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Verfahren zur Herstellung von Holz-Verbundprodukten
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und Bindemittel aus methyloliertem Kraft-Lignin zur Verwendung in
dem Verfahren Die Erfindung betrifft einen Kleber aus methyloliertem Kraft-Lignin,
für Verbund-Holzprodukte, wie Spanplatten oder Faserplatten oder Holzprodukte, enthaltend
Holzfaserstränge. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Klebemittel aus einem
wasserlöslichen Phenol-Formaldehyd-Resolharz und Lignin-Formaldehyd, nachfolgend
als methyloliertes Kraft-Lignin (MXL) bezeichnet.
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Das gebräuchlichste Bindemittel zur Herstellung von Spanplatten, Platten
für Aussenanwendungen und andere Verbundholzprodukte und dergleichen ist Phenol-Formaldehyd-Harz.
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Dieses Harz wird aus nicht-erneuerbaren petrochemischen Quellen gewonnen
und wird täglich teurer. Als Ersatz für
Phenol-Formaldehyd und
andere petrochemische Kleber sind bereits Klebemittel auf Basis von Holzchemikalien
in Detracht gezogen worden. Bisher sind jedoch noch keine befriedigenden Klebemittel
aus Holzchemikalien hergestellt worden, welche die gleichen Eigenschaften haben,
wie Phenol-Formaldehyd-Harze und die mit dem gleichen niedrigen Anteil an organischen
Feststoffen zur Herstellung von Spanplatten und dergleichen verwendet werden können.
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Zahlreiche Versuche sind mit Kraft- oder Soda-Schwarzlauge unternommen
worden, um Klebemittel als Ersatz für das normale Phenol-Formaldehyd-Harz zu verwenden.
Die Menge der so hergestellten Klebemittel ist jedoch begrenzt gewesen, weil man
zum Erhalt der gleichen Klebereigenschaften, wie bei Phenol-Formaldehyd, grössere
Mengen an ligninhaltigen organischen Feststoffen anwenden muss, wodurch die Vorteile
dieser Klebstofftypen verringert werden. Es wurden Versuche unternommen, Kraft-Lignin
mit Phenol-Formaldehyd unter Vernetzung der Ligninmoleküle zu modifizieren. In US-PS
3 454 508 wird ein wärmehärtendes Phenolharz beschrieben, bei dem ein alkohollösliches
Polymethylolphenol mit einem säureausgefällten Alkalilignin in einer flüchtigen
Base, wie Ammoniak, kondensiert wurde. US-PS 3 185 654 beschreibt ein Phenolharz,
bei dem ein A-Stufen-Resol in Methanol mit Alkalilignin umgesetzt wurde. In keiner
der beiden erwähnten US-Patentschriften wird eine ausreichende Vernetzung zwischen
den freien Methylolgruppen des Resols und den Hydroxylgruppen im Lignin beschrieben.
Bei dicsen Verfahren erhielt man bei den verbundenen Produkten keine ausreichende
Wasserbeständigkeit und Nassfestigkeit.
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Marton et al haben in einer Veröffentlichung mit dem Titel
"Lignin
Structure and Reactions", Advances in Chemistry, Series 59, American Chemical Society,
Washington, D.C., Seiten 125 bis 144 (1966) ein Verfahren zur Verbesserung der Reaktivität
von Kraft-Lignin beschrieben, bei dem man Methylolgruppen in die Ligninstruktur
durch eine alkalikatalysierte Kondensation mit Formaldehyd einbringt.
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Abe hat in einer Veröffentlichung des Hokkaido Forest Products Institute,
Nr. 55, (1970) ebenfalls den Mechanismus der Lignin-Formaldehyd-Reaktion in alkalischen
Medien untersucht und Spanplatten auf Basis von Cokondensation von Lignin mit Phenol
und Formaldehyd hergestellt. Diese beiden Kleber ergaben eine schlechte Wasserbeständigkeit
und Nassfestigkeit bei den verbundenen Produkten. In US-PS 3 864 291 wird ein Verfahren
zur Herstellung eines Klebemittels beschrieben, bei dem Kraft- oder Soda-Schwarzlauge
mit Formaldehyd in Gegenwart von Alkali methyloliert wurde und anschliessend mit
Phenol oder Kresol-Formaldehyd kondensiert wurde. Spanplatten, die mit diesem Kleber
verleimt worden waren, zeigten nach dem Kochen eine unbefriedigende Nassfestigkeit.
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Dolenko und Clarke haben in einem Aufsatz mit dem Titel Resin Binders
from Kraft Lignin", Forest Products Journal, Nr. 8, S. 41, August 1978, MKL und
Phenol-Formaldehyd-Mischungen, die unter sauren Bedingungen hergestellt worden waren,
beschrieben. Ein solcher Kleber kann nicht als wässrige Lösung hergestellt werden,
weil MKL in Wasser unter sauren Bedingungen unlöslich ist. Ausserdem wird in dem
Aufsatz festgestellt, dass bei der Herstelluig von Spanplatten einer Dicke von 1,1
cm ( 7/16") die Presszeit 7 Minuten oder mehr betrug, was bei üblichen Produktionseinrichtungen
unbefriedigend ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klebemittel für Spanplatten aus
isoliertem Lignin zur Verfügung zu stellen, das in gleicher Weise angewendet werden
kann, wic übliche Phenol-Formaldehyd-Kleber und bei dem man Festigkeitseigenschaften
erzielt, welche den Anforderungen der CSA-Standards für Spanplatten entsprechen.
CSA 0188 (1975) fordert, dass die durchschnittliche statische Bindungsfestigkeit
von Spanplattenproben aus einer einzigen Spanplatte einen Reissmodul (MOR) von wenigstens
2000 psi, einen Elastizitätsmodul (MOE) von 400.000 psi, eine Innenbindung (internal
bond (IB)) von 40 psi und eine MOR von 1.000 psi, geprüft nach dem Kochen, haben
muss.
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Ein Spanplattenkleber wird auf Holzspäne aufgebracht, entweder indem
man den Kleber in flüssiger Form auf sprüht, oder indem man ihn mit den Spänen vermischt,
wenn der Kleber in Pulverform vorliegt. In einigen Fällen hat man den Kleber auf
Holzspäne auch sowohl in Pulverform als auch in flüssiger Form aufgebracht.
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Spanplatten werden im allgemeinen hergestellt indem man Holzteilchen,
die als "furnish" bezeichnet werden, vor der Anwendung einer gleichzeitigen Druck-
und Erhitzungsstufe mit einer Klebemittelmischung besprüht.
