PT725765E

PT725765E - Materiais resistentes a agua e ao fogo e metodos para fabricar os mesmos

Info

Publication number: PT725765E
Application number: PT95901062T
Authority: PT
Inventors: Lars Bach; William R Kolker
Original assignee: Pyrotite Corp
Priority date: 1993-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 2000-08-31
Also published as: NO961674L; ATE190602T1; CN1041298C; JPH09504486A; US5767178A; TW332221B; WO1995011864A1; ES2145250T3; MY111660A; EP0725765A1; FI961778A; KR100307023B1; NO961674D0; DE69423507T2; DK0725765T3; CN1136308A; US5434200A; GR3033489T3; FI961778A0; DE69423507D1

Description

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DESCRICAO "Materiais resistentes à água e ao fogo e métodos para fabricar os mesmos" O presente invento refere-se a materiais resistentes à água e ao fogo e a métodos para fabricar os mesmos. 0 presente invento também se refere a composições para conferir resistência à água e ao fogo a uma larga gama de materiais celulósicos incluindo fibras e partículas à base de madeira, bolachas celulósicas, tiras de madeira e produtos residuais orgânicos. A madeira natural, as partículas, fibras e aparas de madeira têm muitas propriedades convenientes e, por este motivo, são largamente usadas em materiais de construção compósitos com madeira. Contudo existem certas desvantagens ou defeitos nestes materiais de construção. Em particular, os produtos à base de madeira têm não só uma combustibilidade inerente mas também uma tendência para inchar quando expostos á humidade. Este inchaço provoca uma perda da resistência estrutural e coesiva que, por sua vez, restringe o âmbito de utilização destes materiais de construção.

Além disso, devido à significativa redução das fontes de fornecimento disponíveis de madeira de qualidade para folheado usadas no fabrico de contraplacado, deu-se uma subida muito grande no preço desta madeira para folheado. Isto levou à necessidade económica de usar sub-produtos residuais tais como partículas, aparas, bolachas e fibras de madeira mole e madeira dura, para produzir materiais de construção (por exemplo, painéis, material para soalhos, placas para parede, madeira de substituição, painéis de tecto, forros de telhado e portas).

Aperfeiçoamento nos processos de fabrico levaram a algum aumento da resistência e da estabilidade dimensional dos produtos fabricados a partir de produtos fabricados de fibra residual de madeira e materiais de produtos orgânicos secundários que são vulgarmente usados para fazer uma larga gama

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ de produtos de construção e industriais. Tais produtos incluem por exemplo, cartão de tiras orientadas (OSB), cartão de fibra de densidade média (MDF), cartão de partículas, manta de fibra, cartão prensado, cartão de fibra de gesso, cartão de fibra e cartão de fibra de cimento.

Embora sejam fabricadas em todo o mundo grandes quantidades de produtos de construção e industriais utilizando os materiais acima citados, o mercado e as aplicações destes tipos de produtos podiam ainda ser ampliados se pudessem ser eliminados os dois maiores obstáculos ao uso destes materiais orgânicos e de produtos secundários da madeira, nomeadamente a ausência de retardamento de fogo e o indesejado inchaço devido à humidade. Até ao presente invento, a possibilidade de melhorar o retardamento da inflamação e a resistência ao fogo de materiais tais como o OSB estava limitada à aplicação de revestimentos às superfícies de painéis de OSB com um sucesso mínimo. Todas as. tentativas anteriores para tratar materiais como as bolachas ou painéis de OSB com produtos químicos convencionais retardadores de fogo (tal como contraplacados tratados com retardadores de fogo) usando fosfatos, aluminatos e outros sais ácidos por meio de pré-tratamento ou impregnação à pressão foram consideradas como mal sucedidas. Além disso, os painéis de OSB tratados com estes materiais perdem uma parte inaceitável da resistência quando medida pelo módulo de ruptura ou perdem a estabilidade dimensional quando evidenciada pelo inchaço.

Além disto, os produtos de construção e industriais acima descritos têm geralmente deficiente resistência ao caruncho.

Em FR-A-2098047 descreve-se uma folha e cartão de construção de xilolito não combustível a que se auto-suporta, o qual tem uma relação de MgO:MgCl2 de 2:4, composta por uma mistura de magnesite natural e sintética, materiais de carga de madeira finamente dividida e uma solução de cloreto de magnésio, endurecida a uma temperatura entre 30 e 65°C sem compressão.

Consequentemente, é um objectivo do presente invento -3- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ eliminar os inconvenientes acima descritos fazendo materiais de construção orgânicos e de produtos secundários da madeira, tais como painéis com uma inflamabilidade e um inchaço significativamente reduzidos, por exemplo, os que não são facilmente combustíveis e que resistem ao inchaço depois de expostos à humectação tal como humidade.

Igualmente, um objectivo do presente invento é fazer materiais de construção orgânicos e de produtos secundários da madeira que têm excelente resistência ao caruncho.

Outro objectivo do presente invento é proporcionar processos que conferem estas propriedades vantajosas bem como outras a materiais orgânicos e de produtos secundários da madeira.

Ainda outro objectivo do presente invento é desenvolver uma. composição que pode ser usada para conferir as propriedades vantajosas acima descritas a materiais orgânicos e de produtos secundários da madeira.

Outros objectivos e vantagens adicionais do presente invento serão expostos em parte na descrição seguinte e em parte tornar-se-ão facilmente evidentes através da descrição ou podem ser aprendidos através da prática do presente invento. Os objectivos e vantagens do presente invento serão realizados e atingidos por meio dos elementos e combinações particularmente indicados nas reivindicações anexas.

CJ 0 presente invento proporciona uma composição que compreende, em combinação: (a) um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico; (b) uma quantidade de um látex que contém oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio eficaz para conferir resistência à água e ao fogo ao referido material finamente dividido; e (c) uma resina que é termo-endurecíve1 ou endurecível a frio.

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Adicionalmente, ο presente invento proporciona um método para fazer um produto resistente a água e ao fogo que compreende os passos de: (a) adicionar uma composição que compreende um oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e um látex a um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico incluindo material lenhocelulósico e fibras à base de madeira, tiras à base de madeira, bolachas à base de madeira, partículas à base de madeira e fibras de celulose; material mineral tal como fibras, material residual orgânico e material residual inorgânico; (b) misturar componentes provenientes do passo (a) de modo que a composição revista o material, e opcionalmente, regular o teor de humidade do material revestido; (c) misturar resina que é termo-endurecível ou endurecível a frio com o material revestido proveniente do passo (b); (d) formar uma manta com o produto do passo (c) e submeter a manta a calor e/ou pressão para formar o. referido produto.

Noutra concretização, o produto resistente à água e ao fogo pode ser fabricado(a) pulverizando uma porção de uma mistura que compreende cloreto e/ou sulfato de magnésio e um látex sobre um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico (incluindo material lenho-celulósico e, por exemplo, fibras à base de madeira, tiras à base de madeira, bolachas à base de madeira, partículas à base de madeira, fibras de celulose) material mineral tal como fibras, material residual orgânico e material residual mineral; (b) adicionando óxido de magnésio em pó ao material pulverizado para revestir o material pulverizado; (c) pulverizando o remanescente da referida mistura sobre o material revestido; (d) adicionando e misturando uma resina que é termo-endurecível ou endurecível a frio com o material revestido proveniente do passo (c) ; (e) formando uma manta com o produto do passo (d); e (f) submetendo a manta a calor e/ou pressão para formar o referido produto. 0 cloreto ou o sulfato de magnésio reage com o óxido de magnésio para formar in situ o oxicloreto ou o oxissulfato. Opcionalmente, o teor de humidade do material é então regulado.

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Deve compreender-se que tanto a anterior descrição geral como a descrição detalhada seguinte são ambas dadas somente a título de exemplo e explicação, não sendo 'limitativas do presente invento tal como é'reivindicado.

Um aspecto do presente invento é uma composição que contém oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e uma solução de látex. A composição também pode conter outros componentes como cimento de aluminato de cálcio, sílica, dióxido de titânio, solução de ZnCl2, agentes anti-espuma e agentes tensioactivos.

As patentes US N°s. 5.039.454 e 4.572.862 expõem métodos para fabricar oxicloreto de alumínio com os materiais de partida cloreto de magnésio e óxido de magnésio e expõem também métodos para fazer oxissulfato de magnésio a partir dos materiais de partida sulfato de magnésio e óxido de magnésio, tal como estes termos são usados nestas patentes. Além disso, estas patentes identificam fontes disponíveis comercialmente para os materiais de partida.

Em particular, o ingrediente aglomerante básico, um "cimento", consiste num óxido de magnésio (MgO) altamente calcinado (activado pelo calor) que, quando combinado com a solução salina aquosa de MgCl2 e/ou MgS04, cristaliza numa rede de cristais interligados (e outros sistemas de aglomeração iónica) que dá resistência ao sistema ligando o material celulósico contido no mesmo. Cimento de aluminato de cálcio com elevada alumina e sílica coloidal podem ser adicionados como co-ligadores compatíveis.

