PL109356B1 - Binder for manufacturing wood-like plates - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest spoiwo stosowane do wytwarzania plyt drewnopochodnych zwlasz¬ cza sklejki, plyt wiórowych i spilsnionych oraz 109 3561*9 356 podobnych produktów. Spoiwo stanowi mieszanine zywicy fenolowo-formaldehydowej i alkaliligniny.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze ciezar czasteczko¬ wy alkaliligniny ma zasadnicze znaczenie, odnosnie aHiPTvjn»j p^^falrtprygtyyi produktu i CO naj- hMjXA3tfb Iw&fipj^yth siarczanu ligniny powinno |iiec ciezar czasteczkowy wyzszy od 5000.Przy stosowaniu Jpoiwa wedlug wynalazku, do- Sl^S^^^-^T6 warunki wytwarzania, np. '""itemperatury, jak przy uzyciu handlowej zywicy fenolowo-formaldehydowej do wytwarzania sklejki. Poniewaz wytworzona w ten sposób sklejka spelnia wymagania stawiane sklej¬ ce stosowanej do okladzin zewnetrznych (tzn. do niedomowego uzytku), a pochodne ligniny stoso¬ wane w spoiwie sa znacznie tansze od zywic fe- nolowo-formaldehydowych, uzycie spoiwa wedlug wynalazku jest korzystne ekonomicznie. Z powo¬ du umiarkowanej zasadowosci spoiwa, nie powo¬ duje ono korozji lub rozkladu hydrolitycznego w okleinie (fornierze) w odróznieniu od spoiw kwa¬ sowych.Stosujac spoiwo wedlug wynalazku mozna wy¬ twarzac plyty wiórowe wodoodporne. Jest to zale¬ ta godna podkreslenia, poniewaz plyta klejona zy¬ wica fenolowo-formaldehydowa nie jest wodood¬ porna. Zaleta tej metody wytwarzania, w porów¬ naniu z innymi procesami, w których stosuje sie siarczynowy lug odciekowy lub lignosulfoniany jest to, ze stosuje sie jednofazowy proces utwar¬ dzania plyt oraz krótki czas prasowania niezbedny do tej operacji. Mozna takze uniknac zjawisk ko¬ rozji i hydrolizy, kt6re wystepuja w przypadku uzycia spoiw kwasowych. Wyzej wymienione zale¬ ty spoiwa wedlug wynalazku maja nadzwyczaj korzystny wplyw na ekonomiczne aspekty metody wytwarzania na skale przemyslowa.Alkalilignina moze byc pochodna ligniny z pro¬ cesów roztwarzania alkalicznego jak na przyklad z procesu sodowego, w którym lug po roztwarza¬ niu zawiera wodorotlenek sodu, albo z procesu siarczanowego, w którym analogiczny lug zawiera zarówno wodorotlenek sodu jak i siarczek i wo- dorosiarczek sodu albo z procesu tlenowo-alkalicz- nego, w którym roztwarzanie prowadzi sie przy uzyciu wodorotlenku sodu w obecnosci tlenu.Aby otrzymac zadany rozklad ciezaru czastecz¬ kowego alkaliligniny z procesów alkalicznych, mozna stosowac ultrafiltracje, w analogiczny spo¬ sób, jak przy rozdzielaniu lignosulfonianów.Spoiwo wedlug wynalazku otrzymuje sie przy¬ gotowujac wodny roztwór zawierajacy pochodna ligniny i zywicy fenolowo-formaldehydowej. Pod¬ stawowymi rodzajami zywic fenolowo-formaldehy- dowych sa rezole i nowolaki i oba te rodzaje moz¬ na stosowac w metodzie bedacej przedmiotem wy¬ nalazku. Rezoie przygotowuje sie uzywajac kata¬ lizatora alkalicznego, przy stosunku wagowym fe¬ nolu do formaldehydu wynoszacym na ogól od 1:1 do 1:5. Nowolaki mozna przygotowywac stosujac albo katalizator kwasowy albo alkaliczny, chociaz korzystny jest