NO773753L - Cellulosefiberholdig plate og fremgangsmaate til fremstilling derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fiberplater med en kjerne eller sentral..del som har relativ lav tetthet og med dekksjikt eller overflatedeler som har høy tetthet. Oppfinnelsen angår mer spesielt et platemateriale som har dekk-

sjikt eller overflatedeler av høy tetthet som en integrert del av en kjerne med relativ lav tetthet, hvorved nevnte dekksjikt er fremstilt ved å bringe overflatefibrene i et komprimert platemateriale av relativ lav tetthet i kontakt med urea, og deretter varmpressing av platematerialet i en etterpressing eller annen presseoperasjon, ved en temperatur på minst 274°C for å komprimere overflatedelene til glatte, stive, harde, tette dekksj ikt.

Foreliggende fremgangsmåte angår en "post-presse"- eller annen presseoperasjon for dannelse av tykke, harde, integrerte overflatedeler på, idet minste én, og, fortrinnsvis begge, overflater av et fremstilt fiberplate-substrat. En håndterbar matte blir først dannet ved å komprimere en cellulosefiber-

holdig sammensetning til en fiberplate med en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm 3. Den håndterbare matten kan komprimeres ved å tørke en matte dannet ved avsetning av en vannoppslemming av fibre på et vanngjennomtrengelig bærerorgan, slik det er vanlig ved fremstilling av isolasjonsplater, eller matten kan komprimeres under innvirkning av varme og trykk inntil den er vesentlig tørr,i en første presseoperasjon. Denne sammenpressede matten blir deretter "post-presset" for dannelse av tette overflate-

lag for oppnåelse av stivhet og styrke, mens man bibeholder en kjerne eller sentral del med relativ lav tetthet. Tettheten i kjernen blir i det vesentlige bestemt når matten sammenpresses eller komprimeres til å begynne med. For oppfinnelsens for-

mål vedrører en "post-presse"-operasjon (etter-pressing) et pressetrinn som utføres på den. håndterbare matte etter dennes sammenpressing eller komprimering.

Det er nødvendig å danne fiberplaten ifølge oppfinnelsen i to separate operasjoner. I den første operasjon dannes en sammenpresset matte og kjernetettheten bestemmes, mens den andre eller "post-presse"-operasjonen skaper tettere overflatedeler. Det er helt overraskende at en "post-presse"- eller andre presseoperasjon er effektiv når det gjelder å komprimere en overflate på en sammenpresset matte, mens kjernematerialets tetthet forblir vesentlig uforandret. Før foreliggende oppfinnelse, var det antatt at kvaliteten og de fysikalske egenskaper til en plate til syvende og sist ville være bestemt av de betingelser hvorved platen til å begynne med sammenpresses, og av de benyttede råmaterialer for fremstilling av platen, på grunn av den binding som finner sted under sammenpressingen.

Mye av den binding som er nødvendig for kohesjon og styrke i et fremstilt platemateriale, finner sted under sammenpressingen av platen ved varm-pressing. Før tørking av en plate fremstilt ved våtprosessen, er platen svak, men bindekreftene som skapes under den sluttlige sammenpressing, er vanligvis temmelig kraftige. Den samme bindeeffekt oppstår i alminnelig-het ved den sluttlige sammenpressing av en plate fremstilt ved tørrprosessen. Før varm-pressing er det løst ikke-sammenbund-ende cellulose-fiberprodukt temmelig svakt, men etter varm-pressing av matter til sin sluttlige konfigurasjon, holdes den meget sterkt sammen av den binding som oppstår under varm-pressing. Varm-pressing under komprimering bevirker en sveising eller koaleskering av cellulosefibrene ved overflaten av produktet slik at overflatedelen består av tre omgjort i modifisert form. Det er meget vanskelig å komprimere eller restrukturere overflaten av et sammenpresset produkt uten pånytt å ødelegge disse fiber-til-fiber overflatesveiser. Det er spesielt vanskelig å komprimere bare en overflatedel av en sammenpresset plate i en utstrekning som er tilstrekkelig til vesentlig å

øke styrken og stivheten til produktet under bibeholdelse av det lettvektige kjernemateriale for oppnåelse av et lettvektig produkt. Den heri beskrevne fremgangsmåte tilveiebringer disse resultater.

I U.S. patent nr (søknad. 537254) beskrives

en fremgangsmåte til etterpresse-preging ved komprimering av plater for på en effektiv og nøyaktig måte å omforme overflaten til et ferdig panel uten overflatedefekter, slik som fiber-rivning. Ifølge ovennevnte U.S. patent blir en på for-hånd sammenpresset plate preget ved etterpressing ved et trykk på minst 70 kg/cm 2 for å skape et overflatemønster, eller for oppnåelse av en permanent, ny overflatekonstruksjon hos et komprimert produkt uten å ødelegge interfiber-bindingen som er dannet i overflaten av platen under sammenpressing. Det således dannede produkt inneholder ikke en kjerne eller sentral del av relativ lav tetthet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det funnet at over-flatetettheten og de fysikalske egenskaper til en sammenpresset matte av relativ lav tetthet,- kan forandres i en etterpressingsoperasjon for å gjøre dennes overflater harde, jevne og kompri-merte ved å bringe, i det minste mattens overflatefibre i kontakt med urea. Under etterpressings-operasjonen ved en temperatur på minst 27 4°C, reagerer ureamaterialet slik at det celluloseholdige substrat, slik som en fiberplate av lav tetthet, stivner og styrkes og gir dermed den nødvendige styrke til substratets tilsiktede formål under bibeholdelse av en lettvektig sentral kjerne med relativ lav tetthet i materialet.

