Opis patentowy opublikowano: 31.12.1984 123570 Int. Cl.8 B29J 5/00 Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Teukros Handelsgesellsohaft AG., Bazylea (Szwajcaria) Sposób wytwarzania plyt wiórowych Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania plyt wiórowych, zwlaszcza plyt wiórowych wolnych od zapachu formaldehydu.Znane od dawna sposoby wytwarzania plyt wió¬ rowych polegaja na rozdrabnianiu materialu drzewnego na czastki o pozadanych rozmiarach i ksztalcie, suszeniu tych czastek do zalozonej, jednolitej zawartosci wilgoci, usunieciu czastek zbyt duzych i zbyt drobnych, zmieszaniu tak wy¬ segregowanych czastek z obliczona iloscia spoiwa klejowego i innych dodatków przez natryskiwanie, formowaniu z tej mieszaniny „maty" i prasowaniu jej na goraco w regulowanych warunkach tempe¬ ratury i cisnienia, chlodzeniu uformowanych plyt, przycinaniu, kondycjonowaniu i piaskowaniu.Z opisów patentowych Stanów Zjedn. Ameryki nr nr 3 697 355 i 3 905 847 znane jest przy wytwa¬ rzaniu plyt wiórowych, w celu zwiekszenia wlasci¬ wosci adhezyjnych, wprowadzanie do spoiwa kle¬ jowego dodatków w postaci halogenków metali alkalicznych lub ziem alkalicznych w ilosci 1—35% wagowych w stosunku do ilosci zywicy.I tak w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3 697 355 ujawniono sposób laczenia przepu¬ szczajacych wode podlozy celulozowych przy uzy¬ ciu wodnego roztworu kleju z zywicy mocznikowo- aldehydowej, polegajacy na nakladaniu na kazde podloze halogenku metalu alkalicznego, halogen¬ ku metalu ziem alkalicznych lub ich mieszaniny, nakladanie na co najmniej jedno z tych podlozy 10 15 20 30 wodnego roztworu kleju z zywicy mocznikowo- -aldehydowej, zetknieciu razem powierzchni po¬ dlozy z nalozonymi solami i ich ogrzewaniu pod cisnieniem w celu usieciowania zywicy.W opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki nr 3 905 847 ujawniono sposób wytwarzania plyt wiórowych,'polegajacy na traktowaniu zrebków drewna wodnym roztworem kleju, zawierajacego zywice mocznikowo-formaldehydowa i chlorek sodu lub mieszanine chlorków sodu i magnezu, sprasowywaniu powstalej masy pod cisnieniem do pozadanego ksztaltu i ogrzewaniu w celu usiecio¬ wania zywicy.Plyty, otrzymane wyzej opisanymi sposobami odznaczaja sie stosunkowo dlugim czasem zelowa¬ nia, co wplywa niekorzystnie na zdolnosc pro¬ dukcyjna procesu, a ponadto, ze wzgledu na zna¬ czna zawartosc wodnego formaldehydu, uwalnia¬ jacego sie podczas skladowania, zatruwajac oto¬ czenie.Sposób wedlug wynalazku wytwarzania plyt wiórowych przez zmieszanie zywicy mocznikowo- -formaldehydowej ze zrebkami drewna, chlorkiem amonu i katalizatorem z nastepnym prasowaniem polega na tym, ze 100 czesci wagowych rozdrob¬ nionego drewna miesza sie z 99—70 czesciami zy¬ wicy mocznikowej razem ze stosowana iloscia chlorku amonu i 1—30% wagowych, w przeliczeniu na stala zywice, katalizatora zawierajacego roztwór 30—150 czesci wagowych mieszaniny skladników 123 570123 570 3 ''.' 4 organicznych i nieorganicznych w 100 czesciach -wagowych -wody,-przy czym jako skladniki orga- &cz4lei stolsffj& & formaldehyd i mocznik lub nie- zywiczny produkt kondensacji formaldehydu i mocznika^ a jako skladnik nieorganiczny stosuje sie jffipusgcjza]ny^ w wodzie halogenek metalu alka¬ licznego?- p*sy czym roztwór zawiera skladniki organiczne i nieorganiczne w stosunku 0,1—10,0 czesci wagowych skladników organicznych na 1,0 czesc wagowa skladnika; nieorganicznego.Stopien utwardzenia wzglednie szybkosc utwar- daainiiia plyt zostaje podwyzszona w wysokiej tem¬ peraturze do takich wartosci,. które nigdy nie moga byc osiagniete przez proste dodanie katalizatorów utwardzajacych. Przez dodanie katalizatorów u- twardzajacych na kwasno podwyzsza sie wpraw¬ dzie stopien utwardzania i jego szybkosc, jednak osiaga sie przy tym taka wartosc, przy której dalsze jej podwyzszanie prowadzi do pogorszenia wlasciwosci zwiazanego materialu.Poza tym, dodatek znanych katalizatorów w wiekszych ilosciach pozwala na polikondensacje juz w temperaturze pokojowej (mimo dodawania srodków opózniajacych, takich jak amoniak lub szesciometylenoczteroamina). Wskutek tego zmniej¬ szona zostaje trwalosc maty w temperaturze po¬ kojowej co prowadzi do wstepnego utwardzenia przed wprowadzeniem maty do prasy i do zna¬ nych szkodliwych skutków tego rodzaju zjawi¬ ska.W sposobie wedlug wynalazku dodatek kataliza¬ tora moze jednak jeszcze podwyzszyc stopien utwardzenia i szybkosci utwardzania