katalizator kwasowy taki jak np. kwas szczawiowy. Stosunek fenolu do formaldehy¬ du wynosi na ogól od 1:0,8 do 1:1. Nowolaki wy- 10 18 30 35 40 50 05 M magaja dodatku srodka utwardzajacego, takiego jak paraformaldehyd, szesciometylenoczteroamina czy aldehyd furfurylowy.Stosunek wagowy alkaliligniny do zywicy feno¬ lowo-formaldehydowej, przy zastosowaniu spoiwa do wytwarzania sklejki, wynosi 70:30—20:80, a do plyt wiórowych i odpowiednich produktów wynosi 90:10—20:80. Zawartosc wody w spoiwie moze wy¬ nosic od 30 do 70i/o, a lepkosc mozna zmieniac albo regulujac zawartosc wody albo ogrzewajac spoiwo. Odpowiedni zakres lepkosci wynosi na o- gól 100—2000 cP.Do spoiwa mozna stosowac tradycyjne wypel¬ niacze, takie jak kreda, maczka drzewna i maka pszenna.Kiedy wytwarza sie plyty wiórowe stosujac spo¬ iwo wedlug wynalazku mozna dodawac do spoiwa albo do wiórów oddzielnie, na przyklad parafine, w celu poprawy wlasnosci pecznienia plyt.Przyklad I. Przyklad ilustruje uzytecznosc dwóch produktów otrzymanych z czarnego lugu odciekowego do wytwarzania spoiwa. Jednym z nich byl czarny lug, odparowany do zawartosci stalych substancji wynoszacej 37,5°/o, drugim na¬ tomiast siarczan ligniny otrzymany z czarnego lu¬ gu za pomoca stracenia kwasem. Siarczan ligniny rozpuszczono w roztworze NaOH po filtracji i przemyciu (patrz tablica 1).Tabl Zawartosc substancji stalych PH Lepkosc mierzona za pomoca wiskozymetru Brookfielda 23°C Rozklad ciezaru we¬ dlug ciezarów cza¬ steczkowych Mw 5000 Mw 10000 Mw 15000 ica 1 Czarny lug 37,5 ,12,7 43 cP 25«/o 14«/t 9Vt Stracony kwa¬ sem siarczan ligniny rozr puszczony w noztworae NaOH 37,5*/« 12,2 3,336 cP 32«/# 13»/# 11% Spoiwa przygotowuje sie w nastepujacy sposób: 450 g roztworu, wytraconego kwasem siarczanu ligniny w NaOH miesza sie z 550 g handlowej zywicy fenolowo-formaldehydowej typu rezolu, za¬ wierajacej 46°/o substancji stalych, Nastepnie do roztworu dodaje sie 84 g mieszani-\ 5 ny zawierajacej 30 czesci wagowych proszku drzewnego, 50 czesci wagowych kredy i 20 czesci wagowych maczki pszennej.Spoiwem powleka sie okleiny brzozowe o gru¬ bosci 1,5 mm i wilgotnosci okolo 3%. Ilosc kleju nalozonego na kazdej stronie okleiny wynosila 150 g/m2. Przygotowano 3 plyty. Cisnienie podczas 109 356 wartosciach naprezenia scinajacego, które odpo¬ wiadaja wymaganiom stawianym sklejkom wg finskiej normy O.IV.l. Ilosc drewna ulegajaca zniszczeniu (rozerwaniu) która ma zasadnicze zna¬ czenie z uwagi na odpornosc produktu na wplywy atmosferyczne, nie odpowiada jednakze wymaga¬ niom. Jak pokazuje to tablica 2, wartosci tych nie Czarny lug Stracony kwasem siarczan ligniny Finska norma Czas praso¬ wania min 2 4 2 4 Tablica 2 Na sucho Napreze¬ nie sci¬ najace kp/cm2 26,4 28,5 26,4 28,1 20,9 Rozer¬ wanie drewna PA 57 73 68 76 5*50 Na mokro Napreze¬ nie sci¬ najace kp/cmf 16,0 16,8 16,0 18,0 14,1 Rozerwa¬ nie drewna % 8 . 