NO157300B

NO157300B - Fremgangsmaate til fremstilling av et trebasert materiale, hvor trefibre eller -partikler belegges med et klebemiddel omfattende en opploesning av lignin-faststoffer.

Info

Publication number: NO157300B
Application number: NO811332A
Authority: NO
Inventors: Alan L Lambuth
Original assignee: Boise Cascade Corp
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1987-11-16
Also published as: FI70243B; DK152584B; NZ196861A; JPS56147876A; DK173281A; DK152584C; FI70243C; EP0038677A1; AU6930281A; AU543305B2; PT72868A; EP0038677B1; PT72868B; FI811051L; DE3164680D1; ATE8405T1; NO811332L; US4279788A; NO157300C; CA1136326A

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling

av et trebasert materiale, hvor trefibre eller -partikler belegges med et klebemiddel omfattende en oppløsning av lignin-faststoffer som erholdes ved kjemisk oppslutning av lignocellulose. Dette ligninprodukt omfatter hovedsakelig utvunnet lignin som er blitt modifisert ved den kjemisk oppslutnings-prosess som det er blitt underkastet, og produktet skiller seg således fra det opprinnelige lignin, det vil si det "proto-lignin" som foreligger i lignocellulosestrukturen hos voksende planter.

Organiske polyisocyanatharpikser inneholdende lignin er

ikke nye på området.

I U.S. patent nr. 2 854 422 er det beskrevet et materiale omfattende diisocyanat-sammenbundne elastomerer og lignin, hvor ligninet tilsettes til et dannet polyuretan og bare foreligger som et fyllstoff.

I U.S. patent nr. 2 906 718 er det beskrevet lignin- for-sterkbare, vulkaniserbare gummimaterialer, i hvilke ligninet erstatter det vanlig anvendte kjønrøk som forsterkende materiale.

I U.S. patent nr. 3 519 581 er det beskrevet en fremgangsmåte tilfremstilling av syntetiske lignin-polyisocyanat-harpikser, som kan anvendes som klebemidler, hvor man oppløser lignin i et glykol-oppløsningsmiddel og omsetter det med et organisk polyisocyanat.

I U.S. patent nr. 3 577 358 er det beskrevet organiske isocyanat-lignin-reaksjonsprodukter, som også kan anvendes som .klebemidler, dannet ved reaksjon mellom et organisk polyisocyanat og lignin oppløst i et ikke-vandig løsningsmiddel, og også her er løsningsmidlet en glykol, eller dioksan.

De tidligere kjente polyisocyanat-lignin-klebemidler er imidlertid hverken bestemt for eller egnet for industriell anvendelse som bindemidler for treprodukter, spesielt for sammenbinding av partikler eller fibre av tre ved fremstilling av plater basert på tremateriale. Grunnen til dette er å finne i det faktum at patenthaverne med flid søkte å unngå medanvendelse av vann ved sammensetningen av bindemidlene ifølge deres oppfinnelser, med sikte på å unngå dannelse av uønskede mengder av uretan og skum-dannelse under fremstillingen og anvendelsen. Eksempelvis angis i U.S. patent nr. 3 519 581, spalte 6, linjer 21-28 (oversettelse): "Vann er et oppløsningsmiddei for alkalimetall- og ammonium-saltene av lignin. Vann er imidlertid så ekstremt reaktivt med polyisocyanater at vann ikke benyttes som et oppløsningsmiddei for lignin, men når det anvendes, så anvendes det bare i små mengder for reaksjon med en del av polyisocyanatet for fremstilling av karbondioksyd som et biprodukt, idet dannelsen av karbondioksydet resulterer i dannelse av et skum".

Teknikkens stand lærer således anvendelse av vann sammen med polyisocyanat-lignin-blandinger bare som et slutt-skumnings-eller ese-middel når et oppskummet uretanprodukt ønskes. I de tidligere kjente bindemidler anvendes ikke et vandig løsnings-middel for ligninet, men i stedet en-andel av en glykol, eter eller annet ikke-vandig løsningsmiddel. De er derfor helt uegnet til bruk som tre-bindemidler.