a wiec skró¬ cic czas prasowania bez jakiegokolwiek pogorsze¬ nia wlasciwosci zwiazanego materialu. Dodatek katalizatora dziala jedynie w wysokich tempera¬ turach. Podwyzsza on dlatego znacznie stopien wzglednie szybkosci polikondensacji zywicy w tem¬ peraturze prasy bez jakiegokolwiek ich podwyz¬ szania w temperaturze pokojowej, co pozwala uniknac tym samym jakichkolwiek problemów z utwardzaniem wstepnym. Zastosowany w sposobie wedlug wynalazku katalizator laczy sie sam z zy¬ wica i staje sie jej czescia.Zastosowanie skladnika organicznego i nieorga¬ nicznego w sposobie wedlug wynalazku wykazuje dzialanie synergiczne. Gdy do zywicy dodaje sie osobno pojedyncze skladniki, prowadza one do okreslonego podwyzszenia stopni utwardzenia wzglednie szybkosci utwardzenia, jednak gdy do¬ daje sie je w formie mieszanki (kombinacji), pro¬ wadza one do takiego podwyzszenia tej wlasci¬ wosci, które jest wyzsze anizeli suma wyników osiaganych przy dodawaniu osobno kazdego skla¬ dnika.Jako halogenek stosuje sie jakikolwiek rozpu¬ szczalny halogenek metalu alkalicznego. Jako skla¬ dnik organiczny stosuje sie niezywiczny konden¬ sat mocznika z formaldehydem. Korzystne jest ta¬ kze dodanie w malych ilosciach srodka powierz¬ chniowo-czynnego, na przyklad 0,1 do 0,2%, w celu polepszenia dyspersji zywicy.Stosowany w sposobie wedlug wynalazku kata¬ lizator (obliczony w stosunku do zawartosci-ciala stalego równej 100%) moze byc dodawany w róz¬ nych ilosciach, w szczególnosci w ilosci od I do 36% stosowanych zywicznych cial stalych, ljaj- wazniejsza zaleta sposobu wedlug wynalazku jest fakt, ze katalizatorem mozna zastapic czesc zywi- 5 cy bez pogorszenia wlasnosci produktu koncowego.Osiaga sie to nie dlatego, ze katalizator dodaje sie w ilosciach równych zastapionej zywicy, lecz, ze katalizator dodaje sie w ilosciach od 50 do 70% ilosci zywicy, która zastepuje (obliczenia odnosza sie do procentów wagowych przy zalo¬ zeniu, ze wszystkie produkty skladaja sie w 100% z czesci stalych).Ze wzgledu na synergistyczne dzialanie katali¬ zatora, mozna nim zastepowac nawet dwukrotnie wieksza wagowo ilosc zywicy. Wyzej wspomniana wlasciwosc tego katalizatora jest widoczna przy dodaniu go w ilosci do 20% wagi zywicy, co odpo¬ wiada dodatkowi do 40% stosowanej zywicy. Gdy dodaje sie go w mniejszych ilosciach na przyklad 3 do 10%, wystepuje znaczne poprawienie wlasci¬ wosci produktu koncowego. Gdy dodaje sie go w wiekszych ilosciach na przyklad do 30%, nie wi¬ dac róznicy jesli chodzi o wlasciwosci produktu koncowego, ale bardzo znacznie wzrastaja stopien utwardzania i szybkosc utwardzania, jak równiez uzyskuje sie oszczednosc zywicy.Wiazanie sie materialów osiaga sie przez utwar¬ dzenie zywicy w podwyzszonej temperaturze i pod zwiekszonym cisnieniem w zasadzie znanymi spo¬ sobami. Katalizator moze byc stosowany we wszy¬ stkich rodzajach produktów, w których do wiaza¬ nia (laczenia) produktów lignocelulozowych stosuje sie zywice mocznikowo-formaldehydowe, niezale¬ znie od tego, czy chodzi przy tym o czasteczki dre¬ wna przy produkcji plyt wiórowych z uzyciem pras plaskich lub kalandrów czy tez o forniry drewnia¬ ne, jak na przyklad przy produkcji sklejki. Jakosc desek wzglednie plyt wytwarzanych przy zastoso¬ waniu sposobu wedlug wynalazku byla kontrolo¬ wana co tydzien przez okres 6 miesiecy i nie za¬ uwazono zadnego pogorszenia sie ich wlasciwosci.Wykazuje tp, ze nie nastepuje zadne obnizenie stopnia polimeryzacji i ze wlasciwosci starze¬ nia sie deselr wzglednie plyt porównywalne sa z wlasciwosciami tych produktów, które otrzymuje sie znanym sposobem.Znane dotad materialy zastepcze do zastepowa¬ nia zywicy nie pozwalaly na utrzymanie tych sa¬ mych znanych metod produkcji przy wiekszych ilosciach materialów zastepczych i nie prowadzily takze^ do jednoczesnego podwyzszania szybkosci produkcji. Przy znanych materialach zastepczych chodzi w szczególnosci o sole chlorowcowe, bez stosowania jednak mieszaniny soli chlorowcowej i dodatków mocznikowych i formaldehydowych.Wprawdzie dodatek samej soli chlorowcowej umozliwia zastapienie czesci zywicy stosowanej w znanych procesach, jednak otrzymane, wyroby odznaczaja sie nastepujacymi wadami w porów¬ naniu z wyrobami otrzymanymi sposobem wedlug wynalazku, w którym czesc zywicy zastepuje sie opisanym wyzej katalizatorem: 1) Szybkosc produkcji nie zostaje zwiekszona, w przypadku wiekszych ilosci srodka zastepczego ulega ona wyraznemu zmniejszeniu, poniewaz