SE443945B

SE443945B - Procedure for the manufacture of a disk, a pressed body, or the like, from a mass of tree shavings - particles or the like.

Info

Publication number: SE443945B
Application number: SE8103757A
Authority: SE
Inventors: Sten Lovgren; Veikko Mauri Moilanen
Original assignee: Sten Lovgren; Veikko Mauri Moilanen
Priority date: 1981-06-16
Filing date: 1981-06-16
Publication date: 1986-03-17
Also published as: SE8103757L

Abstract

This invention concerns the combination, via a binding agent, of tree shavings, particles or similar material, to make a disc, pressed body or the like, in conjunction with a procedure for the production thereof. The invention requires the compression of the tree shavings or particles with an epoxy resin. The epoxy resin is sprayed under very high pressure, preferably over 200 kp/cm<2> ,for the mass of tree shavings or particles.

Description

8103757-4 2 betande arbetskraft löper dessutom stor risk att utsättas för formaldehydångor. 8103757-4 2 grazing labor is also at high risk of being exposed to formaldehyde vapors.

Karbamidlimmet utblandas med avsevärda mängder vatten och den erhållna vattenblandningen tillförs sedan till spånmassan under omröring så att en i möjligaste mån likformig bland- ning erhålls. Behovet av kraftig vattentillförsel innebär att stora vattenmängder måste förångas i anslutning till pressningen av spånprodukterna. För att undvika ångexplo- sioner i spánprodukterna under pressningen är det vanligt att tillämpa två pressteg, förpressning och slutpressning.The urea adhesive is mixed with considerable amounts of water and the resulting water mixture is then added to the chip mass with stirring so that a mixture which is as uniform as possible is obtained. The need for a strong water supply means that large amounts of water must be evaporated in connection with the pressing of the chip products. To avoid steam explosions in the chip products during pressing, it is common to apply two pressing steps, pre-pressing and final pressing.

Under slutpressningen används flera olika tryckförhållanden med mellanliggande tryckavlastning. Presstemperaturen är i allmänhet i storleksordningen 180°C- Uppenbart tOrå6 vara att dessa pressförhållanden medför avsevärda kostnader vad avser pressutrustning, energitillförsel och erforderlig presstid. Förhållandevis stor karbamidlimtillsats, d v s 9 - 10 vikt-% räknat på det belimmade spånet, erfordras.During the final pressing, several different pressure conditions are used with intermediate pressure relief. The press temperature is generally in the order of 180 ° C- Obviously t6r66 be that these press conditions entail considerable costs in terms of press equipment, energy supply and required press time. Relatively large urea glue additive, i.e. 9 - 10% by weight based on the glued chip, is required.

Ehuru karbamidlimmets låga pris utgör en stor fördel är det önskvärt att komma fram till andra limalternativ mot bakgrundmäavde ovan angivna nackdelarna, i synnerhet form- aldehydavgivningen. Qärvid har man exempelvis gjort för- sök med isocyanatlim respektive polyuretanlim. Isocyanat- limmet är ett enkomponentslim, som grundar sig på poly- meriseringen av isocyanat. Polyuretanlimmet är ett två- komponentslim, som grundar sig på reaktion mellan ett isocyanat och en alkohol. Ehuru dessa isocyanat- och polyuretanlim har den fördelen att någon formaldehydav- givning ej kan förekomma och de dessutom har den fördelen att de icke innehåller något vatten, som tillföres spånen, föreligger dock den nackdelen att isocyanaterna i limmen är hälsovådliga. De i limmen ingående isocyanaterna är illa- luktande under tillverkningsförloppet och kan förorsaka astma.Although the low price of urea glue is a great advantage, it is desirable to arrive at other glue alternatives against the background of the above-mentioned disadvantages, in particular the formaldehyde release. In this case, for example, experiments have been made with isocyanate adhesives and polyurethane adhesives, respectively. The isocyanate adhesive is a one-component adhesive, which is based on the polymerization of isocyanate. The polyurethane adhesive is a two-component adhesive, which is based on the reaction between an isocyanate and an alcohol. Although these isocyanate and polyurethane adhesives have the advantage that no formaldehyde release can occur and they also have the advantage that they do not contain any water which is added to the chips, there is the disadvantage that the isocyanates in the adhesives are hazardous to health. The isocyanates contained in the glue are foul-smelling during the manufacturing process and can cause asthma.