Um fluido "activador" aquoso (denominado líquido de calibração) é uma solução salina de cloreto de magnésio (MgCl2) ou de sulfato de magnésio (MgS04) , ou de uma combinação dos mesmos. Ambos estes sais são sais hidratados (6 H20 e 7 H20, respectivamente) facilmente solúveis em água. A prática mostra que para serem eficazes em provocar o endurecimento do MgO, as -6- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ soluções têm de ser concentradas (40% a 60%), geralmente expresso como um peso específico ou em unidades de graus Baumé (p. esp. 1,22 a 1,26, ou 26° a 32° Baumé). Estes sais são melhor adicionados numa relação estequiométrica para a reacção, o que não deixa um excesso de sal que pode eflorescer para a superfície ou lexiviar saindo na água ou em condições húmidas; ou reagir com o C02 do ar para formar compostos que causam o rebentamento da estrutura, ocupando mais espaço que o ocupado primeiramente no endurecimento inicial do cimento. No presente invento, as soluções salinas são usadas como o agente hidratante comum para o cimento de MgO e, se usado, para o cimento de aluminato de cálcio. O uso desta solução para hidratar o aluminato de cálcio elimina a necessidade de manter uma razão estequiométrica opcional do sal para o MgO. O óxido de magnésio e os componentes opcionais, cimento de aluminato de cálcio e alumina e dióxido de titânio são todos pós, os quais preferivelmente são todos pós sólidos finamente moídos. Preferivelmente, cada material é primeiramente seco numa estufa de ar quente a 93°C (200°F) . Os materiais secos são misturados ou amassados uns com os outros, por exemplo, amassados intimamente por moagem.

Os componentes líquidos, MgCl2 e/ou MgS04 e látex e, se usados, o agente anti-espuma, a solução de ZnCl2, a sílica coloidal e o agente tensioactivo são preparados de maneira semelhante. Preferivelmente, o agente tensioactivo, se é usado um, é adicionado gota a gota à solução de MgCl2 e/ou MgS04 e a sílica coloidal (se é usada) é adicionada lentamente a esta solução. Isto causa certa opalescência na solução límpida, mas não precipita. A reacção é altamente exotérmica. Os componentes líquidos podem ser depois amassados. Dá-se um aumento acentuado da viscosidade da solução, a qual diminui após repouso.

Os pós misturados são então adicionados preferivelmente à fase líquida, lentamente com agitação mecânica constante, de modo que cada partícula seja completamente humedecida pelo líquido. Resulta uma suspensão suave, de consistência semelhante -7- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ à da tinta. A vida em recipiente é geralmente curta - 20 a 30 minutos, tornando-se a solução gradualmente mais espessa até se transformar num gel macio. O gel endurece gradualmente com solidificação inicial passada 1 a 1,5 hora e solidificação final em 2 a 4 horas. A vida em recipiente e o tempo de endurecimento podem ser controlados variando a razão de sólidos para líquido - mais facilmente aumentando (ou diminuindo) a quantidade de fase fluida. O tempo final de endurecimento do revestimento é diminuído significativamente elevando a temperatura de cura para 40°C-200°C (100°-400°F). Nas formulações do presente invento, o endurecimento final do revestimento, isto é, a dureza e outras características superficiais, são relativamente insensíveis à razão sólidos/líquido.

Podem ser usados vários tipos de MgO (magnésia). Contudo, os diversos MgO disponíveis diferem quanto à reactividade em consequência de serem originários de fontes diferentes e receberem tratamentos térmicos diferentes. Embora a patente US N° 4.572.862 mencione várias fontes aceitáveis de MgO, o MgO preferido é o Baymag 30 e/ou o Baymag 40 (Baymag Products Inc., Calgary, Alberta).

Na patente '862 estão referidas fontes aceitáveis da solução de MgCl2 e/ou MgS04. 0 MgCl2 preferido com um peso específico de 1,26-1,3 é obtido de MacKenzie & Feimann Ltd., Vancouver, B.C. 0 MgCl2.6H20 é solúvel até â quantidade de 155 g/100 cc de água distilada a 20°C. Uma solução de 28% em relação ao MgCl2 dá 30° Baumé a 16°C (60°F) . Na prática, 1,5 kg do sal hexa-hidratado dissolvido em 1 1 de água da torneira dão 1,8 1 de solução com peso específico de 1,26 (30° Baumé) e pH 6,0. Recomenda-se que se deixe a solução "amadurecer" durante 24 horas antes de a utilizar; e, após a preparação, é indefinidamente estável em recipientes fechados. 0,5 kg de MgS04.7H20 dissolvidos em 1 1 (ou 4,169 libras num galão americano) de água dão um peso específico de 1,25 ou -8- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ 26° Baumé. Isto equivale a uma solução a 41% limpos. Em água da torneira, o pH resultante é de 5,3.

Como se disse anteriormente, o MgCl2 e o MgS04 podem ser usados juntos nas proporções de 1:1, 2:1 ou 3:1. O látex presente na composição de revestimento pode ser qualquer látex que aumente a ligação e a aderência do oxicloreto de magnésio e/ou do oxissulfato de magnésio ao material finamente dividido tal como, por exemplo, fibras de celulose, fibras à base de madeira, bolachas à base de madeira, partículas à base de madeira, ou produtos residuais orgânicos ou inorgânicos finamente divididos, fibras minerais e análogos, o que será descrito a seguir. Na preparação das composições de revestimento do presente invento, o látex é adicionado habitualmente à solução de calibração ou ao componente líquido (isto é, ao MgCl2 e/ou MgS04). 0 látex pode ser misturado directamente no oxicloreto de magnésio e/ou no oxissulfato de magnésio em quantidades suficientes para melhorar a ligação entre o material finamente dividido (por exemplo celulósico) e o oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e para conferir resistência ao fogo e à água ao material (por exemplo, material celulósico) após ser transformado num painel. Os exemplos de látex incluem uma emulsão de copolímero de estireno-butadieno, uma emulsão de resina de acrilato e acetato de polivinilo. Além disso, o látex pode incluir mais de um tipo dos látexes anteriores. O látex é preferivelmente uma emulsão de copolímero de estireno-butadieno (65/35). As emulsões preferidas de copolímero de estireno-butadieno são a Union Latex Amisco 40 40 e um Latex 40 40 obtidos de Emchem Sales, Ltd. (North Vancouver, B.C.). O látex pode ser adicionado ao material de partida, isto é, ao cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio, para formar uma mistura líquida que pode depois ser adicionada ao óxido de magnésio para formar a composição de revestimento. Geralmente a -9- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ quantidade de cada componente é como segue. A relação do látex para o cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio pode ir de cerca de 1:3 em volume a cerca de 1:15 em volume, preferivelmente de cerca de 1:8 em volume a cerca de 1:12 em volume.

Quanto ao ingrediente opcional, o cimento de aluminato de cálcio, as fontes aceitáveis e as quantidades estão identificadas na patente '862. Preferivelmente são usados Secar 80 (Lafarge Canada, Inc., Richmond Hill, Ontario) e CA-25 (ALCOA).

No presente invento, a "água" de hidratação para o aluminato de cálcio, se usada, é fornecida pela solução de cloreto de magnésio (ou sulfato de magnésio).

As vantagens de usar os componentes adicionais, um agente tensioactivo, sílica coloidal ou amorfa e dióxido de titânio estão descritas na patente '862 bem como as várias fontes aceitáveis e quantidades. Um agente tensioactivo preferido é o Amphoterge KJ2 obtido de Lonza Company, Fair Lawn, New Jersey. Uma sílica preferida é a sílica amorfa Illinois obtida de L.V. Lomas, New Westminster B.C. e um T1O2 preferido é obtido de Van Waters & Rogers, Richmond, B.C.

Além disso, também pode ser usado um agente anti-espuma na solução de revestimento do presente invento. Um agente preferido é o Foamaster NXZ obtido de Henckel Canada, Inc., Mississauga, Ontario. Um outro componente opcional que pode fazer parte da solução de revestimento é uma solução de cloreto de zinco, obtida preferivelmente em Van Waters & Rogers, Richmond, B.C.

As quantidades dos componentes opcionais a serem usados nas composições do presente invento não são críticas e um perito na arte pode optimizar as quantidades mais eficazes através de experimentação rotineira. As quantidades preferidas estão expostas nas formulações abaixo descritas.

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Os revestimentos podem ser tingidos ou coloridos por adição de pigmentos minerais com base em água ou óleo, como as pastas "Colanyl" de Hoechst Corporation (por exemplo, amarelo, castanho, verde) e o produto final do presente invento ser impresso por serigrafia ou outros métodos de impressão para lhe dar um aspecto decorativo.