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Verbund-Holzprodukte, wie solche, die in US-PS 4 061 819 beschrieben
werden, erhält man, indem man glatte Holzfasern mit einer Klebemittelmischung beschichtet,
und zwar im allgemeinen durch Eintauchen, worauf man dann anschliessend gleichzeitig
Druck und Wärme einwirken lässt.
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Erfindungsgemäss wird methyloliertes Kraft-Lignin (MKL) aus Schwarzlauge
hergestellt, indem man zunächst eine Methylolierung vornimmt, bei welcher man Formaldehyd
zu einer starken Schwarz lauge gibt und anschliessend Säure zu der methylolierten
Lauge zufügt. Suspendieren, Verdünnen und Filtrieren des Niederschlags ergibt einen
Filterkuchen aus MKL organischen Feststoffen. Dieser Filterkuchen kann getrocknet
und gepulvert werden oder man kann alternativ aus dem Filterkuchen eine wässrige
alkalische Lösung von MKL herstellen.
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Ein handelsübliches wasserlösliches Phenol-Formaldehyd-Resolharz (nachfolgend
als PF bezeichnet) wurde zusammen mit dem MKL verwendet. Das PF wurde in eine wässrigalkalische
Lösung mit einem pH von wenigstens 7 überführt oder hatte, sofern es in Pulverform
vorlag, einen pH von wenigstens etwa 9 beim Vermischen von 1 Teil in 10 Teilen Wasser.
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Die Menge des Klebemittels bei Sperrholz, Spanplatten oder Verbund-Holzplatten
und dergleichen, wird im allgemeinen in Gew.% der Gesamtklebemittelfeststoffe in
dem Endprodukt ausgedrückt. Im Falle von Phenol-Formaldehyd schliessen die Gesamtklebemittelfeststoffe
die Harzfeststoffe ein, die den Anteil des Klebemittels ausmachen, die bei der Kondensat-on
des Klebemittels während der Härtungsstufe teilnehmen. Der Ausdruck organische Feststoffe"
wird hier hauptsächlich im Zusammenhang mit MKL verwendet. In einem einfachen System,
wie Phenol-Formaldehyd, sind die organischen Feststoffe die gleichen wie die Harzfeststoffe,
jedoch können die organischen Feststoffe im Falle von MKL andere organische Stoffe,
die zusammen mit MKL ausgefällt wurden, einschliessen.
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Das Verfahren zur Herstellung von Verbund-Holzprodukten, wie Sperrholz,
Spanplatten und Holzprodukten, die Holzfaserstränge enthalten, schliesst die Beschichtung
von Holzteilen mit einer Klebstoffmischung ein, worauf sich eine gleichzeitige Druck-
und Erhitzungsstufe anschliesst.
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Die Verbesserung umfasst die Stufen der Anwendung von wasserlöslichem
Phenol-Formaldehyd-Resolharz (PF) in flüssiger Form, Pulverform oder in einer Kombination
einer flüssigen und Pulverform, auf Holzstücke, wobei das PF in Pulverform eincn
pH von wenigstens etwa 9 hat, wenn 1 Gew.Teil mit 10 Gew.Teilen Wasser vermischt
wird, worauf man methylolierte Kraft-Lignin (MKL) organische Feststoffe in flüssiger
Form, Pulverform oder in einer Kombination von flüssiger und Pulverform auf die
Holzstücke aufbringt und wobei die MKL organischen Feststoffe bis zu etwa 70 Gew.%
der gesamten organischen Feststoffe in der Klebstoffmischung ausmachen und wobei
die Klebstoffmischung in flüssiger Form einen pH von wenigstens etwa 10 hat. Gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform hat die alkalische wässrige Lösung von PF einen
pH von wenigstens etwa 7 und wird mit einer alkalischen wässrigen Lösung von MKL
mit einem pH von wenigstens etwa 10 vermischt.
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Gemäss einer anderen Ausführungsform wird eine Klebemischung in Pulverform
durch Vermischen von PF in Pulverform mit einem pH von wenigstens etwa 9, wenn 1
Teil in 10 Teilen Wasser vermischt wird) mit MKL in Pulverform, wobei die MKL organischen
Feststoffe bis zu 70 Gew.% der gesamten Feststoffe in der Klebstoffmischung ausmachen,
vermischt und die vermischten Pulver werden mit den Holzteilen vermischt.
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Eine andere Ausführungsform betrifft eine Klebstoffmischung in flüssiger
Form aus einem PF mit bis zu 70 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge an organischen
Feststoffen in der
Klebstoffmischung aus einer alkalischen wässrigen
Lösung, hergeleitet von MKL organischen Feststoffen, bei welcher die Klebstoffmischung
einen pH von wenigstens etwa 10 hat.
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Gemäss einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung von Spanplatten,
werden MKL organische Feststoffe in Pulverform zunächst mit den Holzspänen vermischt
und anschliessend wird auf die Späne eine alkalische wässrige Lösung von PF mit
einem pH von wenigstens etwa 9 aufgesprüht.
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Dies Verfahren kann man auch durchführen, indem man das PF in Pulverform
anwendet, wobei das PF einen pH von wenigstens etwa 9 hat beim Vermischen von 1
Teil in 10 Teilen Wasser, worauf man dann die Späne mit einer alkalischen wässrigen
Lösung von MKL mit einem pH von etwa 10, besprüht. Alternativ kann eine Mischung
von PF in Pulverform mit einem pH von wenigstens etwa 9 beim Vermischen von 1 Teil
in 10 Teilen Wasser und MKL in Pulverform mit den Holzspänen vermischt werden, worauf
man dann die Späne mit einer Mischung einer alkalischen Lösung von PF und einer
alkalisch-wässrigen Lösung von MKL besprüht und die Mischung einen pH von wenigstens
etwa 10 hat. In allen Fällen können die MKL organischen Feststoffe bis zu etwa 70
Gew.%, bezogen auf die gesamten organischen Feststoffe, in der auf die Späne aufgebrachten
Klebstoffmischung, enthalten sein.
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Ein Verfahren zur Herstellung von MKL beruht auf der starken Schwarz
lauge aus dem Kraft-Verfahren. Kraft-Lignin in starker Schwarz lauge wird mit Formaldehyd
unter Bildung von MKL, das manchmal als Lignin-Formaldehyd bezeichnet wird, hergestellt.
MKL wird dann von der Schwarzlauge durch Ausfällen mit Schwefelsäure und anschliessendem
Filtrieren
und Waschen getrennt. Der Filterkuchen wird getrocknet und pulverisiert, oder alternativ
kann man den Filterkucherx mit Wasser und einer S.lkalimetallbase, wie Natriumhydroxid,
vermischen, unter Bildung einer alkalischen wässrigen Lösung.