ma- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 -65123 570 terialy zastepcze dzialaja jako srodki opózniajace zelowanie, zamiast dzialac jako katalizatory, a to z powodu duzej ilosci obecnej w nich wody; 2) Zastapienie zywicy jest mozliwe w stosun¬ kach* 1:1, podczas gdy w przypadku stosowania ka¬ talizatora jak w sposobie wedlug wynalazku mo¬ zliwe jest zastapienie katalizatorem zywicy nawet w stosunku az do 1:2; 3) Wprowadzenie wiekszej ilosci srodków za¬ stepczych przeprowadza sie przez osobne spry¬ skiwanie drewna roztworem soli chlorowcowej, na¬ stepnie wysuszenie i znowu spryskiwanie srod¬ kiem klejacym. W przypadku stosowania katali¬ zatora sposobem wedlug wynalazku mozliwe jest zastosowanie wiekszych ilosci srodków zastepczych bez koniecznosci osobnego spryskiwania kataliza¬ torem, a nastepnie suszenia. Katalizator dodaje sie do roztworu zywicy i ten roztwór stosuje sie do spryskiwania masy drzewnej na jednym z eta¬ pów znanego w zasadzie sposobu produkcji.Zastosowanie katalizatora w sposobie wedlug wynalazku posiada jeszcze jedna zalete. Ze wzgle¬ du na zmniejszona ilosc stosowanej zywicy i osia¬ gniecie ulepszonych wlasciwosci zmniejsza sie zna¬ cznie przy produkcji plyt i desek ilosc wolnego fanmaidehyidu, a otrzymane deski (iplyty) sa prawie bez zapachu. Wynalazek jest blizej objasniony w ponizszych przykladach.Przyklad I. Stala ilosc zywicy mocznikowo- -formaldehydowej (BASF 285) przerabiano w kon¬ trolowanych warunkach temperatury i cisnienia z katalizatorem stosowanym w sposobie wynala¬ zku, przy czym katalizator zmienial sie w zalez¬ nosci od ilosci czesci skladowych tworzacych roz¬ twór katalizatora. Katalizator w sposobie wedlug 15 20 25 35 wynalazku nie byl stosowany sam, lecz jako do¬ datek do zwyklego, znanego katalizatora, którym jest chlorek amonowy, zawierajacy, lub nie zawie¬ rajacy szesciometylenoczteroamine. 2 wyników przedstawionych w ponizszej tablicy 1 widac wyraznie synergistyczne dzialanie roztworu katalitycznego stosowanego w sposobie wedlug wynalazku skladajacego sie ze skladników orga¬ nicznych i nieorganicznych.Próba 1 jest próba porównawcza nie zawierajaca roztworu katalizatora stosowanego w sposobie we¬ dlug wynalazku. Stosuje sie w niej jedynie znany katalizator, jakim jest chlorek amonu. W próbie tej w temperaturze 100°C czas zelowania wynosil 90 sekund.Próba 2, zawierala, niezaleznie od chlorku amo¬ nu, takze okreslone ilosci mocznika-formaldehydu i wykazywala slabe podwyzszone dzialanie kata¬ lityczne i czas zelowania w temperaturze 100°C wynoszacy 85 sekund.Próba 3, zawierala, niezaleznie od chlorku amo¬ nu, takze okreslone ilosci chlorku sodu, jednak nie zawierala mocznika-formaldehydu i wykazy¬ wala slabo podwyzszone dzialanie katalityczne w temperaturze 100°C i iczas zelowania 80 sekund.Próby 4, 5 i 6, w których stosuje sie katalizator uzywany w sposobie wedlug wynalazku, zawieraly niezaleznie od chlorku amonu, mieszanine mocz¬ nika-formaldehydu i chlorku sodu, przy czym ogól¬ na ilosc dodanej mieszaniny byla równa ilosci po¬ jedynczych skladników dodawanych w próbach 2 i 3. Próby 4, 5 i 6 wykazaly podwyzszone dzia¬ lanie katalityczne przez synergistyczne zachowa¬ nie sie stosowanych skladników, a otrzymane cza- Skladniki, w czesciach | wagowych Zywica mocznikowo-formal- dehydowa (z zawartoscia cial stalych 65%) Woda Roztwór katalizatora Chlorek amonu (20% roztwór w wodzie) Szesciometylenoczteroamina (20% roztwór yv wodzie) Czas zelowania w sekundach, w temperaturze 100°C Skladniki roztworu katalizatora Mocznik (100%) Formaldehyd (100% Chlorek sodu (100%) Srodek powierzchniowo czynny (10% roztwór w wo¬ dzie) Woda Ogólem Tablica 1 I Próby 1 140 70 — 12 8 90 — , — — — — — 2 * 140 10 60 12 8 85 5,35 2,75 ' — 1,0 90,9 100,0 3 140 10 60 12 8 80 Czesci — — 20,0 1,0 79,0 100,0 4 140 10 60 12 8 60 wagowe 5,35 2,75 20,0 1,0 70,9 100,0 5 140 10 60 12 _ 8 35 10,70 5,50 20,0 1,0 62,8 100,0 • 6 140 10 60 12 8 . 