NO327064B1 - Fremgangsmate for fremstilling av fiberplater,fiberplater samt aminoharpiks - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåtefor fremstilling av fiberplater, fiberplater samt aminoharpiks.

Fremstilling av fiberplater er vanlig kjent, og er beskrevet f .eks. i monogra-

fien med tittelen "MDF - Mitteldichte Faserplatten" av Hans-Joachim Deppe, Kurt Ernst, 1996, DRW-Verlag Weinbrenner GmbH & Co., 70771 Leinfelden-Echterdingen (DE). Fiberplater kan f.eks. produseres ved å lime cellulosefibrer med aminoharpikser og deretter komprimere dem ved forhøyet temperatur. En ulempe ved fiberplatene som er fremstilt på denne måten er at det kreves relativt store meng-

der med lim for å fremstille plater med gode mekaniske egenskaper, spesielt en god strekkfasthet på tvers. I den alt overveiende del av anleggene, må dessuten de anvendte cellulosefibrene for-tørkes etter liming, ettersom fibrene som er limt med de konvensjonelle bindemidlene må ha et fuktighetsinnhold som ikke er over 12% for å unngå problemer under fremstillingen av fiberplatene.

Bortsett fra det faktum at de begge er materialer som er basert på tre, så

har sponplate og fiberplate lite felles. Dette henger først og fremst sammen med ytelsesegenskapene. Den førnevnte monografien av Deppe/Ernst henviser eks-plisitt til dette, f.eks. når det gjelder sammenligning av ytelsesegenskapene for de to materialene (jfr. avsnitt 1 av seksjon 6.3 og avsnitt 1 av kapittel 7, "MDF and chipboard differ in performance, in some cases very considerably"). Fra den før-nevnte monografien er det også kjent at fremstillingsteknologien for hver også er forskjellig, og at det rå trematerialet som anvendes har forskjellige egenskaper og er fremstilt på forskjellig måte. For eksempel i begynnelsen av seksjon 4.1 av monografien står følgende: "Når det gjelder fremstilling av råmaterialet, så er det kritiske forskjeller mellom spon- og MDF-teknologier", og i begynnelsen av sek-

sjon 4.2 fortsettes det med: "For at det skal tørke krever fibermateriale teknisk utstyr som er fundamentalt forskjellig fra de typene som er vanlige i sponplate-industrien". Det er derfor ingen overraskelse for fagmannen på området at bindemidler for fremstillingen av sponplater og MDF ikke er egnet på samme måten.

Mens harpikser som omfatter polyetylenimin som eneste bindemiddel gir høykvali-tets MDF (jfr. eksempler 1 til 6), så er det praktisk talt umulig å produsere spon-

plater fra den samme harpiksen (jfr. sammenligningseksempel 3). Den konklusjo-nen som fagmannen trekker fra dette er at den erfaringen man har fra fremstil-

lingen av og egenskapene ved sponplater ikke kan overføres til MDF.

For helhetens skyld bør det ikke desto mindre nevnes at DE-A-4308089 beskriver fremstilling av sponplater med et bindemiddel som omfatter en vandig løsning av et polyamin, fra 0,01 til 0,25 mol sukker pr. mol aminogrupper, og fra 0,01 til 0,25 mol pr. mol aminogrupper av dikarboksylsyrederivater, aldehyder eller epoksyder.

US-patent 3 642 671 foreslår å fremstille sponplater ved å harpiksbehandle trespon med en harpiks som omfatter polyetylenimin og dekstrose eller andre dekstroselignende forbindelser og komprimere dem til sponplater under forhøyet temperatur og trykk.

Journal of Applied Polymer Science 49 (1993) 229-245 beskriver i hvilken grad sponplater bundet med modifiserte urea/formaldehyd-harpikser er funnet å være mer motstandsdyktige og mer stabile ved varme, fuktige omgivelser enn de som er produsert under anvendelse av vanlige aminoharpikser. Foreslåtte modifi-seringsmidler er polyaminer med lav molekylær masse eller deres hydroklorider eller polyalkylenoksyddiaminer.

USSR-patenter 501 890, 612 819, 844 273 og JP-A S57-95399 beskriver MDF fremstilt ved hjelp av våtprosessen. I denne prosessen helles en vandig suspensjon av cellulosefibrer, et polyetylenimin og andre hjelpemidler, med en vannfraksjon på mer enn 95%, ut og forhåndstørkes til matter med et vanninnhold på mer enn 60% (tilsvarende et fiber-fuktighetsinnhold på 150% basert på knusk-tørr fiber). Disse mattene komprimeres deretter til hardtrefiberplater.

