NO873681L - Fremgangsmaate ved liming av et lignocellulosemateriale. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved liming av lignocellulosemateriale hvor et herderaiddel injiseres i et sjikt inneholdende et bindemiddel som er en alkalisk fenol-fonnaldehyd harpiks. Blanding i sjiktet av herderen og bindemiddelet foretas, og blandingen påføres lignocellulosematerialet. Lignocellulosematerialet blir derpå presset sammen, og bindemiddelet herdet. Herderen kan være en ester, et lakton eller et organisk karbonat.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved avbinding av cellulosemateriale, så som ved fremstilling av finér, harde fiberplater, sponplater, fiberplater, orienterte sponplater o.l.. Mere spesielt anvendes ved frem-gangsmåten en ester, en lakton eller et organisk karbonat-herdemiddel for fenol-formaldeharpikser som konvensjonelt anvendes ved avbinding av slike cellulosematerial er. Herde-middelet injiseres i harpiksen og de to komponenter blandes ved et kort "in-line" blandes inn.

Fenol-formaldeharpikset anvendes i stor utstrekning som klebemidler og bindemidler i mange produkter, innbefattende trekonstruksjonsprodukter så som finér, sponplater, fiberplater, harde fiberplater og orienterte sponplater. Produk-tiviteten i anlegg som fremstiller slike trekonstruksjonsprodukter anvender flytende fenol-formaldehydresol (PF) bindemidler er begrenset av herdehastigheten for bindemidlet i varmepressen. Dette skyldes den iboværende, langsomme varmeherding av disse produkter, sammenlignet med andre vanlige anvendte bindemidler og som følge av behovet for å eliminere fuktighet fra systemet under herding.

Det er kjent at PF harpiksherdingen kan akselereres ved å tilsette formaldehyddonorer, så som heksametylentetramin eller via forskjellige organiske og uorganiske syrer. Disse fremgangsmåter er ikke velegnet for foreliggende formål, blant annet fordi heksametylentetramin er relativt inn-effektiv sammen med resoler, og syrer forårsaker problemer med hydrolyse av trefibrene og korrosjon av bearbeidnings-utstyret og metallfesteanordninger. I det tyske utlegnings-skrift nr. 1.065.605 er vist at laktoner kunne anvendes for å herde PF bindemidler egnet for treliming.

Finér er en limet treplate som er sammensatt av relativt tynne lag eller finerer hvor fiberretningen i tilstøtende lag utviser en vinkel i forhold andre (vanligvis 90^). De vanlige konstruksjoner har et odde antall lag for å gi en balansert konstruksjon. Hvis tykke lag av tre anvendes som finér så anvendes ofte to korresponderende lag med fiberretningen parallelle med hverandre. Finér som er konstruert på denne måte blir ofte betegnet som firelags eller seks-lags. De ytre lag er forside- og baksidelag og de indre lag er kjerner eller sentre. Lagene mellom det indre og det ytre lag er krysslagt. Kjernen kan være finér, trelast eller sponplater, og den totale platetykkelse er vanligvis ikke mindre enn 3 mm og vanligvis ikke mere enn 50 mm.

Generelt vil finérplatene tørkes for å fjerne fuktighet til et nivå som er forenlig med liming. Platene belegges med et flytende lim på over- og/eller undersiden etter behov med med limspreder. Varme og trykk påføres i en varmepresse for å herde limet og binde panelene sammen til å gi finér.

Tørrlagt bord er vanlig form for sammensatte paneler. De kan fremstilles fra trefibre. Ved fremstilling av en slik plate blir rått trevirke brutt ned til fiberform, besprøyt-et med et passende klebemiddel og deretter omdannet til en matte ved en sikte eller tørrlegningsteknikk. Matten blir deretter utsatt for høy trykk og forhøyet temperatur for å kompaktere matten til den ønskede tetthet, vanligvis 640-960 kg/m^. Ved denne varmepresseoperasjon vil den høye temperatur forårsake at harpiksen herder og danner en klebende binding mellom fibrene.

Ved fremstilling av spon for fremstilling av sponplater kan forskjellig materialer anvendes. Bordet kan dannes av en homogentype partikler, dvs. alle partikler kan være flak-formet eller de kan alle være i form av fibre. Bordet kan være fremstilt fra et enkelt lag eller det kan bestå av flere lag med fine overflateflak som påføres over en kjerne av grovere flak, eller de kan ha en kjerne av grove flak med et overliggende lag av fibre på hver av dets overflater. Andre kombinasjoner kan også anvendes.

Ved fremstilling av sponplater blir en vandig oppløsning av et syntetisk harpiksbindemiddel sprøytet over tresponene i en mengde fra 6-10 deler harpikstørrstoff pr. 100 deler

tørre trespon. De harpiksbehandlede spon blir deretter om-formet til en matte og kompaktert i en varmepresse til den ønskede densitet. Denne flåtetype blir vanligvis fremstilt med en densitet i området 560-720 kg/m^. Typisk vil tykkelsen for sponplaten falle innen området 3-50 mm.