28 16,05 8,25 20,0 1,0 54,7 100,0123 570 8 sy zelowania w temperaturze 100°C wynosily odpowiednio 60, 35 wzglednie 28 sekund.Róznica miedzy próbami 4, 5 i 6 byla skutkiem róznych stosunków ilosciowych stosowanych kom¬ ponentów organicznych w porównaniu z kompo¬ nentami nieorganicznymi roztworu katalizatora Stwierdzono przy tym, ze w próbie 6, która za¬ wierala wieksza ilosc materialu organicznego, uzy¬ skano takze wieksze dzialanie katalityczne.Przyklad II. Ten przyklad wyjasnia zalety osiagniete przy produkcji plyt wiórowych po do¬ daniu do mieszanki katalizatora stosowanego w sposobie wedlug wynalazku.Ponizej objasniono trzy przypadki, w których stosowano te sama ogólna ilpsc roztworu. Róznice wystapily w zwiazku ze zmiennymi wlasnosciami róznych skladników stosowanego roztworu, jak po¬ dano w ponizszej tablicy 2.Nalezy zwrócic uwage, ze szpalta A dotyczy spryskiwania stosowanym roztworem drobno zmie¬ lonej maczki drzewnej, która byla stosowana do otrzymywania zewnetrznej powierzchni plyty wió- 10 15 rowej, podczas gdy szpalta B odnosi sie do spry¬ skiwania wiórów drzewnych, stosowanych do otrzymywania rdzenia plyty wiórowej.Plyta wiórowa byla w tym przypadku otrzymy¬ wana wedlug systemu Bisona, to znaczy w syste¬ mie ciaglego tworzenia warstw w kontrolowanych warunkach, które dla wszystkich omawianych przypadków byly stale: Wilgotnosc plyt przed prasowaniem 10,5±0,5°/o Temperatura prasowania 210°$ Cisnienie 34,3232 -105 Pa Jakosc otrzymanej tym sposobem plyty nie wy¬ kazywala w zadnym z trzech przypadków zadnych zauwazalnych róznic (por. wyniki w tablicy 2).Otrzymane w tych trzech przypadkach zgodnie z przykladem wedlug wynalazku rózne roztwory doprowadzily do zmniejszenia czasu prasowania, jak to podano ponizej.Próba 1: 9,25 sek/mm niewygladzonej (niewypole- rowanej) plyty wiórowej, Próba 2: 8,00 sek/mm niewygladzonej (niewypole- rowanej) plyty wiórowej, Skladniki, w czesciach wagowych Zywica moczniikowo-fonmal- dehydowa (z 65% zawarto¬ scia cial stalych) Chlorek amonu (20l% roztwór w wodzie) Woda Amoniak 25° Baume Roztwór katalizatora Ogólna ilosc Skladniki roztworu katalizatora mocznik (100%) formaldehyd (100%) chlorek sodu (100%) srodek powierzchniowo- -czynny (10%- roztwór wodny) woda Ilosc ogólna Wlasciwosci Gestosc (kg/m«) Grubosc w mm Modul elastycznosci L Wytrzymalosc na rozciaga¬ nie w Pa'105 Wytrzymalosc polaczenia Pa-1'05 | Zdolnosc absorpcji wody 1 w % po 24-godzinnym zanurzeniu Stopien procentowego wzrostu specznienia po 24- -godzinnym zanurzeniu w wosku Tablica 2 I Próby A 1 B 100,0 200,0 - 8,0 68,5 31,0 1,5 1,0 — — 170,0 240,0 — — — — — — — — — — — — 660 16,2 26000 4,9033 245,17 40 13 « A 2 B 70,0 140,0 - 8,0 38,5 20,0 1,5 2,0 40,0 70,0 170,0 240,0 5,55 5,55 2,75 2,75 20,0 20,0 1,0 1,0 70,9 70,9 100,0 100,0 640 16,0 23200 4,413 225,55 45 15 A 3 B 70,0 140,0 — 8,0 58,5 20,0 1,5 2,0 40,0 70,0 170,0 240,0 * " 10,70 10,70 5,50 5,50 20,0 20,0 1,0 1,0 62,8 62,8 100,0 100,0 625 16,1 24000 4,118 220,65 52 20 |9 123 570 10 Próba 3: 7,00 sek/mm niewypolerowanej plyty wiórowej.Trzecia próba, zawierajaca najwieksze ilosci skladników organicznych w porównaniu ze sklad¬ nikami nieorganicznymi, wykazala najlepsze wy¬ niki.Powyzszy przyklad wskazuje, ze mozliwym jest przez zastosowanie katalizatora stosowanego w spo¬ sobie wedlug wynalazku skrócenie czasu prasowa¬ nia przy otrzymywaniu plyt wiórowych, i ze jed¬ noczesnie jest mozliwe zmniejszenie zuzycia zywicy przy zastosowaniu tego katalizatora o ilosci az do 30°/o, do 16,90*/* (próba 2) lub do 21«/» (pró¬ ba 3).Przyklad III. Przyklad ten ilustruje zwiek¬ szenie szybkosci wzglednie wydajnosci wytwarza¬ nia plyt wiórowych sposobem wedlug wynalazku w porównaniu ze sposobem znanym z opisu paten¬ towego §t. Zjedn. Am. nr 3 697 355, co osiaga sie przez dodanie katalizatora stosowanego w sposobie wedlug wynalazku do mieszaniny (to znaczy mie¬ szaniny chlorku sodu i monomerów mocznikowp- -formaldehydowych), w porównani^ z szybkoscia wzglednie wydajnoscia, uzyskiwana przy zwyklym dodaniu chlorku sodu (bez monomerów moczniko- wo-formaldehydowych) sposobem wedlug opisu patentowego St. Zjedm. Aim. nor 3 697 355.Uzyskane wyniki podano w tablicy 3, w której stosuje sie sposób wedlug opisu St. Zjedn. Am. nr 3 697 355. W próbie 1 (poza zwyklymi dodatkami dodawanymi do mieszanki zywicowej uzywanej do wytwarzania plyt wiórowych stosowano jedynie chlorek sodu i uzyskiwano czas zelowania 80 sek., podczas gdy w próbie 2, w której stosdwano te same dodatki co w próbie 1 i dodatkowo jeszcze monomery mocznikowe i formaldehydowe, jak rów¬ niez te same ilosci chlorku sodu i uzyskiwano czas zelowania 28 sek.W tych samych warunkach przy uzyciu urza¬ dzenia zwanego Bisen, w próbie 1 uzyskano szyb¬ kosc wytwarzania 9 sekund na grubosci plyty i 7 sek. na mm grubosci plyty w przypadku próby 2, w której stosuje sie sposób wedlug wynalazku.Osiagniete w obu przypadkach wlasciwosci mecha¬ niczne wedlug DIN 52 360 do 52 365 byly takie same.Przyklad IV. Przyklad ten