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Gemäss einer Ausführungsform wurde ein befriedigendes Klcbemittel
in flüssiger Form mit einem 60:40 Verhältnis von MXL zu PF, bezogen auf das Gewicht
der organischen Feststoffe in der Klebemittelmischung, hergestellt. Das PF ist vorzugsweise
ein handelsübliches Harz mit einem pH von wenigstens etwa 7 in flüssiger Form und
insbesondere mit einem pH-Bereich von etwa 9 bis 11.
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Die wässrige MKI.-Lösung wurde zunächst hergestellt, indem man den
Filterkuchen aus MKL in einer alkalisch-wässrigen Lösung auflöste. Der Gesamtfeststoffgehalt
der Lösung betrug annähernd 35 Gew.%, was einen organischen Feststoffgehalt von
25 Gew.% ergab. Nach dem Vermischen war der pH der MXL-Lösung grösser als 10. Dann
wurde ausserdem eine alkalisch-wässrige Lösung von PF mit einem pH von wenigstens
etwa 7 und einem Gesamtfeststoffgehalt von 40 bis 55 % hergestellt. Die MKL- und
PF-Lösungen wurden miteinander zu einer Klebstoffmischung mit einem MKL/PF-Verhältnis
von 60:40, bezogen auf das Gewicht der organischen Feststoffe, und einem pH von
wenigstens etwa 10 vermischt.
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Holzspäne wurden zunächst in einem Trommeltrockner mit 10 % geschmolzenem
Wachs zur Verbesserung der Wasserbestän digkeit der Späne vermischt. Dann wurde
die Klebstoffmischung bis zu einem organischen Feststoffgehalt von 2 %
aufgesprilht.
Hier und nachfolgend sind organische und andere Feststoffgehalt immer auf das Ofentrockengewicht
der Holzfasern bzw. Holzspäne bezogen. Es wurde festgestellt, dass die mit 2 % organischer
Feststoffgehalt MKL/PF Klebstoffmischungen gebundenen Fasern eine ausgezeichnete
mechanische Festigkeit aufwiesen im Vergleich zu Spanplatten, die mit einem organischen
Feststoffgehalt von 0,8 % PF allein verleimt worden waren. Durch die Gegenwart von
MKL wird die Trocken- und Nassbiegefestigkeit und die Innenbindung erheblich verbessert.
Diese Ergebnisse bestätigen, dass MKL Klebstoffeigenschaften hat und eine aktive
Zugabe für PF darstellt.
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Spaninatten wurden mechanisch auf polierte Stahlplatten in einer Grösse
von 508,0 mm x 609,6 mm gelegt. Dann wurden die Matten durch eine Presse mit einer
Plattentemperatur von 210 + 30C und einem Enddruck zwischen 28 und 35 bar geschickt,
und 5 bis 6 Minuten auf eine konstante Dicke verpresst, wobei man Probeplatten mit
einer Dicke von annähernd 11,1 mm erhielt. Die Platten waren homogen hinsichtlich
der Spandicke, des Feuchtigkeitsgehaltes und des Klebstoffgehaltes und die Dichte
betrug zwischen 0,64 und 0,675 g/cm3 (40 bis 42,5 lbs/cu.ft.).
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MOR, MOE, IB und der beschleunigte Alterungstest gemäss CSA 0188 (1975)
wurden zur Prüfung der mechanischen Festigkeit und Haltbarkeit der Platten angewendet.
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MKL/PF-Pulver-Klebemittel wurden formuliert indem man MKL in Pulverform,
das zu etwa 95 % Gesamtfeststoffgehalt (d.h. etwa 5 % Feuchtigkeitsgehalt) getrocknet
worden war, bei 500C mit einem handelsüblichen Resol in Pulverform mit einem pH
von wenigstens etwa 9 beim Vermischen von 1 Teil mit 10 Teilen Wasser, kombiniert.
Die trockenen Pulver
werden mechanisch in einer Kugelmühle gemischt
oder in einer elektrischen Mischvorrichtung und ergeben eine Klebepulvermischung
mit einem MKL/PF-Verhältnis von 50:50, bezogen auf das Gewicht der organischen Feststoffe.
Vorzugsweise gehen wenigstens 80 % des vermischten Pulvers durch ein 325 mesh-Sieb.
Holzspäne wurden zunächst in einem Trommelmischer mit 2 % geschmolzenem Wachs besprüht
und anschliessend mit 2 % der Klebepulvermischung, bezogen auf das Ofentrockengewicht
der Späne.
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Die Klebepulvermischung wurde entweder als Mischung aus MKL/PF oder
alternativ in zwei Stufen aufgetragen, und zwar entweder zuerst MKL oder zuerst
PF.
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MXL/PF-Pulver-Klebemittel wurden auch hergestellt aus einer flüssigen
Klebstoffmischung aus MKL und PF mit einem pH von wenigstens etwa 10, worauf man
dieFlüssigkeit zu einem festen Kuchen sprühtrocknete und den Kuchen dann vermahlte.
Die flüssige Mischung wird aus einer alkalischwässrigen Lösung von MKL mit einem
Alkalimetall, wie Natriumhydroxid, darin hergestellt. In allen Fällen machen die
MKL organischen Feststoffe bis zu etwa 70 Gew.% der gesamten organischen Feststoffe
in dem Klebemittel aus.
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Die Späne werden manuell auf polierten Stahlplatten zum Vlies abgelegt,
wobei man Platten erhält, die hinsichtlich der Spandicke, des Feuchtigkeitsgehaltes
und des Klebstoffgehaltes homogen sind und deren Dichte zwischen 0,64 und 0,675
g/cm3 liegt. Die Platten wurden dann einer Presse zugeführt, die auf eine Plattentemperatur
von 2100C + 3 0C und einem Schliessdruck von 28 bis 35 bar betrieben wurde. Die
Platten wurden zu einer konstanten Dicke zu Probeplatten einer Dicke von 11,1 mm
gepresst. Sie zeigten
überlegene Bindequalitäten gegenüber solchen
Platten, die nur mit 1 % PF-Harz allein verbunden waren oder Platten, die mit 1
% PF und 1 % eines Tonextenders gebunden waren.
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Es wurde festgestellt, dass die mechanische Festigkeit der Platten
von dem Verhältnis von MKL/PF in der Formulierung abhing. Befriedigende Platteneigenschaften
erzielte man bei PF-Ersetzungsgraden zwischen 25 und 60 %. Wenn der Grad der PF-Ersetzung
50 % überstieg, nahm die beschleunigte Alterung, MOR und IB-Festigkeit ab, während
MOR und MOE konstant blieben. Dennoch können bis zu 70 % der bei der Herstellung
von Spanplatten verwendeten PF-Harzfeststoffe durch MKL ersetzt werden, wobei immer
noch die Spezifikationen con CSA 0188 (1975) über den beschleunigten Alterungstest
für Spanplatten erfüllt werden.