Denne fremstillingsmåte er ganske anvendelig. Materialet som ellers ville være avfallsmateriale kan formes til ønskelige produkter, eksempelvis kan høvelspon omdannes til nyttige sponplater ved denne fremgangsmåte, anvendt alene eller i kombinasjon med andre trespon. Mattefremstillings-prosessen har blitt raffinert og forbedret, slik at det nå er vanlig å fremstille en flerlagsplate. For eksempel kan det anvendes tre formingshoder. Hvert hode ved hvilke på-føring av flak, fibre eller spon som er besprøytet med harpiks og voks ned på en bevegelig vire eller nettplate. Det første formingshodet avlegger et fint overflatemateriale, det andre nedlegger det grovere materiale for senterlaget av platen og det tredje hodet avlegger et andre ytre lag av fint overflatemateriale.

I tillegg til den ovenfor beskrevne matteforming-varme-presseprosess er også en ekstruderingsprosess nå i anvendelse. Ved denne prosess blir en blanding av trepartikl er, harpiks og vokslim presset ut gjennom en dyse for å gi en flat plate. Ekstruderingsprosessen blir vanligvis anvendt for egen produksjon av firmaer som fremstiller de resulter-ende sammensatte paneler for anvendelse i møbelkjerner.

Visse moderne prosesser utnytter en kombinasjon av presse-herding med varmeplater og varme generert med radiohøyfre-kvens. Denne kombinasjon til at rask herding med minimum pressetid.

Mens tørrprosessteknikkene for fremstilling av sammensatte paneler fullstendig er avhengig av syntetiske harpiksklebe-midler så finnes det våtprosessteknikker som kan anvendes for fremstilling av plater uten anvendelse av syntetiske harpiksbindemidler. Imidlertid vil man ofte i vanlig praksis ved fremstilling av våtprosesspaneler så som en hard fiberplate tilsette en mindre mengde syntetisk harpiksbindemiddel for å forbedre egenskapene for produktet slik at det kan benyttes i krevende anvendelser. Ofte er andelen av harpiksbindemidlet være i størrelsesorden 1/10 til 1/20 av andelen anvendt ved tørrprosessen.

Ved matteformningstrinnet ved våtprosessen blir en oppslem-ning av fibret avvannet på en sikt til å gi en våt matte. Ofte blir matten fremstilt som et endeløst bånd og kuttes til den ønskede pl atestørrelse for herding.

Ved fremstilling av harde fiberplater blir den våte matte behandlet noe forskjellig fra den som anvendes ved tørrpro-sessen. Voksemulsjonen blir eksempelvis tilsatt i våtenden av matteformningsmaskinen. Tilstrekkelig emulsjon, generelt parafinvoks anvendes for å tilsette fra 0,3-3,0% voks til fibrene, regnet på tørrvekt. På samme måte når et harpiksbindemiddel tilsettes i våtprosessen blir det generelt tilsatt til fiberoppslemningen før matten dannes. Bindemidler kan utfelles på bindemidlene ved å surgjøre oppsi emningen ved tilsetting av alum.

Våtprosessteknikker blir også anvendt ved fremstilling av isolasjonsplater. For denne produkttype legges det vekt på en lav densitet som kombinerer varmeisolasjon og lydabsor-berende egenskaper i en komposi11pl ate. Med tilsetning av syntetiske harpikser og andre additiver kan egenskaper så som overf1 atekvalitet, styrke og fuktighetsresistens for isolasjonsplat ene forbedres.

Foreliggende oppfinnelse følger konvensjonell praksis i mange henseende vedrørende fremstilling av konstruksjonstreprodukter. Foreliggende oppfinnelse modifiserer den kon-vensjonelle praksis ved å injisere et herdemiddel inn i rørledningen som fører harpiksbindemidlet til applikatoren. En kort "in-line" blanding av herdemidlet og harpiksbindemidlet utføres og blandingen påføres det ønskede lignocellulosematerialet på konvensjonell måte. Lignocellulosematerialet blir deretter komprimert og bindemidlet herdet. Herdebindemidlet kan være en ester, en lakton eller et organisk karbonat.

Den vedlagte tegning viser et representativ skjematisk utstyrsdiagram som kan anvendes i foreliggende fremgangsmåte.

Foreliggende fremgangsmåte vedrører anvendelse av en blanding av et herdemiddel og en harpiks, i det etterfølgende betegnet som en akselerert harpiks for avbildning lignocel-lulosemateri aler så som de som inngår ved fremstilling av finér, harde fiberplater, sponplater, porøse fiberplater, orienterte sponplater og lignende. Fenol-formaldehydresol-harpikser anvendes konvensjonelt ved fremstilling av struk-turelle treprodukter ved sammenliming av 1ignocellulosemat-erialer.