På denne måte blir det resulterende etterpressede substrat meget lettvektig, samtidig som det har styrke- og stivhetsegenskaper som er like eller bedre enn de til meget tyngre plater.

Man har foretatt en utstrakt undersøkelse for å bestemme den tidligere anvendelse av urea ved fremstilling av cellulose-fiberholdige substrater. Man fant forskjellige patenter og artikler angående bruk av urea for oppnåelse av brannhemming, mykgjøring, eldningsbestandighet, og som bindemiddel. Ingen av disse patenter eller artikler angår imidlertid foreliggende bruk av urea ved etterpressing av et fremstilt cellulosefiber-holdig produkt for oppnåelse av et hardt, stivt dekksjikt av relativ .høy tetthet, på en eller flere overflater .hos et materiale med en kjerne av relativ lav tetthet. Relevante patenter og artikler som ble funnet ved nevnte undersøkelse er som følger:

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et lettvektig fiberplatemateriale som har harde, tette overflatesjikt.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en lettvektig cellulosefiber-holdig gjenstand med et hardt, tett dekksjikt.på, i det minste en av gjenstandenes overflater.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en lettvektig fiberplate som har en sentral kjerne med en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm 3, og med styrke- og stivhetsegenskaper som er tilsvarende eller bedre enn hårde plater med en tetthet i området 0,7 2-1,04 g/cm 3.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et lettvektig platemateriale med en designkvalitet og egenskaper med hensyn til å tåle maling som er lik eller bedre enn de samme egenskaper til hårdplater fremstilt ifølge eksisterende teknologi.

Et videre formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte til oppnåelse av et integrert dekksjikt på en eller flere overflater hos et cellulosefiber-holdig sammenpresset produkt, ved å inkludere urea, i det minste i produktets overflatefibre, og deretter etterpresse den ureabehandlede, sammenpressede plate i en annen presse-operasjon ved en temperatur på minst 274°C.

Ifølge et viktig trekk ved oppfinnelsen, er det funnet at urea vil gi harde, tette overflatesjikt på en håndterbar. matte når overflatefibrene bringes i kontakt med dette materiale, og matten deretter "post-presses" (etterpresses) ved en temperatur på minst 274°C.

Ifølge et annet viktig trekk ved oppfinnelsen er den foreliggende teknologi utviklet for å oppnå et sterkt cellulosefiber-holdig produkt med lav tetthet, f.eks. fiberplater som har tilstrekkelig styrke til å kunne brukes som veggpanel, utvendig bekledning, og former. Produktet med høy.styrke og lav tetthet, fremstilles ved først å danne et substrat med lav tetthet og som har styrke til å kunne håndteres, idet urea inkluderes, i det minste i overflatefibrene på substratet, hvoretter substratet etterpresses for å oppnå tette ytre lag eller sjikt på de utvendige overflater.

Det er overraskende funnet at det dekksjikt som dannes ved etterpressing av et sammenpresset produkt med lav tetthet og med urea, i det minste i dets ytre overflatefibre, gir en hard, tett overflate som, om ønsket, effektivt og permanent reproduserer pregede detaljer på produktets overflate og skaper en jevn ytre overflate med utmerket toleranse for beleggmaterial-er, slik som maling. Etterpressings-operasjonen restrukturerer overflatefibrene som bringes i kontakt med urea, slik at det oppnås et lettvektig panel med eksepsjonell styrke og stivhet. Det panel som fremstilles ifølge oppfinnelsen, kan sammenlignes

i vekt, materialkostnader og fysiske egenskaper, slik som brudd-styrke og stivhet, med hårdpanel av en tykkelse på 6,3 mm og en tetthet på omkring 0,96 g/cm 3. Hårdplatematerialet med en tykkelse på 6,3 mm ble benyttet som kontroll for å bestemme levedyktigheten for foreliggende produkt av lav tetthet og med overflatelag av høy tetthet og styrke.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir et fiberplate-produkt med høy styrke og med harde, tette dekksjikt eller overflatedeler, fremstilt i to trinn. Det første trinn omfatter fremstilling av en sammenpresset håndterbar matte av relativt lav tetthet under anvendelse av våt- eller tørrprosessen som er kjent fra fremstilling av plater, og det andre trinnet omfatter etterpressing av den sammenpressede matte etter først å ha behandlet, i det minste mattens overflatefibre med urea for dannelse av et dekksjikt på produktets overflater.

Metoden for oppnåelse av en sammenpresset matte er kjent for fremstilling av platematerialer, slik som hårdplater, spon-plater, paneler, akustiske plater, isolasjonsplater og lignende.

