Etter at hevelsen er begynt og tetningsmidlet er hårdt å ta på, i almindelighet i løpet av to min., kan tørringen avsluttes ved hvilket som helst tørringsmiddel eller ved fortset-telse av stråleoppvarmningen. Sluttrinnet av tørringen ■ kan fullstendiggjøres ved stabling av platene.

Eksempler på oppvarmningsprosessen er å bruke fire min. under infrarød varme

eller 2 min. under infrarød varme og syv min. i et ovnsett ved 150° C. I begge til-feller blir materialet stablet i 25 timer for å fullstendiggjøre tørringen. Stablingstiden kan forkortes ved stabling ved forhøyet temperatur. F. eks. ved stabling ved 100° C i en time er innskrumpningen hovedsa-kelig ferdig og platen ferdig for sandslip-ning. Det er blitt funnet at i tilfelle sur fenolplastblanding blir anvendt er 24 timers lagering unødvendig og kan utelates.

Det må tas i betraktning at strålevar-men må virke i minst 2 min. med slik intensitet, at det herved nåes en temperatur på ca. 88° C på tetningsmaterialets overflate eller 65° C i sentret av samme ved enden av perioden.

Skumningen av materialet kommer utelukkende av dannelsen av damp eller annet fordampet oppløsningsmiddel som er tilstede i plasten. Den kritiske faktor ved dannelsen av den porete masse er tørrings-graden av plasten og sammenhengen med tiden for dannelsen av dampen. Hvis tet-ningsblandingen er hård, spesielt på overflaten, før dampen blir dannet, så vil dette resultere i store gasslommer som blir blåst inn i blandingen. Hvis på den annen side dampen blir dannet* mens blandingen ennu er relativt utørket, da vil den koke av, og tetningsmaterialet vil ikke skumme i noen grad. Ved bruken av infrarød opphetning er det mulig å danne damp akkurat i rik-tig tid, hvilket diagrammet i fig. 1 viser. Plasten tørrer i ca. 4 min. ved den infra-røde varme. Som vist i diagrammet nær-mer den innere temperaturen seg vannets kokepunkt i løpet av tre min. med den in-frarøde varme. På den annen side dannes det ikke noe damp før etter 9 min. ved ovnsvarme. Følgen er at det dannes store gasslommer.

Sammenfatning.

Den hovedsakelige bruk av nærværende oppfinnelse er tetningen av kryssfinerplater, særlig plater som skal overdekkes med tynne finerplater. Prosessen kan også anvendes på andre cellulosefibermaterialer, som f. eks. bord.

Den ovenfor beskrevne metode adskiller seg fra bruken av plast for å forsterke hule metallstrukturer, som f. eks. flyvinger, og for fremstillingen av lettvekts isola-sjonsblokker og pakningsmaterialer. Disse metoder blir utført ved å skummé et materiale, innbefattet plast, ved piskning av luft inn i dem, eller ved inneslutning av gassfrembringende blandinger, som rea-gerer for å frigjøre kvelstoff eller kullsyre.

Disse plaststoffer er i almindelighet tilsatt

hurtigvirkende katalysatorer, og krevet

som regel ikke bruk av ytre varme i prosessen. I stedet derfor følger ved nærværende

prosess skumningen av simpel fordampning

av vann eller et oppløsningsmiddel. Det

første materialet har for store celler og er

alt for skjørt for det nærværende bruk.

Måtene hvorpå gjenstander for nærværende oppfinnelse er utført på og de øko-nomiske fordeler av samme, vil forståes av

den foregående beskrivelse. Oppfinnelsen

begrenses ikke av de givne eksempler, men

innbefatter også modifikasjoner derav som

definert i de følgende påstander.

Claims (3)

1. Framgangsmåte for tetning av åpne

hulrom i materialer inneholdende cellulose,karakterisert ved at hulrommene fylles med en masse bestående av et termoherdende harpiks, en herdeplast oppløst i et oppløs-ningsmiddel som kan fordampe ved opp-hething, og fyllstoffer i slike relative forhold at de sammen med plasten danner en masse som er i stand til å skumme, og herved utvide og utfylle helt hulrommene ved fordamping av nevnte oppløsningsmiddel under varmeinnvirkning under dannelse av findelte celler, som er istand til å modne til en hård, uoppløselig tilstand ved tilfør-ing av tilstrekkelig varme, der tilføres strålevarme til området hvor nevnte hulrom befinner seg inntil materialet er hårdt å føle på og under slike forhold at materialet fritt kan utvide seg, og en eller annen form for varmeinnvirkning tilføres fortsatt inntil blandingen er i alt vesentlig tørr, mod-ningen av materialet tilendebringes og overskytende materiale i området for hulrommene fjernes slik at materialet blir plant med overflaten av det cellulosehol-dige materiale.

2. Fremgangsmåte i henhold til på-stand 1, karakterisert ved, at nevnte blanding har en minimum begynnelsesviskositet av i det minste ca. 200.000 eps ved 25° C.

3. Fremgangsmåte i henhold til på-stand 1, karakterisert ved, tilføring av strålevarme til nevnte hulromsområde i minimum to min. med en slik intensitet at det når en temperatur av ca. 88° C på overflaten av tetningsmidlet i løpet av denne tid.