Fenolformaldehydharpiksen kan være ikke forlenget eller forlenget. Den antallsmidlere molekylvekt er fortrinnsvis større enn 700, mere foretrukket større enn 1000 og mest foretrukket innen området 1000-2200. Forholdet mellom formaldehyd til fenol er fortrinnsvis 1,5:1 til 3,0:1. Har-piksoppløsningen har et alkaliinnhold, dvs. inneholder en base, i området 1-15%, fortrinnsvis 2-8%, regnet på vekten av harpiksoppløsningen og hvor basen er natriumhydroksyd. Når en annen base anvendes er al kaliinnholdet proporsjonalt tilsvarende. For eksempel hvis basen er kaliumhydroksyd bør alkaliinnholdet være 0,7-10,71%. I det etterfølg-ende vil alkaliinnholdet bety prosentandelen av oppløs-ningen som er ekvivalent med vekt av natriumhydroksyd, hvis intet annet er angitt med hensyn til basen. For eksempel vil et alkaliinnehold på 6,4% KOH være ekvivalent med et alkaliinnhold på ca. 9%, regnet på den ekvivalente vekt av natriumhydroksyd. Ytterligere base kan tilsettes til en kommersiell harpiks for å bringe denne til denønskede kon- sentrasjon. Basen kan være et alkalimetall eller en jord-alkalimetallforbindelse, så som et hydroksyd.

Herdemidlet for fenol-formaldehydharpiksen har en ester-funksjonell gruppe og kan være valgt fra gruppen bestående av laktonef, organiske karbonater, estre eller blandinger derav. Eksempler på egnede laktoner innbefatter y-butyrolaceton, £propiolaceton , £-butyrolaceton , £-isobutyrolacet-on , £-isopentylaceton , y-isopentylaceton og A-pentylaceton. Det er foretrukket å anvende y-butyrolaceton. Eksempler på egnede karbonater innbefatter propylen, karbonat, etylen-glykolkarbonat, glycerolkarbonat, 1,2-butandiolkarbonat, 1,3-butandiolkarbonat, 1,2-pentandiolkarbonat og 1,3-pentandiolkarbonat. Hvis et organisk karbonat anvendes er det foretrukket å anvende propylenkarbonat. Egnede estere innbefatter blant annet metylformat, metylacetat, etylacetat, N-butylacetat, butylenglykoldiacetat, etylenglykoldiacet at og triacetin (glyceroltriacetat). Andre alifatiske mono-estre kan anvendes, så som C^-C^alkylpropionat , C^-

C4alkylformat, C1~C4alkylacetat, C^.~ C4 alkY1_

butyrat eller C^-C^ alkylpentanat. Ytterligere alifatiske flerverdige estere som kan anvendes innbefatter etylenglykol di-C^-C^. alkylester, di etylenglykol di-C^-

C4alkylester, propylenglykol di-C^-C^ alkylester, butylenglykol di-C^-C4alkylester, glycerol c1~c4alkylester, 1, 3-propandiol cj_~C3alkylester, 1,3-butandiol C-L~C2alkylester og 1 , 4-butandiol C1~C2

alkylester. Også estere av karbohydrat- baserte polyoler og estere av to-verdige syrer, så som dimetyloksalat og hydro-lysebare polyestere kan anvendes. Hvis det anvendes en blanding er det foretrukket å anvende en blanding av y-butyrolaceton og triacetin. En slik blanding kan inneholde 50-75 vekt% av y-butyrolaceton og 25-50 vekt% triacetin. Generelt er det foretrukket å anvende et herdemiddel som inneholder 6 eller 7 karbonatomer. Imidlertid er det eneste kravet til herdemidlet at det må være dispergerbart i harpiksen og er i stand til å forbli i suspensjon tilstrekkelig lenge til å tilveiebringe herding av harpiksen. Det an-

vendes minst 1 vekt% herdemiddel regnet på harpiksfaststoffene. Mere foretrukket anvendes herdemidlet i en mengde på 1-20 vekt% av harpiksf aststof fene, mens 3-7 vekt/é er mest foretrukket. Når dette uttrykkes i molherdemiddel pr. gram harpiksfaststoffer så anvendes det 0,001-0,004 mol herdemiddel .

Den herdemiddel akselererte harpiks kan påføres vedråstoffet med et hvilket som helst egnet konvensjonelt utstyr som er i vanlig bruk. Slikt utstyr innbefatter sprøytemunnstyk-ker, atomiseringshjul, valsebeleggere, gardinbeleggere og skumpåleggere. Nøkkelen til en vellykket anvendelse ligger imidlertid i et relativt kort tidsintervall mellom blanding av herdemidlet og harpiksen og påføring av blandingen på vedråstoffet. Dette fordi viskositeten av harpiks/herdemidlet begynner raskt å øke og kan føre til tap av oppløslig-het i vann og base umiddelbart etter blanding.