I våtprosessen blir råmaterialet ensartet blandet i en inn-løpskasse med rikeligé mengder vann for dannelse av en opp-slemming. Oppslemmingen avsettes på et vanngjennomtrengelig bærerorgan, vanligvis i en Fourdrinier-wire, hvor mye av vannet fjernes og hvorved det etterlates en våt matte av celluloseholdig materiale. Den våte matten blir deretter tørket for å oppnå en sammenpressing eller konsolidering, slik som ved fremstilling av isolasjonsplater, eller den kan overføres fra nevnte bærerorgan og konsolideres under innvirkning av varme og trykk for dannelse av platen. Typiske trykk i området 28-35 kg/cm<2>

og temperaturer på opptil ca. 204°C anvendes i varmpresse-konsolidering av plater fremstilt ved våtprosessen. Tørrprosess-en ligner våtprosessen med den"unntakelse at de celluloseholdige fibre først belegges med et termoherdende harpiksbindemiddel, slik som en fenol-formaldehydharpiks, og deretter fordeles vil-kårlig til en matte ved luftblåsing av de harpiksbelagte fibre på bærerorganet. I tørrprosessen presses matten ved temperaturer på opptil ca. 23 2 C og trykk på mindre enn ca. 7 0 kg/cm for å herde den termoherdende harpiks og for å sammenpresse matten til en integrert, sammenpresset struktur.

Den håndterbare matten oppnådd i første trinn i foreliggende oppfinnelse, fremstilles på konvensjonell måte under anvendelse av celluloseholdig fibermateriale. For oppnåelse av de beste resultater, bør matten ha en tetthet, etter sammenpressing, i området 0,16-0,56 g/cm 3, fortrinnsvis i området 0,24-0,48 g/cm 3. Paneler av varierende tykkelser med tettheter i nevnte område kan fremstilles på kjent måte for oppnåelse av lettvektige kjernematerialer, hvorpå overflater-dekksj ikt kan tilveiebringes som angitt i det følgende.

Man har fremstilt håndterbare matter med en tetthet så lav som 0,16 g/cm 3 og en tykkelse på 38,1 mm. Matter med tettheter så lavt som 0,16 kg/cm 3 er egnet for bruk ved fremstilling av produkter ifølge foreliggende oppfinnelse. Ifølge oppfinnelser ansees således enhver matte med lav tetthet (mindre en 0,56 g/cm 3) for å være håndterbar hvis den kan tåle de operasjoner som omfatter trimming, skjæring, stabling, pakking, forsendelse og utlasting, hvilke er nødvendige i forbindelse med fremstilling av foreliggende fiberplate. Alle slike håndterbare matter kan anvendes for utøvelse av oppfinnelsen.

Den konsiliderte eller sammenpressede matten inneholdende urea presses i en etterpressingsoperasjon ved en temperatur på minst 274°C for å danne et overflatelag som her betegnes et "dekksjikt", definert som et ytre lag med en høyere tetthet enn en tykkelse av materialet hvorpå det er dannet.

Det ble ved tidligere undersøkelser funnet at varme og trykk alene ikke ville danne et tykt dekksjikt på overflaten av en plate med lav tetthet. Sjikttykkelsen var meget tynn uavhengig av temperatur og komprimering. Tabell I viser at etterpressing alene uten urea-forbehandling ikke gir et dekksjikt.

Tabellen viser også at den prøve som er etterpresset med urea, hadde høyere bruddbelastningsegenskaper enn den upressede fiberplate-prøve i en grad av 46% og en stivhet bedre enn den upressede fiberplate-prøve i en grad av 82%. Disse egenskapsforbedringer ble oppnådd til tross for at den etterpressede prøven var tynnere. Normalt ville det være forventet at det tykkeste produkt ville -ha høyere verdier for stivhet og bruddbelastning.

bøyet ved konstant hastighet. Ettersom prøven ble bøyet, ble den kraft (belastning) som ble utøvet notert. Ved bøyingen av prøven økes kraften kontinuerlig inntil prøven brekker. En belastnings/nedbøyingskurve kan oppnås for de testede prøve-stykker som angitt på medfølgende tegning. Under de innledende faser av belastningen, er den kraft som påføres en lineær funksjon av nedbøyingen. Med betegnelsen "stivhet"

menes her skråningen (kg/cm) av denne lineære del av belastnings/ nedbøyingskurven. Med den benyttede betegnelse "bruddbelastning" menes det maksimale belastningspunkt oppnådd på belastnings/ nedbøyingskurven før prøven brekker.

Forskjellige kjemikalier ble også utprøvet på overflaten av matter av lav tetthet i et forsøk på å øke dekksjikts-tykkelsen. Utprøvede kjemiske materialer var fenol-formaldehyd-harpiks, urea-formaldehydharpiks, gelatin, blandinger av gelatin med fenol-formaldehyd, n-metylolakrylamid, og urea. Urea viste seg å være uventet overlegen når det gjaldt dekksjikts-dannelse på overflaten av et cellulosefiber-holdig substrat, spesielt for fiberplater med lav tetthet (0,16-0,56 g/cm 3), slik som vist i tabell II:

Ved forsøk på å oppnå tykkere overflate-sjikt på den håndterbare matten under etterpressing, ble det funnet at urea

måtte ha en dyp inntregning i overflatefibrene i matten før etterpressing. Overflate-spraying eller -dusjing ledet derfor til impregneringsmetoden for inkorporering av urea i den håndterbare matte.