objasnia zwiek¬ szone zastepowanie zywicy mocznikowo-formalde- hydowej uzyskiwane po dodaniu katalizatora sto¬ sowanego w sposobie wedlug wynalazku w porów¬ naniu do znikomego zastepowania zywicy, uzyski¬ wanego przy uzyciu jedynie chlorku sodu bez do¬ dawania monomerów mocznikowo-formaldehydo- wych, przy czym otrzymane plyty wiórowe wy¬ kazuja w obu przypadkach równowazne wlasciwo¬ sci mechaniczne.Przyklad ten objasnia w szczególnosci przypa¬ dek, w którym chlorek sodu zastepuje zywice w stosunku 1:1, podczas gdy w przypadku miesza¬ niny chlorku sodu z mocznikiem i formaldehydem zastepuje on zywice w stosunku 1:2. Pewien zapas wiórów drzewnych byl traktowany, po sproszko¬ waniu, odpowiednimi zestawami podanymi w na¬ stepnej tablicy 4.Zestaw 1 sluzyl jako próba wzorcowa bez za- Tablica 3 Skladniki, w czesciach wagowych Zywica mocznikowo- -fonmaldehydowa wartosc cial stalych 65*/o) Woda Chlorek amonu (201°/© roztwór wodny) Szesciometyleno- czteroamina Chlorek sodu (100*/*) Mocznik (100%) Formaldehyd (100»/») Ogólna ilosc Czas zelowania w se¬ kundach Czas prasowania w sekundach na mm grubosci niepolerowa- nej plyty wiórowej Wlasciwosci Gestosc (kg/m*) Grubosc w mm Modul elastycznosci L Wytrzymalosc, na rozciaganie w Pia'10* Wytrzymalosc na zgi¬ nanie w Pa'105 Absorpcja wody w P/o po 24-godzinnym za- nurzenru Specznienie w % wzrostu pd 24-godzin¬ nym zanurzeniu w wodzie |. Próby 1 \ 140 58 12 ¦ ' 8 12 230,0 80 9 1 2 140 , 43,42 12 8 12 9,63 4,95 1 230,0 28 7 Próby 1 1 2 - | 660 16,05 24500 5,88 230,45 45 13,4 640 1 16,20 23200 5,1 235,36 60 14,9 . 1 stepowania zywicy. Zestawy róznia sie od siebie tym, ze w zestawie 2 ilustrujacym sposób poste¬ powania wedlug opiisu St. Zjedin. Am. nr 3 697 355 45 nastapilo zastapienie czesci stalych zywicy jedy¬ nie przez chlorek sodu, podczas gdy w zestawie 3 (zestawie ilustrujacym sposób wedlug wynalazku) nastapilo zastapienie zywicy przez mieszanine chlorku sodu z monomerami mocznikowo-formal- 90 dehydowymi.W zestawie 2, 19,5 czesci stalych zywicy zostalo zastapione przez 19,5 ozesoi chlorku sodu.W zestawie 3, 39 czesci stalych zywicy zostalo zastapionych przez 19,5 czesci stalego katalizatora 55 stosowanego w sposobie wedlug wynalazku (tzn. chlorkiem sodu, mocznikiem i formaldehydem).W zestawie 2 wystepowalo wiec tym samym zaistajpienie zywicy w istosunku 1:1, podczas gdy w zestawie 3 wystepowalo zastapienie zywicy w sto- 60 sunku 1:2.Plyty wiórowe, wytwarzane z zastosowaniem do tych zestawów (2 i 3) mialy te same wlasciwosci mechaniczne, chociaz zestaw 3 wykazywal nizsza zawartosc cial stalych. W obu przypadkach plyty 65 wiórowe byly otrzymywane systemem Bisena, tzn.123 570 11 12 z ciaglym wytwarzaniem warstw w warunkach Temperatura prasowania 210°C kontrolowanych, które w obu przypadkach byly Cisnienie 34,323i2*105 Pa stale: ; Wilgotnosc mat przed Wlasciwosci (jakosc) otrzymanych plyt wiórowych sprasowaniem 10,5±0,5°/o 6 podano w tablicy 4.Tablica 4 Skladniki w czesciach wagowych Zywica mocznikowo- formaldehydowa Zawartosc cial stalych w zywicy mocznikowo- -formaldehydowej Chlorek amonu (20°/©- roztwór) Woda Amoniak 25° Baume Chlorek sodu (100°/o) Chlorek sodu A+B 1 Katalizator (100% cial stalych) 1 Katalizator (100% cial stalych A+B) Woda Ogólna ilosc roztworu zywicy Ogólna zawartosc cial stalych Zawartosc cial stalych w % Ilosc zastapionych czesci stalych zywicy Ilosc czesci stalych zywicy A zastapionych przez A+B % zywicy, zastapionej przez A+B Stosunek dodanych stalych srodków zastepczych do zastapionych czesci stalych zywicy Wlasciwosci Gestosc w kg/m8 Grubosc w mm Modul elastycznosci L Wytrzymalosc na rozciaganie Pa-105 Wytrzymalosc na zginanie Pa-105 i Absorpcja wody w % po 24-godzinnym zanurzeniu Specznienie w % wzrostu po 24-godzinnym zanurzeniu w wodzie Zestaw A 100 65 — 68,5 1,5 — — — 170,0 65 38,3 — 1 — — — — —* 645 16,1 24500 4,42 230,45 45 14 B 200 130 8,0 31 1.0 — — — 240,0 131,6 54,8 — A 90 58,5 72,0 1,5 6,5 — — 170,0 65,0 38,2' 6,5 19,5 2 19,5 —. 10 1:1 630 16,5 25000 4,90 218,69 50 17 B 180 117,0 8,0 38,0 1,0 13,0 - — — 240,0 131,6 54,8 13,0 A 80 52 — 66,17 1,5 — 6,5 15,83 170,0 58,5 34,4 13,0 3 — 19,5, 39,0 20 1:2 625 16;2 23800 4,71 235,36 53 16 B 160 104,0 8,0.. 