АДГЕЗИВНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ
ADHESIVE SYSTEM AND METHOD

Настоящее изобретение относится к адгезивной системе и способу производства продукта на основе древесины.
ВВЕДЕНИЕ
Смолы на основе формальдегида, такие как фенолоформальдегидная смола, меламиноформальдегидная смола и мочевиноформальдегидная смола, широко используются в качестве связующих в производстве продуктов на основе древесины. Примерами таких продуктов на основе древесины являются композитные продукты, включающие слои, склеенные вместе, такие как клееные фанеры, ламинированные настилы и облицовочные материалы, используемые, например, в мебели. Дальнейшими примерами являются плиты, такие как прессованные древесные плиты, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, в которых древесную стружку и/или волокна вместе со связующим прессуют в плиты.
После отверждения смол на основе формальдегида формальдегид может выделяться как в течение производства продукта на основе древесины, так и позже в течение использования продукта. Выделение формальдегида в комнатный воздух - это главное беспокойство в течение многих лет из-за вреда здоровью.
Имеются повышенные требования к безформальдегидным клеям для дерева, которые дают достаточную прочность сцепления и полное качество конечного продукта, делая их пригодными в качестве альтернатив клеям предшествующей технологии, содержащим смолы на основе формальдегида.
Водостойкость и прочность сцепления являются обычно важными свойствами, отражающими качество продуктов на основе древесины. Обычно существуют конкретные качественные параметры, требующиеся, чтобы отвечать установленному стандарту конкретного конечного продукта. Например, прессованная древесина должна отвечать определенным стандартам в смысле, например, внутреннего связывания, толщины набухания и водопоглощения, в то время как ламинированные половые доски должны отвечать определенным стандартам в смысле, например, расслаивания и разрыва волокон.
В качестве альтернативы смолам на основе формальдегида в композициях клея для дерева предложены клеи на основе крахмала. Аймэм и др. "Клей для дерева из сшитого поли(винилового спирта) и частично гелированного крахмала: получение и свойства", (Imam et al., Wood Adhesive from Crosslinked Poly(vinyl alcohol) and Partially Gelatinized Starch: Preparation and Properties, Starch/Starke 51 (1999), Nr 6, S. 225-229, раскрывает адгезивную композицию, включающую крахмал и поливиниловый спирт, причем композиция далее включает меламиновую смолу. Патенты США 2051025, США 2102937, США 3487033, США 3355307 раскрывают клеи на основе крахмала, используемые для изготовления гофрированного картона. WO 03/069061 A1 раскрывает клей на основе крахмала, используемый для изготовления картона. Мори и др. «Клей типа медовый месяц для древесных продуктов. (Mori et al., A honeymoon-type adhesive for wood products, J, Applied Polymer Science, vol. 91, 2966-2972 (2004)) раскрывает ацетоацетилированный поливиниловый спирт в клеях для дерева. Патенты США 4350788, США 4687809 и США 2005/0197441 A1 раскрывают использование ацетоацетилированного поливинилового спирта в клеях для дерева.
Еще есть нужда в альтернативных адгезивных системах на основе крахмала, пригодных для склеивания материалов на основе древесины.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает адгезивную систему, которая основана на крахмале, который дает превосходное качество склеивания. Кроме того, предложен метод склеивания материалов на основе древесины и продукт на основе древесины.
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение обеспечивает адгезивную систему, включающую крахмал и один или более полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы.
"Адгезивная система" здесь означает комбинацию двух или больше компонентов, которая формируется, функционирует и предназначена для использования в качестве клея для дерева. В термин "клей" здесь также включен термин "связующее".
Весовое отношение крахмала к полимерам (П) в адгезивной системе соответственно от приблизительно 1:2 до приблизительно 25:1, предпочтительно от приблизительно 1:1 до приблизительно 15:1, наиболее предпочтительно от приблизительно 3:1 до приблизительно 8:1.
В одном варианте адгезивная система включает адгезивную композицию, включающую крахмал и один или более полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы.
Адгезивная композиция соответственно включает от приблизительно 1 до приблизительно 50 вес.% крахмала, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 45 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 45 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 30 до приблизительно 40 вес.%.
Адгезивная композиция соответственно включает от приблизительно 0,1 до приблизительно 50 вес.% одного или большего количества полимеров (П), предпочтительно от 1 до приблизительно 40 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 25 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 15 вес.%.