Det er funnet at når urea impregneres i overflaten på en håndterbar matte etter innledende konsolidering eller sammenpressing av matten, kan et meget tykkere dekksjikt dannes ved vakuumimpregnering med ureamateriale for oppnåelse av en sjikttykkelse i området 1,52 mm. Urea er overraskende nok det eneste kjemiske impregneringsmiddel som kan gi en sjik-tykkelse på 1,52 mm,uansett impregneringsmidlets inntregnings-dybde.

Ved testing av forskjellige grader av ureainntregning ved vakuumimpregnering av den håndterbare matten etter innledende sammenpressing, ble det funnet at øking av dybden for ureainntregning utover den som var nødvendig for å gi dekksjikt med tykkelse 1,52 mm, f.eks. i en grad av 541,7 kg/1000 m 2, ikke forbedrer platens fysiske egenskaper, og dekksjiktets tykkelse økes heller ikke utover 1,78 mm.

Ifølge de oppnådde resultater som angitt i tabell III, ble hvert behandlingsmateriale påført på overflaten av en håndterbar matte med en tetthet på 0,3 2 g/cm 3 ved tilhørende kostnadsnivå og en vakuumkasse ble anvendt på den undre overflate av matten for å sikre dyp inntregning av impregnerings-midlet. Etter impregnering ble hver matte tørket slik at fuktighetsinnholdet i varmpressen (etterpressen) ikke overskred 10% (våtbasis). Etterpressingsbetingelsene var som følger:

Det skal bemerkes at mens urea var det beste inntregnings-middel for oppnåelse av et tykt, hardt, tett, seigt dekksjikt på overflaten av en håndterbar matte, fikk man en delaminering av hvert av disse urea-dekksjikt ved etterpressingsbehandling slik at man stod tilbake med et sekundært og et vanskelig problem med hensyn til klebing av dekksjiktene til kjernematerialet.

Undersøkelser for å finne en løsning på dekksjikt-delamineringsproblemet ledet til den teori at urea muligens tren-gte inn til kjernematerialet og disintegrerte eller på annen måte forstyrret urea-formaldehydbindemidlet ved grenseflaten og derved forårsaket dekksjikt-delaminering.

Håndterbare matter med en tetthet på 0,40 g/cm3' ble dannet og inneholdende 8% fenol-formaldehydharpiks som bindemiddel. To slike matter ble impregnert på hver overflate med urea i mengder på 13 6,6 og 268,4 kg/1000 m 2/side. Mattene inneholdende fenol-formaldehyd ble deretter etterpresset under følgende betingelser:

Man fikk overraskende nok ingen delaminering av mattene etter etterpressing. Sammenlignet med samme plate inneholdende 8% urea-formaldehydharpiks-bindemiddel ble det observert at dekksjiktene dannet på platen, inneholdende urea-formaldehyd-bindemiddel, alltid var tykkere enn sjiktene oppnådd på platene inneholdende frenol-formaldehydbindemiddel, som angitt i tabell IV:

Den håndterbare matten kan følgelig fremstilles med en kombiansjon av harpiksbindemidler for å dra fordel av de tykkere dekksjikt som oppnås under anvendelse av et urea-formaldehydbindemiddel og for å dra fordel av fraværet av delaminering under anvendelse av et annet bindemiddel, slik som fenol-formaldehyd. Det ble videre funnet at, når urea anvendes ved impregnering av matten, fikk man det hardeste dekksjikt (mest slipende) ved kombinasjonen av urea-formaldehyd med fenol-formaldehyd-bindemidler. Det ble fremstilt håndterbare matter under anvendelse som bindemiddel av fenol-formaldehyd-harpiks og en kombinasjon (1:1 vektforhold) av fenol-formaldehyd-harpiks med urea-formaldehyd-harpiks, idet hver av mattene ble impregnert med urea på sin overflate og etterpresset uten delaminering. Konsol-iderings- og etterpressingsbetingelsene var følgende:

Fremstilling av håndterbar matte ( tørrprosess):

1. Urea-formaldehyd/fenol-formaldehyd-bindemiddelsystem:

Platenes karakteristika er angitt i nedenstående tabell

V.

Det ble videre funnet at plater inneholdende en kombinasjon av urea-formaldehyd- og fenol-formaldehyd-bindemidler er stivere og sterke enn plater bundet med fenol-formaldehyd. Det billigste harpikssystem; det er kombinasjonen av fenol-formaldehyd og urea-formaldehyd, ga et tykt, lettvektig panel som var stivere og like sterkt som hårdplater med en tetthet på nesten 0,9 6 g/cm<3>.

Målene for dekksjikt-tykkelse hos de etterpressede, ureabehandlede, urea-formaldehyd/fenol-formaldehyd (1:1 vektforhold)

-bundede matter, er angitti tabell VI.

Det er foretrukket å kombinere fenol-formaldehyd- og urea-formaldehyd-harpiksene i et vektforhold på 1:1, og å anvende et totalt harpiksinnhold i området 6-20 vekt-% beregnet på total plate (tørrbasis). Mengden av sekundært bindemiddel, slik som fenol-formaldehyd-harpiks, kan imidlertid variere over et bredt område.