Når rene harpikser blandes med herdemidlet, så som ved anvendelse ved orienterte sponplater så vil blandingen vanligvis bli for tykk for håndtering i løpet 30-60 min. eller mindre. Den eksakte tid er avhengig av harpiksens natur, herdemidlets natur og andelene av de to bestanddeler. Når det dreier seg om blandede klebemidler, så som for finér, er lengre brukstid tilgjengelig enn for ikke-fyllstoffinn-holdende harpikser, vanligvis 60-180 min. Dette er tilfellet både på grunn av at blandede klebemidler, normalt blandinger av harpiks, vann, natriumhydroksyd og fyllstoffer eller drøyere ikkeøker viskositeten så raskt som rene harpikser og fordi utstyr for påføring på finér kan hånd-tere høyere viskositeter. Til tross for den lengre brukstid for finérblandinger så vil den raske viskositetsøkning som oppnås ved blanding i normalt blandeutst yr, eksempelvis blandetanker, være begrensende. På grunn av dette vil blanding i rørledningen like før påføring på treråstoffet være en foretrukket måte å innføre herdemidlet på. "In-line" blanding er absolutt nødvendig for en vellykket anvendelse av herdemidlet for ikke-fyllstoffinneholdende fenolharpiksbindemidler og i vesentlig grad lette anvendelse av herdemidlet med fyllstoffinneholdende harpikser. Mindre mengder av gjenvunnet harpiks/herdemiddelblanding kan blandes inn i en større, ikke-akselerert harpiksreser-voir utenødeleggende effekter så lenge den totale konsen-trasjon av herdemidlet ligger under-en kritisk grense.

Av de ovenforgitte grunner så er et påføringsutst yr som anvendes med de akselererte harpikser et "in-line" blandesys-tem. Blandesystemet innebefatter en nøyaktig herdemiddel-målepumpe som er anhengig av harpiksmålepumpen eller tre-målebeltet, strømningsmålere på både herdemiddel- og har-pikssystemet, en injeksjonsåpning for innføring av herdemidlet i rørledningen, en trykkregulator for å holde trykket i herdemiddelrørledningen over trykket i harpiksrørled-ningen, en blander, fortrinnsvis en statisk blander, umiddelbart etter herdemiddelinjektorene. Systemet kan også inneholde et vaske/spylesystem for å lette opprensning. Det er nødvendig at herdemidlet innføres via en åpning med liten diameter og at trykket i herdemiddelrørledingen holdes over trykket i harpiksrørledningen til enhver tid i et lukket system. Hvis harpiksen trenger inn i herdemiddel-rørledning vil gjenplugning normalt oppstå. En nåleventil eller annen positiv avstengningsventil er også nyttig for å forhindre plugging når anlegget ikke er i drift. En har-piksskjønt er også ønskelig for å tillate rensning eller endring i blandeutstyret, uten blandestofftid. En utførel-sesform av et skjematisk utstyrsdiagram som er nyttig ved foreliggende oppfinnelse er vist i tegningen, hvor i herdemidlet er betegnet som en ester.

Fenol-formaldehydharpiksen som inneholder en passende mengde base og som kan være fyllstoffinneholdende eller ikke, og som kan inneholde ytterligereønskede tilsetnings-midler pumpes fra harpikstilførselen 1 via harpikspumpen 2 gjennom en harpiksrørledning til applikatoren 4 hvor det påføres lignocellulosemateriale. Strømningshastigheten for harpiksen måles med strømningsmåleren 5 og mengden av har piks som pumpes av harpikspumpen 2 reguleres ved hjelp av harpiksstrøm potensiometerets 6. Harpiksstrømmen og mengden av ved fra vedveianordningen 7 danner innganger til potensiometerets 6 for å regulere harpikspumpen 2 slik at det erholdes det riktige forhold mellom lignocellulosematerialet og harpiksen. Trykket i harpiksrørledningen 3 måles ved hjelp av en harpikstrykkføler 8. Ester pumpes fra estertilførselen 9 via en esterpumpe 10 gjennom en ester-rørledning 11 til en esterinjektor 12. Strømmen av ester måles av en esterstrømningsmåler 13 og mengden av ester som pumpes av esterpumpen 10 reguleres ved esterstrømningspon-tensometeret 14. Esterstrømmen og harpiksstrømmen danner innganger til esterstrømspotensiometeret 14 for å regulere esterpumpen 10 slik at det anvendes et riktig forhold mellom ester og harpiks. Trykket i esterrørledning 11 reguleres av en estertrykkregulator 15 ved hjelp av luft fra en lufttilførsel 16 med inngang fra harpikstrykkføl eren 8, slik at trykket i esterrørledningen 17 og i est erinjektoren 12 er større enn trykket i harpiksrørledningen 3. Esteren injiseres inn i harpiksrørledningen 3 ved hjelp av esterin-jektoren 12 og ester/harpiksblandingen strømmer umiddelbart inn i en statisk blandeanordning 18. Den statiske blandeanordning 18 har den samme diameter som rørledningen 3 og inneholder skillevegger for dannelse av turbulent blanding. Blandingen føres gjennom den statiske blander 18 i noen sekunder og føres videre til applikatoren 4. Ester/harpiks-blandingen påføres lignocellulosematerialet ved hjelp av applikatoren 4 på konvensjonell måte i henhold til den type konstruksjonstremateriale som fremstilles. Påføring av. blandingen på lignocellulosemateriale utføres umiddelbart eller kort etter blanding.