Vid feldoseringar av de i limmen ingående komponenterna och därav följande teoretiskt ofullständig reaktion av isocy- anatandelen kan oreagerade, hälsovådliga isocyanater kvar- bli i de framställda spånprodukterna. En ytterligare nack- del är att giftig gas (cyanväte) kan uppkomma vid förbränning av produkterna med luftunderskott.In the event of incorrect dosing of the components contained in the adhesive and the consequent theoretically incomplete reaction of the isocyanate moiety, unreacted, hazardous isocyanates may remain in the chip products produced. An additional disadvantage is that toxic gas (hydrogen cyanide) can arise when burning the products with an air deficit.

Beträffande det inom ifrågavarande teknik även använda fenol- 3 8103757--4 limmet (grundar sig på polymerisation av fenol och formalde- hyd) kan sägas att det vidlådes av i huvudsak samma nack- delar som ovan behandlats beträffande karbamidlimmet.With regard to the phenol adhesive also used in the art in question (based on polymerization of phenol and formaldehyde), it can be said that it suffers from essentially the same disadvantages as treated above with regard to the urea adhesive.

Genom DE offentliggörande skriften 1453 368 är vidare känt att förfara i enlighet med patentkravets ingress. I denna skrift föreslås användning av bindemedelstillsatser på 30%, vilket vid rådande pris på epoxiharts ger en ur kostnadssyn- punkt svårligen acceptabel produkt. Vidare föreslås i skrif- ten att epoxihartsef skall sprutas på en i förväg formad, löst bunden och porös platta, vilket torde ge bristfällig bindemedelsfördelning. Dessutom nämnes i skriften att någon lämplig blandapparat skulle kunna användas men några närmare anvisningar ges ej därvidlag.It is further known from DE publication 1453 368 to proceed in accordance with the preamble of the claim. This paper proposes the use of binder additives of 30%, which at the current price of epoxy resin gives a product that is difficult to accept from a cost point of view. Furthermore, it is proposed in the document that epoxy resin sieve should be sprayed on a pre-formed, loosely bonded and porous plate, which should give a deficient binder distribution. In addition, it is mentioned in the letter that a suitable mixer could be used, but no further instructions are given in this connection.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett för- farande med vars hjälp epoxíbindemedel kan användas för upp- nående av produkter, som är acceptabla ur kostnadssynpunkt till följd av relativt låg bindemedelstillsats och som upp- visar utmärkta egenskaper.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a process by means of which epoxy binders can be used to obtain products which are acceptable from a cost point of view due to relatively low binder additive and which exhibit excellent properties.

Detta syfte uppnås genom anvisningarna i kravets 1 känne- tecken. Enligt föreliggande uppfinning uppnås således låg bindemedelstillsats trots hög viskositet hos epoxibindemed- let genom att detta påföres på träspånen genom att i rent, företrädesvis outspätt tillstånd sprutas i bindemedlet fin- fördelande munstycken under ett mycket högt tryck, som städse ligger över 50 kp/cm2 och företrädesvis över 150 kp/cm I allmänhet är ett tryck på över 200 kp/cm2 önskvärt. Ett normalt arbetstrycksområde kan ligga på 200 - 400 kp/cmz.This object is achieved by the instructions in the characteristics of claim 1. Thus, according to the present invention, low binder addition despite high viscosity of the epoxy binder is achieved by applying it to the wood chips by spraying finely atomizing nozzles in the binder under a very high pressure, which is always above 50 kp / cm 2, in a clean, preferably undiluted state. preferably above 150 kp / cm In general, a pressure above 200 kp / cm 2 is desirable. A normal working pressure range can be 200 - 400 kp / cmz.

Högt spruttryck ger, speciellt vid mycket höga viskositeter hos epoxihartset, god finfördelning av hartset. Under denna sprutning av epoxihartset på spånmassan omröres spånmassan så att man får en likformig besprutning av samtliga i massan ingående spån. Omröringen kan ske i ett blandningskärl, czanför vilket de epoxihartstillförande munstyckena är an- ordnande. - 20 8105757-4 4 En speciell fördel med att använda epoxiharts med i all- mänhet hög viskositet (väsentligt högre än viskositeten hos exempelvis polyuretan) ligger i att epoxihartset i tämligen liten utsträckning tränger in i eller sugs in i träspånen eller -partiklarna utan i stället lägger sig epoxihart- set såsom en hud träspånens yta, där ju bindemedelseffekten önskas. Resultatet är att det är möjligt att klara sig med en epoxihartshalt på ner till 2 vikt-% baserat på vikt- en av det limförsedda spànet. Ehuru säkra provresultat ännu ej föreligger finns indikationer som antyder att det är möjligt att gå ned till en epoxiharts på ner emot 1 vikt-%.High spray pressure gives, especially at very high viscosities of the epoxy resin, good atomization of the resin. During this spraying of the epoxy resin on the chip mass, the chip mass is stirred so that a uniform spraying of all the chips included in the mass is obtained. The stirring can take place in a mixing vessel, in front of which the epoxy resin-supplying nozzles are arranged. A special advantage of using epoxy resin with generally high viscosity (significantly higher than the viscosity of, for example, polyurethane) is that the epoxy resin penetrates to a relatively small extent into or is sucked into the wood chips or particles but into instead, the epoxy resin settles like a skin on the surface of the wood chips, where the binder effect is desired. The result is that it is possible to cope with an epoxy resin content of down to 2% by weight based on the weight of the glued chip. Although reliable test results are not yet available, there are indications that it is possible to go down to an epoxy resin of down to 1% by weight.