26,33 1,0 — '¦ 13,0 31,67 240,0 118,6 1 49,4 26,0 1) Skladniki katalizatora zdolnego do reakcji: Przyklad V. W przykladzie tym zilustrowa- Mocznik (100%) 19 no fa^t, ze przy wyzszym poziomie zastepowania Formaldehyd (100%) 10 zywicy sposobem wedlug wynalazku mozna uzy- Chlorek sodu (100%) 71 ska£ plyty wiórowe w operacji jednostopniowej, Razem 100 & podczas gdy w sposobach znanych konieczne sa« 123 570 14 dwa etapy procesu. Wynika to z faktu, ze gdy pozadany jest wysoki stopien zastapienia zywicy innymi materialami konieczne jest uzycie miesza¬ niny stosowanej w sposobie wedlug wynalazku, do spryskiwania materialu drzewnego tak, aby w je¬ dnym etapie technologicznym uzyskac zmiesza¬ nie wiórów drewnianych ze srodkiem wiazacym.Gdy do zywicy dodaje sie jedynie chlorku so¬ du, bez dodawania monomerów mocznikowych i formaldehydowych, konieczne jest, niezaleznie od faktu, ze szybkosc zelowania jest mala, jak to wykazano juz w poprzednich przykladach, osob¬ ne spryskiwanie wiórów drzewnych chlorkiem so¬ du z kolejnym suszeniem mieszanki drzewnej i po¬ nowne osobne spryskiwanie'materialem klejacym.Wymaga fcT zastosowania dodatkowych urzadzen. które sa kosztowne i co powoduje zmniejszenie zdolnosci produkcyjnej.Te dodatkowe operacje sa konieczne ze wzgledu na niska rozpuszczalnosc chlorku sodu w wodzie, a takze z tego powodu, ze w tym przypadku osia¬ ga sie zastapienie zywicy przez dodanie takiej ilo¬ sci substancji stalej zastepujacej zywice, która jest zrówna ilosci czesci stalych zastepowanej zy¬ wicy. Aby zastapic wieksza ilosc zywicy, miesza¬ nina musialaby zawierac zbyt duzo wody, której nie daloby sie usunac przez wysuszenie w pra¬ sie w czasie normalnych okresów prasowania.Mieszanine stosowana w sposobie wedlug wy¬ nalazku mozna z wielkim powodzeniem stosowac do zastepowania wiekszych ilosci zywicy, bez uzy¬ cia zbyt duzej ilosci wody, przy czym wytwarza¬ nie plyt mozna przeprowadzic w jednym etapie tak jak to normalnie przeprowadza sie przy pro¬ dukcji plyt wiórowych bez jakiegokolwiek zmie¬ niania operacji produkcyjnych. Jest to mozliwe w sposobie wedlug wynalazku z tego wzgledu, ze rozpuszczalnosc skladników katalizatora w wodzie jest wyzsza i dlatego stosuje sie mniej wody i ze zastapienie" zywicy osiaga sie przez dodanie tyl¬ ko polowy ilosci czesci stalych zastepowanej zy¬ wicy.Dla osiagniecia tego samego, stopnia wysokiego zastapienia zywicy (35ty§ zgodnie z przykladem), przy zastosowaniu katalizatora stosowanego w sposobie wedlug wynalazku uzyskuje sie nizszy czas zelowania a tym samym podwyzszona szyb¬ kosc produkcji (mieszanina stosowana w próbie 3).Przy uzyciu samego chlorku sodu bez dodawania monomerów mocznikowych i formaldehydowych, uzyskuje sie znacznie wyzszy czas zelowania, po¬ niewaz w tym przypadku dodawane materialy za¬ stepujace zywice dzialaja jak czynniki hamujace zamiast dzialac jako katalizatory (mieszanina sto¬ sowana w próbie 2). Wszystkie wymienione cechy uwidoczniono w tablicy 5. W tablicy tej przedsta¬ wione sa trzy mieszaniny: ..Mieszanina z próby 1 uzywana jest jako slepa próba; w której stosowana jest zywica bez ja¬ kichkolwiek materialów zastepczych. Mieszanina z próby 2 stosowana w sposobie postepowania zna¬ nym z opisu patentowego St. Zjedn. Am. nr 3 697 355 zawiera tylko chlorek sodu, który zaste¬ puje zywice, a miesaankia z próby 3 zawiera ka¬ talizator stosowany w sposobie wedlug wynalazku, to .znaczy mieszanine chlorku sodu i monomerów mocznikowo-formaldehydowych.Procentowa ilosc zastapionej zywicy wynosi w 5 mieszaninach z prób 2 i 3 w kazdym przypadku 35*/o. W mieszaninie 3 dodano 37,5 czesci kataliza- - tora, które zastapily 68,5 czesci stalej zywicy, pod¬ czas gdy w mieszaninie 2 dodano 68,5 czesci chlor¬ ku sodu, które zastapily te sama ilosc zywicy, to 10 znaczy 68,5 czesci zywicy. Pokazuje to, ze zgodnie z wynalazkiem osiagnieto wymiane (zastapienie zywicy) 1:1,8, podczas gdy przy uzyciu chlorku sodu osiagnieto wymiane (zastapienie zywicy) 1:1.Ogólna ilosc roztworu zywicy w mieszaninie z is próby 3, która zawierala reaktywny katalizator stosowany w sposobie wedlug wynalazku, byla utrzymywana na tym samym poziomie jak w mieszaninie z próby 1, W przypadku mieszaniny z próby 2, w której dodany zostal jedynie chlo¬ ro rek sodu, nie bylo to mozliwe, ze wzgledu na duza ilosc wody, która potrzebna byla w miesza¬ ninie ze wzgledu na wysoki stopien zastapienia zywicy chlorkiem sodu.Czais zelowania slepej próby wynosil 60 sekund. 