Eksempelvis ved fremstilling av en sammensatt plate, så som en sponplate ved matteprosessen blir treflak, fibre eller partikler besprøytet med en harpiksoppløsning. De besprøyt-ede tredeler kan føres gjennom et formningshode til å gi en matte. Alternativt kan flere formningshoder anvendes. For eksempel kan tre formningshoder anvendes for produsere tre separate matter som kan være sidestilt for produksjon av en trelagsplate, idet de ytre hoder anvendes for å legge ned et fint overflatemateriale og det indre hode anvendes for å legge ned et grovere materiale for senterlaget i platen. Valget av råmaterialet av lignocellulosebestand-delen er hovedsaklig basert på tilgjengelighet og pris. Slik som vanligvis er tilfellet ved fremstilling av plater vil vedråstoffet som sponene fremstilles fra være i form av tømmerstokker som er uegnet for omdannelse til vanlig trelast eller finér på grunn av at de er for små, for krokete eller kvistete eller lignende. Når slikt tømmer omdannes til partikkelform blir defektene siktet ut.

Oppfinnelsen er nyttig ved fremstilling av plater som fremstilles fra homogent lignocellulosemateriale eller fra blanding av forskjellige typer slikt materiale. En plate kan fremstilles eksempelvis utelukkende fra fiberspon, eller fullstendig fra treflak, eller fra fibre, høvelspon o.l. eller fra blandinger derav. På samme måte kan plater fremstilles i flere lag med fine overf1atef1ak og en kjerne av grovere flak eller den kan ha en grovflaket kjerne med overliggende fibre på hver av dens overflater. Andre kombinasjoner kan også fremstilles.

Treflak blir generelt fremstilt ved at en maskin skjærer av flak av veden slik at retningen av hvert flak er parallell med fiberretningen. En normal flakstørrelse har dimensjoner så som 6 mm x 25 mm med en tykkelse i området fra 0,13-1,9 mm avhengig av den påtenkte anvendelse.

Cellulosematerialet kan også foreligge i form av trefibre. Ved fremstilling av slike fibre blir treflis generelt mekanisk redusert til fibre i en dertil egnet mølle. De således fremstilte fibre blir generelt omdannet til en masse eller vannoppslemning inneholdende 1-2 vekt% fibre. Selv om kjemiske bindemidler enkelte ganger kan utelates ved fremstilling av sammensatte plater fra fibre så vil, når et harpiksbindemiddel av fenol-formaldehydtypen anvendes,

foreliggende oppfinnelse være nyttig.

Vedbestanddelene som anvendes ved fremstilling av en sammensatt plate har en viss affinitet for vann og en tendens til å absorbere dette. Vann som trenger inn i en sammensatt plate har en tendens til å svekke den, kan forårsake svelling av overflatefibrene og nedsette dimensjonsstabilitet en for den sammensatte plate. For å forhindre denne tendens til å absorbere vann så kan voks påføres trematerialet for å gi en innebygd resistens i de sammensatte plater mot vannabsorpsjon. Den anvendte voks kan være en hvilken som helst voks, eksempelvis uraffinert voks eller mikrokystal-linsk voks. Voksen påføres generelt i en mengde på 10-30 vekt% av bindemidlet, og fortrinnsvis 20 vekt%, regnet på tørrstoffbasis. Uttrykt på basis av ovnstørt treråstoff så utgjør voksen 0,3-3,0 vekt% av vedvekten.

Mengden av anvendt fenol-formaldehydharpiks vil være avhengig av egenskapene som er krevet i det ferdige produkt. For isolasjonsplater av høy kvalitet er mengden av anvendt bindemiddel ca. 5% harpiksfaststoffer, regnet på den ferdige tørre platers vekt kan generelt ligge i området 2-4 vekt%. For en sponplate av god kvalitet bør mengden av harpiks være tilstrekkelig til å gi 3-8% harpikstørrstoffer basert på vekten av den ferdige sammensatte plate. I en flerlagsplate vil man som regel anvende en mindre mengde harpiks i kjernen enn det som anvendes i overflatelagene, eksempelvis 3 vekt% harpiksfaststoffer i kjernen og 8 vekt% harpiksfaststoffer i de to overflatelag. Mengden av harpiks i overflatelagene gir ytterligere styrke og hardhet sammenlignet med kjernen. Mere enn 8% kan anvendes, men en større tilstedeværende mengde er ikke regningssvarende.

Varmepressebetingelsene vil være avhengig av tykkelsen av platen, såvel som harpiksegenskapene. En representativ pressecyklus ved fremstilling av en 19 mm tykk fenolharpiks limt sponplate vil være ca. 7-10 min. ved en trykkplat etem-peratur i området 195-215°c.Pressetiden kan nedsettes ved hjelp av foreliggende oppfinnelse uten tap av plate-kvalitet. Oppfinnelsen er også nyttig ved fremstilling av finér, en plate fremstilt av flere lag av trefinerer. Trefinerene er vanligvis anordnet slik at fiberretningen er perpendikulær i forhold til retningen i tilstøtende finerer .

Finérprosessen krever rette tømmerstokker oppkuttet i leng-der og kondisjonert i varme kar inneholdende vann og over-flateaktive midler for å forøke oppvarmningseffektivitetene i karene. De oppvarmede tømmerstokker blir deretter "skrellet" hvorved finér av forhåndsbestemt tykkelse fjern-es kontinuerlig inntil tømmerstokkens diameter er redusert til et vist punkt, vanligvis 13-20 cm. Finerene blir deretter skåret i strimler, sortert og tørket til et fuktighetsinnhold på 15% eller mindre.