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Getrennte, zweiteilige Zugabe von PF- und MKL-Pulvern zu den Spänen
ergibt Platten, welche eine schwächere Trocken-und Nassfestigkeit haben, im Vergleich
zu den Platten, die mit den vorvermischten und kugelmühlenvermahlenen Pulvern aus
den entsprechenden MRL/PF-Formulierungen hergestellt worden waren. Werden die Klebstoffkomponenten
getrennt aufgetragen, kann man dennoch befriedigende Eigenschaften für die Platten
erzielen, wenn man bis zu 50 % MKL verwendet. MKL/PF-Formulierungen, die vor ihrer
Verwendung in einem elektrischen Mischer gemischt worden waren, ergeben Resultate,
die zwischen denen liegen, die man mit dem Kugelmühlenvermahlen und der zweiteiligen
Zugabe erzielt.
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Spanplatten, die mit 60:40 MKL/PF-Flüssigformulierungen verleimt worden
waren, wobei das Verhältnis von NaOH/MKL (organische Feststoffe) der alkalisch-wässrigen
Lösung von MXL zwischen etwa 0,3/1,0 (7,5 % NaOH) und 0,15/1i0 (3,9 % NaOH) variierte,
ergaben eine befriedigende mechanische Festigkeit. Platten mit einer befriedigenden
Festigkeit kann man auch erhalten, indem man 1 8 MXL-Pulver aufträgt und anschliessend
die Holzspäne mit 1 % PF-Flüssig besprüht, bis zu einer Gesamtformulierung von 50:50
MKL/PF. Bei einer anderen Versuchsserie wurden Platten hergestellt durch Auftragen
von 1 % PF-Pulver auf die Holzspäne und anschliessendes Besprühen der Holzspäne
mit 1 % MKL-Flüssig, wobei die Flüssigkeit eine alkalisch-wässrige Lösung mit einem
pH von mehr als 10 war. Platten können gleichfalls hergestellt werden, indem man
ein vcrmischtes PF- und MKL-Pulver auf die Holzspäne gibt und anschliessend eine
alkalisch-wässrige Lösung aus einer Mischung von MXL und PF auf sprüht.
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In allen Fällen fand man bei der Herstellung von Spanplatten einer
Dicke von 11,1 mm nach dem erfindungsgemässen Verfahren, dass man Presszeiten von
nicht mehr als 6 Minuten anwenden kann und dennoch die Spezifikationen von CSA 0188
(1975) erfüllt.
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Spanplatten wurden hergestellt mit 50:50 MKL/PF-Fldssigformulierungen
mit hohem organischen Feststoffgehalt von 4 bis 8 %, bezogen auf das Trockengewicht
der Späne. Die Platten entsprachen der Spezifikation gemäss CSA 0188 (1975) und
waren solchen Platten überlegen, die eine äquivalente Menge von PF allein als Leim
enthielten.
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Holzprodukte mit einer bestirtnnt dimensionierten Struktur wurden
mit 50:50 MKL/PF-Flüssigformulierungen mit einem organischen Feststoffgehalt von
annähernd 5 %, bezogen auf das Trockengewicht der reinen Holzfasern, hergestellt.
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Diese Produkte wurden mit Proben die unter Verwendung von 5 % PF-Ilarzfeststoffen
hergestellt worden waren, verglichen und zeigten keinerlei Abfall der Festigkeit.
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Beispiel 1 1280 g Formaldehyd (37 %-ig) wurden bei Raumtemperatur
72 Stunden mit 8000 g einer starken Kraft-Schwarzlauge mit einem pH zwischen 12
und 13, enthaltend 48,2 % Gesamtfeststoff und 16 % Kraft-Lignin-Feststoffe, wie
spektrofotometrisch bestimmt wurde, gerührt. Unter hoher Rührgeschwindigkeit wurden
zu der methylolierten Schwarz lauge 840 g konzentrierte Schwefelsäure gegeben. Der
pH in der fertigen Mischung lag zwischen 4 und 6. Die Lösung wurde auf das Doppelte
des ursprünglichen Volumens verdünnt, durch einen Glasfrittentrichter filtriert,
mit mehreren Anteilen Wasser gewaschen und in einem Umwälzofen bei 300C 18 Stunden
getrocknet. Zur Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit wurde der Filterkuchen von
Zeit zu Zeit in kleinere Teile während des Trocknens zerbrochen.
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TyEische Analyse eines MKL-Filterkuchens Gesamtfeststoffe 72,1 % Asche
13,0 % Lignin (spektrofotometrisch) 84,0 8 organische Feststoffe (100 % weniger
Asche) 87,0 %
Alle Analysen, ausgenommen die Gesamtfeststoffe,
beziehen sich auf das Ofentrockengewicht (o.d.) der Gesamtfeststoffe.
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Beispiel 2 50:50 MKL:PF-Klebemittel wurde hergestellt durch Kombinieren
von MKL-Pulver, das zuvor auf mehr als 95 % Gesamtfeststoffe bei 500C getrocknet
worden war, mit einem PF-Pulver auf Basis von MKL organischen Feststoffen zu PF
Gesamtfeststoffen. Das PF-Pulver zeigte folgende Analysendaten.
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Gesamtfeststoffe 92,3 % Asche (ofentrocken) 4,9 % Harzfeststoffe 87,8
% pH (1 Teil in 10 Teilen Wasser) 9,8 Die getrockneten MKGund PF-Pulver wurden entweder
direkt auf die Späne aufgetragen oder mechanisch in einer Kugelmühle oder in einem
elektrischen Mischer vor der Anwendung vermischt.
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Spanplatten wurden hergestellt mit 50:50 MKL/PF bei einem organischen
Feststoffgehalt von 2 %. Kontrollplatten wurden mit dem gleichen phenolischen Pulver
bei einem Gehalt von 1 % und 2 % hergestellt. Andere Kontrollplatten wurden hergestellt
mit 1 % PF und 1 % eines Tonextenders, Plygel* III. Der Pygel/PF-Kleber wurde formuliert
durch *eingetragenes Warenzeichen
Vermischen von Plygel III mit
PF in einem elektrischen Mischer in einem 1:1 Verhältnis, bezogen auf die ofentrockenen
Feststoffe.