Det er temmelig overraskende at delaminering av dekksjiktene fra kjernen kan hindres når urea inkluderes i overliggende fibre ved fremstilling av den håndterbare matte, uten hensyntagen til det spesielle matte-bindemiddel. Når urean-formaldehyd er det eneste syntetiske bindemiddel i matten, fore-kommer ingen delaminering så lenge ureamaterialet kombineres i en mengde på høyst ca. 20 vekt-% av de overliggende fibre. Urea-materialet kan kombineres i mengder på over 2 0 vekt-% av de overliggende fibre så lenge matten inneholder et ytterligere bindemiddel, slik som fenol-formaldehyd. Når urea innblandes i de overliggende fibre, i motsetning til impregnering i en konsoli-dert, håndterbar matte, er fenol-formaldehyd følgelig ikke nød-vendig som bindemiddel i kjernematerialet. Det er funnet at ethvert egnet bindemiddel, slik som urea-formaldehyd, kan anvendes for dannelse av matten uten delaminering så lenge urea-materialet inkluderes i de overliggende fibre ved fremstillingen av matten.

Som omtalt ovenfor, vil, under impregneringsprosessen, tilstedeværelsen av urea i en plate inneholdende urea-formaldehyd-harpiksbindemiddel, betydelig retardere bindemidlets evne til å herde ved normale pressebetingelseri Siden de ureabehandlede sideflatelag fullstendig omdannes til sterke, tette dekksjikt ved den sekundære, høytemperatur-presseoperasjon (etterpressing), behøver imidlertid ikke urea-formaldehyd-harpiksen i flatelagene fullstendig herdes under fremstillingen av matten, uten hensyntagen til urea-inkorporeringsprosessen. Forsøk har vist at bøye-egenskapene til de ferdige etterpressede plater ikke er avhengig av flatelagets harpiksinnhold. Ifølge en foretrukken utførelse av inkorporeringsmetoden i de overliggende fibre, behøver følge-lig harpiksinnholdet i flatelagene ikke være så høyt som harpiksinnholdet i kjernelaget; det behøver bare være høyt nok til å tilfredsstille håndterbarhetskravet. Omtrent 4% harpiksbindemiddel i flatelagene er f.eks. tilstrekkelig sammenlignet med 8% harpiksinnhold i kjernen.

En håndterbar matte ble fremstilt med en tørrbasisvekt på 5,12 kg/cm 2 ved dannelse av matten i tre lag fra tre separate innløpskasser med urea innblandet i to overflatelag, og sammenpressing for oppnåelse av en håndterbar matte med urea i to ad-skilte overflatelag, men ikke i den sentrale kjernen. Mengden av urea innblandet i de overliggende lag eller overflatelagene var 12 vekt-% av overflatefibre. Urea-formaldehyd-harpiksbindemiddel ble fordelt i kjernen i en mengde på 8 vekt-% og i flatelagene i en mengde på 4 vekt-%. Flate/kjerrie/flate-vektforholdet var 1/3/1. Betingelsene ved pressing av matten for konsolidering var følgende:

For å oppnå bedre overflate-glatthet og malingstoleranse, ble den således fremstilte håndterbare matte med en tetthet på 0,4 3 g/cm 3, også overflatebehandlet med urea i en mengde på 53,7 kg urea pr. 1000 m 2, ved sprøyting av en vandig oppløsning av urea på overflaten av matten like før etterpressing. Tre-lags matteoverflaten, behandlet med urea, ble deretter etterpresset under følgende betingelser uten delaminering:

Den ureabehandlede, etterpressede fiberplate ble sammenlignet med en gipsplate, et finérpanél og hårdplatepanél, hvorved nedenstående resultater ble oppnådd:

Belastnings/nedbøyingsforsøk på platene i tabell VII er vist på tegningen. Hårdplate med ekvivalent basisvekt (C) brytes ved omkring halvparten av den belastning som tåles av platen med lav tetthet fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse (A).

I tillegg til å være stivere og sterkere enn hårdplaten med en meget større tetthet, er overflateegenskapene til platen med lav tetthet overlegne med hensyn til hardhet, pregekvalitet og malingstoleranse. Med den benyttede betegnelse "design-kvali-tet" menes et mål for reproduksjonsnøyaktigheten for mønsteret hos en pregeplate på overflaten av (en~"kl5ns6lid'ert éller^sammén^7 presset matte. Platen, fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse, tillater dypere pregemønstre på grunn av den lavere tetthet. Med den benyttede betegnelse "malingstoleranse" menes den evne platen har til å holde malingen på sin overflate uten at en betydelig mengde av malingen går inn i platen.

Den ovenfor fremstilte håndterbare matte behandlet med urea i sine overflatelag, ble varmpresset til plater med krom-passer-mål eller tykkelser på 9,53 mm, 11,11 mm og 12,7 mm, og tettheten, stivheten, bruddbelastningsevnen og målet for arbeid til svikt hos hver ferdige plate, er angitt i nedenstående tabell

VIII.

Dekksjikt-tykkelsen ble funnet å være omtrent den samme hos hver plate uten hensyn til platens tetthet.

Forsøk på å øke dekksjikt-tykkelsen ved å øke temperaturen og tiden ved etterpressingen, ledet til resultatene angitt i nedenstående tabell IX.