12 23 27 50 wstepnego prasowania wynosilo 7 kp/cm2 w cza¬ sie 7 minut. Temperatura prasowania na goraco wynosila 135°C, cisnienie 16 kp/cm2, a czas 4 mi¬ nuty i 2 minuty.Wlasnosci tak przygotowanych plyt, które okre¬ slono zgodnie z norma finska O.IV.l sa przedsta¬ wione w tablicy 2.Tablica 2 wykazuje, ze stosujac obie mieszanki spajajace mozna przygotowac sklejke o takich Tablica3 Zawartosc substancji stalych pH Lepkosc mierzona wi¬ skozymetrem Brookfiel- da, 23°C Rozklad ciezaru wedlug ciezarów czasteczko¬ wych Mw 5000 Mw 10000 Mw 15000 Alkalilignina oddziela¬ na od czarnego lugu rozpuszczona w roz¬ tworze NaOH 37,5% 11,5 45,480 cP 58% 38% 24% 40 W mozna poprawic nawet dwukrotnie zwiekszajac czas prasowania.Przyklad JI. Przygotowanie sklejki przy uzy¬ ciu alkaliligniny w spoiwie, posiadajacym rozklad ciezaru czasteczkowego wedlug wynalazku.Alkalilignina, która oddzielono od czarnego lugu i zaistosowano do otrzymania spoiwa, miala wlas¬ nosci przedstawione w tablicy 3. 450 g roztworu alkaliligniny w NaOH miesza sie z 550 g zywicy fenolowo-formaldehydowej ty¬ pu rezoli o zawartosci substancji stalych wyno¬ szacej 46%. Lepkosc mieszaniny wynosi 388 cP w temperaturze 23°C. Do roztworu dodaje sie 84 g mieszanki zawierajacej 30 czesci wagowych prosz¬ ku drzewnego, 50 czesci wagowych kredy i 20 cze¬ sci wagowych maczki pszennej. Po tym dodaniu lepkosc wzrasta do 1000 cP w temperaturze 23°G.Warunki otrzymywania sklejki byly takie same jak w przykladzie tli Wlasnosci plyt sklejkowych gokazujó tablica 4.Plyty calkowicie odpowiadaly Wymaganiom sta- wianym wedlug normy finskiej O.IV.l sklejkom stosowanym na zewnatrz (tin, nie uzywan/m W warunkach domowych).Przyklad III. Otrzymywanie plyt wióro¬ wych.Przygotowuje sie spoiwo stosujac te sama alka- lilignine jak w przykladzie II. 540 g 46% wodne¬ go roztworu zawierajacego 210 g alkaliligniny i 40 g NaOH miesza sie-z 460 g roztwoTU handlo¬ wej zywicy fenolowo-formaldehydowej typu rezo¬ li, zawierajacej 46% substancji stalych. Lepkosc spoiwa wynosila 1040 cP w temperaturze 23°C, na¬ tomiast pH = 12,0.t Tablica 4 109 356 Czas pra¬ sowania min 2 4 Finska norma Na sucho napre¬ zenie scina¬ jace kp/cm2 30.1 32.0 ^20.9 rozer¬ wanie drewna % 89 91 ^50 Na mokro napre¬ zenie scina¬ jace kp/cm2 17.3 20.0 14.1 rozer¬ wanie drewna % 80 96 250 Do spoiwa dodaje sie 184 g emulsji parafino¬ wej (o zawartosci substancji stalych 50%), przez co lepkosc maleje do wartosci = 850 cP (23°C. 10 20 8 wynosila 210°C, cisnienie 27 kp/cm2, a czas 60 sec/ /mm. Wlasnosci plyty przedstawione w tablicy 5 oznaczono zgodnie z norma RFN DIN 52360—65 i 68761.Jak wynika z tablicy 5, spoiwo wedlug wyna¬ lazku mozna stosowac do otrzymywania plyt wió¬ rowych, których wlasnosci odpowiadaja normom RFN (DIN) w odniesieniu do plyt wiórowych wo¬ doodpornych.Zastrzezenia patentowe 1. Spoiwo stosowane do wytwarzania plyt dre¬ wnopochodnych zawierajace pochodne ligniny i zy- 15 wice fenolowoformaldehydowa przy czym stosunek pochodnej ligniny do zywicy wynosi 90:10—20:80, znamienne tym, ze jako pochodna ligniny zawiera alkalilignine, przy czym co najmniej 50% wago¬ wych alkaliligniny posiada ciezar czasteczkowy wiekszy od 5000. 2. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze Tablica 5 Spoiwo wedlug wynalazku Wymagania wedlug DIN Wytrzy¬ malosc na zginanie kp/cm2 208 180 Wytrzy¬ malosc na zginanie kp/cm2 6,2 ¦ ^3,5 Grubosc pecznienia po 2 godz. % 1,9 26,0 po 24 godz. % 12,9 2:15,0 V100 lp/cm2 2,5 2:1,5 Pomiaru dokonuje sie za pomoca wiskozymetru Brookfielda RVT).Przygotowuje sie trzywarstwowa plyte Wiórowa, stanowiaca W 30% warstwe zewnetrzna zlozona z wiórów i w 70% warstwe wiórowa wewnetrzna.Material powleczony spoiwem stanowil 12% su¬ chej powierzchni zewnetrznej warstwy Wiórów i 10% suchej powierzchni wewnetrznej warstwy wiórów. Przed klejeniem wilgotnosc wiórów wy¬ nosila w przyblizeniu 1%, a po sklejeniu okolo 11%. Grubosc plyty wynosila 15 mm, a ciezar ob¬ jetosciowy 750 kg/m*. Temperatura prasowania 46 5K alkalilignina i zywica fenOlówO-fórmaldehydowa rozpuszczone sa w roztworze wodnym, zawieraja¬ cym 30%—70% wagowych wody. 3. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera efektywna ilosc utwardzacza w postaci aldehydu, takiego jak formaldehyd, paraformalde- hyd i aldehyd furfurylowy. 4. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera efektywna ilosc wypelniacza, takiego jak kreda, sproszkowane drewno i maka pszenna. 5. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jako alkalilignine zawiera siarczan ligniny.DN-3, z. 829/80 Cena 45 zl PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Spoiwo stosowane do wytwarzania plyt dre¬ wnopochodnych zawierajace pochodne ligniny i zy- 15 wice fenolowoformaldehydowa przy czym stosunek pochodnej ligniny do zywicy wynosi 90:10—20:80, znamienne tym, ze jako pochodna ligniny zawiera alkalilignine, przy czym co najmniej 50% wago¬ wych alkaliligniny posiada ciezar czasteczkowy wiekszy od 5000.
2. 2. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze Tablica 5 Spoiwo wedlug wynalazku Wymagania wedlug DIN Wytrzy¬ malosc na zginanie kp/cm2 208 180 Wytrzy¬ malosc na zginanie kp/cm2 6,2 ¦ ^3,5 Grubosc pecznienia po 2 godz. % 1,9 26,0 po 24 godz. % 12,9 2:15,0 V100 lp/cm2 2,5 2:1,5 Pomiaru dokonuje sie za pomoca wiskozymetru Brookfielda RVT). Przygotowuje sie trzywarstwowa plyte Wiórowa, stanowiaca W 30% warstwe zewnetrzna zlozona z wiórów i w 70% warstwe wiórowa wewnetrzna. Material powleczony spoiwem stanowil 12% su¬ chej powierzchni zewnetrznej warstwy Wiórów i 10% suchej powierzchni wewnetrznej warstwy wiórów. Przed klejeniem wilgotnosc wiórów wy¬ nosila w przyblizeniu 1%, a po sklejeniu okolo 11%. Grubosc plyty wynosila 15 mm, a ciezar ob¬ jetosciowy 750 kg/m*. Temperatura prasowania 46 5K alkalilignina i zywica fenOlówO-fórmaldehydowa rozpuszczone sa w roztworze wodnym, zawieraja¬ cym 30%—70% wagowych wody.
3. 3. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera efektywna ilosc utwardzacza w postaci aldehydu, takiego jak formaldehyd, paraformalde- hyd i aldehyd furfurylowy.
4. 4. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera efektywna ilosc wypelniacza, takiego jak kreda, sproszkowane drewno i maka pszenna.
5. 5. Spoiwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jako alkalilignine zawiera siarczan ligniny. DN-3, z. 829/80 Cena 45 zl PL