Møbelindustrien har et spesielt behov for fiberplater som

er svært sammenpressede, noe som gjør at de har gode mekaniske egenskaper,

er fra ca. 6 til 40 mm tykke, slik at de kan anvendes for å lage sidestykker

eller dører for møbler, og

har en glatt overflate på begge sider. Plater av denne type refereres til som S2S-plater med to glatte sider (S2S = smooth two sides) Qfr. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1996 VCH Verlagsgesellschaft, bd. A 28, seksjon 2.3.2.1, side 336).

Av økonomiske årsaker produseres fiberplater med denne egenskapsprofi-len ikke ved hjelp av våtprosessen. Denne prosessen kan bare anvendes på økonomisk måte for å produsere plater med høy densitet og med en tykkelse på opptil 5 mm (jfr. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1996 VCH Verlagsgesellschaft, bd. A 28, seksjon 2,3,2,2, side 337, spalte 1, avsnitt 1). Dette skyldes at det med denne prosessen ikke er mulig under anvendelse av økonomiske pressebetingelser å oppnå adekvat komprimering og herding av midten av platen. Videre har platene fremstilt ved hjelp av våtprosessen en ru overflate på den ene siden. Dette er en konsekvens av framstillingsprosessen: for å fjerne den høyere vannfraksjonen er det nødvendig ved komprimering av fiberformen at ett presseverktøy har en silstruktur. Mønstret for denne silstrukturen innpreget på den ene siden av fiberplaten. Plater av denne type er kjent som S1S-plater med én glatt side (S1S = smooth one side). Denne ru overflaten skaper ofte problemer under videre bearbeiding, f.eks. ved belegging med dekorasjonspapir.

En ytterligere ulempe med våtprosessen er at den produserer store mengder forurenset spillvann.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe fiberplater som ikke har de ovennevnte ulempene, og som spesielt er kjennetegnet ved føl-gende egenskaper: en tykkelse på fra 6 til 40 mm, en densitet på fra 500 til 900 kg/m<3> og to glatte overflater.

Vi har funnet at dette formålet oppnås ved fiberplatene definert i foreliggende oppfinnelse ved hjelp av prosesser for å fremstille dem, og ved hjelp av limløsninger som slike plater kan fremstilles av.

Egnede cellulosefibrer omfatter slike som er vanlig anvendt for å fremstille MDF. Råmaterialer av denne type er beskrevet f.eks. i "MDF - Mitteldichte Faserplatten", Hans-Joachim Deppe, Kurt Ernst, 1996, DRW-Verlag Weinbrenner GmbH & Co., 70771 Leinfelden-Echterdingen, kapittel 2, sider 25 ff. Egnede fibrer er derfor fibrer fra ettårige planter, fibermateriale fra avfallspapir og - fortrinnsvis - trefibrer.

Trefibrene fremstilles vanligvis ved hydrotermisk massedannelse av trespon, f.eks. ved å behandle dem med vanndamp og deretter defibrering av samme' under anvendelse av kutteverktøy (jfr. op. eit. seksjon 4.1).

Trefibrene som oppnås på denne måten har normalt en gjennomsnittlig lengde på fra 0,2 til 5 mm, en gjennomsnittlig diameter på fra 10 til 75 pm, og en gjennomsnittlige slankhet på fra 40 til 120, idet slankheten beregnes av forholdet lengde til diameter. Disse parametrene for karakterisering av trefibrene er alminnelig kjent, og er beskrevet f.eks. i "Werkstoffe aus Holz", forfatterkollektiv, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1975 seksjon 4.2.1.1.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av fiberplater ved