Etter tørking blir finerene klassifisert og satt sammen til finérplater, klebemidlet påføres finerene under dette trinn av fremstillingen. Klebemidlet består vanligvis av fenol-formaldehydharpiks, vann, basiskt materiale så som natriumhydroksyd og fyllstoffer som innebefatter uorganiske og organiske mel, så som hvetemel, tremel og leirer. Klebemid-lene er spesielt sammensatt for individuelle brukeranlegg, avhengig av fremstillingsutstyr, vedtype som skal limes, type produkt som skal fremstilles og omgivende betingelser ved fremstillingstidspunktet. Klebemidlet blir vanligvis påført finerene ved hjelp av en valsebelegger, gardinbeleg-ger, sprøytning eller med en skumekstruderer. Klebemidlet vil vanligvis inneholde fenol-formaldehydharpiksen ved et nivå på 20-40 vekt% harpikstørrstoff. Klebemidlet blir anvendt med et pasprøytningsnivå i området 250-540 g/m 2 når fineren besprøytes på begge sider eller 120-270 g, når limet påføres på en side.

Etter at klebmidlet er påført trefinerene og platen er satt sammen blir de vanligvis konsolidert under varme og trykk. Dette gjøres vanligvis i dampvarmeplater med en temperatur på 115-177°C ved et trykk i området 5-17,5 kp/cm<2>. Ved fremstilling av finér er den mest kritiske limfuge den innerste. Denne limfuge er ofte vanskelig å herde under de eksisterende betingelser. Dvs. ofte vil den innerste limfuge ikke være fullt ut herdet når de andre limfuger er. Det er derfor nødvendig å anvende ytterligere varmepressing på platen for å herde denne limfuge. En ytterligere anvendelse av foreliggende oppfinnelse er at den akselererte harpiks kan anvendes på den innerste limfuge og en konvensjonell harpiks anvendes i de andre limfuger. Den akselererte harpiks vil da være i stand til å tilveiebringe en fullstendig herding ved den innerste limfuge i den samme tids-periode som det tar å herde de andre limfuger.

Det er funnet at flere fordeler oppnås ved å anvende en akselerert harpiks, dvs. en harpiks inneholdende herdemidlet ved fremstilling av konstruksjonstreprodukter. En fordel er at herdetiden kan nedsettes. Eksempelvis ved fremstilling av en 20 mm tykk orientert sponplate anvendes en 540 s cyklus (presse og varme) hvor harpiksen er en ikke-akselerert harpiks. Denne tid kan reduseres til en 590 s cyklustid med akselerert harpiks med et y-butyrolacetoninn-hold på ca. 5% uten tap av holdbarhet og andre viktige egenskaper. En andre betydelig fordel er at tilsetning av herdemidlene forøker toleransen mot fuktighet i systemet. Således i det nevnte eksempel kunne trematerialet ha et 3% høyere fuktighetsinnhold før iblanding i forhold til et system som mangler herdemidler. Selv når det anvendes et enda høyere fuktighetsinnhold vil ingen oppblåsning skje og plateegenskaper så som tykkelse, svelling og varighet er gode. Etter pressing og oppvarmning, dvs. herding av harpiksen vil også fuktighetsinnholdet i det erholdte produkt være høyere. Det er ikke uvanlig å oppnå et fuktighetsinnhold på 2,7-3% i en 20 mm tykk sponplate. Denne fordel er også av betydning da sponplaten ikke vil ta opp så meget fuktighet som senere ville kunne forårsake bøyningsproblem-er. Da systemet kan motstå mere fuktighet med akselererte harpikser er det mulig å produsere flere plater av høy kvalitet. Det er også funnet at jo tykkere platen er desto mere effektiv er akseleratoren og desto betydligere er for-delene.

Oppfinnelsen skal belyses ved hjelp av de følgende eksempler. I eksemplene og andre steder i beskrivelsen er deler vektdeler og prosentandeler og temperaturene er i grader Celsius hvis ikke annet er indikert. Betegnelsen"molforhold" vedrører molforholdet mellom formaldehyd til fenol hvis ikke annet er indikert.

EKSEMPEL 1

Herding av fenol-formaldehydkopolymerer er et resultat av molekylvektsforøkning som er utført forbi et vist kritisk punkt ved hvilket en stiv, tre-dimensjonal matriks dannes. Det er åpenbart at et hvilket som helst materiale som forårsaker en rask økning i molekylvekten vil akselerere herdingen. En forøkelse i molekylvekt vedfølges generelt av en forøkning i harpiksens viskositet og et tap i oppløslighet, selv om det motsatte nødvendigvis ikke er tilfellet. I dette eksempel blir effekten av konsentrasjonen av esteren på hastigheten med hvilken molekylvektenøker, vist. Det er også vist at viskositetsforøkningen er relatert til forøk-ningen i molekylvekt.