Østerriksk patent nr. 3 343 774 beskriver et bindemiddel som i det vesentlige er basert på polyoler og polyisocyanater. Bindemidlet består av en polyol, et overflateaktivt middel, f.eks. ligninsulfonat, vann og di- eller polyisocyanater. Det fremgår av patentets beskrivelse at ligninsulfonatet anvendes som et overflateaktivt middel for å dispergere polyolen og fremstille en suspensjon av fine partikler i et vandig medium. Sulfonatet beskrives som en ekvivalent til andre kjente overflateaktive midler, både anioniske og kationiske, såvel som dekstrin og metylcellulose. I motsetning hertil blir ligninkomponenten ved den foreliggende fremgangsmåte anvendt som en obligatorisk og vesentlig bestanddel som deltar i de kjemiske reaksjoner som fører til dannelsen av klebemidlet. I det østerrikske patent anvendes ligninsulfonatet, i overens-stemmelse med dets formål som overflateaktivt middel, bare i ganske små mengder (0,4 - 1,3 %). Som det vil fremgå av det foreliggende, anvendes ligninkomponenten ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i vesentlig større mengder, fortrinnsvis minst 20 vekt% av faststoffinnholdet i klebemidlet.

Tre-bindemidler må tåle vann, for det første på grunn av vanninnholdet i oppslutnings-avluter, som er de viktigste kilder for lignin-faststoffer som anvendes i bindemidlene, og for det andre fordi trestykker som skal sammenbindes, vanligvis har et betydelig vanninnhold. Av denne grunn er det upraktisk, egentlig umulig, å anvende vann-følsomme polyisocyanater som bestanddeler i bindemiddelblandinger som også inneholder vandige oppløsninger av lignin, de bindemiddelblandinger som skal anvendes ved sammenliming av stykker av vått tre.

På trelimingsområdet må ennvidere de bindemidler som skal anvendes ved liming av tre, ha en relativt lav viskositet, slik at de kan påføres på trestykkene med slike vanlige metoder som sprøyte-, rulle- eller gardin-belegning. Når de anvendes på denne måte, må de dekke stykkene jevnt og binde dem sammen effektivt.

Dette ønskede resultat kan ikke oppnås med det tidligere kjente polyisocyanat-iignin-bindemiddel. De kjente bindemidler er gummiprodukter med særdeles høy viskositet. Eksempelvis blir det polyisocyanat-lignin-bindemiddel som er beskrevet i US-patent nr. 3 577 358, i spalte 8, linjer 16-30, beskrevet

som en pasta med et mykningspunkt over 270°C. Denne pasta beskrives som et bindemiddel for glass. Det er fullstendig uegnet som bindemiddel for tre. Dets høye viskositet er til hinder for effektiv påføring.

Det ble nå oppdaget, og dette er det vesentlige ved den foreliggende oppfinnelse, at Vann under visse forhold kan anvendes i større mengder ved fremstilling av organiske polyisocyanat-lignin-bindemidler til bruk ved fremstilling av limte treprodukter, spesielt ved fremstilling av plateprodukter såsom sponplater og trefiberplater. Denne oppdagelse er basert på tre hovedobservasjoner.

For det første er vann et utmerket løsningsmiddel for lignin og kan anvendes som sådant ved fremstillingen av det her beskrevne bindemiddel.

For det andre er polyisocyanater med molekylvekt i området 300-2000 oljeaktige, sterkt hydrofobe væsker som ved omgivelses-temperatur bare meget langsomt reagerer med vann under dannelse av uretaner og karbondioksydgass. Denne reaksjon forløper bare ved den begrensede grenseflate mellom den oljeaktige polyisocyanat-fase og vannfasen. Selv når polyisocyanatet emulgeres med vann, forløper reaksjonen så langsomtved vanlige mølletemperaturer at gassdannelse ikke er noe problem. Den vandige oppløsning av lignin som tilveiebringes av vanlig avlut fra kjemisk oppslutning av lignocellulose, kan således anvendes som den vandige oppløsning av lignin uten å modifiseres på noen måte.

For det tredje vil den gassutvikling som i mindre grad finner sted ved limingen av trestykker med det her beskrevne bindemiddel, fullstendig opptas av den porøse matriks på

hvilken limet påføres. En matriks som består av det tremateriale som anvendes for plater, er tilstrekkelig porøs til fullstendig å absorbere den karbondioksydgass som utvikles ved reaksjon mellom polyisocyanatene og vann, uten at produktets egenskaper forringes.