25 W mieszaninie z próby 3 zawierajacej katalizator stosowany w sposobie wedlug wynalazku otrzy¬ mano czas zelowania nizszy, 40 sek., który pozwa¬ lal na podwyzszenie zdolnosci i szybkosci pro¬ dukcyjnych; w mieszaninie z próby 2, w której 30 stosowano jedynie chlorek sodiu, czas zelowania wynosil 110 sek., poniewaz dodane skladniki dzia¬ laly jako czynniki opózniajace proces zelowania zamiast dzialac jako katalizatory.Szpalta A tablicy 5 odtaiosi siie we wsizyistlkioh trzech przypadikaich do roziaworu stosowalnego do spryskiwania doskonale rozdrobnii'0(neij maczki drzewnej, podczas gdy szpalta B odnosi sie we wszystkich trzech przypadkach do roztworu sto- sowamegio do spryslkliwainlia wiórów .drzewnych uzywanych do wytwarzania rdzenia plyty wióro¬ wej.Przy uzyciu mieszanin zywic, jak podano we wszystkich trzech przypadkach w tablicy 5 otrzy- 4S mano plyty wiórowe. Jako sposób otrzymywania stosowano system Bisena a-warunki we wszyst¬ kich trzech przypadkach utrzymywano te same' Wilgotnosc maty przed sprasowaniem 10,5+0,5% Temperatura prasowania 120°C 50 Cisnienie 34,323i2-105 Pa Jakosc otrzymanych plyt wiórowych odpowia¬ dala wymogom norm DIN 52 360 do 52 363 i nie wykazywala zadnych róznic w próbach 1 i 3. W próbie 2, w której zamiast reaktywnego kataliza- 55 tora stosowanego w sposobie wedlug wynalazku stosuje sie tylko chlorek sodu, wlasciwosci otrzy¬ manej plyty wiórowej nie mogly byc zmierzone, poniewaz otrzymane plyty rozklejaly sie juz przy normalnych czasach prasowania. Wskazuje to na 60 fakt, ze zastosowanie jedynie chlorku sodu nie daje zadnych mozliwosci wysokiego zastepowania nim zywicy (rzedu 35Vo), gdy stosowany on jest do produkcji plyt wiórowych w jednej pojedyn¬ czej operacji spryskiwania wedlug w zasadzie 65 znanych metod. 35 4015 123 570 Tablica 5 16 1 Próba Skladniki, w czesciach wagowych Zywica mocznikowo-form- aldehydowa Zawartosc cial stalych w m zywicy Chlorek amonu (20% roztwór) Woda Amoniak 25°Baume Chlorek sodu (100%) Chlorek sodu A+B (x) Katalizator Katalizator A+B Woda Ogólna ilosc roztworu zywicy Ogólna zawartosc cial sta¬ lych w roztworze zywicy Zawartosc cial stalych w roztworze zywicy w % Ilosc zastapionych czesci stalych zywicy Ilosc czesci stalych zywicy zastapionych przez A+B 1% zywicy, zastapionej 1 przez A+B Stosunek dodawanych sta¬ lych srodków zastepczych do zastapionych czesci sta¬ lych zywicy Czas zelowania w sek. | A 100 65 — 68,5 1,5 — — 170 65 38,2 — 1 B 2,00 130 8 31 1,0 — — 240 131,6 54,8 — 60 A 65 42 — — 1,5 23 — 82 213,5 65 30,8 23 2 68,5 — * 68,5 35 1:1 110 B 130 84,5 8 — 1,0 45,5 — 161,5 346,0 131,6 28 45,5 r a 65 42 — 68,5 1,5 — 12,5 22,5 170,0 54,5 54 23 3 — 37,5 68,5 35 1:1,8 40 B 130 84,5 8 31 1,0 — 25 45 240 111,1 53 45,5 1) Skladniki katalizatora zdolnego do reakcji w % Mocznik (100%) 30 " Formaldehyd (obliczony jako 100% cial stalych) 15 Chlorek sodu (100%) 55 Przyklad VI. Przyklad ten objasnia dziala¬ nie synergistyczne, stwierdzone gdy do preparatu zywicy dodano mieszanine chlorku sodu z niezy- wicowatym produktem kondensacji monomerów mocznikowo-formaldehydowych. Otrzymane przy tym wyniki podano w tablicy 6, w której próba 1, niezaleznie od zwyklych dodatków, które doda¬ je sie clo preparatu zywicowego przy produkcji plyt wiórowych, zawierala jedynie chlorek sodu i wykazywala czas zelowania 49 sek. Próba 2 za¬ wierala kondensat mocznikowo-formaldehydowy i wykazywala czas zelowania 51 sekund, a obie próby 3 i 4 zawieraly chlorek sodu i kondensat mocznikowo-formaldehydowy w lacznej ilosci rów¬ nej ilosci chlorku sodu uzytego w próbie 1. Wszy¬ stkie wartosci w tablicy 6 podano w przeliczeniu na 100 czesci stalych zywicy. Obie próby 3 i 4 mialy mniejszy czas zelowania niz próby 1 i 2 - przy czym obie próby 3 i 4 mialy czas zelowania 42 sek.Przyklad VII. Przyklad ten objasnia dziala¬ nie synergistyczne, stwierdzone gdy do preparatu zywicy dodano mieszanine chlorku potasu z pro- 40 45 50 55 65 duktem kondensacji monomerów mocznikowo- -formaldehydowych. Otrzymane wyniki podano w tablicy 7, w której próba 1 przedstawia slepa próbe, zawierajaca zamiast katalizatora stosowa¬ nego w sposobie wedlug wynalazku — wode. Pró¬ ba 2 zawierala chlorek potasu a próba 3 miesza¬ nine chlorku potasu i kondensatu monomerów mocznikowo-formaldehydowych. Próba 1 miala czas zelowania 93 sekundy, próba 2 wykazywala slabe dzialanie katalityczne przy czasie zelowa¬ nia 82 sekund, a próba 3 zawierajaca katalizator stosowany w sposobie wedlug wynalazku wyka¬ zala zaskakujaco wysokie dzialanie katalityczne. i czas zelowania 42 sek.Przyklad VIII. Przyklad ten dotyczy otrzy¬ mywania fornirowanej plyty wiórowej. Ilustruje on fakt, ze katalizator stosowany w sposobie wedlug wynalazku moze byc