I. liming av cellulosefibrer med en vandig limløsning omfattende

a) for en limløsning (a), et alifatisk polyamin med minst 3 grupper som velges fra gruppen som består av primære og sekundære aminogrupper,

med en vektmidlere molekylvekt på fra 600 til 1 000 000 g/mol, og som i hovedsak er frie for andre funksjonelle grupper bortsett fra tertiære

aminogrupper (polyamin P); eller

b) for en limløsning (b), en blanding av et polyamin P og en aminoharpiks syntetisert fra

b1) formaldehyd;

b2) en forbindelse (b2) som velges fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (b2) til formaldehyd er fra 0,4 :1 til 3 :1;

b3) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse, (b3), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon;

b4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (b2)

av en annen forbindelse, (b4), som er i stand til å reagere med

aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; eller

c) for en limløsning (c), en aminoharpiks (c) som er syntetisert fra c1) formaldehyd; c2) en forbindelse (c2) som velges fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,3 :1 til 3,0 :1; c3) et polyamin P, hvor det molare forhold av summen av primære, sekundære og tertiære aminogrupper i polyamin P til summen av primære aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1; c4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse, (c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon; og c5) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; og justering av fuktighetsinnholdet i cellulosefibrene og/eller vanninnholdet i limet slik at fuktighetsinnholdet i de limte cellulosefibrene ikke er mer enn 150%; og II. komprimering av de limte cellulosefibrene fremstilt i trinn (I) ved forhøyet temperatur til fiberplater.

Oppfinnelsen angår videre fiberplater omfattende cellulosefibrer bundet med polyamin (P) alene eller med polyamin og med en aminoharpiks (b) eller med en aminoharpiks (c) og at den har en glatt overflate på begge sider.

Videre omfatter foreliggende oppfinnelse aminoharpiks (c), hvor den er syntetisert fra

c1) formaldehyd;

c2) en forbindelse (c2) som er valgt fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd

er fra 0,3:1 til 3,0:1;

c3) et polyamin P, hvor det molare forhold av summen av primære, sekundære og tertiære aminogrupper i polyamin P til summen av primære

aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1;

c4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse,

(c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en

polykondensasjonsreaksjon; og

c5) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en

polykondensasjonsreaksjon;

og som kan oppnås ved

i trinn 1, reaksjon av en vandig løsning av

formaldehyd;

- mengder av forbindelse (c2) som er slik at forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,1 :1 til 2,0 : 1; - mengder av polyamin (P) som er slik at det molare forholdet av summen av de primære, sekundære og tertiære aminogruppene i polyamin P til summen av de primære aminogruppene av forbindelse (c2) er fra 0,0005:1 til 2:1;

om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen

forbindelse (c4); og

om ønsket, i mengder opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelsen (c2) av en annen forbindelse (c5),

ved en pH på fra 2,5 til 8,5, og en temperatur på fra 50 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%), og

i trinn 2, der det er nødvendig, heving pH-verdien til fra 6 til 9 og, der det er nødvendig, tilsetning av urea i mengder som gir det ønskede molforhold av komponenter (d), (c2), (c3) og (c4) i sluttproduktet, og fortsettelse av omsetningen av reaksjonsblandingen ved en temperatur på fra 20 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%).

Egnede bindemidler omfatter limløsningene (a), (b) eller (c).

Limløsning (a) omfatter en vandig løsning av et alifatisk polyamin med minst 3 funksjonelle grupper valgt fra gruppen som består av primære og sekundære aminogrupper, med en vektmidlere molekylvekt på fra 600 til 1 000 000 g/mol, og er i hovedsak fri for andre funksjonelle grupper bortsett fra tertiære aminogrupper (polyaminP).

Slike løsninger har normalt et faststoffinnhold av polyamin P på fra 20 til 80 vekt%. Faststoffinnholdet i denne løsningen, så som det i harpiksløsninger (b) og (c), bestemmes vanligvis ved å helle ut en definert vektmengde (ca. 2 g) av den tilsvarende løsningen på en metall-tørkeplate og tørke den i et tørkeskap ved 120°C i 2 timer. Faststoffinnholdet bestemmes ved hjelp av forskjellsveiing.

Som polyamin (P) er det foretrukket å anvende polyetylenimin eller poly-vinylamin. Polyetyleniminet har fortrinnsvis en vektmidlere molekylvekt på fra 800 til 100 000 og polyvinylaminet én på fra 5 000 til 200 000.

Egnede bindemidler omfatter videre limløsninger (b). Disse løsningene inneholder som blandingskomponenter i tillegg til vann polyamin (P) og en aminoharpiks (b) syntetisert fra

b1) formaldehyd;

b2) en forbindelse (b2) som velges fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (b2) for å danne

aldehyd er fra 0,4 :1 til 3 :1; og

b3) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse,

(b3), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjons-reaksjon;

b4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper av forbindelse (b2) av en annen forbindelse, (b4), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon.