Uma formulação preferida para a composição de revestimento que foi usada nos exemplos é a seguinte:

Componente lícruido Solução de MgCl2 (p.e. 1,26) 145 1 (MacKenzie & Feimann Ltd.) Agente anti-espuma 0,72 1 (Formaster NXZ, Henckel Canada Inc.) Agente tensioactivol,45 1 (Amphoterge KJZ, Lonza Co.) Solução de ZnCl2 1,45 kg (Van Waters & Rogers) Látex (50% de sólidos) 11,6 1 (4040 Latex, Emchem Sales, Ltd.)

Componente em pó

MgO (Qualidade 30) 45 kg (Baymag 30/Baymag Products Inc.)

MgO (Qualidade 40) 45 kg (Baymag 40/Baymag Products Inc.)

Aluminato de cálcio (malha 200) 22,7 kg (Secar 80, Lafarge Canada Inc.) Sílica Amorfa Illinois 22,7 kg (L.V. Lomas)

Ti02 2,25 kg (Van Waters & Rogers)

Preferivelmente, é usada uma razão de 0,001 kg de componente em pó para cada 0,001 litro de componente líquido. A mistura do látex com o oxicloreto de magnésio e/ou o oxissulfato de magnésio pode ser realizada por qualquer método vulgarmente conhecido para misturar entre si dois componentes -11- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ tal como ο uso de uma amassadeira ou um misturador conhecido dos habilitados na arte. O mesmo é verdadeiro para misturar o látex com cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio. A fim de fabricar o produto resistente à água e ao fogo, a composição acima descrita é aplicada como revestimento sobre um material finamente dividido tal como um material celulósico ou lenho-celulósico e análogos. Este material é preferivelmente de fibras à base de madeira, tiras à base de madeira, bolachas à base de madeira, partículas à base de madeira, fibras de celulose e análogos. Outro material finamente dividido que pode ser usado no presente invento inclui fibras minerais, produtos residuais orgânicos, produtos residuais inorgânicos e análogos. Os exemplos específicos incluem fios e bolachas de madeira tais como os de madeira dura ou macia (por exemplo, pinho tipo Aspen ou pinho amarelo do sul), cascas de arroz, erva e papel incluindo papel de jornal. O material celulósico pode ser, por exemplo, tiras de madeira que tenham 0,076-1,22 m (3"-48") de comprimento, 0,006-0,051 m (%"-2") de largura e 0,0005-0,003 m (0,020"-0,125") de espessura. Estes materiais celulósicos podem ser obtidos comercialmente de várias origens conhecidas dos peritos na arte. O material finamente dividido (por exemplo, materiais celulósicos) antes de ser usado nos métodos do presente invento pode ser "verde", ter um teor de humidade de 5%-100% em peso, ou seco de modo que o teor de humidade do material seja de cerca de 5% a cerca de 8% em peso. Um meio para conseguir isto é o uso de uma estufa de secagem.

Os métodos preferidos para tornar o produto resistente à água e ao fogo a partir dos componentes de partida acima identificados vão agora ser descritos.

Um método para tornar este produto resistente à água e ao fogo inclui os passos seguintes.

Primeiro, a composição acima descrita que contém pelo menos -12- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e um látex é adicionada a um amassador de tambor que contém o material finamente dividido tal como o material celulósiso (por exemplo, fibras à base de madeira, bolachas à base de madeira, partículas à base de madeira e fibras de celulose), produtos residuais orgânicos ou inorgânicos, ou fibras minerais. Logo que a composição é introduzida no amassador o material juntamente com a composição são amassados ou misturados em conjunto de modo que a composição revista uniformemente o material (por exemplo, material celulósico). Um tipo preferido de amassador de tambor que emprega um atomizador de disco giratório de alta velocidade é fabricado por Coil Industries, Inc., Vancouver, B.C.. Alternativamente, a composição do presente invento pode ser aplicada ao material (por exemplo, material celulósico) enquanto o amassador está a misturar o material com uma haste de pulverização, um equipamento convencional sem ar, ou sem ar com auxílio de equipamento de pulverização com ar.

Após o material (por exemplo, material celulósico) estar uniformemente revestido com a composição, o teor de humidade do material revestido pode ser opcionalmente regulado, por exemplo, por meio de um recipiente de secagem com circulação de ar. O teor total de humidade ou água do material revestido (por exemplo, material celulósico revestido) pode ser ajustado desde cerca de 5% a cerca de 25%, preferivelmente desde cerca de 9% a cerca de 11% em peso do peso total do material celulósico revestido. Isto pode ser realizado secando, com o ar levado a circular a uma temperatura de 20-100°C, através do material celulósico revestido, por acção de uma bomba de aspiração. O teor de humidade é geralmente diminuído até esta gama preferida de valores, para evitar possíveis bolhas de vapor durante o passo de aplicação de calor e/ou pressão descrito a seguir.

Embora a secagem seja preferida, trata-se de um passo opcional e pode ser usado material tal como material celulósico com um teor de humidade superior a 25%.

Depois, o material revestido (por exemplo, material

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -13- celulósico) é posto de novo no amassador e revestido com uma resina termo-endurecivel ou resina endurecível a frio. Em particular, e para as finalidades do presente invento, uma resina endurecível a frio, também conhecida como cola endurecível a frio, é uma resina natural ou sintética que pode endurecer à temperatura ambiente normal (por exemplo, 20°C) com ou sem a adição de um endurecedor. Os exemplos incluem mas não se limitam a grudes de pele animal. Como o presente invento pode incluir uma operação de prensagem a frio (uma operação de ligação na qual um conjunto é submetido a pressão sem aplicação de calor), outra definição de resina endurecível a frio é uma resina que liga sem a aplicação de calor.

Uma resina termo-endurecível, também conhecida como cola de resina sintética termo-endurecível compreende uma variedade de fenol-aldeídos, ureia-aldeídos, melamina-aldeídos e outros materiais de condensação-polimerização como as resinas de furano e poliuretano. As resinas ou colas termo-endurecíveis são caracterizados pelo facto de que são convertidas em materiais insolúveis e infusíveis por meio de calor ou de acção catalítica. As composições de cola que contêm fenol-, resorcinol-, ureia-, melamina-formaldeído, fenolfurfuraldeído e análogos têm sido usadas para a colagem de madeira, textéis e papel e, assim, seriam apropriadas para as finalidades do presente invento. Por outras palavras, uma resina ou cola termo-endurecível é um plástico que solidifica quando é primeiramente aquecido sob pressão e que não pode ser fundida ou moldada novamente sem as suas características originais serem destruídas. Exemplos adicionais são epóxidos, melaminas, fenólicos e ureias.

Outros exemplos específicos da resina apropriada para ser utilizada no presente invento incluem as resinas de cola •p ligadoras de madeira ISOSET^ disponível em Ashland Chemicals. A resina ISOSET WD3-A322 é um polímero reticulável em emulsão aquosa que é usada com um reticulador (endurecedor) ISOSET CX (por exemplo, o agente reticulador ISOCET CX-47). 0 sistema de resina ISOCET é uma cola de polímero de isocianato (EPI) em

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -14- emulsão que é aplicado como um sistema em duas partes. A parte de resina (ISOCET WD) é constituída por uma emulsão de polímero à base de água. A parte de endurecedor (agente de reticulação ISOCET CX) é um isocianato protegido baseado em diisocianato de difenilmetano polimérico (MDI). Quando as duas partes são misturadas uma com a outra, forma-se um sistema de cola de alto rendimento que tem uma vida em recipiente até várias horas. Após a aplicação a um substrato tal como o material finamente dividido do presente invento, dá-se, à temperatura ambiente, uma reacção química para se formar uma cola polimérica reticulada.

Como as resinas ISOCET proporcionam uma ligação curada à temperatura ambiente, devem ser consideradas, para as finalidades do presente invento, resinas endurecíveis a frio.

Os exemplos preferidos de resinas para as finalidades do presente invento incluem diisocianato de difenilmetano (MDI) (obtido de Miles), diisocianato de dietilmetileno, isocianurato, ureia-formaldeído, fenol-formaldeído, resinas ISOCET, colas fenólicas e grudes de pele animal. Uma resina mais preferida é a MDI de ICI United States (Wilmington, DE) vendido com a marca Rubinate^· 184 0 (ant er iorment e Rubinate MF-184) (ICI

Polyurethanes Group, West Deptford, N.J.).