Суммарное количество крахмала и одного или большего количества полимеров (П) в адгезивной композиции соответственно от приблизительно 20 до приблизительно 70 вес.%, предпочтительно от приблизительно 35 до приблизительно 60 вес.%.
Сухой остаток в адгезивной композиции соответственно от приблизительно 20 до приблизительно 70 вес.%, предпочтительно от приблизительно 35 до приблизительно 60 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 40 до приблизительно 50 вес.%.
"Сухой остаток" адгезивной композиции здесь означает неводную часть адгезивной композиции.
В одном варианте адгезивная система включает крахмал и один или больше полимеров (П) как отдельные компоненты, которые остаются отдельными, пока фактический процесс склеивания не начинается, или смешиваются короткое время прежде, чем процесс склеивания начинается. "Короткое время" здесь соответственно означает меньше, чем приблизительно 1 час, предпочтительно меньше, чем приблизительно 30 минут, наиболее предпочтительно меньше, чем приблизительно 15 минут.
Изобретение далее относится к методу получения адгезивной композиции, включающей смешивание крахмала и одного или больше полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы, в водной фазе. Соответственно, крахмал добавляют к водной композиции, включающей один или больше полимеров (П). Соответственно, смешивание проводят при повышенной температуре с, по меньшей мере, частично гелированным крахмалом. В таком случае температура водной композиции может быть повышена перед добавлением крахмала. Альтернативно, температура может быть повышена после добавления крахмала.
Изобретение далее относится к адгезивной композиции, получаемой методом получения адгезивной композиции.
Крахмал предпочтительно, по меньшей мере, частично гелируют в адгезивной композиции или когда он присутствует как отдельный компонент в растворе или дисперсии. Температура, требующаяся, чтобы, по меньшей мере, частично гелировать крахмал, зависит от типа используемого крахмала, но обычно составляет, по меньшей мере 50°C. По меньшей мере, частично гелированный крахмал получают, подвергая водную смесь, включающую крахмал, действию повышенной температуры соответственно от приблизительно 50 до приблизительно 99°C, предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 80°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 55 до приблизительно 70°C. По меньшей мере, частично гелированный крахмал получают, поддерживая водную смесь, включающую крахмал, при повышенной температуре в течение, соответственно, по меньшей мере, приблизительно 0,1 минуты, также соответственно от приблизительно 0,1 до приблизительно 180 минут, предпочтительно, по меньшей мере, 1 минуту, также предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 100 минут, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 10 минут, также наиболее предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 60 минут.
В одном варианте, варианте A, изобретения крахмал частично гелируют в меньшей степени и получают, подвергая водную смесь, включающую крахмал, действию повышенной температуры предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 70°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 55 до приблизительно 65°C. В этом случае частично гелированный крахмал получают, поддерживая водную смесь, включающую крахмал, при повышенной температуре в течение предпочтительно, по меньшей мере, 1 минуты, также предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 40 минут, наиболее предпочтительно по меньшей мере 5 минут, также наиболее предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 30 минут.
В другом варианте изобретения, варианте B, крахмал частично гелируют до более высокой степени или полностью и получают, подвергая водную смесь, включающую крахмал, действию повышенной температуры предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 99°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 80 до приблизительно 95°C. В этом случае частично гелированный крахмал получают, поддерживая водную смесь, включающую крахмал, при повышенной температуре в течение предпочтительно, по меньшей мере 1 минуты, также предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 240 минут, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 10 минут, также наиболее предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 100 минут.
Примерами подходящих крахмалов являются природные крахмалы и модифицированные крахмалы, полученные из, например, картофеля, кукурузы, пшеницы, риса, гороха и т.д., такие как ацетилированный расщепленный крахмал, крахмал, модифицированный алкилянтарной кислотой, окисленный крахмал, гидроксипропилированный крахмал, катионный крахмал, амилопектиновый крахмал, высокоамилозный ацетилированный крахмал, маниоковый крахмал, природный картофельный крахмал, природный кукурузный крахмал, природный пшеничный крахмал, природный рисовый крахмал и природный гороховый крахмал.
Один или больше полимеров (П) имеют соответственно средневесовую молекулярную массу от приблизительно 1000 до приблизительно 1000000 г/моль, предпочтительно от приблизительно 10000 до приблизительно 800000 г/моль, более предпочтительно от приблизительно 20000 до приблизительно 600000 г/моль, наиболее предпочтительно от приблизительно 50000 до приблизительно 500000 г/моль.