Limharpikser (b) av denne type er alminnelig kjent, og er beskrevet f.eks. i Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1996, VCH Verlagsgesellschaft, bd. A 2, kapittel "Amino resins", side 115 ff.

Forbindelsene (b3) omfatter f.eks. guanidiner, tiourea eller alkalimetall-hydrogensulfitt eller alkalimetallsulfitt.

Forbindelsene (b4) omfatter f.eks. karboksylsyreanhydrider, fortrinnsvis Ci til Cio monokarboksylsyre- eller dikarboksylsyreanhydrider, organiske halogen-forbindelser så som Ci til Cio alkylhalogenider, isocyanater så som de som er alminnelig kjent for fremstilling av polyuretaner, f.eks. heksametylendiisocyanat, aldehyder, spesielt alifatiske Ci til Cio monoaldehyder eller dialdehyder så som suksinaldehyd eller acetaldehyd, klorhydriner, spesielt epiklorhydrin, eller epoksyder avledet fra disse klorhydriner.

I limløsningen (b) er forholdet av polyamin (P) til aminoharpiks (b) vanligvis fra 0,002 :1 til 100 :1, fortrinnsvis fra 0,01 :1 til 5 :1.

Vanligvis anvendes limløsninger (b) med et faststoffinnhold på fra 40 til 70%.

Limløsningene (c) omfatter aminoharpikser (c) syntetisert fra:

c1) formaldehyd;

c2) en forbindelse (c2) som velges fra gruppen bestående av urea og melamin,

idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra

0,3 :1 til 3,0 :1;

c3) et polyamin P, idet molforholdet av summen av primære og sekundære aminogrupper i polyamin P til summen av primære, sekundære og tertiære

aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1;

c4) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse,

(c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjons-reaksjon; og

c5) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper av forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon.

Egnede forbindelser (c4) er de samme som forbindelser (b3), egnede forbindelser (c5) de samme som forbindelser (b4).

Bortsett fra at det i tillegg anvendes et polyamin (P), så fremstilles aminoharpiksene (c) stort sett på nøyaktig samme måten som aminoharpiksene (b).

Prosedyren her omfatter generelt

i trinn 1, omsetting av en vandig løsning av

- formaldehyd; mengder av forbindelse (c2) som er slik at forholdet av aminogrup pene av forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,1 :1 til 2,0 :1; - mengder av polyamin (P) som er slik at det molare forholdet av summen av de primære, sekundære og tertiære aminogruppene i polyamin P til summen av de primære aminogruppene av forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1; - om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbin delse (c4); og om ønsket, i mengder opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper av forbin delsen (c5); ved en pH på fra 2,5 til 8,5, fortrinnsvis fra 4,0 til 6,5, og en temperatur på fra 50 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas, og - i trinn 2, der det er nødvendig, heve pH-verdien til fra 6 til 9 og, der det er nødvendig, tilsette urea i mengder som gir det ønskede molforhold av komponenter (c1), (c2), (c3) og (c4) i sluttproduktet, og fortsette å omsette reaksjonsblandingen ved en temperatur på fra 20 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas.

Viskositetstallene gjelder prøvene målt ved 20°C og regulert til et faststoffinnhold på 40 vekt% før måling.

Dersom faststoff-innholdet i harpiksløsningen (c) som er fremstilt på denne måten er lavere enn det som er ønsket, så er det mulig å heve faststoff-innholdet til nivåer på fra 50 til 80% ved å fjerne vann ved hjelp av destillering, fortrinnsvis under redusert trykk, f.eks. ved trykk på fra 1 til 10 mbar.

Limløsningene (a), (b) og (c) kan videre omfatte vanlige hjelpemidler så som vannawisningsmidler, f.eks. paraffiner eller trekonserveringsmidler. I tillegg kan et herdemiddel, f.eks. en karboksylsyre så som maursyre eller et ammonium-salt, settes til limløsningene umiddelbart før de bearbeides for å forkorte herde-tiden.

Limløsningene (a), (b) og (c) påføres cellulosefibrene ved hjelp av konvensjonelle metoder Ofr. "MDF - Mitteldichte Faserplatten", Hans-Joachim Deppe, Kurt Ernst, 1996, DRW-Verlag Weinbrenner GmbH & Co., 70771 Leinfelden-Echterdingen (DE), seksjon 4,3, sider 81 ff.).