Den foreliggende oppfinnelse angå-r således en fremgangsmåte til fremstilling av et trebasert materiale, hvor trefibre eller -partikler belegges med et klebemiddel omfattende en oppløsning av lignin-faststoffer, og de belagte trefibre eller -partikler deretter konsolideres i en varm presse til ønsket tykkelse og densitet, karakterisert ved at det som klebemiddel anvendes en blanding som består av, i vektdeler, (a) et organisk polyisocyanat eller en organisk polyisocyanatpolymer med en molekylvekt på 300-2000 i en andel på 20-95 deler, (b) en vandig oppløsning av lignin-faststoffer, erholdt ved kjemisk oppslutning av lignocellulose, i en andel på 5-80 deler lignin-faststoffer oppløst i 5-1000 deler vann, innbefattende vann frå den vandige ligninoppløsning, med eller uten (c) formaldehyd i en andel på 1 vektdel pr. 3-6 vektdeler polyisocyanat eller polyisocyanatpolymer.

Ifølge en foretrukken utførelsesform anvendes et klebemiddel hvor lignin-faststoffene er kalsium-, ammonium- eller natrium-basert sulfitt-avlut eller kraft-avlut.

Ifølge en annen foretrukken utf ørelsesform" anvendes et klebemiddel hvor lignin-faststoffene omfatter klorert eller bromert sulfittavlut.

Som angitt ovenfor er de vesentlige bestanddeler av det her beskrevne bindemiddel et polyisocyanat eller en polyisocyanatpolymer, lignin og vann. Disse anvendes i de følgende generelle og foretrukne andeler, uttrykt som vektdeler:

Vi skal nå først se på- den organiske polyisocyanat-bestanddel i bindemidlet: De organiske polyisocyanater er generelt anvendbare i bindemidlene ifølge oppfinnelsen. Disse innbefatter de alifatiske, alicykliske og aromatiske polyisocyanater som kjennetegnes ved at de inneholder to eller flere isocyanat - grupper. Illustrerende for slike forbindelser er de følgende:

m- og p-fenylen-diisocyanater

x)

toluen- 2,4- og 2,6-diisocyanater <x>)

x)

difenylmetan- 4,4-diisocyanat <x>)

4-klor- 1,3-fenylen-diisocyanat

naftalen- 1,5-diisocyanat

difenylen- 4,4-diisocyanat

3,3'-dimetyl-difenylmetan-4,4'-diisocyanat

3-metyldifenylmetan- 4,4'-diisocyanat

difenyleter-diisocyanat

cykloheksan- 2,4- og 2,3-diisocyanater

1-metyl-cykloheksyl- 2,4- og 2,6-diisocyanater

bis(isocyanatcykloheksyl-)metan

2,4,6-triisocyanattoluen

2,4,4-triisocyanatdifenyleter

x)

polymetylen-polyfenyl-polyisocyanater <x>)

metylen-difenyl-diisocynata

x)

trifenylmetan-triisocyanat <x>)

3 , 3 '-ditotylen-4,4-diisocyanat

4,4'-metylen-bis(2-metyl-feny1-isocyanat)

heksametylen-diisocyanat

cykloheksylen-1,3- og 1,2-diisocyanat

Av ovenstående foretrekker man, på grunn av kommersiell tilgjengelighet eller potensiell tilgjengelighet, samt effektiv virkning, de som er merket med <v>). Av spesiell interesse er de polyisocyanater som selges under varemerket "PBA 1042" (The Rubicon Chemicals Inc.) og "Papi" (The Upjohn Co.). Disse omfatter først og fremst polymetylen-polyfeny1-polyisocyanater med en gjennomsnittlig molekylvekt på 340-400.

Det er avgjørende for oppnåelse av gode resultater ved anvendelsen av de her beskrevne polyisocyanat-bestanddeler i bindemidlet at de har en molekylvekt i området fra 300 til 2000. Polyisocyanater med for lav molekylvekt danner blandinger med for lav viskositet og for høy grad av inntrengning i substratet til å være egnet som bindemidler. De er dessuten betydelig mer flyktige, temmelig giftige og følgelig farligere å bruke i varmpressen.

Polyisocyanater med for høy molekylvekt vil gjerne danne bindemiddelblandinger som er for viskøse til å kunne behandles og anvendes som bindemidler for tre på tilfredsstillende måte. Dette er tilfelle selv om viskositeten av bindemiddelblandingen kan nedsettes ved at man tilsetter vann eller vandige lignin-oppløsninger direkte til de hydrofobe polyisocyanater og emul-gerer dem til et produkt med lav viskositet. Når polyisocyanater med for høy molekylvekt behandles på denne måte, er de resulterende emulsjoner, selv om de har lav viskositet, for usta-bile til å være egnet, idet de har en brukstid på bare noen minutter.