Logo que a resina está completamente misturada e aplicada como revestimento sobre o material previamente revestido (por exemplo, material celulósico), o teor de humidade pode ser medido opcionalmente para ter a certeza de que o teor de humidade ainda está dentro dos valores preferidos. Caso se queira, o material revestido pode ser submetido novamente a outro passo de secagem. O material revestido (por exemplo, material celulósico) pode ser depois transformado numa manta. Podem ser usados quaisquer meios para formar a manta, tais como formadores mecânicos, formadores por enrolamento ou formadores "classiformes" disponíveis em Sunds Debrator. A manta pode ser formada por uma ou mais camadas do material revestido (por -15- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ exemplo, material celulósico). Além disso, a manta pode ser formada de modo que, por exemplo, as camadas de tiras de madeira sejam orientadas de modo a serem paralelas ou perpendiculares à maior dimensão de uma manta rectangular de tiras. Assim que isto é realizado, a manta pode depois ser submetida a calor e/ou pressão, tal como uma compressão a quente, para formar um painel. Por exemplo, uma manta de tiras de madeira pode ser comprimida para dar um painel plano com cerca de 0,0095 m (3/8") a 0,038 m (1¾11) de espessura. Além disso, a manta de tiras de madeira pode ser comprimida para dar um painel de forma ondulada com um comprimento de onda de 0,05 a 0,61 m (de 2" a 24"), uma altura do painel de 0,013 ma 0,1 m (de 0,5" a 4") e uma espessura de forro do painel de 0,0095 a 0,025 m (de 3/8" a 1"). Geralmente é aplicada uma pressão suficiente para formar um painel. Preferivelmente usam-se cerca de 2 MPa (300 psi) a cerca de 4 MPa (600 psi) . Mais preferivelmente é aplicada uma pressão de 3 MPa (450 psi). Por exemplo, painéis com a espessura final de 0,01 m (7/16") são comprimidos durante cerca de 3 a cerca de 8 minutos, preferivelmente durante cerca de 180 segundos com os pratos da prensa a cerca de 149°C (300°F) a cerca de 191°C (375°F). Depois de prensados, o material resultante, denominado como painéis, é empilhado e arrefecido.

Para a formação da manta, muitas instalações em funcionamento têm possibilidades para formar duas camadas superficiais e uma camada nuclear que se tornam nas partes exteriores e interiores respectivamente do painel prensado. Em certos casos quando as propriedades da superfície estão a ser testadas quanto a espalhamento da chama ou outras propriedades, pode ser possível revestir o material (por exemplo, material celulósico) somente com o oxicloreto de magnésio/látex (ou o oxissulfato de magnésio/látex) que ficará sobre as duas camadas superficiais. Isto permitirá a desejada característica de superfície do painel, embora reduzindo o custo total do painel acabado. A composição de revestimento pode ser misturada com o material (por exemplo, material celulósico) numa ampla gama de 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -16-

razões. Preferivelmente, a composição de revestimento é adicionada a cerca de 10% em peso do peso do material (por exemplo, material celulósico) (seco em estufa) até cerca de 200% em peso, preferivelmente cerca de 30% em peso até cerca de 60% em peso do peso do material (por exemplo, material celulósico) (seco em estufa). A quantidade de composição de revestimento pode ser optimizada com base nas desejadas propriedades físicas e de resistência ao fogo do material ou painel a ser formado. A quantidade da resina termo-endurecível ou resina de endurecimento a frio é geralmente de 2-10% em peso da composição de revestimento mais o material (por exemplo, material celulósico) (seco em estufa), preferivelmente 2-5%.

Outro método para tornar o material resistente à água e ao fogo é descrito a seguir.

Este processo usa o facto do cloreto de magnésio ou o sulfato de magnésio estar na forma de uma solução aquosa, como foi descrito anteriormente e na patente US N° 4.572.862 e do óxido de magnésio estar na forma de um pó. Em particular, um látex é misturado com a solução aquosa de cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio para formar um componente líquido. Se são usados um agente anti-espuma, uma solução de ZnCl2 e/ou um agente tensioactivo, estes componentes também fazem parte do componente líquido. Podem ser usadas as mesmas quantidades de látex que foram mencionadas anteriormente.

Preferivelmente, cerca de 25% em volume do componente líquido é pulverizado sobre o material finamente dividido (por exemplo, material celulósico). A pulverização do componente líquido pode ser realizada com quaisquer meios (por exemplo, pistola ou haste de pulverização) . A pulverização de cerca de 25% em volume do componente líquido é feita enquanto o amassador está a misturar o material (por exemplo, material celulósico) . Após a pulverização inicial e enquanto o amassador ainda está a girar, a totalidade do pó de óxido de magnésio (incluindo, o aluminato de cálcio, a sílica amorfa, e o dióxido de titânio, se

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -17- algum é usado) é introduzida no amassador e misturada de modo a revestir as superfícies humedecidas do material (por exemplo, material celulósico). Pode ser usado um processo accionado a ar para realizar este revestimento, a fim de se ter uma distribuição uniforme do pó sobre as superfícies do material (por exemplo, material celulósico). Depois do pó estar completamente distribuído sobre as superfícies do material (por exemplo, material celulósico), a quantidade restante do componente líquido é pulverizada sobre o material revestido de pó (por exemplo, material celulósico) da mesma maneira anteriormente descrita. 0 cloreto de magnésio e/ou o sulfato de magnésio reagem in situ com o óxido de magnésio e formam o oxicloreto e/ou o oxissulfato de magnésio, respectivamente. Novamente, como no método anterior, após a segunda pulverização, opcionalmente, o teor de humidade do material pode ser regulado desde cerca de 5% a cerca de 25% em peso, preferivelmente desde cerca de 9% a cerca de 11% (em relação ao peso total do material revestido). Como se disse anteriormente, um meio de realizar esta regulação do teor de humidade consiste em utilizar um secador de ar.

Como anteriormente, o material revestido ((por exemplo, material celulósico) é então colocado no mesmo ou num segundo amassador onde é aplicada a resina termo-endurecivel ou a resina de endurecimento a frio. Mais uma vez o teor de humidade pode ser verificado para assegurar que é mantida a gama de valores apropriada. Depois o material com o teor de humidade apropriado pode ser transformado em mantas e submetido subsequentemente a calor e/ou pressão (por exemplo, prensado a quente) transformando-se assim as mantas em painéis e placas. Como anteriormente, é aplicada uma pressão suficiente para o painel. Preferivelmente usam-se cerca de 2,8 MPa (400 psi) a cerca de 3,5 MPa (500 psi) mais preferivelmente 3 MPa (450 psi). Preferivelmente, as mantas são prensadas a quente a cerca de 191°C (375°F) durante cerca de 180 segundos para formarem painéis de 0,01 m (7/16") de espessura. O passo de aplicar a resina termo-endurecível ou a resina

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -18- de endurecimento a frio não é necessário para formar os produtos resistentes à água e ao fogo do presente invento. Com mais detalhe, o material (por exemplo, material celulósico) também pode ser revestido da mesma maneira que foi explicada anteriormente, com cerca de 10% a cerca de 500% em peso da composição de revestimento em relação ao peso do material (por exemplo, material celulósico) seco em estufa. Depois, o material revestido (por exemplo, material celulósico) pode ser transformado numa manta e submetido a calor e/ou pressão, por exemplo posto numa prensa aquecida, sem adição de colas ou resinas durante um período de cerca de 12 horas e a uma temperatura de cerca de 66°C (150°F). Os inventores do presente invento verificaram que um tempo mais longo da prensagem a quente elimina a necessidade de adicionar uma resina em certas aplicações de painel não estrutural, tal como núcleos de portas anti-fogo.

Pode ser incluído um passo de adição de um repelente de água pode ser incluído em qualquer dos métodos acima descritos. Por exemplo, pode ser adicionado um siloxano como parte da composição de revestimento. Geralmente, a quantidade de repelente de água adicionada é de cerca de 1-10% em peso do cloreto e/ou sulfato de magnésio com látex adicionado (isto é, componente líquido), preferivelmente 2%.

Além disso, logo que o painel está formado, uma ou mais superfícies do painel podem ser opcionalmente pulverizados e assim revestidos com a composição de revestimento do presente invento. Prefere-se uma espessura de revestimento de cerca de 1 mil.

Os presentes produtos resistentes à água e ao fogo do presente invento são notáveis pelo facto de que cera, que é um componente vulgarmente adicionado aos materiais prévios de construção em painel ou placa, não é precisa no material do presente invento. A cera é normalmente adicionada para reduzir os efeitos deletérios da água e da humidade e auxiliar a libertação da resina dentro do material (por exemplo, material

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ΕΡ 0 725 765/PT -19- celulósico). Contudo, no presente invento, os efeitos benéficos ganhos usando uma cera são obtidos pela composição do presente invento e, em particular, o componente de oxicloreto de magnésio/látex ou oxissulfato de magnésio/látex. 0 presente invento será ainda esclarecido através dos exemplos seguintes, que se destinam a ser puramente elucidativos do presente invento.