Содержание ацетоацетоксигрупп в одном или большем количестве полимеров (П) - соответственно от приблизительно 0,05 до приблизительно 15 мол.%, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 10 мол.%.
Один или больше полимеров (П) предпочтительно включают ацетоацетилированный поливиниловый спирт (AAПВА).
Адгезивная система соответственно далее включает один или больше полимеров (П1), содержащих аминные или амидные группы. Один или больше полимеров (П1) предпочтительно включают первичные амино- или амидогруппы. Предпочтительно один или больше полимеров (П1) включают один или больше поливиниламин, поливинилформамид, полиэтиленимин, полиамидоамин, сополимер винилового спирта и винилформамида и сополимер винилового спирта и виниламина. Наиболее предпочтительно один или больше полимеров (П1) включают поливиниламин или полиэтиленимин.
"Амидные группы" здесь включают группы формамида. Один или больше компонентов адгезивной системы, включающей крахмал, полимер (П) и, необязательно, полимер (П1), соответственно, или адгезивной композиции, включающей крахмал и полимер (П), могут далее включать добавки, такие как средства, регулирующие вязкость, и наполнители, такие как каолин, мука пшеницы, мука сои, мука скорлупы грецкого ореха или другие известные добавки, пригодные для использования в составах клея для дерева.
Адгезивная композиция может также включать неорганические или органические соли, которые, возможно, происходили из раствора одного или больше полимеров (П) или (П1), используемых в получении адгезивной композиции на основе крахмала. Часть одного или больше полимеров (П1) может быть ионной, предпочтительно катионно-заряженной. Количество отрицательных противоионов солей в адгезивной композиции может быть от 0 до приблизительно 10 вес.%, или от приблизительно 0,1 до приблизительно 5 вес.%, или от приблизительно 0,2 до приблизительно 1 вес.%.
В одном варианте способа первый нанесенный компонент, включающий адгезивную композицию, включающую крахмал и один или больше полимеров (П), сушат после нанесения и затем активируют добавлением водной композиции, включающей один или больше полимеров (П1).
Адгезивная композиция на основе крахмала может также быть объединена с дополнительной композицией, соответственно адгезивной композицией на основе дисперсии полимера или сополимера одного или больше ненасыщенных мономеров с двойной связью, которые, соответственно, не включают никаких ацетоацетоксигрупп и которые, соответственно, также не включают никаких аминных или амидных групп. В этом случае количество клея на основе крахмала - соответственно от приблизительно 10 до приблизительно 99 вес.%, предпочтительно от приблизительно 25 до приблизительно 85 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 75 вес.%, в расчете на полное количество влажного клея. Эта дополнительная адгезивная композиция помимо того, чтобы быть смешанной с клеем на основе крахмала, может также использоваться в качестве отдельного компонента в комбинации с адгезивной композицией на основе крахмала.
В дальнейшем варианте адгезивная композиция на основе крахмала может включать полимер или сополимер одного или больше ненасыщенных мономеров с двойной связью, которые соответственно не включают никаких ацетоацетоксигрупп и которые соответственно также не включают никаких аминных или амидных групп.
Примерами подходящих полимеров или сополимеров одного или больше ненасыщенных мономеров с двойной связью являются гомополимеры виниловых сложных эфиров, такие как поливинилацетат, сополимеры виниловых сложных эфиров, такие как сополимер этилена и винилацетата (ЭВА), или сополимеры винилацетата с акриловыми мономерами, такими как метилметакрилат или бутилакрилат, бутадиен-стирольный каучук (БСК) и полиакрилаты.
Вообще, включение полимеров или сополимеров одного или больше ненасыщенных мономеров с двойной связью, упомянутых выше типов, в адгезивную композицию на основе крахмала или в комбинацию с адгезивной композицией на основе крахмала может улучшить связывающие параметры, такие как разрыв волокна облицовочного или ламинированного продукта.
Адгезивная система может также быть объединена с дополнительными компонентами, которые соответственно действуют как сшивающие средства незадолго до использования. Соответствующими компонентами являются изоцианаты, мономеры или полимеры, содержащие ацетоацетоксигруппы, адипиновая кислота, меламино-формальдегидная смола, мочевино-формальдегидная смола, соли меламина, альдегиды, такие как глутаральдегид, глиоксаль, полимерные альдегиды, такие как диальдегидный крахмал, и комплексообразующие реагенты, такие как соли циркония. При использовании в адгезивной композиции сшивающего средства его количество в адгезивной композиции составляет соответственно до приблизительно 30 вес.% или от приблизительно 0,1 до приблизительно 30 вес.%.