En kommersiell, natriumhydroksydkatalysert resol, med 50% tørrstoff, (antallsmidlere molekylvekt var 1329, viskositeten 3500 eps ved 25°C, og molforholdet var 2,2), inneholdende en liten mengde av ammoniakk ble blandet med forskjellige mengder med y-butyrolaceton, slik som angitt i tabell I. Prøver av blandingen ble tatt ut til forskjellige tider ved 35°C og molekylvekten ble undersøkt ved gelfil-trering og"Brookfield" (model nr. RVF) viskositeten ble bestemt ved 25°C. Resultatene er vist i tabell I.

Esteren nedsatte den initiale viskositet noe. Esteren synes også å gjøre harpiksen uoppløselig proporsjonalt med den anvendte mengde. Dette har en sekundær effekt på viskositeten. Viskositeter er således sammenlignbar innen ester-nivåer, men ikke mellom dem.

EKSEMPEL 2

For å være effektivt som klebemiddel for mange treprodukter er det viktig av økonomiske- og håndteringssynspunkter at herdehastigheten kan akselereres ved varme. I dette eksempel er det vist at fenol-formaldehydharpikser inneholdende ester fremdeles kan akselereres ved varme, og således kan det anvendes en estermengde som er mindre enn den som vil være nødvendig ved herding ved omgivelsestemperaturen det kan anvendes for å lette herdingen ved normalt forhøyede temperaturer, slik som ved fremstilling av 1angsponplat er, harde fiberplater, sponplater eller finér. Den anvendte harpiks var "Cascophen 502" (Borden Chemical Company), og 8,57 deler y-butyrolaceton pr. 100 deler harpi kstørrstoff. Akselerasjonen, dvs. forøkning av molekylvekten ved varme er vist i tabel II.

Geltiden er generelt akseptert som en indikasjon på herdehastigheten. Tabell III viser effekten av temperatur på geltiden ved forskjellige nivåer av y-butyrolaceton.

EKSEMPEL 3

Eksemplene 1 og 2 indikerer den akselererende effekt på et natriumhydroksyd katalysert system. Dette eksempel viser anvendelse av andre baser, spesielt kaliumhydroksyd. Eksempel 1 viste at viskositeten forøkte med indikasjoner på molekylvektsutvikling. Dette faktum anvendes i dette eksempel for å viser akselerasjonen.

I dette eksempel ble en laboratorieharpiks fremstilt med et tørrstoffinnhold på 57%, et molforhold på 2,5, 6,4% kalium-hydroksydkatalysator (dvs. et alkalinitetsinnhold på 6,4% KOH), antallsmidlere molekylvekt på ca. 1200 og ytterligere inneholdende urea. Denne harpiks ble blandet med fem deler triacetin pr. 100 vektdeler fast harpiks. Tabell IV viserøkning med tid av viskositeten med 23°C.

EKSEMPEL 4

I dette eksempel ble en laboratorieharpiks fremstilt med et faststoffinnhold på 50% med et molforhold på 2,2, 6% natri umhydroksyd og behandlet med forskjellige estre. Geltiden ved romtemperatur (25°C) ble nedskrevet.

EKSEMPEL 5

I dette eksempel ble en kommersiell tilgjengelig harpiks for harde plater og med lav alkalinitet (pH = 9), behandlet med 10% metylformat ved romtemperatur. Blandingen gelet i løpet av 3 min.

EKSEMPEL 6

En laboratorieharpiks med et formaldehyd:fenolmolforhold på 3,0:1,0, et alkalinitetsinnhold på 15% NaOH, regnet på opp-løsningens vekt og inneholdende 40% faststoffer ble blandet med n-butylacetat i en mengde på 50% ester regnet på harpiks tørrstoffene. Gelatinering fant sted ved romtemperatur

etter 164 min.

EKSEMPEL 7

I dette eksempel ble det fremstilt laboratorieasp "strand"-plater, som vist i tabell VI med en kommersiell harpiks for dette formål, nemlig "Cascophen PC16" (Borden Chemical Company). Harpiksen ble behandlet med forskjellige mengder Y-butyrolaceton og natriumhydroksyd før påføring på veden. Forbedring i herdehastighet ble observert som indikert ved utvikling av intern binding med presstiden (Tabell VII).

EKSEMPEL 8

Laboratoriefinér ble fremstilt under anvendelse av "Southern" furufinér, en kommersiell harpiks for slik furufinér, nemlig "Cascophen SP5520D" (Borden Chemical Company) under betingelser som indikert i tabell VIII. De herdede plater ble brukket og antallet trebrudd og antallet lim-fugebrudd ble notert. En høyere prosentandel trebrudd indikerer bedre liming av fineren. Resultatene er vist i tabell

IX .

EKSEMPEL 9

Orientert "strand"-pl at er ble fremstilt under anvendelse av en kommersiell harpiks for dette formål, nemlig "Cascophen PC16" (Borden Chemical Company) påført med et faststoffinnhold på 50%, med og uten y-butyrolaceton og under betingelser som vist i tabell X. Resultatene er vist i tabell XI. Den minimale herdetid observert for en 19 mm "strand"-plate med en ikke-akselerert harpiks var 520 s for å gi en "strand"-plate uten et betydelig antall oppblåsninger. I tabell XI angir betegnelsens PL parallell og PD perpendikulær .