Com base, em parte, nos exemplos que seguem, o material do presente invento, quando comparado com os materiais de construção presentemente disponíveis (por exemplo, OSB, MDF, placa de partículas) exibe as vantagens seguintes: resistência ao fogo, incombustibilidade, resistência à água e à humidade, força de ligação interna melhorada, módulo de ruptura melhorado, módulo de elasticidade melhorado, estabilidade dimensional melhorada, resistência flexural melhorada, enrugamento melhorado, reduzida toxicidade de vapores tais como o fumo produzido por combustão do mesmo, reduzida susceptibilidade ao inchamento devido a exposição à água e à humidade, eliminação do uso de cera, resistência ao caruncho e a insectos, resistência à abrasão, resistência melhorada à putrefacção, e o material é mais fácil de pintar ou recobrir com outros revestimentos.

Exemplo 1

Foram feitos três painéis de acordo com o presente invento, da maneira seguinte. Foram usadas tiras de madeira comerciais com 0,0008 m (0,03") de espessura, 0,0013 - 0,005 m (0,5-2") de largura e aproximadamente 0,1 m (4") de comprimento do tipo Aspen, as quais, secas em estufa, tinham um teor de humidade (MC) de 7-8% e foram removidos os finos com menos de 0,0048 m. A composição da formulação acima descrita, que tem uma razão de mistura de 2,77 kg de componente em pó misturados com 2,77 kg de componente líquido (o que era 30% em peso das tiras ou aparas de madeira secas em estufa a que era adicionado) era aplicada sobre as tiras de madeira comerciais por meio de um disco giratório no qual os componentes em pó e líquido eram misturados um com o -20- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ outro antes da aplicação do disco giratório. 0 disco giratório era regulado para 12000 rpm e a temperatura da composição durante a aplicação era de 20°C. Depois da aplicação do disco giratório, as tiras de madeira comerciais e a composição eram então amassadas uma com a outra até a composição revestir uniformemente as tiras de madeira usando um amassador de tambor por cargas (2,44 m diâmetro x 1,22 m de profundidade) sendo o amassador regulado para 25,5 rpm. A carga pesava 18,47 kg.

Depois de amassados os materiais em conjunto, foram aplicados 2,3% em peso (em relação ao peso da composição e das tiras de madeira) de resina MDI MF-184 (obtida de ICI) usando o mesmo aplicador de disco com um caudal de 0,85 kg/minuto.

Depois, a resina foi amassada com o material durante 30 segundos por meio do amassador de tambor por lotes, acima descrito. No fim da amassadura foi formada à mão uma manta do material. A construção da manta tinha uma orientação 100% aleatória, em camada única e tinha um comprimento de 0,865 m e uma largura de 0,865 m. O peso da manta era de 5,35 kg para o primeiro painel e 6,17 kg para o segundo e terceiro painéis. O suporte usado durante a formação da manta era um fundo de crivo fechado que tinha um topo e um fundo de suporte em aço, fixos. Um agente de libertação, 610 ACI, era usado para auxiliar a remoção da manta depois de formada. O teor de humidade de cada manta antes da prensagem era de 13,5% em peso.

Após a formação das mantas, as mantas, bem como as mantas nos exemplos 2-11, foram prensadas a uma pressão de 3 MPa (450 psi) e a uma temperatura de 190°C no prato da prensa durante 170 segundos, para se formarem painéis. Além disso, a temperatura da caldeira era de 210°C. No fim da prensagem, os painéis tinham um teor de humidade de 5,4 e 4,9%. Os painéis foram aparados até 0,700 m de comprimento e 0,700 m de largura e tinham uma espessura de 0,0111 m. As forças de ligação internas, dos painéis estão expostos na Tabela 1 e foram determinadas de acordo com a norma CAN3-0437-85, tendo cada material em teste uma espessura de 0,011 m e tendo sido condicionados a 65% HR a 20°C. -21- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ

Exemplo 2 Ο Exemplo 1 foi repetido com a excepção de que uma composição que tem 5,77 kg do componente em pó misturados com 5.77 kg do comprimento líquido foi aplicada, pelo aplicador de disco giratório a tiras de madeira comerciais secas em estufa que têm um teor de humidade de 7-8% em peso, e a composição tinha 50% em peso de tiras de madeira (secas em estufa). Usando o mesmo amassador de tambor por lotes, o material foi amassado no tambor durante 325 segundos e o peso do lote era de 23,08 kg. Aplicou-se 5,0% em peso da mesma resina que no Exemplo 1 usando o aplicador de disco giratório com um caudal de 0,75 kg/min.

Novamente, usando o mesmo amassador de tambor por lotes, os materiais depois foram amassados durante 60 segundos e o lote pesava 15,54 kg. Uma significativa diferença entre o Exemplo 2 e o Exemplo 1 era que depois da composição ser aplicada às tiras, de madeira e amassada, era seca por aspiração para remover o excesso de humidade. Assim, o teor de humidade da manta antes de qualquer prensagem era de 8,1%. Foram formadas duas mantas da mesma maneira que no Exemplo 1 e as mantas pesavam 6,17 kg e 7,35 kg. Ainda, após a formação das mantas, as mesmas foram prensadas em painéis e aparados da mesma maneira que no Exemplo 1. A força de ligação interna de um dos painéis é mostrada na Tabela 1.

Exemplo 3

Usando o mesmo tipo de tiras de madeira que no Exemplo 1 que tinham um teor de humidade depois de secas em estufa de 7-8% em peso, uma composição que tinha 5,77 kg do componente em pó e 5.77 kg do componente líquido (o que era 50% em peso das tiras de madeiras secas em estufa usadas) foi aplicada pulverizando primeiramente um quarto (em volume) do líquido sobre as tiras de madeira e depois a totalidade do pó era soprada sobre as mesmas, sendo depois os últimos três quartos (em volume) do líquido pulverizados sobre as mesmas. Para realizar isto usaram-se bicos atomizadores a ar. Após a aplicação feita desta maneira, usando -22- 84 096 ΕΡ Ο 725 765/ΡΤ ο mesmo amassador de tambor por lotes, o material foi amassado durante 615 segundos pesando então o lote 23,08 kg. O material foi depois seco de modo que o teor de humidade era de 12,7% em peso. Após a amassadura e secagem, 5,0% em peso da resina usada no Exemplo 1 foi aplicada pelo aplicador de disco giratório empregando um caudal de 0,56 kg/min. Após esta aplicação, o material foi amassado usando o mesmo amassador de tambor por lotes com um tempo de enrolamento de 75 segundos e um peso do lote de 13,6 kg. As duas mantas feitas por este método foram formadas à mão da mesma maneira que no Exemplo 1 e cada uma pesava 6,17 kg. Antes de qualquer prensagem, o teor de humidade era de 12,7% em peso para cada manta. As mantas foram depois prensadas em painéis como no Exemplo 1. Após a prensagem, num dos painéis, foram pulverizados sem ar 0,34 kg da composição sobre a superfície do topo do painel. Cada painel foi depois aparado como no Exemplo 1. As forças de ligação são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 4

Usando o mesmo tipo de tiras comerciais que nos exemplos anteriores, as quais tinham um teor de humidade depois de secas em estufa de 7-8% em peso, uma composição que tinha 11,55 kg do componente em pó misturados com 11,55 kg do componente líquido (o que era 100% em peso das tiras de madeira (secas em estufa)) foi aplicada usando o aplicador de disco giratório descrito no Exemplo 1 com um caudal de 2,92 kg/min. Depois da aplicação, o material foi amassado em tambor usando o mesmo amassador que foi descrito no Exemplo 1 durante 475 segundos, pesando o lote 23,10 kg. Não foi aplicada resina neste painel. Depois da composição ser aplicada, o material foi transformado numa manta usando o método descrito no Exemplo 1, e a manta pesava 7,35 kg e tinha um teor de humidade de 23,6% em peso. A manta foi depois prensada em painel e aparada da mesma maneira que foi descrita no Exemplo 1. O teor de humidade do painel após a prensagem era de 9%. A força de ligação interna é mostrada na Tabela 1. 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ

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Exemplo 5

Usando as mesmas tiras de madeira comerciais que nos exemplos anteriores, que secas em estufa têm um teor de humidade secas em estufa de 7-8% em peso, uma mistura que contém 11,55 kg do componente em pó amassados com 11,55 kg do componente líquido foi aplicado usando o aplicador de disco rotativo do Exemplo 1 com um caudal de 2,92 kg/min., sendo a mistura 100% em peso das tiras de madeira (secas em estufa) . O material foi depois amassado em tambor usando o amassador do Exemplo 1 durante 475 segundos, pesando o lote 23,10 kg. Depois da mistura ser aplicada e amassada, o material foi seco por aspiração de modo que o material ficou com um teor de humidade de 10,1% em peso. Mais tarde, foram aplicados 5% em peso da resina usada no Exemplo 1 utilizando o mesmo aplicador de disco giratório com um caudal de 0,69 kg/min. O material foi depois amassado em tambor durante 100 segundos usando o mesmo amassador e pesando o lote 22,7 kg.