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Vier 11,1 mm Spanplatten wurden unter den nachfolgenden Bedingungen
mit jedem der Bindemittel hergestellt: Wachs 2 % (100 % o.d. Feststoffe) Presstemperatur
2100C Druck 27,60 bar (400 psi) Druckdauer 6 Minuten
Tabelle 1
| Klebstoff-Formulierung Festigkeitseigenschaften |
| % MKL MOR MOE IB beschleunigte |
| oder % PF Methode bar 10³ bar bar Alterung MOR |
| Plygel (psi) (10³ psi) (psi) bar (psi) |
| 50:50 MKL/PF 1 1 1A 213 43 4,7 100 |
| (3090) (622) (68) (1450) |
| 50:50 MKL/PF 1 1 B 197 44 3,7 86 |
| (2850) (641) (54) (1240) |
| 50:50 MKL/PF 1 1 C 180 40 4,1 81 |
| (2610) (579) (59) (1180) |
| 100 PF - 1 A 183 39,9 3,9 79 |
| (2660) (578) (57) (1140) |
| 100 PF - 1 B 163 37 3,0 61 |
| (2370) (541) (43) (880) |
| 100 PF - 2 B 210 43 5,2 121 |
| (3050) (625) (75) (1760) |
| 50:50 Plygel/PF 1 1 C 120 34 2,6 35 |
| (1750) (498) (38) (510) |
A- in der Kugelmühle vermahlen B - getrennte Zugabe C - in einem elektrischen Mischer
vermischt
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, zeigen Spanplatten,
die mit MKL/PF gebunden sind überlegene mechanische Eigenschaften im Vergleich zu
Platten, die entweder mit PF allein oder einer Kombination von anorganischem Extender
und PF gebunden wurden. Die Gegenwart von MKL erhöht die Trocken- und Nassbiegefestigkeit
und die Innenbindung erheblich.
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Diese Ergebnisse bestätigen, dass MKL als Kleber wirkt und eine aktive
Zugabe bei PF darstellt.
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Beispiel 3 Ein Binder wurde hergestellt, indem man MKL- und PF-Pulver
in einer Walzenmühle vor dem Vermischen mit den Spänen so zerkleinerte, dass wenigstens
80 % des vermischten Pulvers durch ein 325 mesh-Sieb hindurchgingen. Das PF-Pulver
hatte einen pH von wenigstens etwa 9 bei Vermischen von 1 Teil in 10 Teilen Wasser.
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Unter Verwendung der einzelnen Binder wurden Spanplatten mit einer
Dicke von 11,1 mm unter den folgenden Bedingungen hergestellt: organischer Feststoffgehalt
2 % Wachs 2 % ( 100 % o.d. Feststoffe Presstemperatur 2100C Pressdruck 27,6 bar
(400 psi) Pxessdauer 6 Minuten
Tabelle 2
| Klebe- Festigkeitseigenschaften |
| mittel |
| MKL/PF MOR bar MOE 10³ bar IB bar beschleu- |
| (psi) (103 psi) (psi) nigte |
| Alterung |
| MOR bar |
| (psi) |
| 25:75 206 40 4,3 97 |
| (2990) (577) (63) (1410) |
| 50:50 213 43 4,7 100 |
| (3090) (622) (68) (1450) |
| 60:40 180 46 4,0 72 |
| (2610) (670) (58) (1040) |
| 178 38 4,1 85 |
| (2590) (557) (60) (1230) |
| 70.30 199 47 3,5 68 |
| (2890 (686) (51) ( 980) |
Aus Tabelle 2 geht hervor, dass zwischen 60 und 70 % des bei der Herstellung der
Spanplatten verwendeten PF's durch MXL organische Feststoffe ersetzt werden können,
wobei man immer noch eine befriedigende Festigkeit erzielt.
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Beispiel 4 Ein MKL/PF-Pulver wurde hergestellt und für die Herstellung
von Spanplatten verwendet. Die Herstellung der Pulver wurde auf drei verschiedene
Weisen vorgenommen.
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Methode A MKL-Pulver und PF-Pulver wurden 2 Stunden in einer Walzenmühle
vor dem Vermischen mit den Spänen zerkleinert.
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Methode B PF-Pulver wurde zunächst mit den Spänen vermischt, dann
wurde MXL-Pulver (92 % passierten ein 325 mesh-Sieb) zugegeben.
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Methode C PF-Pulver wurde mit MXL-Pulver in einem elektrischen Mischer
vor der Zugabe zu den Spänen vermischt.
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In allen Fällen hatte das PF-Pulver einen pH von wenigstens etwa 9
beim Vermischen von 1 Teil in 10 Teilen Wasser.
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Vier Spanplatten einer Dicke von 11,1 mm wurden unter den folgenden
Bedingungen hergestellt: organischer Feststoffgehalt 2 % Wachs 2 % (100 % o.d. Feststoffe)
Presstemperatur 2100C Druck 27,6 bar (400 psi) Druckdauer 6 Minuten
Tabelle
3
| Klebstoff Festigkeitseigenschaften |
| MKL/PF Methode MOR MOE IB beschleunigte Alterung |
| bar 10³ bar bar MOR bar (psi) |
| (psi) (10³ psi) (psi) |
| 50:50 A 213 43 4,7 100 |
| (3090) (622) (68) (1450) |
| B 197 44 3,7 86 |
| (2850) (641) (54) (1240) |
| C 180 40 4,1 81 |
| (2610) (579) (59) (1180) |
| 60:40 A 180 46 4,0 72 |
| (2610) (670) (58) (1040) |
| A 174 38 4,1 85 |
| (2590) (557) (60) (1230) |
| B 159 39 3,3 58 |
| (2300) (560) (48) (840) |
| C 192 40 3,5 80 |
| (2780) (586) (51) (1170) |
| 70:30 A 199 47 3,5 68 |
| (2890) (686) (51) (980) |
| B 139 37 2,8 44 |
| (2010) (536) (41) (640) |
A - in der Kugelmühle gemahlen B - getrennte Zugabe C - in einem elektrischen Mischer
vermischt
Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, kann man etwa 60 bis 70
% des bei der Herstellung der Spanplatten verwendeten PF-Pulvers durch MKL-Pulver
ersetzen. Man erzielt ausgeeichnete mechanische Festigkeitseigenschaften, wenn die
MXL- und PF-Pulver vor dem Aufbringen auf die Späne mechanisch vermischt werden.
Die innere Bindungsfestigkeit wird erheblich verbessert, wenn MKL- und PF-Pulver
in einer Kugel- bzw. Walzenmühle vor dem Vermischen mit den Spänen gemischt werden.
Bei dieser Herstellungsweise erhält man die feinste Teilchengrösse und die besonders
innige Vermischung der beiden Materialien ergibt eine ausgezeichnete Verteilung
der organischen Feststoffe des Klebemittels auf den Flocken (Spänen).
-
Beispiel 5 Spanplatten wurden unter Verwendung einer Reihe von 60:40
MXL/PF-Flüssigformulierungen mit einem organischen Feststoffehalt von 2 %, bezogen
auf das Trockengewicht der Späne, hergestellt.