Polyisocyanater med passende høy molekylvekt kan fremstilles ved anvendelse av stormolekylære isocyanat-monomerer. Alterna-tivt kan de fremstilles på kjent måte ved at man drar fordel av monomerens reaktive isocyanatgrupper og bygger opp fler-molekyl-enheter med høyere molekylvekt. "Kjedebyggere" som er egnet for dette formål, er de som inneholder aktive hydrogenatomer, især polyestere og polyoler, så som glykoler og glykoletere anvendt i en på forhånd bestemt mengde som er tilstrekkelig til å danne reaktive polyisocyanat-prepolymerer med den ønskede molekylvekt og betydelig overskudd av isocyanat-funksjonalitet.

Illustrerende glykoler og glykoletere er de følgende:

polyetylenglykoler x)

polypropylenglykoler x)

etylenglykol-monobutyleter ("Butyl cellosolve") dietylenglykol-monobutyleter ("Butyl carbitol") x) etylenglykol-monoetyleter ("Cellosolve")

dietylenglykol-monoetyleter ("Carbitol")

Cellosolve-acetat

dimetoksy-tetraglykol

dipropylenglykolmetyleter

etylenglykol-monometyleter ("methyl cellosolve")

Sorbitol x)

fenyl-cellosolve

propylenglykol-metyleter

trietylenglykol

tripropylenglykolmetyleter

glykoler eller polyglykoler som er partielt forestret med organiske polykarboksylsyrer, så som adipinsyre, sebasinsyre,

ravsyre, oksalsyre etc.

2,4,6-heksantriol x)

Glycerol x)

propylenglykol som er partielt forestret med adipinsyre x) trimetylolpropan x)

akrylsyre- og metakrylsyre-estere.

Foretrukne forbindelser i ovenstående gruppe er merket med x).

Polyisocyanat-materialene, med eller uten tilsetning av de kjedebyggende addukter, fremstilles ved konvensjonelle metoder. De inneholder vanligvis en overvekt av dimerer og trimerer med mindre andeler av høyere polymerer. De virker som bindemidler, idet de i varmpro^sen reagerer med de forskjellige funksjonelle grupper på ligninmolekylene, på uretan-matriksen, og på både celluloseligninet og det naturlige lignin i selve treet, hvorved de danner et meget effektivt middel for sammenbinding av stykker av tre eller annet substrat.

Vi skal nå se på lignin-bestanddelen i de her beskrevne bindemidler.

Lignin fra en rekke forskjellige kilder kan anvendes ved fremstillingen av bindemidlene. Kilden er en av eller en blanding av de forskjellige avluter som erholdes ved kjemisk oppslutning av lignocellulose. Eksempler er:

kraft-avlut

soda-avlut

kalsiumbasert sulfitt-avlut

magnesiumbasert-sulfittavlut

ammoniumbasert-sulfittavlut

nat:riumbasert-sul f ittavlut

magnefitt-avlut

sodafitt-avlut

klorerte avluter

bromerte avluter

Ligniner fra hårdved og mykved kan også anvendes, samt ligniner fra syre-utfelte og alkali-rekonstituerte kraft-væsker. Avsukrede ligniner kan også anvendes.

De klorerte avluter som erholdes fra papirfabrikk-bleke-anlegg, er av spesiell interesse, fordi de er tilgjengelige i store mengder og for tiden har liten kommersiell verdi. Både de klorerte og de bromerte avluter (1-30 vekt% halogenid-ion, beregnet på lignin-faststoffer) er av ytterligere interesse på grunn av sine brannhemmende egenskaper. Klorering og bromering gjør dessuten ligninene mer kjemisk reaktive overfor isocyanater og andre syntetiske harpikspolymerer.

Uansett kilden kan avlutene anvendes ved sin opprinnelige prosess-pH, det vil si hele området fra pH 1 til pH 13. De kan også anvendes i et bredt område for vandig fortynning, fra det opprinnelige faststoffinnhold på 10 eller 12 vekt% opp til et faststoff-innhold på 20-55 vekt%.