stosowany takze do sklejania plaskich desek (plyt)/ jak na przyklad do otrzy¬ mywania sklejki, plyt warstwowych, plyt (desek) fornirowanych lub innych plyt (desek) wielowar¬ stwowych. W tym przypadku folia fornirowa typu Tianna o grubosci 0,6 mm i z zawartoscia wilgo¬ ci 10% byla naklejana na obie powierzchnie wy¬ polerowanej plyty wiórowej o grubosci 15 mm, rozmiarach 185X305 cm i zawartosci wilgoci 9%.Klej byl rozprowadzany na plycie wiórowej za pomoca urzadzenia do rozprowadzania kleju.123 570 17 Tablica 6 18 skladniki, w czesciach wagowych Zywica mo¬ cznikowo- formaldehy¬ dowa (o za¬ wartosci cial sta¬ lych 65%) Chlorek a- monu (20°/© roztwór w wodzie) Amoniak 25°Baums Chlorek 'sodu (100%) Mocznik (100%) Formalde- hyd-mocz- nik1) (18% roztwór w wodzie) Woda Ogólna ilosc Czas zelowa¬ nia w se¬ kundach w temperatu¬ rze 100°C 1 140 8 2 12 — — 64 226 49 2 140 8 2 — 1,73 2,15 72,12 226 51 3 140 8 2 8,55 1,73 2,15 63,57 226 42 4 140 8 2 5,5 3,16 4,18 63,16 226 42 10 15 20 25 30 35 *) Formaldehyd-mocznik jako niskoczasteczkowy kondensat o nizej podanym skladzie: 55 czesci wagowych formaldehydu, 25 czesci wagowych mocznika, 20 czesci wagowych wody.Ti skladniki, w cze¬ sciach wagowych Zywica moczniko- wo-formaldehydo- wa (o zawartosci cial stalych 65*/©) Chlorek amonu (20% roztwór wod¬ ny) Amoniak' 25°Baums Chlorek potasu (100%) Mocznik (100%) Formaldehyd-mo¬ cznik J) {80% roz¬ twór w wodzie) Woda Ilosc ogólna Czas zelowania w i sekundach w tem¬ peraturze 100°C =tbi*c^a 1 140 8 3 —, 75 226 93 7 2 140 8 3 12 — — 63 226 82 \ 3 . 140 8 3 12 7,38 9 46,62 226 42 i 50 55 60 65 *) Formaldehyd-mocznik jako niskoczasteczkowy kondensat o ponizszym skladzie: 55 czesci wagowych formaldehydu, 25 czesci wagowych mocznika, 20 czesci wagowych wody.Plyty isprasorwywano pod cisnieniem 6,865»105 Pa w temperaturze 120°C. Podano wyniki dwóch prób.W próbie 1 stosowano normalny preparat klejacy, podczas gdy w próbie 2 stosowano preparat sto¬ sowany w sposobie wedlug wynalazku. Sklady preparatów podano w tablicy 8.Podczas gdy plyty otrzymane wedlug próby 1 wymagaly czasu prasowania wynoszacego 2 minu¬ ty, to plyty otrzymane wedlug próby 2 wymagaly czasu prasowania tylko 1,7 minuty. Stosowany do produkcji fornirowanych plyt wiórowych prepa¬ rat klejacy przygotowany przy uzyciu katalizato¬ ra stosowanego w sposobie wedlug wynalazku wykazywal nastepujace wlasciwosci.Podwyzszenie wydajnosci produkcji o 15% Oszczednosc kleju 26% Tablica 8 skladniki, w czesciach wagowych Zywica mocznikowo- -formaldehydowa (za¬ wartosc cial stalych 65%) Chlorek amonu (20% roztwór w wodzie) Chlorek sodu . Mocznik (100%) Formaldehyd (100%) Woda Maka pszenna Ilosc ogólna 1 100 8 -^- — — — 7 115 2 70 8 6,00 1,62 0,83 21,55 10 | 118 1 Przyklad IX. Przyklad ten objasnia syner- gistyczne zachowanie, które zauwazono, gdy do preparatu zywicowego na bazie zywicy zelamino- wo-formaldehydowej dodano mieszanine chlorku sodu z monomerami mocznikowo-formaldehydo- wymi. Stosowana zywica byla zywica Kauramin 542 wytwarzana przez firme BASF.Otrzymane wyniki podano w tablicy 9. Próba 1 stanowi próbe slepa. W próbie 2 stosuje sie, nie¬ zaleznie od zwyklego preparatu zywicy, chlorek amonu i amoniak jak równiez chlorek sodu. W próbie 3 stosuje sie niezaleznie od zwyklego pre¬ paratu zywicy, chlorek amonu i amoniak jak równiez mocznik i formaldehyd. We wszystkich tych próbach uzyskiwano ten sam czas zelowania 65 sekund. W próbie 4 stosuje sie, niezaleznie od zwyklego preparatu zywicy, chlorek amonu i amo¬ niak jak równiez mocznik, formaldehyd i chlorek sodu przy czym ogólna ilosc dodanej mieszaniny byla równa ilosci poszczególnych skladników do¬ danych w próbach 2 i 3. Dlatego tez próba 4 przedstawia przyklad zastosowania katalizatora stosowanego w sposobie wedlug wynalazku i uzy-123 570 19 Tablica 9 20 Skladniki, w czesciach wagowych Zywica melamino- wo-form- aldehydo- wa (o wartosci cial sta¬ lych 65%) Chlorek amonu . (20% roz¬ twór w wodzie) | Amoniak 25°Baume Chlorek sodu (100%) Mocznik (100%) Formalde¬ hyd (100%) Woda Ilosc ogólna Czas ze¬ lowania w sek. przy 100°C 1 % 140 8 2 — — — 76 226 65 2 140 8 2 12 —. — 64 226 65 3 140 8 2 — 3,2 1,65 71,15 226 65 4 140 8 2 1Z 3,2 1,65 59,15 226 48 | 10 15 20 25 iskano w niej o wiele ikrótsizy czas zelowania wy¬ noszacy 48 sekund. * Podane wyniki mozna uzyskiwac zastepujac w powyzszych przykladach chlorek sodu lub potasu chlorkiem litu lub tez fluorkami, bromkami lub jodkami sodu, potasu lub litu. PL