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Die 60:40 MKL/PF-Fliissigkeit wurde formuliert, indem man eine alkalische
Lösung von MKL (35,1 8 o.d. Feststoffe, 25 % organische Feststoffe, 7,5 % NaOH)
mit einem pH von 12,9 mit einer PF-Flüssigkeit auf BAsis von MKL organischon Feststoffen
zu PF-Harz-Feststoffen ver. schtc. Im Falle des Harzes A hatte die MKL/PF-Flüssigkeitsmischung
einen pH von 12,7 und im Falle von Harz C hatte die MXL/ PF-Flüssigkeitsmischung
einen pH von 11,7. In allen Fällen wurde die erhaltene Mischung auf die Flocken
aufgesprüht.
-
Kontrollplatten wurden mit der entsprechenden PF-Flüssigkeit mit einem
organischen Feststoffgehalt von 0,8 t hergestellt, indem man die MKL-Komponente
aus der Klebstoffmischung fortliess. Weitere Kontrollplatten wurden hergestellt,mit
einem organischen Feststoffgehalt von 2 %, wobei man in diesem Fall die in Tabelle
4 angegebene PF-Flüssigzusammensetzung verwendete.
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Platten einer Dicke von 11,1 mm wurden mit drei verschiedenen Klebstoffformulierungen
unter den folgenden Bedingungen hergestellt: Wachs 2 % Presstemperatur 2100C Druck
27,6 bar (400 psi) Druckdauer 6 Minuten Die PF-Formulierungen waren wie folgt: Tabelle
4
| PF-Harz A B C |
| Gesamtfeststoffe % 47,6 53,6 42,4 |
| Asche (o.d. Basis) % 11,3 7,3 3,7 |
| Harzfeststoffe % 42,2 49,7 40,8 |
| pH 10,5 10,3 9,2 |
| Viskosität bei 200C cps 75 140 120 |
Tabelle 5
| Klebstoff-Formulierung Festigkeitseigenschaften |
| % MKL % PF PF-Harz MOR MOE IB beschleunigte |
| bar 10³ bar bar Alterung MOR |
| (psi) (10³ psi) (psi) bar (psi) |
| 60:40 MKL/PF 1,2 0,8 A 175 39 3,5 83 |
| (2540) (560) (51) (1200) |
| 100 PF - 0,8 A 148 37 2,4 70 |
| (2150) (536) (35) (1010) |
| 100 PF - 2,0 A 216 44 4,0 106 |
| (3140) (635) (58) (1530) |
| 60:40 MKL/PF 1,2 0,8 B 168 37 3,2 75 |
| (2430) (538) (46) (1080) |
| 100 PF - 0,8 B 140 36 2,5 59 |
| (2030) (519) (36) (860) |
| 100 PF - 2.0 B 200 40 4,1 104 |
| (2910) (584) (60) (1500) |
| 60:40 MKL/PF 1,2 0,8 C 177 38 4,0 92 |
| (2560) (547) (59) (1330) |
| 100 PF - 0,8 C 175 38 3,2 85 |
| (2530) (551) (46) (1230) |
| 100 PF - 2,0 C 204 42 4,3 117 |
| (2950) (603) (63) (1700) |
Die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigen, dass alle mit der MKL/PF-Mischung
gebundenen Platten der Spezifikation gemss CSA 0188 (1975) entsprechen und dass
sie Platten, die mit 0,8 % PF allein verleimt worden waren, überlegen sind. Diese
Ergebnisse bestätigen die Klebstoffeiyenschaften von MKL und dass MKL eine aktive
Zugabe von dem PF bewirkt.
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Beispiel 6 Alkalische Lösungen von Kraft-Lignin (KL) und MKL wurden
in folgender Weise aus isoliertem KL mit einem Gehalt von 95,0 % Gesamtfeststoffen
und 1,7 % Asche hergestellt.
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Bestandteile Gewichtsteile MKL MXL KL Kraft-Lignin (93,5 % organischer
Fcststoff) 107 107 Wasser 188 188 Natriumhydroxid (Flocken) 30 30 Formaldehyd (37
%-ig) 75 Diese Mischungen liess man annähernd 96 Stunden bei Raumtemperatur stehen.
Dann wurde die KL-Lösung auf 25,0 % KL organische Feststoffe mit 75 Teilen von entweder
Wasser oder Formaldehyd vor dem Vermischen mit PF verdünnt. Die alkalische Lösung
von ASKL wurde so wie ursprünglich hergestellt verwendet.
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Drei Klebemittel für Spanplatten wurden hergestellt, indem man 70
% Harzfeststoffe durch KL organische Feststoffe aus MKL, KL Wasser oder KL Formaldehyd
ersetzte.
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Das PF in flüssiger Form hatte einen pH von wenigstens etwa 7.
-
Es wurden Spanplatten einer Dicke von 11,1 mm mit jedem der Klebemittel
unter folgenden Bedingungen hergestellt: organischer Feststoffgehalt 2 % Wachs 2
% (100 z Feststoffe) Presstemperatur 2100C Druck 27,6 bar (400 psi) Druckdauer 5
Minuten
Tabelle 6
| Festigkeitseigenschaften nach 24-stündigem kalten Einweichen |
| Klebstoff- |
| Formulierung |
| MOR MOE IB beschl. Gewichts- Volumen- Dicken- lineare |
| bar 10³ bar bar Alterung zunahme % zunahme % zunahme Ausdehnung |
| (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar % % |
| (psi) |
| 70:30 KL- 167 41 2,2 69 30,5 19,8 12,4 0,05 |
| Wasser/PF |
| (2420) (596) (32) (1000) |
| (Harz A) |
| 70:30 KL- |
| 193 42 3,0 76 27,4 17,8 12,2 0,04 |
| Formaldehyd/ |
| (2800) (601) (43) (1100) |
| PF (Harz A) |
| 70:30 MKL/ 198 40 2,9 88 25,8 16,9 10,8 0,04 |
| PF (Harz A) (2870) (577) (42) (1280) |
Aus Tabelle 6 wird ersichtlich, dass die Trockenfestigkeit von
Spanplatten, die mit freiem Formaldehyd und MKL-haltigem KL modifizierten PF-Formulierungen
gebunden waren, sich ähnlich verhielten und mit beiden beachtlich bessere Ergebnisse
erzielt wurden als bei Platten, die mit einer Mischung von unmodifiziertem XL und
PF verleimt worden waren. Dies kann als Nachweis dafür angesehen werden, dass die
Gegenwart von Formaldehyd entweder in freier oder gebunden Form, wie in MKL, die
Reaktivität von Lignin gegenüber PF erhöht.