EKSEMPEL 10

Finér ble fremstilt under anvendelse av et kommersiell finérharpiks, "Cascophen SP5520D" (Borden Chemical Company) med og uten tilsetning av 5% y-butyrolaceton (GB). Harpiksen ble modifisert ved tilsetning av 4,5% KOH. Betingelsene og resultatene uttrykt som prosent trebrudd er vist i tabell XII. Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med spesi-elle utførelsesformer derav, så vil det forstås at den kan være gjenstand for ytterligere modifiseringer. Denne be-skrivelse er påtenkt å dekke alle eventuelle variasjoner, anvendelser eller tilpasninger av oppfinnelsen ved å følge de generelle prinsipper ifølge oppfinnelsen og innbefatter slike avvik fra dets beskrevne som vil falle inn under vanlig praksis og kunnskap innen den teknikk oppfinnelsen ved-rører.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved binding av lignocellulosemateriale under anvendelse av varme og trykk, karakterisert ved at den omfatter de følgende trinn: - injisere et herdemiddel valgt fra estre, laktoner, organiske karbonater og blandinger derav inn i en rø rledning som fører et bindemiddel, idet herdemidlet innføres i en mengde på minst 1 vekt% regnet på harpikstørrstoffene, og hvor bindemidlet omfatter en fenol-formaldehydharpiks med en antallsmidlere molekylvekt i området 700-2200, et formaldehyd til fenolmolforhold i området 1,5 og et natrium-hydroksydekvivalent alkaliinnhold i området 1,0-15% regnet vekten av bindemiddelopplø sningen, - umiddelbart blande herdemidlet og bindemidlet i rørled-ningen , - påføre blandingen på lignocellulosematerialet, - konsolidere lignocellulosematerialet og herde bindemidlet

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trykket i rørled-ningen for herdemidlet er større enn trykket i rø rledningen for bindemidlet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som bindemiddel anvendes metylformat, metylacetat, etylacetat, n-butylacetat, butylenglykoldiacetat, etylenglykoldiacetat, triacetin, y-butyrolaceton, propylenkarbonat eller blandinger derav og fortrinnsvis y-butyrolaceton, eller at det som herdemiddel anvendes en blanding av 50-75 vekt% y-butyrolaceton og 25-50 vekt% triacetin, og at mengden av anvendt herdemiddel er 1-20 vekt%, regnet på harpikstørrstoffene, fortrinnsvis 3-7 vekt%, regnet på harpikstørrstoffene.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at alkalinitetsinnhold-et ligger i området 2-8 vekt%, regnet på vekten av bindemiddel oppløsn i ngen .

5. Fremgangsmåte ved fremstilling av en flerlagsplate som omfatter minst 4 lag og med minst tre limfuger hvorav en er den innerste limfuge, under anvendelse av varme og trykk, karakterisert ved de følgende trinn: (a) påfø re et akselerert bindemiddel til minst en av lim-fugene, hvilket akselerert bindemiddel fremstilles ved (1) injisere et herdemiddel valgt fra estere, laktoner, organiske karbonater og blandinger derav inn i en rø rledning som fører et bindemiddel, idet herdemidlet tilfø res i en mengde på minst 1 vekt%, regnet på harpikstørrstoffene, hvilket bindemiddel omfatter en fenolformaldehydharpiks med en antallsmidlere molekylvekt på 700-2200, et formaldehyd til fenolmolforhold i området 1,5-3,0 et natriumhydroksydekvi-valent alkaliinnhold i området 1-15%, regnet på vekten av bindemiddelopplø sningen, og (2) umiddelbar blanding av herdemidlet og bindemidlet i rø rledningen og at limfugen innbefatter den innerste limfuge, (b) påfø re et konvensjonelt, ikke-akselerert bindemiddel til de gjenværende limfuger, og (c) konsolidere platene og herde bindemidlene.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at trykket i rørled-ningen som fører herdemidlet holdes ved et trykk hø yere enn trykket som eksisterer i rørledningen for bindemidlet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at herdemidlet er valgt fra metylformat, metylacetat, etylacetat, n-butylacetat, butylenglykoldiacetat, etylenglykoldiacetat, triacetin, y-butyrolaceton, propylenkarbonat og blandinger derav, fortrinnsvis y-butyrolaceton, eller en blanding av 50-75 vekt/o y-butyrolaceton og 25-50 vekt% triacetin og hvor det anvendes en mengde herdemiddel på 1-20 vekt%, regnet på harpiks-tørrstof f ene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det anvendes en herdemengde på 3-7 vekt%, regnet på harpiksfaststoffene.

9. Fremgangsmåte ifølge kravene 5-8, karakterisert ved at det anvendes en harpiks med en antallsmidlere molekylvekt i området 1000-2200.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 5-9, karakterisert ved at alkalinitetsinnhold-et ligger i området 2-8 vekt%, regnet på vekten av bindemiddel oppi øs ni ngen .