PL197896B1 - Wypełniacz kleju fenolowego - Google Patents

Abstract

Wypełniacz kleju fenolowego do produkcji sklejki wodoodpornej składający się z mieszaniny substancji organicznych i nieorganicznych, znamienny tym, że jako składniki nieorganiczne zawiera 40 - 50% wagowych węglanu wapnia i 0 - 15% sody, oraz jako składniki organiczne zawiera 0 - 30% mączki drzewnej, 1 - 45% mąki pszennej, 1 - 10% mąki żytniej, 0 - 5% garbników oraz 0 - 10% zagęstnika.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wypełniacz kleju fenolowego stosowanego w produkcji sklejki wodoodpornej.

Proces produkcji sklejki obejmuje: mechaniczne naniesienie kleju fenolowego na arkusze łuszczki, uformowanie z nich pakietów, wstępne sprasowanie w zimnej prasie, załadowanie do gorącej prasy i związanie w wyniku utwardzenia kleju. Po wstępnym sprasowaniu w temperaturze otoczenia pakiety powinny zachować swój kształt, nie mogą ulec rozwarstwieniu, aby mogły być bez przeszkód mechanicznie załadowane do gorącej prasy. Wypełniacz zapobiega zbytniej penetracji żywicy fenolowej w głąb forniru, reguluje jego zwilżalność oraz zmniejsza kruchość spoiny klejowej w gotowym wyrobie.

Ze względu na postęp w konstrukcji maszyn i urządzeń do produkcji sklejki stosuje się obecnie kleje o niższej lepkości, zwykle w granicach 350 - 750 mPas, co odpowiada 70-130 sekundom wypływu żywicy w temperaturze 20°C z kubka Forda nr 4. Po sporządzeniu, kleje te powinny w krótkim czasie (nie dłuższym niż 2 godziny) uzyskać wymaganą w miarę stabilną lepkość, oraz zachowywać swoją przydatność nawet po upływie 72 godzin.

W literaturze fachowej: G. Zeppenfeld, „Klebstoffe in der Holz- und Mobelindustrie 1991, 197-201, Fachbuchverlag, Leipzig opisane są kleje, które oprócz żywic fenolowych zawierają w swoim składzie wypełniacze będące mieszaniną substancji organicznych takich jak: mączka z łupin orzecha laskowego, kokosowego, wiśni, śliwki, z kory drzew, z zhydrolizowanych kolb kukurydzianych oraz zhydrolizowaną mączkę drewna bukowego, a także mąkę pszenną i dodatki zagęszczające oraz substancje nieorganiczne o odczynie zasadowym lub obojętnym takie jak: kreda, tlenek magnezu, biel tytanowa, biel mineralna, lekki i ciężki szpat a także silikaty oraz mączka kwarcowa.

Kleje wielu firm zawierają wypełniacze w postaci mieszaniny różnych mączek w ilości 9,40 - 15,35%, alkalii w granicach 1,2 - 2,1% oraz sody - 0,4 - 1,4%. Zawartość wody w tych klejach zmienia się w granicach 54,7 - 58,5% natomiast ich lepkość jest stosunkowo wysoka i waha się w granicach 2940 - 4000 mPas.

W patentach japońskich 11 124555 [99 124555] (1999) według CA 130: 326113x i 11 124 556 [99 124556] (1999) według CA 130: 326114y kleje fenolowe do sklejki zawierają jako wypełniacz mąkę pszenną w ilości odpowiednio 5 i 16%.

W literaturze fachowej „Holzforschung, 1998, 52(6), 651-653, Walter de Gruyter & Co. opisano, że klej fenolowy do drewna zawiera w swoim składzie ekspandowaną parą wodną mączkę drzewa bukowego.

W krajowej praktyce produkcyjnej sklejkę wodoodporną wytwarza się także przy użyciu kleju zwierającego wypełniacz, którym jest kreda lub kompozycja kredy i garbnika dębowego lub mimozy.

W praktyce produkcyjnej mąka żytnia, sama lub w kompozycji z innymi składnikami nie jest stosowana jako wypełniacz klejów fenolowych do sklejki wodoodpornej natomiast dosyć powszechnie stosowana jest jako wypełniacz klejów mocznikowych do sklejki suchotrwałej.

Nieoczekiwanie okazało się, że stosunkowo niewielki dodatek mąki żytniej do wypełniacza kleju fenolowego wyraźnie poprawia właściwości fizyczne kleju; homogenizuje składniki kleju oraz podwyższa jego lepkość. Niewielki dodatek mąki żytniej również nieoczekiwanie poprawia rozlewność kleju, co ułatwia mechaniczne nanoszenie kleju na łuszczkę i poprawia jego właściwości klejące. Wstępnie sklejone pakiety zaimpregnowanej łuszczki nie ulegają rozwarstwieniu przed wprowadzeniem ich do gorącej prasy. Cechy te uzyskuje klej już przy zawartości mąki żytniej dochodzącej do 10%. Większa zawartość mąki żytniej powoduje wzrost lepkości kleju, co utrudnia jego nakładanie na łuszczkę.