Após a segunda amassadura, foram formadas três mantas da mesma maneira que no Exemplo 1 as quais pesavam 6,17 kg, 7,35 kg e 7,35 kg cada. Cada manta tinha um teor de humidade de 10,1% em peso. Mais tarde, as mantas foram prensadas em painéis e aparadas como se descreveu no Exemplo 1, tinham teores de humidade de 3,8% em peso, 3,6% em peso e 3,3% em peso. As forças de ligação interna para cada painel são mostradas na Tabela 1.

Exemplo 6

Usando o mesmo tipo de tiras de madeira comerciais que no Exemplo 1, 11,5 kg do componente em pó e 11,5 kg do componente líquido, que eram 50% em peso das tiras de madeira (secas em estufa) foram aplicados da maneira seguinte. Um quarto em volume do líquido foi pulverizado sobre as tiras de madeira e depois todo o pó foi soprado sobre as mesmas, e depois a porção remanescente do líquido foi pulverizada sobre as tiras de madeira como no Exemplo 3. 0 material foi depois amassado

84 09S ΕΡ Ο 725 765/ΡΤ -24- durante 1275 segundos sendo ο peso do lote 46,0 kg. Foi também amassado outro lote com o mesmo peso. Os lotes foram depois secos por aspiração de modo que o material ficou com um teor de humidade de 10,4% em peso.

Mais tarde, 5,0% em peso da mesma resina do Exemplo 1 foram aplicados usando o aplicador de disco giratório do Exemplo 1 a um caudal de 0,735 kg/min. O material foi subsequentemente amassado durante 95 segundos em quatro lotes separados, pesando cada lote 22,5 kg.

Foram formadas três mantas. Na formação da manta, o molde usado era um molde em linha OBS e a construção da manta era paralela em 60% à superfície e perpendicular em 40% ao núcleo, sendo o comprimento da manta 2,745 m e a largura da manta era de 1,475 m. Cada manta pesava 34,02 kg e tinha um teor de humidade de 10,4% em peso. Foi usado o mesmo agente de libertação que no Exemplo 1 bem como o tipo suporte. Depois das mantas serem formadas, as mantas foram prensadas em painéis da mesma maneira que no Exemplo 1. O teor de humidade essencial dos painéis era de 5,5% em peso, 6,5% em peso e 6,8% em peso. Cada painel foi depois aparado até uma largura de 1,22 m e um comprimento de 2,44 m com uma espessura de 0,011 m. Um painel foi pulverizado sem ar com 1,360 kg da composição sobre a superfície cimeira do painel aparado imediatamente depois da prensagem.

Foi obtida a força de ligação interna de um dos painéis (não pulverizado com a composição sobre a superfície cimeira) e é mostrada na Tabela 1.

Exemplo 7

Usando as mesmas tiras de madeira comerciais que no Exemplo 1, 7,04 kg do componente em pó e 7,04 kg do componente líquido foram aplicados da maneira seguinte. Um quarto em volume do líquido foi pulverizado sobre as tiras de madeira, depois todo o pó foi soprado sobre as mesmas e depois a última porção do -25- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ líquido foi pulverizado como no Exemplo 3. Mais tarde, o material, em dois lotes separados, foi amassado durante 770 segundos, pesando cada lote 46,9 kg. As tiras de madeira revestidas foram então secas por aspiração de modo que o teor de humidade do material revestido ficou em 10,1% em peso.

Depois, 50% em peso de resina (a mesma do Exemplo 1) foi aplicada usando o aplicador de disco giratório do Exemplo 1, com um caudal de 0,685 kg/min. 0 material foi depois amassado em cinco lotes separados, de novo durante 100 segundos, pesando cada lote 22,4 kg. 0 material foi depois transformado em duas mantas como no Exemplo 6, pesando cada manta 34,02 kg e tendo um teor de humidade de 10,1% em peso. Depois da formação das mantas, o material foi prensado em painéis e aparado como no Exemplo 1. O teor estimado de humidade dos painéis era de 5,3% em peso e 5,6% em peso. A força de ligação interna de uma destas mantas é mostrada na Tabela 1.

Exemplo 8

Usando o mesmo tipo de tiras de madeira comerciais que no Exemplo 1, 11,6 kg do componente em pó e 11,5 1 do componente líquido, o que era 50% em peso das tiras de madeira (secas em estufa) foram usados da maneira seguinte. Um quarto em volume do líquido foi pulverizado sobre as tiras de madeira, depois todo o pó foi soprado sobre as mesmas e depois a última porção do líquido foi pulverizada como no Exemplo 3. O material foi então amassado durante 880 segundos e o lote pesava 46,5 kg. O material foi depois seco por aspiração de modo que o material ficou com um teor de humidade de 10,1% em peso. Mais tarde 5,0% em peso da resina do Exemplo 1 foram aplicados usando o aplicador de disco giratório do Exemplo 1 com um caudal de 0,625 kg/min. Mais tarde, o material foi amassado novamente durante 128 segundos, em dois lotes separados pesando cada lote 26,7 kg. A manta foi formada da mesma maneira que no Exemplo 6, ficando com um teor de humidade de 10,1% em peso e pesando

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -26 34,02 kg. A manta foi subsequentemente prensada em painel e aparada como no Exemplo 1. O teor de humidade do painel era de 5,2% em peso.

Exemplo 9

Usando o mesmo tipo de tiras de madeira comerciais que no Exemplo 1,, 11,8 kg do componente em pó foram amassados com 11,8 1 do componente líquido (o que era 100% em peso das tiras de madeira secas em estufa) e esta mistura foi aplicada às tiras de madeira usando o aplicador de disco giratório do Exemplo 1 com um caudal de 4,2 kg/min. Mais tarde o material foi amassado durante 385 segundos em dois lotes separados pesando cada lote 23.7 kg. O material foi depois seco de modo que o material ficou com um teor de humidade de 10,9% em peso. Foram aplicados 5,0% em peso da resina do Exemplo 1 no dia seguinte usando o mesmo aplicador de disco giratório com um caudal de 0,666 kg/min. O material foi subsequentemente amassado durante 160 segundos em dois lotes separados pesando cada lote 35,8 kg. Foi formada uma manta do mesmo modo que no Exemplo 6, a qual pesava 38,56 kg e um teor de humidade de 10,9% em peso. A manta foi depois prensada em painel e aparada da mesma maneira que no Exemplo 1. 0 teor estimado de humidade do painel era de 6,8% em peso.

Exemplo 10

Usando o mesmo tipo de tiras de madeira comerciais que no Exemplo 1, uma mistura de 7,8 kg do componente em pó amassados com 7,8 1 do componente líquido, o que era 150 por cento em do peso das tiras de madeira (secas em estufa) foi aplicada às tiras de madeira, usando o aplicador de disco giratório do Exemplo 1 com um caudal de 5,4 kg/min. O material foi depois amassado durante 445 segundos em dois lotes separados, pesando 23.7 kg cada um. Depois o material foi seco por aspiração de modo que o material ficou com um teor de humidade de 11,1% em peso. Mais tarde, 5,0% em peso da resina do Exemplo 1 foram aplicados usando o mesmo aplicador de disco giratório com um caudal de 0,685 kg/min. O material foi depois amassado durante

84 096

ΕΡ 0 725 765/PT -27- 205 segundos em dois lotes separados, pesando cada lote 47,0 kg.

Como no exemplo anterior, a resina foi aplicada depois do material repousar durante a noite. Foi formada uma manta da mesma maneira que no Exemplo 6, a qual pesava 43,09 kg e tinha um teor de humidade 11,1% em peso. A manta foi prensada em painel e aparada da mesma maneira que no Exemplo 1. O painel tinha um teor de humidade de 5,8% em peso.

Os resultados dos exemplos acima estão resumidos nas tabelas seguintes:

84 096

ΕΡ 0 725 765/PT -30 TABELA 2

Requisitos mínimos CSA 0437 OBS Qualidade 0-2 Painéis OBS Exemplo 6 Exemplo 7 Paralelo MOR 29 MPa (4200 psi) 32 MPa (4590 psi) 6350 psi Perpendicular 12 MPa (1800 psi) 24 MPa (3450 psi) 3560 psi Paralelo MOE 5500 MPa (800,000 psi) 5100 MPa (741,000 psi) 6200 MPa (905,000 psi) Perpendicular 1600 MPa (225,000 psi) 3000 MPa (428,000 psi) 3000 MPa (435,000 psi) IB 0,35 MPa (50 psi) 0,72 MPa (104 psi) 0,83 MPa (121 psi) MOR após Paralelo 3 k 14,5 MPa (2100 psi) 14,1 MPa (2040 psi) 19,0 MPa (270 psi) fervura Perpendicular 6,2 MPa (900 psi) 10,6 MPa (1540 psi) 11,3 MPa (1640 psi) Espessura de inchaço após 24 h de fervura sem requisitos 19,2% 24% Espessura de inchaço 25% após 24 h de embebimento 11,5% 12,6% Densidade sem requisitos 690 kg/m3 (43,1 libras/pé3) 730 kg/m3 (45,4 libras/pé3) A tabela 2 é um resumo das propriedades de qualidade de dois painéis do presente invento em relação à norma canadiana para painéis OBS. Como se pode ver, qualquer dos painéis do presente invento excede largamente os requisitos respeitantes às propriedades dos painéis de tiras orientadas.