Изобретение далее относится к использованию адгезивной системы по изобретению для склеивания элементов материалов на основе древесины, образующих продукт на основе древесины.
Настоящее изобретение также относится к способу производства продукта на основе древесины, включающему нанесение адгезивной системы, включающей крахмал и один или больше полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы, по настоящему изобретению, на элементы деревянного материала и соединение одного или больше элементов с одним или больше другими элементами материала, предпочтительно материала на основе древесины.
В одном варианте способ по изобретению соответственно включает нанесение адгезивной системы в качестве адгезивной композиции по настоящему изобретению на элементы материала на основе древесины, контактирование поверхности, содержащей нанесенную адгезивную композицию, с поверхностью другого элемента материала на основе древесины, тем самым соединяя элементы путем формирования клеевого соединения между элементами.
В одном варианте способа по изобретению адгезивную композицию, включающую крахмал и один или более полимеров (П), высушивают после нанесения и затем активируют добавлением водной композиции.
В одном варианте способа по изобретению адгезивную систему наносят на одну или больше частей материала на основе древесины как отдельные компоненты, в которой один компонент включает крахмал, а другой компонент включает один или больше полимеров (П). Эти два компонента соответственно наносят последовательно друг за другом. Альтернативно, эти два компонента соответственно наносят одновременно на материал на основе древесины. Компонент, включающий крахмал, может включать раствор или дисперсию крахмала, или крахмал как твердый материал. Компонент, включающий один или больше полимеров (П), является соответственно раствором или дисперсией. Как отдельный компонент адгезивной системы полимер (П) соответственно присутствует в водной композиции, включающей от приблизительно 1 до приблизительно 99 вес.% полимера (П), предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 80 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 50 вес.%, еще более предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 30 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 20 вес.%.
В одном варианте одна часть материала может иметь один компонент, включающий крахмал наносимой адгезивной системы, в то время как другая часть имеет один компонент адгезивной системы, включающей один или больше нанесенных полимеров (П).
Компоненты адгезивной системы предпочтительно наносят на материал на основе древесины через последовательные промежутки времени друг за другом по мере того как первый компонент наносится и второй компонент наносится.
В одном варианте первый нанесенный компонент, если является раствором или дисперсией, высушивают после нанесения и прежде, чем наносят второй компонент.
В одном варианте первый компонент адгезивной системы, нанесенный на материал на основе древесины, является соответственно компонентом, включающим крахмал, а второй нанесенный компонент соответственно включает один или больше полимеров (П). Первый нанесенный компонент соответственно включает раствор или дисперсию крахмала, а второй нанесенный компонент соответственно включает раствор или дисперсию одного или большего количества полимеров (П).
В одном варианте первый нанесенный компонент, включающий крахмал, соответственно высушивают после нанесения и перед нанесением второго компонента, включающего один или больше полимеров (П).
В одном варианте осуществления изобретения первый наносимый компонент соответственно включает твердый крахмал, а второй наносимый компонент соответственно включает раствор или дисперсию одного или большего количества полимеров (П).
В одном варианте осуществления изобретения первый компонент адгезивной системы, нанесенной на материал на основе древесины, - это соответственно компонент, включающий один или больше полимеров (П), а второй нанесенный компонент соответственно включает крахмал. Первый нанесенный компонент соответственно включает раствор или дисперсию одного или большего количества полимеров (П), а второй нанесенный компонент включает крахмал либо как раствор или дисперсию, либо как твердый материал.
В одном варианте осуществления изобретения первый компонент, включающий один или больше полимеров (П), соответственно высушивают после нанесения и перед нанесением второго компонента, включающего крахмал.
Твердый крахмал, используемый в настоящем изобретении, представляет собой порошок, который может иметь различное содержание влаги.
Древесными материалами являются здесь, наряду с плотной древесиной, также деревянные материалы с включениями, такими как прессованная древесина, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты. Поверхности, подлежащие соединению, могут быть из одинаковых или разных материалов на основе древесины.
Материалы на основе древесины могут быть любого типа и формы, такие как стружка, волокна, листы, ламинаты, шпоны, кусочки и т.д.