De håndterbare matter i tabell IX hadde hver en tykkelse på 15,9 mm, en tetthét på 0,32 g/c_ m ■ 3 og overflate/kjerne-vektforhold på 2/3 og 2/2. Hver matte var bundet med en 1:1 vekt-bland- ■ ing av fenol-formaldehyd og urea-formaldehydharpikser ved et harpiksinnhold på 9%. Overflatefibrene ble behandlet med urea i en mengde på 268,4 kg/1000 m 2/flate for matten med nevnte vektforhold på 2/3 og i en mengde på 336,7 kg/1000m 2/flate for matten med vektforholdet 2/2. En dekksjikt-tykkelse, som angitt i tabell IX, representerer midlet for minst 10 målinger. Forskjellene i dekksjikt-tykkelsene kan ikke ansees som betydelige fordi det er en betraktelig variasjon og overlapping i målingene, slik som vist i nedenstående tabell X for området av dekksjikt-tykkelser.

Det er funnet at økning av harpiks-bindemiddelinnholdet i de overliggende lag under innføring av ura i de overliggende fibre under fremstilling av matten, ikke forbedrer den etterpressede plate. Man har også funnet at etterpressing gir for-øket stivhet til produktet, men i liten grad svekker kjernematerialet under etterpressing. Størrelsen av trykket som anvendes ved etterpressing, bør ikke være over 21 kg/cm 2. En viss tykkelsesreduksjon må imidlertid bli resultatet ved etterpressing når man anvender både varme og trykk for dannelse av et dekksjikt. Et kontakttrykk (ikke merkbart) er tilstrekkelig for å gi en svak tykkelsesreduksjon. Det er funnet at etterhvert som fibrene sammenpresses under etterpressingsoperasjonen, økes tettheten i de overliggende lag og, i en viss grad, i kjernematerialet. Deretter begynner kjernen å motstå sammenpressing. Følgelig vil overflatelagene sammenpresses mer enn kjernen.

En håndterbar matte med en konstant basisvekt ble oppdelt i plater av lik størrelse og sammenpresset til forskjellige tykkelser for oppnåelse av prøver med forskjellige tettheter, slik at man derved kunne bestemme den optimale tykkelse og kjernestyrke hod produktet. De oppnådde resultater er angitt i nedenstående tabell XI.

Følgende eksempel angir en foretrukken utførelse for fremstilling av en etterpresset fiberplate med lav tetthet ved påføring av harpiks på de overliggende fibre:

Den håndterbare matte med en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm<3>etterpresses ved en temperatur på minst 274°C. For å dra full fordel av foreliggende oppfinnelse bør etterpressingstemper-aturen ikke overskride 34 3°C. Det er foretrukket å foreta etter-pressing ved en temperatur i området 274-302°C.

For å bibeholde et kjernemateriale med relativt lav tetthet i fiberplateproduktet, bør trykket under etterpressingen ikke overskride ca. 21 kg/m 2. Trykket kan variere avhengig av tettheten i matten; med matter som har lavere tetthet, (dvs. 0,16-0,32 g/cm 3) er det foretrukket å anvende trykk av størrelsesorden 2,1-10,5 kg/cm 2 ved etterpressing. Det er alltid foretrukket å o be-nytte trykk ved etterpressing under 14 kg/cm 2. Etterpressings-tiden er ikke kritisk og er fortrinnsvis i området 5-60 sek. Med høyere temperaturer i området 302-343°C, er det ønskelig å fjerne produktet fra etterpressingsoperasjonen i løpet av 30 sek. for å unngå forkulling eller dekomponering av overflatedekksjikt.

Mengden av urea som skal til for å danne en tilstrekkelig dekksjikt-tykkelse for oppfinnelsens formål, er minst ca. 5 vekt-% av de fibre som føres i kontakt. Det vil si at i kombinasjon med impregneringsprosessen er den vekt-% urea som skal til minst 5%, basert på tørrvekten av overflatematerialet, i hvilket det kjemiske stoff har inntrengt. I kombinasjon med en prosess hvor det kjemiske stoff kommer i kontakt med de overliggende fibre,

er den vekt-% urea, som skal til, minst 5% basert på tørrvekten av det overliggende materiale.

Den maksimale mengde urea, som kan inkorporeres i den håndterbare matte, er avhengig av tilstedeværelsen av urea-formaldehyd-harpiksbindemidler i matten. Matter, bundet med fenolharpiks,

Sammenligninger ved krumming eller holding over et spenn på 40,6 cm har vist at produktet med lav tetthet (9,5 mm) er mer motstandsdyktig overfor krumming enn en 6,4 mm hårdplate. kan behandles med større mengder urea enn matter bundet med urea-formaldehydharpikser. Etterhvert som ureainnholdet i overflatelagene øker, vil stivheten til det etterpressede panel øke, og dekksjiktene blir mer tydelige ved siden av at pregekva-liteten og malingstoleransen forbedres.