Dessa synnerligen låga epoxihartstillsatser innebär att det i jämförelse med polyuretanlim och speciellt karbamidlim för- hállandevis dyrbara epoxilimmet trots allt är försvarbart på grundval av de ovan behandlade fördelarna.These extremely low epoxy resin additives mean that in comparison with polyurethane adhesives and especially urea adhesives, the relatively expensive epoxy adhesive is nevertheless defensible on the basis of the advantages discussed above.

Liksom är fallet vid polyuretanlim underlättas pressningen genom att någon vattentillsats ej är önskvärd; tvärtom bör fukthalten hos träspånen ej vara högre än 10%.As is the case with polyurethane adhesives, pressing is facilitated by the fact that no water addition is desirable; on the contrary, the moisture content of the wood shavings should not be higher than 10%.

Såvitt idag kan fastställas måste epoxiharts anses vara utomordentligt mer fördelaktiga än fenollim och karbamid- lim ur miljösynpunkt och epoxihartser har även fördelar utöver polyuretaner i det att de förra icke har några riskabla komponenter i likhet med polyuretanernas isocy- änëltef .As far as can be ascertained today, epoxy resins must be considered to be extremely more advantageous than phenolic adhesives and urea adhesives from an environmental point of view, and epoxy resins also have advantages over polyurethanes in that the former have no hazardous components like the polyurethane isocyanate.

Epoxihartser har visat sig ge väsentligt bättre hållfast- hetsvärden vid spånskiveframställning än de tidigare an- vända, ovan behandlade bindemedlen.Epoxy resins have been shown to give significantly better strength values in chipboard production than the previously used binders treated above.

Epoxiharts, som kemiskt sett är en polykondensationsprodukt av epiklorhydrin och en difenol, vanligen difenylolpropan (bisfenol A), kan för övrigt lätt skräddarsys efter ifråga- varande produkt och dess önskade egenskaper genom att vari- era epoxihartsets sammansättning och det eller de använda härdningsmedlen. Såsom exempel på härdningsmedel kan här nämnas aminhartser, fettsyror, aminer, polyamider etc.Epoxy resin, which is chemically a polycondensation product of epichlorohydrin and a diphenol, usually diphenylolpropane (bisphenol A), can also be easily tailored to the product in question and its desired properties by varying the composition of the epoxy resin and the curing agent or agents used. Examples of curing agents which may be mentioned here are amine resins, fatty acids, amines, polyamides, etc.

Vid praktiska prov enligt uppfinningen har befunnits att det under varumärket ARALDITförsålda epoxihartset från CIBA visat sig 5 8105757-4 vara ytterst fördelaktigt i ifrågavarande sammanhang.In practical tests according to the invention, it has been found that the epoxy resin sold under the trademark ARALDIT from CIBA proved to be extremely advantageous in the context in question.

Tilläggas bör att epoxihartserna kan modifieras genom till- sats av andra hartser eller tillsatsmedel.It should be added that the epoxy resins can be modified by the addition of other resins or additives.

Claims

A process for manufacturing a board, compact or the like from a mass of wood shavings, particles or the like by applying thereto by spraying an epoxy resin binder substantially without diluent, and then pressing the resulting composition, characterized therefrom , that in order to achieve a low binder additive, for example down to 2% by weight, or even down to 1% by weight, based on the weight of the binder-provided chips, particles, etc., with a maintained good strength values, a combination of the following process features: a) using as epoxy resin binder an epoxy resin with such a high viscosity that the epoxy resin to a small extent penetrates into or absorbs the wood chips or particles but instead settles as a skin on the chips or particles or the like surface b, and b) while stirring the mass of wood chips, particles or the like, the spray addition of the the highly viscous epoxy resin by atomizing nozzles at such a high spray pressure, preferably above 50 kp / cm 2, preferably above 150 kp / cm 2 that the highly viscous epoxy resin is brought into extremely finely divided form and so that a uniform spraying of all chips, particles and the like is obtained.