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Die überlegene Nassfestigkeit nach dem beschleunigten Alterungsversuch
und die Wasserbeständigkeit von MKL/ PF-Platten bestätigt, dass eine Kondensation
von Lignin mit Formaldehyd notwendig ist und zwar vor dem Vermischen mit PF, damit
man eine hochvernetzte, wasserfeste Bindung nach dem Heisspressen erhält.
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Beispiel 7 Spanplatten wurden mit MKL/PF-Flüssigformulierungen, in
denen zwischen 25 und 70 % der PF-Harzfeststoffe durch MKL organische Feststoffe
ersetzt worden waren, verleimt.
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Der PF in flüssiger Form hatte einen pH von wenigstens etwa 7.
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Vier Platten mit einer Dicke von 11,1 mm wurden mit jedem der Klebemittel
unter folgenden Bedingungen hergestellt:
Organischer Feststoffgehalt
2 % Wachs 2 % (100 % o.d. Feststoffe) Presstemperatur 2100C Druck 27,6 bar (400
psi) Druckdauer S und 5,5 Minuten
Tabelle 7
| Klebstoff Festigkeitseigenschaften |
| MKL/PF Druckdauer MOR MOE IB beschleunigte |
| (PF Harz A) pH (Minuten) bar 10³ bar bar Alterung |
| (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar (psi) |
| 25:75 11,1 5 210 40 4,5 120 |
| (3040) (586) (65) (1740) |
| 25:75 11,1 5,5 148 42 4,8 118 |
| (3140) (610) (69) (1710) |
| 50:50 11,8 5 212 40 4,1 98 |
| (3070) (582) (60) (1420) |
| 50:50 11,8 5,5 211 43 3,9 106 |
| (3060) (629) (57) (1530) |
| 60:40 12,5 5 209 43 3,7 104 |
| (3020) (622) (54) (1500) |
| 60.40 12,5 5,5 202 39 3,5 105 |
| (2920) (560) (50) (1520) |
| 70:30 13,1 5 181 38 2,4 76 |
| (2620) (556) (35) (1100) |
| 70:30 13,1 5,5 169 37 2,8 80 |
| (2450) (537) (40) (1160) |
Tabelle 8
| Klebstoff Festigkeitseigenschaften |
| MKL/PF Druckdauer MOR MOE IB beschleunigte |
| (PF Harz C) pH (Minuten) bar 10³ bar bar Alterung |
| (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar (psi) |
| 25:75 10,5 5 233 45 4,7 120 |
| (3370) (655) (68) (1740) |
| 25:75 10,5 5,5 232 44 4,7 119 |
| (3360) (637) (68) (1730) |
| 50:50 11,4 5 226 44 3,8 110 |
| (3280) (635) (55) (1600) |
| 50:50 11,4 5,5 197 43 4,2 102 |
| (2850) (619) (61) (1480) |
| 60:40 11,7 5 197 43 3,1 88 |
| (2860) (624) (45) (1280) |
| 60:40 11,7 5,5 192 42 3,5 93 |
| (2780) (603) (50) (1350) |
Aus Tabellen 7 und 8 wird ersichtlich, dass die mechanische Festigkeit
von mit MKL/PF-Elüssigklebemltteln gebundenen Spanplatten von dem Verhältnis von
MKL/PF in den Formulierungen abhängt. Aquivalente Trockenbiegefestigkeiten (MOR)
wurden durch Ersatz von PF in Mengen zwischen 25 und 60 % erzielt, während die MOR-
und IB-Festigkeiten bei der beschleunigten Alterung mit abnehmendem PF-Gehalt abnahmen.
Annähernd 60 bis 70 % des bei der Herstellung von Spanplatten verwendeten PF können
durch MXL ersetzt werden, wobei man immer noch die Anforderungen der CSA 0188 (1975)
erfüllt.
-
Beispiel 8 Es wurden MKL-Flüssigformulierungen hergestellt, in denen
das Verhältnis von NaOH/MKL (organischer Feststoff) variiert wurde, nämlich 0,30:1,0
( 7,5 % NaOH), wobei man einen pH von 13,1 erhielt, 0,23:1,0 (5,7 % NaOH), wobei
man einen pH von 13,1 erzielte, und 0,15:1,0 (3,9 % NaOH), wobei man einen pH von
11,7 erzielte. Die alkalischen Lösungen, die annähernd 25 % organische Feststoffe
enthielten, wurden mit der PF-Flüssigkeit (Harz A) zu einem 60ß40 MKL/PF-Klebemittel
mit einem pH von 12,5, 11,5 bzw. 10,9 vermischt.
-
Vier Platten einer Dicke von 11,1 mm wurden mit den jeweiligen Bindemitteln
unter folgenden Bedingungen hergestellt: organischer Feststoffgehalt 2 %
Wachs
2 % (100 % o.d. Feststoffe) Presstemperatur 2100C Druck 27,6 bar (400 psi) Druckdauer
5,5 Minuten
Tabelle 9
| Klebstoff-Formulierung Festigkeitseigenschaften |
| MKL:FF MOR MOE IB beschleunigte |
| (PF Harz A) NaOH/MKL* bar 10³ bar bar Alterung |
| (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar (psi) |
| 60:40 0,30/1,0 202 39 3,5 105 |
| (2920) (560) (50) (1520) |
| 60:40 0,23/1,0 205 40 4,0 104 |
| (2970) (586) (58) (1510) |
| 60:40 0,15/1,0 204 38 3,8 105 |
| (2950) (554) (55) (1520) |
* Verhältnis von NaOH/MKL organischer Feststoff in der MKL-Lösung
Die
Tabelle 9 zeigt, dass mit diesen Bindemitteln gebundene Spanplatten äquivalente
mechanische Festigkeitseigenschaften aufwiesen.
-
Beispiel 9 MKL wurde auf mehr als 95 % Gesamtfeststoffgehalt bei 500C
unter Ausbildung eines frei fliessenden Pulvers getrocknet.
-
1 % MXL organische Feststoffe, bezogen auf das Trockengewicht der
Späne, wurde auf die Späne aufgebracht und anschliessend wurde eine 1 %-ige PF-Flüssigkeit
mit einem pH von wenigstens etwa 9 aufgesprüht.
-
In einer zweiten Serie wurde eine alkalische Lösung aus MKL mit einem
Gehalt von 35,1 % Feststoffen, 25,0 % organischen Feststoffen und 7,5 % NaOH formuliert.
1 % PF in Pulverform, bezogen auf das Trockengewicht der Späne, wurde auf die Späne
gegeben und anschliessend wurden 1 % organische Feststoffe aus der alkalischen Lösung
von MKL aufgesprüht. Das PF in Pulverform hatte einen pH von wenigstens etwa 9 beim
Vermischen von 1 Teil in 10 Teilen Wasser.