Os painéis do presente invento foram testados parà determinar as suas características superficiais de queima determinadas de acordo com o método de teste ASTM E84 . Em particular, duas amostras anteriores, Exemplos 9 e 10, foram enviadas para o Laboratório de Tecnologia do Fogo Weyerhauser,

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -31-consistindo cada amostra numa placa de 1,2 x 2,4 m (4' x 8') com uma espessura de 0,01 m (7/16") de acordo com o presente invento. As amostras foram postas numa sala de condicionamento a 21°C (70°F), com uma HR de 50%. As amostras eram pesadas periodicamente para determinar as taxas de tomada de humidade e para determinar se estavam próximas do equilíbrio do teor de humidade. No final do período de condicionamento, as amostras foram cortadas em jogos de amostras constituídas, cada um, por duas peças de 0,53 x 2,4 m (21" x 96"). Um "jogo" de amostras era material cortado até uma largura de 0,53 m (21") em troços que totalizavam 7,3 m (24') quando as peças individuais eram colocadas topo a topo "no túnel. Os ensaios foram realizados de acordo com os procedimentos esboçados no Método de Teste E-84-89a da American Society for Testing and Materials (ASTM).

RESULTADOS DOS TESTES

Identificação índice de alastra- índice de do material mento da chama fumo formado Exemplo 9 20 1 Exemplo 10 15 30 Soalho de Carvalho Vermelho 91 100 Placa de cimento 0 0

Desconhecido devido a mau funcionamento do sistema de detecção do fumo. A Leitura era verosimiLmente inferior a 50, com base na observação visual.

Os jogos de amostras anteriormente descritos foram ensaiados durante 30 minutos para determinar se podiam ser consideradas como "Madeira Tratada Retardadora do Fogo" tal como é definida pelos principais códigos de construção modelo. Os principais códigos de construção modelo definem a "Madeira Tratada Retardadora de Fogo" como:

Qualquer produto de madeira impregnado com produtos químicos por um processo de pressão ou outros meios durante o fabrico e que, quando testada de acordo com a norma U.B.C. n° 42-1 (ou ASTM E84) durante um período de 30 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -32-

minutos, deve ter um alastramento de chama não superior a 25 e não mostrar provas de combustão progressiva. Além disso, a frente da chama não deve progredir mais de 3,2 m (10½ pés) para além da linha central do queimador em qualquer momento durante o teste.

As frentes de chama dos dois jogos de amostra não se deslocaram além dos 3,2 m (10½ pés) e portanto ambos os jogos se qualificaram para serem considerados "Madeira Tratada Retardadora de Fogo". A frente de chama do Exemplo 8 deslocou-se até 3,2 m (10½ pés) e a frente de chama do Exemplo 9 deslocou-se até 2,7 m (9 pés).

Dados Diversos

Montagem do espécime: Normal, apoiada sobre a borda

Peso do espécime: Exemplo 9 - 13,6 kg (29,90 lib.)

Exemplo 9 - 13,2 kg (29,20 lib.) Exemplo 10 - 14,9 kg (32,80 lib.) Exemplo 10 - 14,5 kg (32,05 lib.)

Características de Queima O Exemplo 9 inflamava-se após 55 segundos e a frente de chama progrediu até 3,2 m (10½ pés) após 8 minutos. A frente de chama manteve-se a esta distância durante vários minutos e depois retrocedeu até menos de 2,4 m (8 pés) durante o resto do ensaio. O Exemplo 10 inflamava-se após 48 segundos e a frente de chama progrediu até 2,7 m (9 pés) após 15 minutos e depois retrocedeu lentamente até 2,1 m (7 pés). Ambos queimavam com chamas amarelas e pouco fumo.

Exemplo 12

Usando fibras de madeira que são vulgarmente usadas no fabrico de Placas de Fibra de Densidade Média (MDF) uma mistura igual a 100% do peso da fibra seca em estufa foi pulverizada sobre a fibra. A relação do componente em pó para o componente

84 096

ΕΡ 0 725 765/PT -33-líquido na mistura era de 0,001 kg de componente em pó para 0,001 1 de componente líquido. A mistura foi pulverizada, usando uma pistola de pulverização sem ar sobre a fibra que estava a ser amassada num amassador de roda de pás. Logo que a quantidade total da mistura foi introduzida na carga MDF no amassador, foram adicionados 5,5% (em relação ao peso seco da carga) de resina MDI fornecida por ICI. A mistura e a carga saturada de resina foram depois transferidas para um moinho de atrito onde foram sujeitas mecanicamente a atrito durante 60 segundos. De moinho de atrito, a fibra tratada foi depois transferida automaticamente para um recipiente de medição. Do recipiente de medição, o material tratado foi transferido pneumaticamente para um molde de vácuo. O material de baixa densidade foi depois passado sob uma mesa de corte a fim de ser ajustado para a altura apropriada antes da prensagem. Logo que a altura apropriada do material foi conseguida, um prato de suporte foi colocado por cima e por baixo da fibra tratada. 0 material,, agora ensanduichado entre dois pratos de suporte de aço, foi colocado numa prensa aquecida onde foi prensado durante 180 segundos a 138°C (280°F) com uma pressão de 0,62 MPa (90 libras/pol. quadrada). 0 material MDF foi fabricado e prensado num painel desta maneira e o painel foi testado uma semana mais tarde quanto às seguintes características físicas e de queima: (Segue Tabela 3) -34- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ TABELA 3 0,016 (0,682) 17,8 (2577) 2.6 (377) 0,78 (113) 6,9 118 (260) 116 (255) 32,0 9.7 820 (51,2) 1300 1010 (63,1) 733 (45,8) 6,04 96 23,98 6,16 0,40 5,9% 31,9%

Espessura, m (polegada) Módulo de ruptura, (MOR) MPa (psi) Módulo de elasticidade (MOE), 1000 MPa (1000 psi) Ligação interna (IB), MPa (psi)

Teor de humidade(MC) em % (após prensagem)

Puxão em rosca, face, kg (libras)

Puxão em rosca, bordo, kg (libras)

Absorção de água em %

Espessura de inchaço em %

Densidade, kg/m3 (libras/pé3)

Dureza - MOH

Densidade à superfície/analisador de /gradiente de densidade (Densidade média no topo 0,0008 m (30 mils) em kg/m3 (libras/pé3))

O

Densidade no núcleo em kg/nr3 (libras/pé ) analisador de gradiente de densidade Área queimada Área queimada como % do controlo Cinzas em %

Grés em %

Expansão linear em %

Teor de humidade no equilíbrio da dilatação em espessura com 50% de humidade relativa

Teor de humidade no equilíbrio da dilatação em espessura com 90% de humidade relativa

Exemplo 13

Dois painéis do presente invento foram feitos da maneira seguinte. Foram usadas tiras de madeira comerciais com 0,0008 m (0,03") de espessura, 0,013-0,05 m (0,5-2") de largura e aproximadamente 0,1 m (4") de comprimento do tipo Aspen as quais, secas em estufa, tinham um teor de humidade (MC) de 7-8%, e os finos com menos de 0,0048 m foram removidos. Uma composição & -35- 84 096 ΕΡ 0 725 765/PT com a formulação acima descrita, com uma relação de mistura de 21,7 kg de componente em pó amassador com 26,6 kg de componente líquido (o que era 100% em peso das tiras ou carga secas em estufa a que é adicionada) foi aplicada às tiras de madeira comerciais por meio de bicos atomizadores de ar como no Exemplo 3, com um caudal de 42 kg/min.; sendo os componentes em pó e líquido misturados um com o outro antes da aplicação por meio dos bicos atomizadores de ar. A temperatura da composição durante a aplicação era de 20°C. Após a aplicação por meio dos bicos atomizadores de ar, as tiras de madeira comerciais e a composição foram depois amassadas em conjunto até a composição revestir uniformemente as tiras de madeira (aproximadamente 690 segundos) usando um amassador de tambor por lotes (2,44 diâmetro por 1,22 m de profundidade) sendo o amassador regulado para 15 rpm. O lote pesava 47,6 kg.