For å trekke full fordel av oppfinnelsen, bør ureainn-hpldet, som inkorporeres i matten, være i området 6-20%, basert på tørrvekten av materialet som bringes i kontakt dermed, og fortrinnsvis i området 9-17 vekt-%. Når et bindemiddel annet enn urea-formaldehyd-harpiks, slik som fenol-formaldehyd-harpiks, anvendes ved dannelsen av matten, har ureainnholdet intet maksimum. Det oppnås imidlertid ingen fordeler hva angår dekksjikt-tykkelse eller andre egenskaper ved bruk av mer enn ca. 20% urea, basert på tørrvekten av behandlet mattemateriale. Når urea-formaldehyd er eneste bindemiddel som benyttes ved dannelsen av matten, kan urea inkoporeres ved hjelp av den prosess hvor overliggende fibre bringes i kontakt med urea, i en mengde som ikke overskrider ca. 30%, basert på tørrvekten av det overliggende materiale. Produktet, dannet ved foreliggende fremgangsmåte, har et

■hardt, glatt dekksjikt med en tetthet i området 0,64-0,88 g/cm3, vanligvis ca. 0,80 g/cm<3>. Dekksjiktets sammensetning kan ikke bestemmes ved analyse. Basislaget eller kjernematerialet, som ligger under dekksjiktet, har en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm 3, slik at lettvektige produkter med varierende tetthet kan fremstilles med dekksjikt så tykke som 1,78 mm.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte til fremstilling en cellulosefiber-holdig plate med et dekksjikt på i det minste én av dens overflater,karakterisert vedat man

komprimerer en fiberholdig sammensetning inneholdende cellulosefibre, under innvirkning av varme og trykk for dannelse av en sammenpresset matte med en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm 3; innfører urea i minst ett overflatelag av fibre i matten i en mengde i området 5-2 0% basert på overflatelagets tørre vekt, og varmpresser den sammenpressede matten som inneholder urea i det minste i sine overflatefibre, ved en temperatur på minst 274°C for dannelse av en plate med et dekksjikt på minst én av dens overflater, hvor nevnte dekksjikt, som defineres av en materialtykkelse på .nevnte overflate av platen, har en tetthet som er større enn den til det materiale hvorpå dekksjiktet er dannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert_v e d at den sammenpressede matten dannes ved innføring av urea i overflatefibrene som et overliggende lag, hvorved man avsetter et første fiberlag for dannelse av en kjerne av fibre; avsetter et annet fiberlag inneholdende urea på nevnte kjerne av fibre hvorved det andre fiberlaget sammenblandet med kjerne-fibrene, slik at det andre fiberlaget, inneholdende urea, blir en integrert del av fibrene i kjernen; sammenpresser første og andre fiberlag for dannelse av en matte med en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm<3>, og deretter varmpresser den sammenpressede matten ved en temperatur på minst 274°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisertved at det andre fiberlag inneholder urea i en mengde på minst 5% basert på tørrvekten av det andre laget.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den ureaholdige matten varmpresses ved en temperatur i området 274-343°C.

5. Fremgangsmåte•til fremstilling av en cellulosefiber-holdig plate med et relativt tett dekksjikt på i det minste én av dens overflater,karakterisert vedat man impregnerer en sammenpresset cellulosefiber-holdig matte med en tetthet på under 0,56 g/cm 3, med urea i en mengde i området 5-20% basert på tørrvekten av det mattemateriale som bringes i kontakt med urea; og presser nevnte impregnerte matte ved en temperatur på minst 274°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at den impregnerte matten presses ved en temperatur i området 274-343°C.

7. Fremgangsmåte til fremstilling av en fiberplate omfatt-ende varmpressing av en cellulosefiber-holdig matte for å sammenpresse matten til en enhetlig struktur med en tetthet på under 0,5 6 g/cm 3,karakterisert vedat man impregnerer minst én av mattens overflater med urea i en mengde på minst 5% basert på tørrvekten av den del av matten som bringes i kontakt med urea, og deretter varmpresser nevnte impregnerte, sammenpressede matte ved en temperatur på minst 274°C i et tidsrom tilstrekkelig til å danne et hardt, tett dekksjikt på mattens overflate.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved at varmpresser den impregnerte, sammenpressede matte ved et trykk som ikke overskrider 21 kg/cm 2.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisertved at man varmpresser nevnte impregnerte, sammenpressede matte ved et trykk i området 2,1-21 kg/cm 2.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisertved at man varmpresser nevnte impregnerte, sammenpressede matte ved et trykk i området 7-17,5 kg/cm 2.

11. Fremgangsmåte for dannelse av et hardt, tett dekksjikt på overflaten av en fiberplate,karakterisertved at man bringer overflatefibrene hos en cellulosefiber-holdig matte med en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm 3, i kontakt med urea; og deretter varmpresser nevnte matte i en oppvarmet presse ved en temperatur på minst 274°C for dannelse av en plate med et dekksjikt på mattens nevnte overflate, hvilket dekksjikt har en tetthet som er større enn tettheten til materialet hvorpå dekksjiktet er dannet.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisertved at matten varmpresses ved en temperatur i området 274-343°C og ved et trykk som ikke overskrider 21 kg/cm^.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisertved at nevnte oppvarmede presse omfatter en ventilasjons-plate for utslipping av gasser dannet i pressen.