Lignin-residuene inkorporeres effektivt i isocyanatpolymerens matriks under herdningen og blir en sammenhengende del av binde-middelstrukturen. Faktisk kan ligninresiduene i virkeligheten anvendes for fremstilling av høyere-molekyIvekts-lignin-isocyanat-polymerer som erstatter, og oppfører seg på lignende måte som,

de polyoler som normalt anvendes for dette formål.

Vi skal nå se på vann-bestanddelen i dé her beskrevne bindemidler:

Som nevnt ovenfor, anvendes det en betydelig mengde vann

ved fremstillingen av bindemidlene, til tross for at polyisocyanatene konvensjonelt anses som notorisk reaktive med vann. Vannet tjener flere verdifulle og vesentlige funksjoner.

Det tjener som et oppløsningsmiddei for lignin-faststoffene, idet det erstatter kostbare bg undertiden giftige organiske løs-ningsmidler, som må fjernes nesten fullstendig ved fordampning før varmpressing, hvorved det kommer inn et ytterligere avfalls- og kostnadselement.

Det tjener som et verdifullt viskositetsregulerende middel

ved fremstillingen av bindemidler som effektivt kan påføres på stykker av tre ved vanlig sprøytebelegning og annen teknikk. I nærvær av vann kan polyisocyanatene, endog de som har en betydelig molekylvekt, emulgeres under dannelse av emulsjoner med relativt lav viskositet som tillater sprøyting.

Vannet tjener også en verdifull varmetransportfunksjon.

Under varmpressing omdannes .det til vanndamp ved platens over-flater og fører i denne form varme innover i spon-

platen eller annet produkt som limes, hvorved varmpressings-syklusen forkortes vesentlig. Samtidig tjener det en viktig pla-stiseringsfunksjon, som er nødvendig for opptakelse av ujevnheter i flisens geometri under fremstillingen av sponplater, hvorved det oppnås en intim kontakt mellom overflatene av de enkelte spon gjennom plastisk flytning under trykk, hvorved et for stort hulromsvolum og dårlig sammenbundne områder i senteret av platen elimineres. Ennvidere tilveiebringer det den forpressingsklebning som er påkrevet for konsolidering av kaldpressematten, idet lignin-faststoffene avsettes på overflaten av sponene, hvor de reagerer med cyanato-gruppene i polyisocyanat-bestanddelen av bindemidlet. Etter at vannet har utført disse vesentlige funksjoner, forlater det platen som vanndamp.

Andre materialer kan inkorporeres i bindemidlene etter ønske eller behov for oppnåelse av ønskede egenskaper i de endelige bindemidler.

Således kan formaldhyd tilsettes i et polyisocyanat/formaldehyd-forhold på fra 3:1 til 6:1. Formaldehydet reagerer med en del av lignin-faststoffene og også med eventuelt tilstedeværende polyurea under dannelse av ytterligere polymert bindemiddel. Andre additiver som kan inkorporeres i bindemidlene, innbefatter fyll-stoffer, voksemulsjoner, emulsjonstabiliseringsmidler, fargegivende materialer og konserveringsmidler, hvilke anvendes i konvensjonelle mengder og på vanlig måte.

Ved fremstillingen av bindemidlene ifølge oppfinnelsen med

de ovennevnte primære bestanddeler blir disse bestanddeler i på forhånd bestemte andeler blandet i et egnet og konvensjonelt blandeutstyr inntil en ensartet blanding oppnås. Fortrinnsvis

blandes de i en blander som gir høy skjærkraft, inntil blandingen er jevn.

Rekkefølgen under blandingen er ikke av avgjørende betyd-ning. Ved en typisk arbeidsmåte blir imidlertid polyisocyanatet plassert i blanderen først. Eventuelle additiver blir så

—tilsatt, og bestanddelene blandes inntil en ensartet blanding

er oppnådd. Deretter innblandes den vandige oppløsning av lignin, og om nødvendig tilsettes ytterligere vann i en tilstrekkelig mengde til at*den ønskede viskositet oppnås.

Med sikte på å minimere reaksjonen mellom isocyanatet og vannet under dannelse av det tilsvarende uretan og utvikling av karbondioksyd utføres blandebehandlingen ved eller nær romtempe-ratur (10-30°C). Som nevnt ovenfor forløper denne reaksjon meget langsomt under de ved oppfinnelsen anvendte betingelser, og på grunn av trematerialets porøse natur gjør den seg ikke gjeldende pårskadelig måte når bindemidlet anvendes for liming av tre.