En prosedyre som er vanlig anvendt her er å lime cellulosefibrer med et fuktighetsinnhold på fra 0 til 120% i a blowline, ? dvs. ved å virvle fibrene i en strøm av luft eller vanndamp og spraye inn limløsningen eller gjennomføre liming ved å blande fibrer og limløsning i en blandeinnretning med åpent kar. Fuktighetsinnholdet defineres som forholdet av forskjellen mellom den virkelige vekten av treet og den tilsvarende vekten av knusktørre (svs. absolutt tørre) fibrer til vekten av knusktørre fibrer. Vekten av de knusktørre fibrene bestemmes ved å tørke en definert mengde fibrer i et tørkeskap ved 105°C i 16 timer.

For liming anvendes limløsningen i mengder som er slik at for 100 g knusk-tørre fibrer så er der

for limløsning (a) fra 0,2 til 5 g;

for limløsning (b) fra 0,5 til 15 g av limekvivalenter (b), beregnet som følger:

limekvivalenter (b) = M(b) + 10 x M(P),

hvor

- M(b) angir mengden av aminoharpiks (b) som kreves for å fremstille en definert mengde av limløsning (b); og - M(P) angir mengden av polyamin (P) som kreves for å fremstille en definert mengde av limløsning (b); - for limløsning (c) fra 1 til 20 g limekvivalenter (c), beregnet som følger:

limekvivalenter (c) = M(c1) + M(c2) + 10 x M(c3)

hvor

M(c1) angir mengden av formaldehyd som kreves for å fremstille en definert mengde av harpiksløsningen (c);

M(c2) angir mengden av forbindelse (c2) for fremstillingen; og M(c3) angir mengden av forbindelse (c3) som kreves for å fremstille en

definert mengde av limløsning (c3),

av den tilsvarende limløsning (a), (b) eller (c), basert på faststoff-innholdet.

Mengden av limløsning eller innholdet av faststoff i denne og faststoff-innholdet i cellulosefibrene er valgt slik at fuktighetsinnholdet i de limte cellulosefibrer ikke er mer enn 150%, fortrinnsvis fra 2 til 120%.

De limte cellulosefibrene komprimeres deretter til fiberplater på vanlig må-te. For dette formålet fremstilles en fibermatte ved å strø de limte cellulosefibrene på en bærer, og nevnte matte komprimeres ved temperaturer på fra 80 til 250°C under trykk på fra 5 til 50 bar til fiberplater (jfr. op. eit. section 4.5, sider 93 ff).

De limte cellulosefibrene strøs fortrinnsvis for å gi fibermatter med en tykkelse som gjør at varmkomprimering resulterer i fiberplater med en densitet på fra 500 til 900 kg/m<3> og en tykkelse på fra 6 til 40 mm, fortrinnsvis fra 10 til 25 mm. Pressetidene som kreves for dette er vanligvis fra 4 til 20 sekunder pr. mm tykkelse av den resulterende fiberplate.

For å fremstille fiberplater med glatte overflater så er presseverktøyer egnet som har glatte overflater; f.eks. 2 polerte stålbelter hvorav den ene fungerer som en bærer for fibermatten, eller en kombinasjon av en polert stålbeltebærer og en polert stålvalse som valses over den, eller en kombinasjon av to eller flere polerte stålvalser: De resulterende fiberplatene kan bearbeides ytterligere på vanlig måte, og er spesielt egnet for fremstilling av deler til møbler.

Forsøksdel

Fiberplater ble fremstilt med forskjellige bindemidler. De anvendte bindemidlene var vandige løsninger av forskjellige polyvinylaminer (PVAm) (MW = ca.

1 000, 30 000,200 000) og forskjellige polyetyleniminer (PEI) (MW = ca. 800,

2 500, 5 000). Egenskapene og de nøyaktige produksjonsbetingelsene er angitt i tabell 1.

Sammenligningseksempel 3:

Produksjon av sponplater med PEI MW = 5000

Problem: Platen er fortsatt klebrig gjennom pressetrinnet; rives ved fjerning

Selv om det var mulig å oppnå plater når pressingen ble utført ved anvendelse av frigivningspapl r, så hadde platene en lav strekkfasthet på tvers (0,4 N/mm<2>). I svelle-tester falt testprøvestykkene fra hverandre.