14. Fremgangsmåte til fremstilling av en cellulosefiber-holdig plate med et dekksjikt på i det minste én av dens overflater,karakterisert vedat man danner en cellulosefiber-holdig håndterbar matte med en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm 3 og med et syntetisk bindemiddel som er forskjellig fra urea-formaldehyd-harpiks; impregnerer matten med urea; og varmpresser den impregnerte matte ved en temperatur på minst 274°C for dannelse av plate.med et dekksjikt på i det minste én av dens overflater.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisertved at bindemidlet utgjøres av stivelse.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisertved at urea-formaldehydharpiksen omfatter høyst 90 vekt-% av totale bindemidler i platen.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisertved at matten inneholder fenol-formaldehydharpiks- og urea-formaldehydharpiks-bindemidler.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisertved at matten impregneres i en mengde i området 5-30% basert på den totalte tørrvekt av mattematerialet som bringes i kontakt med urea.

19. Fremgangsmåte til fremstilling av en cellulosefiber-holdig plate med et dekksjikt på i det minste én av dens overflater,karakterisert vedat man avsetter et første fiberlag for dannelse av et basislag som skal understøtte i det minste et overflatedekksjikt; avsetter et annet fiberlag over det første fiberlag, idet det andre fiberlaget inneholder urea i en mengde på minst 5% basert på totalvekten av det andre fiberlag; sammenpresser det første og det andre lag i en oppvarmet presse ved en temperatur på mindre enn 260°C og ved et trykk på mindre enn 49 kg/cm 2 for dannelse av en sammenpresset, håndterbar matte med en tetthet i området 0,16-056 g/cm 3; og deretter varmpresser den sammenpressede, håndterbare matten ved en temperatur i området 274-343°C og ved et trykk som ikke overskrider 21 kg/cm 2for dannelse av i det minste et dekksjikt på nevnte basislag.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19,karakterisertved at man avsetter et tredje fiberlag i kontakt med basislaget før sammenpressing av nevnte første og nevnte andre lag for derved å oppnå nevnte basislag mellom det andre og tredje fiberlag, idet det tredje fiberlag inneholder urea i en mengde på minst 5% basert på totalvekten av det tredje fiberlaget; og sammenpresser nevnte tre lag til en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm3.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 19,karakterisertved at det andre og det tredje laget inneholder omtrent halvparten av den bindemiddelmengde som befinner seg i basislaget.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 18,karakterisertved at ureamengden i det andre laget er i området 9-17% av tørrvekten av nevnte andre lag.

23. Fiberplate,karakterisert vedat den omfatter en basislag inneholdende cellulosefibre og et bindemiddel, hvor nevnte basislag har en tetthet i området 0,16-0,5 6 g/cm 3; og et integrert dekksjikt som befinner seg på i det minste én flate av nevnte basislag, hvilket sjikt har en tetthet i området 0.64-0,88 g/cm 3 og er dannet ved at overflatefibre i fiberplaten er brakt i kontakt med urea, i en mengde på 5-20% basert på tørrvekten av fibre som er kontaktet, og oppvarming av disse behandlede overflatefibre under trykk ved en temperatur på minst 274°C.

24. Fremgangsmåte til fremstilling av en cellulosefiber-holdig plate som har et dekksjikt på i det minste en av platens overflater,karakterisert vedat man avsetter en vannoppslemming av cellulosefibre på et vanngjennomtrengelig bærerorgan for dannelse av en våt matte; tørker nevnte våte matte til et vanninnhold på under 8%, basert på mattens totalvekt, for å sammenpresse matten, hvilket gir matten en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm 3; innfører urea i det minste i overflatefiberlaget på matten i en mengde i området 5-20%, basert på tørrvekten av overflatelaget; og varmpresser den sammenpressede matte inneholdende urea i det minste i dens overflatefibre, ved en temperatur på minst 274°C for dannelse av en plate med dekksjikt på i det minste én av dens overflater, hvilket dekksjikt er definert ved en materialtykkelse på nevnte overflate av platen, med en tetthet som er større enn den til materialet hvorpå dekksjiktet er dannet.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 24,karakterisertved at den sammenpressede matte dannes ved innføring av urea i overflatefibrene som et overliggende lag, hvorved man avsetter et første fiberlag for dannelse av en fiberkjerne; avsetter et annet fiberlag, inneholdende urea, over nevnte fiberkjerne hvorved det andre fiberlag sammenblandes med fiberkjernen, slik at det andre fiberlag, inneholdende urea blir en integrert del av nevnte fiberkjerne; sammenpresser nevnte første og andre lag for dannelse av en matte med en tetthet i området 0,16-0,56 g/cm<3>; og deretter varmpresser den sammenpressede matte ved en temperatur på minst.274°C.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 24,karakterisertved at den ureaholdige matten varmpresses ved en temperatur i området 274-343°C.

27. Fremgangsmåte til fremstilling av en fiberplate, omfatt-ende sammenpressing av en cellulosefiber-holdig matte til en håndterbar matte med en tetthet på mindre enn 0,56 g/cm3,karakterisert vedat man impregnerer minst én overflate hos den sammenpressede matte med urea i en mengde på minst 5%, basert på tørrvekten av den del av matten som er brakt i kontakt med urea-materialet, og deretter varmpresser den impregnerte, sammenpressede matten ved en temperatur på minst 274°C i et tidsrom som er tilstrekkelig til danne et hardt, tett dekksjikt på overflaten av matten.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 27,karakterisertved at man varmpresser den impregnerte, sammenpressede matten ved et trykk som ikke overskrider 21 kg/cm 2.