-
Platten einer Dicke von 11,1 mm wurden mit jedem der Klebemittel unter
folgenden Bedingungen hergestellt: organischer Feststoffgehalt 2 % Wachs 2 8 (100
% o.d. Feststoffe) Presstemperatur 2100C Druck 27,6 bar (400 psi) Druckdauer 6 Minuten
Tabelle
10
| Klebstoff-Formulierung Festigkeitseigenschaften |
| MKL/FF Pulver- Flüssig- Flüssig- $Pulver- MOR MOE IB beschl. |
| (PF Harz A) MKL % MKL % PF % (PF PF % (a) bar 10³ bar bar Alterung |
| Harz A) (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar |
| (psi) |
| 50:50 1 - 1 - 221 40 4,2 89 |
| (3200) (579) (61) (1290) |
| 50:50 - 1 - 1 (b) 183 41 3,7 78 |
| (2650) (589) (53) (1130) |
| 50:50 - 1 - 1 160 38 2,9 70 |
| (2320) (550) (42) (1010) |
(a) PF Harz hat die gleiche Analyse wie in Beispiel 2 (b) in der Kugelmühle vermahlen
Aus
Tabelle 10 wird ersAchtlich, dass Spanplatten, die mit einer Klebstoffmischung aus
entweder MXL-Pulver und PF-Flüssigkeit oder MKL-Flüssigkeit und PF-Pulver verleimt
worden waren, befriedigende physikalische Eigenschaften aufwiesen. Das Vermahlen
des PF-Pulvers in einer Kugelmühle unter Verringerung der Teilchengrösse ergibt
eine merkliche Verbesserung der Festigkeitseigenschaften.
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Da man sowohl MKL als auch PF entweder in Flüssigform oder in Pulverform
verwenden kann, kann man die Zusammensetzung der Klebermischung verändern, indem
man den Anteil an MKL zu PF, wobei beide Bestandteile in Form einer Flüssigkeit
oder eines Pulvers oder als Kombination von Flüssigkeiten und Pulvern vorliegen
kann, verändert.
-
Beispiel 10 Spanplatten wurden hergestellt unter Verwendung von 50:50
MKL/PF-Klebemittelmischungen, die formuliert worden waren aus einer alkalischen
Lösung von MKL mit einem 35,1 zeigen Feststoffgehalt (ofengetrocknet), 25,0 % organischen
Feststoffen und 7,5 % NaOH. Die Lösung hatte einen pH von 12,9 und wurde mit einer
alkalischen Lösung von PF vermischt. Platten wurden mit einem organischen Feststoffgehalt
von 4 bis 8 % hergestellt und mit solchen Platten verglichen, die unter Verwendung
von PF-Harz allein hergestellt worden waren.
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Die Platten wurden unter folgenden Bedingungen hergestellt:
Wachs
1 % (48 % Feststoffe) Presstemperatur 210°C Druck 31 bar (450 psi) Druckdauer 12
Minuten Die Späne wurden mit Wachs und der Klebstoffmischung besprüht. Dann wurden
die Späne nach der Teilchengrösse klassiert und per Hand zu einem Vlies gelegt.
Die feinsten Teilchen waren an der Plattenoberfläche und die gröbsten Teile in der
Nähe des Zentrums. Platten wurden mit einer Dicke von 11,1 cm und einem spezifischen
Gewicht von 0,75 verpresst. Tabelle 11 bestätigt, dass die mit der Klebstoffmischung
erhaltenen Platten Festigkeitseigenschaften aufweisen, die ungefähr gleich solchen
Platten sind, die alleine mit PF-Harz hergestellt worden waren.
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Tabelle 11
| Klebstoff-Fromulierung Festigkeitseigenschaften |
| % MKL % PF MOR MOE IB beschleunigte |
| bar 10³ bar bar Alterung |
| (psi) (10³ psi) (psi) MOR bar (psi) |
| PF - 2 175 38 5,2 64 |
| (2540) (545) (75) (930) |
| 50:50 MKL/PF 2 2 217 44 5,4 100 |
| (3150) (631) (78) (1460) |
| PF - 3 194 44 5,7 102 |
| (2810) (636) (83) (1480) |
| 50:50 MKL/PF 3 3 206 45 6,5 104 |
| (2990) (648) (94) (1510) |
| PF - 4 203 43 5,3 97 |
| (2950) (613) (77) (1410) |
| 50:50 MKL/PF 4 4 / 226 50 6,9 132 |
| (3240) (714) (100) (1910) |
| PF - 6 224 56 9,2 142 |
| (3440) (729) (134) (2060) |
| PF - 8 221 49 8,7 126 |
| (3200) (710) (126) (1820) |
Beispiel 11 Blöcke aus bestimmtdimensionierten strukturellen Holzprodukten
wurden hergestellt, indem man unter gleichzeitigem Verpressen und Erhitzen gerade
Holzspäne in einer Form mit einer Klebstoffmischung besprühte. Die Klebstoffmischung
betrug aus 50:50 MXL/PF und annähernd 5 % organischer Feststoffe der Mischung wurden
in den Blöcken verwendet. Der pH der Klebermischung betrug etwa 10. Zum Vergleich
wurden Blockproben hergestellt unter Verwendung von annähernd 2,5 und 5 % PF-Harzfeststoffen.
-
Die Stränge wurden mit dem erforderlichen Gewicht der Klebstoffmischung
besprüht und unter folgenden Bedingungen verpresst: Presstemperatur 1700C Druck
annähernd 13,8 bar (200 psi) Die fertigen Blöcke uwrden zu Proben geschnitten und
auf MOR und MOE geprüft. Die Ergebnisse werden in Tabelle 12 gezeigt und bestätigen,
dass 50 % MKL organische Feststoffe keinen merklichen Abfall der Festigkeitseigenschaften
ergeben.
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Tabelle 12
| Klebstoff-Formulierung Festigkeitseigenschaften |
| Klebstoff- spezifisches MOR MOE |
| feststoffe % Gewicht bar 106 bar |
| (psi) (106 psi) |
| PF 4,8 0,568 678 0,1166 |
| (9820) (1,69) |
| 5,1 0,569 660 0,1201 |
| (9560) (1,74) |
| 50:50 MKL/PF 5,0 0,563 602 0,1139 |
| (8720) (1,65) |
| 4,9 0,568 561 0,1173 |
| (9430) (1,70) |
| PF 2,8 0,541 294 0,699 |
| (4260) (1,44) |
| 2,5 0,543 294 0,1014 |
| (4260) (1,47) |