PVAm og PEI oppviste følgende fordeler i forhold til konvensjonell UF-harpiks: redusert forbruk av lim sammen med bedre strekkfasthet på tvers og tilsvarende

eller bedre tall for svelling

større fuktighetstoleranse; dvs. i motsetning til det som gjelder for UV-harpiks,

kan det også tilveiebringes plater med høyt fuktighetsinnhold (20%) i fiberen

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av fiberplater, karakterisert ved at den omfatter I. liming av cellulosefibrer med en vandig limløsning omfattende a) for en limløsning (a), et alifatisk polyamin med minst 3 grupper som velges fra gruppen som består av primære og sekundære aminogrupper, med en vektmidlere molekylvekt på fra 600 til 1 000 000 g/mol, og som i hovedsak er frie for andre funksjonelle grupper bortsett fra tertiære aminogrupper (polyamin P); eller b) for en limløsning (b), en blanding av et polyamin P og en aminoharpiks (b) syntetisert fra b1) formaldehyd; b2) en forbindelse (b2) som velges fra gruppen som består av urea og mel amin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (b2) til formaldehyd er fra 0,4:1 til 3:1; b3) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbin delse, (b3), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon; b4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (b2) av en annen forbindelse, (b4), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; eller c) for en limløsning (c), en aminoharpiks (c) som er syntetisert fra c1) formaldehyd; c2) en forbindelse (c2) som velges fra gruppen som består av urea og mel amin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,3 :1 til 3,0 :1; c3) et polyamin P, hvor det molare forhold av summen av primære, sekun dære og tertiære aminogrupper i polyamin P til summen av primære aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1; c4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbin delse, (c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon; og c5) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; og justering av fuktighetsinnholdet i cellulosefibrene og/eller vanninnholdet i limet slik at fuktighetsinnholdet i de limte cellulosefibrene ikke er mer enn 150%; og II. komprimering av de limte cellulosefibrene fremstilt i trinn (I) ved forhøyet temperatur til fiberplater.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at limløsningen anvendes i mengder slik at pr. 100 g knusktørre cellulosefibrer så er der - for limløsning (a) fra 0,2 til 5 g; for limløsning (b) fra 0,5 til 15 g av limekvivalenter (b), beregnet som følger: limekvivalenter (b) = M(b) + 10 x M(P), hvor M(b) angir mengden av aminoharpiks (b) som kreves for å fremstille en definert mengde av limløsning (b); og - M(P) angir mengden av polyamin (P) som kreves for å fremstille en definert mengde av limløsning (b); for limløsning (c) fra 1 til 20 g limekvivalenter (c), beregnet som følger: limekvivalenter (c) = M(c1) + M(c2) + 10 x M(c3) hvor - M(c1) angir mengden av formaldehyd som kreves for å fremstille en definert mengde av harpiksløsning (c); M(c2) angir mengden av forbindelse (c2) for fremstillingen; og M(c3) angir mengden av forbindelse (c3) som kreves for å fremstille en definert mengde av limløsning (c3), av den tilsvarende limløsning (a), (b) eller (c), basert på faststoff-innholdet.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at polyaminet (P) omfatter polyetylenimin eller polyvinyl-amin.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakterisert ved at polyetyleniminet har en vektmidlere molekylvekt på fra 800 til 100 000, og polyvinylaminet har en vektmidlere molekylvekt fra 5 000 til 200 000.

5. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at forholdet av polyamin (P) til aminoharpiks (b) i limløsnin-gen (b) er f ra 0,002 :1 til 100 :1.

6. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det anvendes en aminoharpiks (c) som syntetiseres fra c1) formaldehyd; c2) en forbindelse (c2) som velges fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,3:1 til 3,0:1; c3) et polyamin P, hvor det molare forhold av summen av primære, sekundære og tertiære aminogrupper i polyamin P til summen av primære aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 : 1 til 2 :1; c4) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse, (c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon; og c5) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; og som kan oppnås ved i trinn 1, omsetting av en vandig løsning av formaldehyd; mengder av forbindelse (c2) som er slik at det molare forholdet av amino gruppene av forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,1 :1 til 2,0 :1; mengder av polyamin (P) som er slik at forholdet av summen av de pri mære, sekundære og tertiære aminogruppene i polyamin P til summen av de primære aminogruppene i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1; - om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse (c4); og om ønsket, i mengder opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelsen (c2) av en annen forbindelse (c5); ved en pH på fra 2,5 til 8,5, og en temperatur på fra 50 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%), og i trinn 2, der det er nødvendig, heving av pH-verdien til fra 6 til 9 og, der det er nødvendig, tilsetning av urea i mengder som gir det ønskede molforhold av komponenter (d), (c2), (c3) og (c4) i sluttproduktet, og fortsettelse av omsetningen av reaksjonsblandingen ved en temperatur på fra 20 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%).

7. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at nevnte cellulosefibrer omfatter trefibrer, fibrer fra ettårige planter eller fibermateriale fra avfallspapir.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at nevnte trefibrer er slike som kan oppnås ved hydrotermisk massedannelse av trespon og deretter defibrering av samme.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at nevnte trefibrer har en gjennomsnittlig lengde på fra 0,2 til 5 mm, en gjennomsnittlig diameter på fra 10 til 75 urn og en gjennomsnittlig slankhet på fra 40 til 120.

10. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at liming gjennomføres ved at cellulosefibrer med et fuktighetsinnhold på fra 0 til 150% virvles i en strøm av luft eller vanndamp og sprayes på limløsning (a), (b) eller (c).

11. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at komprimering av de limte cellulosefibrene gjennomføres ved å produsere en fibermatte ved at de limte cellulosefibrene strøs på en bærer og nevnte matte komprimeres til en plate ved temperaturer på fra 80 til 250°C under trykk på fra 5 til 50 bar.

12. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at den vandige limløsningen i tillegg til polyamin (P) eller aminoharpiks (b) eller (c) omfatter paraffinvoks.

13. Fremgangsmåte i henhold til hvilke som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at det i trinn II anvendes presseverktøy med en glatt overflate.

14. Fiberplate, karakterisert ved at den omfatter cellulosefibrer bundet med polyamin (P) alene eller med polyamin og med en aminoharpiks (b) eller med en aminoharpiks (c) og at den har en glatt overflate på begge sider.

15. Fiberplate, karakterisert ved at den omfatter cellulosefibrer bundet med polyamin (P) alene eller med polyamin og med en aminoharpiks (b) eller med en aminoharpiks (c) og at den har en densitet på fra 500 til 900 kg/m<3> og en tykkelse på fra 6 til 40 mm.

16. Aminoharpiks (c), karakterisert ved at den er syntetisert fra c1) formaldehyd; c2) en forbindelse (c2) som er valgt fra gruppen som består av urea og melamin, idet forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,3:1 til 3,0:1; c3) et polyamin P, hvor det molare forhold av summen av primære, sekundære og tertiære aminogrupper i polyamin P til summen av primære aminogrupper i forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2 :1; c4) og, om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse, (c4), som er i stand til å reagere med formaldehyd i en polykondensasjonsreaksjon; og c5) om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelse (c2) av en annen forbindelse, (c5), som er i stand til å reagere med aminogrupper i en polykondensasjonsreaksjon; og som kan oppnås ved i trinn 1, reaksjon av en vandig løsning av formaldehyd; mengder av forbindelse (c2) som er slik at forholdet av aminogruppene i forbindelse (c2) til formaldehyd er fra 0,1 :1 til 2,0 : 1; mengder av polyamin (P) som er slik at det molare forholdet av summen av de primære, sekundære og tertiære aminogruppene i polyamin P til summen av de primære aminogruppene av forbindelse (c2) er fra 0,0005 :1 til 2:1; om ønsket, opptil 0,2 mol pr. mol formaldehyd av en annen forbindelse (c4); og om ønsket, i mengder opptil 0,2 mol pr. mol aminogrupper i forbindelsen (c2) av en annen forbindelse (c5), ved en pH på fra 2,5 til 8,5, og en temperatur på fra 50 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%), og i trinn 2, der det er nødvendig, heving pH-verdien til fra 6 til 9 og, der det er nød- vendig, tilsetning av urea i mengder som gir det ønskede molforhold av komponenter (c1), (c2), (c3) og (c4) i sluttproduktet, og fortsettelse av omsetningen av reaksjonsblandingen ved en temperatur på fra 20 til 100°C inntil løsningen har en viskositet på fra 10 til 2000 m-Pas (målt ved 20°C på en løsning med et faststoffinnhold på 40%