Após a amassadura dos materiais em conjunto, foram aplicados 5% em peso (em relação ao peso da composição e das tiras de madeira) de resina MDI MF-184 (obtida de ICI) usando um aplicador de disco giratório semelhante ao do Exemplo 1 com um caudal de 0,8 kg/min. 0 disco giratório foi regulado para 1200 rpm.

Depois, a resina foi amassada dentro do material durante 80 segundos por meio do amassador de tambor por lotes acima descrito. 0 peso do lote do material revestido com resina era de 12,9 kg. No final da amassadura, foi formada à mão uma manta do material. A construção da manta tinha uma orientação 100% aleatória em camada única e tinha um comprimento de 0,865 m e uma largura de 0,865 m. 0 suporte usado durante a formação da manta era um fundo de crivo fechado que tinha um topo de suporte de aço fixo e um fundo de estanho. Um agente de libertação, 610 ACI, foi usado para auxiliar a remoção da manta após a sua formação. O teor de humidade cada manta antes da prensagem era de 24,6% e 25,8% em peso para os dois painéis.

Após a formação das mantas, as mantas foram prensadas a uma pressão de aproximadamante 3,1 MPa (450 psi) e a uma temperatura -36- 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ ηο prato de 190°C durante 185 segundos para formar os painéis. No fim da prensagem, os painéis tinham um teor de humidade de 15,8% e 17,7%. Os painéis foram aparados até 0,712 m de comprimento e 0,712 m de largura e tinham uma espessura 0,0111 m. As forças de ligação interna dos painéis eram de 0,68 MPa e 0,55 MPa (98 e 80 psi), determinadas de acordo com a norma CAN3-0437-85, tendo cada material em teste uma espessura de 0,011 m, e foram condicionados a 20°C sob 65% de HR. Após o condicionamento, a ligação interna média do segundo painel era de 0,8 MPa (116,3 psi). A MOR média para o segundo painel era de 12 MPa (1730 psi) e o peso específico era de 733 kg/m^ (45,8 *2 libras/péJ).

Outras concretizações do presente invento serão evidentes para os peritos na arte tendo em consideração a especificação e a prática do presente invento aqui descritas. Pretende-se que a especificação e os exemplos sejam considerados somente exemplares, sendo o verdadeiro âmbito e espírito do presente invento os indicados nas reivindicações seguintes.

Lisboa, 22. Mftl 2000

Por PYROTITE CORPORATION - O AGENTE OFICIAL -

O ADJUblTO ENG.® ANTÓNIO J0À0 DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind.

Ruo dos Flores, 74 - 4.® 1600 LISBOA

Claims

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -1/5- REIVINDICAÇOES 1 - Composição que inclui, em combinação: (a) um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico; (b) uma quantidade de um látex que contém oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio eficaz para conferir resistência à água e ao fogo ao referido material finamente dividido; e (c) uma resina que é termo-endurecível ou endurecível a frio.
2 - Composição de acordo com a reivindicação 1, na qual o referido látex é escolhido no grupo constituído por uma emulsão de copolímero de estireno-butadieno, uma emulsão de resina de acrilato e acetato de polivinilo.
3 - Composição de acordo com a reivindicação 1, que inclui ainda um repelente da água, um cimento de aluminato de cálcio alumina, dióxido de titânio, um agente anti-espuma, uma solução de ZnCl2, sílica coloidal e/ou um agente tensioactivo.
4 - Composição de acordo com a reivindicação 1, na qual a referida resina é um fenol-aldeído, um ureia-aldeído, um melamina-aldeído ou um poliuretano.
5 - Composição de acordo com a reivindicação 1, na qual a referida resina é escolhida no grupo constituído por isocianurato, ureia-formaldeído, fenol-formaldeído, isocianato de polímero em emulsão, cola fenólica, grude animal, diisocianato de difenil metano e diisocianato de dietilmetileno.
6 - Composição de acordo com a reivindicação 1, na qual o referido material celulósico é fibras celulósicas, bolachas

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -2/5- celulósicas ou produtos residuais celulósicos.
7 - Método para fazer um produto resistente à água e ao fogo que inclui os passos de: (a) adicionar uma composição que compreende oxicloreto de magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e um látex a um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico,- (b) misturar os componentes do passo (a) de modo que a composição revista o material; (c) misturar uma resina que é termo-endurecível ou endurecível a frio com o material revestido do passo (b); (d) formar uma manta com o produto do passo (c); e (e) submeter a manta a calor e/ou pressão para formar o produto referido.
8 - Método de acordo com a reivindicação 7, que inclui ainda o passo de ajustar o teor de humidade do material revestido antes do passo (c) .
9 - Método de acordo com a reivindicação 7, no qual o passo (e) é realizado a uma temperatura de cerca de 149°C (300°F) a cerca de 191°C (375°F) durante cerca de 3 a cerca de 8 minutos.
10 - Método de acordo com a reivindicação 7, no qual o passo (e) é realizado a uma pressão de cerca de 2,1 MPa (300 psi) a cerca de 4,2 MPa (600 psi).
11 - Método de acordo com a reivindicação 7, no qual o referido material celulósico é escolhido no grupo constituído por fibras celulósicas, bolachas celulósicas e produtos celulósicos residuais.

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -3/5-
12 - Método de acordo com a reivindicação 7, no quual o referido material é fibra à base de madeira, partículas à base de madeira, bolachas à base de madeira e tiras à base de madeira.
13 - Método de acordo com a reivindicação 7, no qual a referida resina é escolhida no grupo constituído por isocianurato, ureia-formaldeído, fenol-formaldeído, emulsão de isocianato de polímero, cola fenólica, grude animal, diisocianato de difenilmetano, e diisocianato de dietilmetileno.
14 - Método de acordo com a reivindicação 8, no qual o referido teor de humidade é ajustado desde cerca de 5% a cerca de 25% em peso.
15 - Método de acordo com a reivindicação 14, no qual o referido teor de humidade é ajustado desde cerca de 9% a cerca de 11% em peso.
16 - Método para fazer um produto resistente à água e ao fogo que inclui os passos de: (a) pulverizar uma porção de uma mistura que compreende um látex e cloreto e/ou sulfato de magnésio sobre um material finamente dividido, escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico; (b) juntar óxido de magnésio em pó ao material pulverizado para revestir o material pulverizado; (c) pulverizar o remanescente da referida mistura sobre o material revestido; (d) adicionar e misturar uma resina que é termo-endurecível ou endurecível a frio ao material do passo (c); (e) formar uma manta com o produto do passo (d); e

84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -4/5- (f) submeter a manta a calor e/ou pressão para formar o referido produto.
17 - Método de acordo com a reivindicação 16, no qual o passo (f) é realizado a uma temperatura de cerca de 149°C (300°F) a cerca de 191°C (375°F) durante cerca de 3 a 8 minutos.
18 - Processo de acordo com a reivindicação 16, no qual o passo (f) é realizado a uma pressão de cerca de 2,1 MPa (300 psi) a cerca de 4,2 MPa (600 psi).
19 - Processo de acordo com a reivindicação 16, no qual o referido material celulósico é escolhido no grupo constituído por fibras celulósicas, bolachas celulósicas e produtos residuais celulósico.
20 - Método de acordo com a reivindicação 16, no qual a referida resina é escolhida no grupo constituído por isocianurato, ureia-formaldeído, fenol-formaldeído, emulsão de isocianato de polímero, cola fenólica, grude animal, diisocianato de difenilmetano e diisocianato de dietilmetilo.
21 - Método de acordo com a reivindicação 16, que inclui ainda o passo de ajustar o teor de humidade do material antes do passo (d).
22 - Método de acordo com a reivindicação 21, no qual o referido teor de humidade é ajustado desde cerca de 5% a cerca de 25% em peso.
23 - Método de acordo com a reivindicação 21, no qual o referido teor de humidade é ajustado desde cerca de 9% a cerca de 11% em peso.
24 - Método para fazer um produto resistente à água e ao fogo que inclui os passos de: (a) adicionar uma composição, que compreende oxicloreto de I 84 096 ΕΡ 0 725 765/ΡΤ -5/5- magnésio e/ou oxissulfato de magnésio e um látex a um material finamente dividido escolhido no grupo constituído por material celulósico, material mineral, material residual orgânico e material residual inorgânico; (b) misturar os componentes do passo (a) de modo que a composição revista o material; (c) formar uma manta com o produto do passo (b); e (d) submeter a manta a uma pressão de cerca de 2,1 MPa (300 psi) a cerca de 4,2 MPa (600 psi) a uma temperatura de cerca de 66°C (150°F) durante um período de cerca de 12 horas para formar o referido produto.
25 - Método de acordo com a reivindicação 24, no qual o referido material celulósico é escolhido no grupo constituído por fibras celulósicas, bolachas celulósicas e produtos celulósicos residuais.
26 - Método de acordo com a reivindicação 24, que inclui ainda o passo de ajustar o teor de humidade do material celulósico revestido antes do passo (c).

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