Det ferdige bindemiddel er stabilt over et rimelig tidsrom

og kan lagres og anvendes i anlegget på konvensjonell måte. De ublandede bestanddeler kan lagres i lengre tid. Når bindemidlet anvendes ved fabrikasjon av trebaserte plater, så som fiberplater og sponplater, blir trefibre eller spon med et på forhånd bestemt vanninnhold belagt med bindemidlet ved atomisering eller trommel-blanding på konvensjonell måte. Det bindemiddel som påsprøytes, kan være det ferdige bindemiddel, eller det kan omfatte bindemid-delbestanddelene påsprøytet på de nevnte spon eller lignende,

enten samtidig eller etter hverandre.

Når polyisocyanat-bestanddelen i bindemidlet er i stand til

å danne en stabil emulsjon i vann, kan bindemidlet emulgeres og anvendes som en emulsjon med lav viskositet, eksempelvis en viskositet tilsvarende 10-50 centipoise ved 25°C.

I tilfeller hvor bindemidlet ikke emulgeres før anvendelsen, kan de enkelte bestanddeler påføres separat ved viskositetsni-våer tilsvarende 50-500 centipoise ved 25°C.

En påføring på fra 1 til 10% av bindemiddel, beregnet på basis av faste stoffer, anvendes konvensjonelt. De med bindemiddel belagte spon eller lignende av tre blir så filtet eller dannet til en matte med de ønskede proporsjoner, hvilken deretter konsolideres til den ønskede tykkelse og densitet i en varmpresse. Typiske pressebetingelser er fra 14 til 42 kp/cm<2> ved 150-220°C

i 1,5-10 minutter.

De vandige polyisocyanat-lignin-bindemidler

som anvendes og deres anvendelse ved fremstilling av trebaserte plater er illustrert i de følgende eksempler, hvor andelene er gitt på vektbasis. 1 eksempler 1-26 ble sponplater fremstilt av spon av blandet furutre med et vanninnhold på ca. 4,5%. Bindemidlet ble sprøytet på sponpartiklene under anvendelse av en sprøytetid fra 1 til 15 minutter. Formningstiden var 5 minutter. Intet voks ble anvendt.

Den resulterende matte ble for-presset i kald tilstand i

5 sekunder ved 21,1 kp/cm fulgt av en holdetid på 1 sekund.

Den ble så varm-presset i 4,5 minutter, hvor isocyanat-lignin-bindemidler og urea-formaldehyd-bindemidler ble anvendt, eller i 5,5 minutter hvor fenol-formaldehyd-harpikser ble anvendt for sammenligningsformål.

Tidsforløpet til stansninger i pressen var 10-15 sekund. Pressetemperaturen var 162,8°C, og trykket på platen var 24,6 kp/cm 2 til stansninger, fulgt av et holdetrykk på 15,5 kp/cm<? >til uttakning. Det var ingen trykk-uttapping (pressure bleed) til presseåpningen, og ingen betydelig etterherdning. Plate-tykkelsen var 12,7 mm.

Resultatene er gjengitt i de følgende tabeller, hvor test-resultatene er uttrykt som ASTM D 1037-verdier, og hvor:

m c = vanninnhold.

IB = indre binding

TS = tykkelsesoppsvelling i kaldt vann, 24 timer i vann

LE = lineær utvidelse, våt, etter 3 timers kokning

MOE = elastisitetsmodul

Harpiks A = polymetylen-polyfenyl-isocyanat ("ARCO PMDI 79-4") Harpiks B = do. ("PAPI 580")

Harpiks R = do. ("RUBICON PBA 1042")

Harpiks R<1> = metylen-difcnyl-isocyanat reagert med polypropylcn-glykol (molekylvekt 2000)

R" = do. (molekylvekt 1000)

R"' = metylen-difenyl-isocyanat regaert med metakrylsyre-glykolester

Harpiks T = toluen-diioscyanater reagert med glycerol

Harpiks HX = heksametylen-diisocyanat regaert med glycerol

("Mondur HX")

Harpiks UF = kommersiell urea-formaldehyd-harpiks for

sponplater

Harpiks PF = kommersiell fenol-formaldehyd-harpiks for sponplater Cl-kraft-lignin = klorerte kraft-lignin-faststoffer inneholdende 3 vekt% klor, uttrykt som klorid-ion.