Wypełniacz kleju fenolowego według wynalazku zawiera:

• kredę - 40 • sodę - 0 • mąkę drzewną - 0 • mąkę pszenną - 1 • mąkę żytnią - 1 • garbnik - 0 • zagęstnik (modyfikowana skrobia mąki pszennej) - 0

50% wagowych 15% wagowych 30% wagowych 45% wagowych 10% wagowych

5% wagowych 10% wagowych

P r zy kła d y 1- 8

Sporządza się kompozycje klejowe o następującym składzie:

PL 197 896 B1 • żywica rezolowa -100 częśc i wagowych • wypełniacz - 10 części wagowych • woda - 10 części wagowych

Zastosowana żywica fenolowa posiada lepkość 250 mPas (20°C) i zawartość umownych części nielotnych 42%.

Lepkość kompozycji klejowej oznaczana czasem wypływu w temperaturze 20°C z kubka Forda nr 4, w czasie magazynowania przez okres 1-8 godzin powinna wynosić 70-100 sekund, a po upływie 72 godzin nie więcej niż 130 sekund.

Składy chemiczne zastosowanych wypełniaczy oraz czasy wypływu klejów zawiera tabela.

T a b e l a Skład wypełniaczy

Czasy wypływu klejów fenolowe do sklejki wodoodpornej

	Składnik wypełniacza	Udział wagowy
Lp.			Nr przykładu
		1	2	3	4	5	6	7	8
Składniki nieorganiczne
1	Węglan wapnia	50	50	50	47		47	47	47	47
2	Węglan sodu	0	0	0	13		13	13	13	13
Składniki organiczne
3	Mąka z drzewa bukowego	0	0	0	10		10	15	20	15
4	Mąka pszenna	50	42	38	25		15	15	11	15
5	Mąka kukurydziana	0	0	0	0		10	0	0	0
6	Mąka żytnia	0	8	12	5		5	3	2	0
7	Garbnik (mimoza)	0	0	0	0		0	2	2	0
8	Zagęstnik (modyfikowana skrobia mąki pszennej)	0	0	0	0		0	5	5	10
Czas (w sekundach) wypływu klejów fenolowych mierzony kubkiem Forda nr 4 w 20°C, od momentu jego sporządzenia, (w godzinach)
1	42	58	118	61	60	68	54	80
3	45	70	140	72	71	78	69	85
8	46	79	198	81	79	89	78	91
24	48	111	280	110	98	100	85	101
48	48	128	*	124	115	129	111	101
72	52	150	*	138	121	141	128	101

* - bardzo wysoki czas wypływu

P r z y k ł a d y 1,3, 8 - porównawcze

W przykładzie 1 (porównawczym) wypełniacz składa się z równych ilości węglanu wapnia i mąki pszennej, bez udziału mąki żytniej. Klej posiada stabilną, ale zbyt niską lepkość, czas wypływu zmienia się w granicach 42 - 52 sekund.

Wypełniacz w przykładzie 2 zawiera 8% mąki żytniej. Obserwuje się wyraźny wzrost lepkości kleju.

Znaczne zwiększenie udziału mąki żytniej (do 12%), w porównawczym przykładzie 3 wpływa na dalszy wyraźny wzrost lepkości kleju, który już po upływie 3 godzin przechowywania charakteryzuje się zbyt dużym czas wypływu, wykluczającym jego stosowanie.

PL 197 896 B1

Zastosowanie innych składników, w przykładach 4-6, takich jak mąka z drzewa bukowego i mąka kukurydziana pozwala na obniżenie zawartości mąki żytniej do 5%.

Inne dodatki zastosowane w przykładach 6 i 7 - mimoza i zagęstnik (modyfikowana skrobia) umożliwiają dalsze obniżenie udziału mąki żytniej do 2-3%.

W przykładzie 8 (porównawczym) użyty wypełniacz nie zawiera mąki żytniej. Otrzymany klej posiada zdecydowanie gorsze właściwości; w trakcie pomiaru czasu wypływu klej nie spływa jednorodnym strumieniem lecz kropelkuje, w przeciwieństwie do kompozycji klejowych z udziałem mąki żytniej. Takie samo zjawisko występuje w trakcie pomiaru czasu wypływu kleju sporządzonego z wypełniaczem według przykładu 1.

Claims (1)

1. Wypełniacz kleju fenolowego do produkcji sklejki wodoodpornej składający się z mieszaniny substancji organicznych i nieorganicznych, znamienny tym, że jako składniki nieorganiczne zawiera 40 - 50% wagowych węglanu wapnia i 0 - 15% sody, oraz jako składniki organiczne zawiera 0 - 30% mączki drzewnej, 1 - 45% mąki pszennej, 1 - 10% mąki żytniej, 0 - 5% garbników oraz 0 - 10% zagęstnika.