Det vil ses av resultatene i tabellen at bindemidlet

(limet) som brukes ifølge oppfinnelsen var tilfredsstillende

som sponplatelim selv om de utprøvede bindemidler inneholdt en stor andel av lignin og ikke inneholdt noe voks. I praktisk talt alle tilfeller viste disse bindemidler resultater som til-fredsstiller de kommersielle standarder for sponplater, og de kom godt ut ved sammenligning med de som kontroll anvendte kommersielle urea-formaldehyd- og fenol-formaldehyd-limstoffer for sponplater.

Eksempel 27.

Dette eksempel illustrerer anvendelse av bindemidlet som brukes ifølge oppfinnelsen ved fremstilling av trefiberplate.

Blandet tremateriale av edelgran ble redusert til fiber-

form (i motsetning til sponpartiklene i det foregående eksempel). Fibrene hadde et vanninnhold på ca. 10 vekt%.

Fibrene ble i ca. 2 minutter besprøytet med et bindemiddel omfattende 2,35% isocyanat-prepolymer (polymetylen-polyfenyl-isocyanat; "Rubicon PBA 1042") og 1,15% kalsiumbasert avlut med et faststoffinnhold på 50 vekt%. Bindemiddelblandingen inneholdt ikke voks. Bindemiddelpåføringen var 3,5%, basert på tørre fibre.

De med bindemiddel belagte fibre filtet seg til en matte i løpet av en formningstid på ca. 10 minutter. Matten ble konso-lidert ved kaldpressing og deretter varmpresset i 4,5 minutter under anvendelse av et trykk på 24,6 kp/cm<2> til stansninger, fulgt av 15,5 kp/cm2 i holdctiden.

De resulterende laboratorieplater hadde dc følgende egenskaper: MOR : 146,0 kp/cm<2>

MOE : 21.519 kp/cm<2>

TS 21,5% LE 0,69%

Kontroll-fiberplater fremstilt som ovenfor, med unn-tagelse av at de ikke inneholdt avfallslignin, hadde de føl-gende egenskaper: MOR : 17 2,5 kp/cm<2>

MOE : 24.3 32 kp/cm<2>

TS 16,1%

LE 0,69% Det vil ses at de fiberplater som inneholdt 33% avlut i stedet for polyisocyanat i bindemidlet, bibeholdt tilfredsstillende styrkeegenskaper og hovedsakelig tilsvarende dimensjonale egenskaper når de ble eksponert for vann. Dette er viktig i betraktning av den utstrakte anvendelse av fiberplater med middels høy densitet som utvendig kledning.

Claims

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et trebasert materiale, hvor trefibre eller -partikler belegges med et klebemiddel omfattende en oppløsning av lignin-faststoffer, og de belagte trefibre eller -partikler deretter konsolideres i en varm presse til ønsket tykkelse og densitet, karakterisert ved at det som klebemiddel anvendes en blanding som består av, i vektdeler, (a) et organisk polyisocyanat eller en organisk polyisocyanatpolymer med en molekylvekt på 300-2000 i en andel på 20-95 deler, (b) en vandig oppløsning av lignin-faststoffer, erholdt ved kjemisk oppslutning av lignocellulose, i en andel på deler liynin- -f-aststof f er oppløst i 5-1000 deler vann, innbefattende vann fra den vandige ligninoppløsning, med eller uten (c) formaldehyd i en andel på 1 vektdel pr. 3-6 vektdeler polyisocyanat eller polyisocyanatpolymer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel hvor organisk polyisocyanatpolymer er til stede i en andel på 50-80 vektdeler, lignin-faststoffene i en andel på 20-50 vektdeler, og vann i en andel på 20-500 vektdeler.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel hvor lignin-faststoffene er kalsium-, ammonium- eller natrium-basert sulfittavlut eller kraft-avlut.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel hvor lignin-faststoffene omfatter klorert eller bromert sulfittavlut.

5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel omfattende organiske polyisocyanatpolymerer på basis av et polymetylen-polyfenyl-polyisocyanat, difenylmetandiisocyanat, trifenylmetan-triisocyanat eller toluendiisocyanat.

6. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel omfattende en organisk polyisocyanatpolymer i form av et reaksjonsprodukt av en diisocyanat-monomer med en polyester-eller polyeter-polyol inneholdende aktive hydrogenatomer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel hvor polyolen er en polyetylen- eller polypropylen-glykol, trimetylolpropan eller 2,4,6-heksantriol.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det anvendes et klebemiddel hvor polyesteren er propylenglykol som er partielt forestret med adipinsyre.