2
2
2
2
В одном варианте в производстве ламинированных продуктов способ соответственно включает нанесение адгезивной композиции по изобретению на поверхность так, что клеевое соединение будет включать первоначально нанесенное количество от приблизительно 0,1 до приблизительно 500 г/м. Нанесенное количество зависит от производимого продукта, которое будет: для прессованных облицовочных материалов предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 200 г/м, для ламинированного настилочного материала предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 160 г/м, и для ламинированного бруса - это предпочтительно от приблизительно 180 до приблизительно 500 г/м. Соответствующий верхний предел также зависит от того, на какой тип материала на основе древесины наносится раствор. Адгезивная композиция может быть нанесена на одну или обе поверхности, подлежащие соединению. Если применяют нанесение на обе поверхности, сумма количеств, нанесенных на каждую поверхность, будет соответствовать предпочтительным количествам для определенного целого клеевого соединения.
При изготовлении прессованных фанер способ соответственно включает соединение больше, чем двух заготовок материалов на основе древесины, предпочтительно от 2 до 15.
В одном варианте способ включает склеивание элементов материалов на основе древесины, в которых элементы материалов на основе древесины являются древесной стружкой, в которых термин "древесная стружка" здесь включает щепу, стружку, хлопья, опилки и любой подобный тонкоизмельченный материал на основе древесины. В этом случае продукт на основе древесины является композитным продуктом, таким как прессованная плита, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты или плиты с ориентированными прядями.
Влагосодержание древесной стружки, которая используется, соответственно от приблизительно 0 до приблизительно 20 вес.%, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 10 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 1,5 до приблизительно 5 вес.%.
Весовое отношение древесной стружки к адгезивной системе, в расчете на сухую древесину, составляет соответственно от приблизительно 100:1 до приблизительно 1:1, предпочтительно от приблизительно 50:1 до приблизительно 2:1, более предпочтительно от приблизительно 30:1 до приблизительно 2,5:1, наиболее предпочтительно от приблизительно 15:1 до приблизительно 3:1.
Влагосодержание смеси древесной стружки и адгезивной системы в начале прессования составляет соответственно от приблизительно 3 до приблизительно 25 вес.%, предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 20 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 6 до приблизительно 18 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 7 до приблизительно 15 вес.%.
За нанесением адгезивной системы предпочтительно следует прессование. Прессование соответственно имеет место при повышенной температуре. Температура прессования зависит от того, какой продукт на основе древесины намерены производить, но может соответственно быть от приблизительно 0 до приблизительно 250°C, и предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 200°C.
Для слоистых или облицовочных продуктов температура прессования, если сшивающее средство не добавлено к адгезивной композиции, составляет соответственно от приблизительно 0°C до приблизительно 200°C, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 150°C, еще более предпочтительно от приблизительно 50 до приблизительно 130°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 130°C. Если сшивающее средство добавлено к адгезивной композиции, температура прессования может иногда быть снижена в зависимости от эффективности сшивающего средства.
Для прессованной древесины, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит температура прессования составляет предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 225°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 150 до приблизительно 200°C. Для ламинированных продуктов, таких как фанера, ламинированный настил или облицовочный настил, температура прессования составляет предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 175°C, наиболее предпочтительно от приблизительно 90 до приблизительно 160°C.
Время прессования и температура прессования связаны таким образом, что более низкие температуры прессования обычно требуют более длинного времени прессования. Продукт на основе древесины, который будет произведен, также не определяет соответствующие температуры прессования и время прессования. Время прессования составляет, соответственно, по меньшей мере, приблизительно 10 с, также, соответственно, от приблизительно 10 с до приблизительно 60 минут, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 30 с, также предпочтительно от приблизительно 30 с до приблизительно 30 минут, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1 минуту, также предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 15 минут.
В одном варианте осуществления изобретения изделиями из материала на основе древесины являются листы или ламинаты. В этом случае продуктом на основе древесины является соответственно ламинированный настилочный материал, облицовочный настил, облицовочный мебельный материал, настенная панель, кровельная панель, фанера или ламинированный брус.
2
2
2
В одном варианте осуществления изобретения, в производстве ламинированных продуктов, способ соответственно включает нанесение адгезивной системы по изобретению как отдельных компонентов, крахмала и полимера (П) на поверхность. Соответственно, и крахмал, и полимер (П) наносятся как водные композиции. Альтернативно, крахмал и полимер (П) могут быть нанесены на отдельные поверхности, предназначенные для соединенения. Общее количество нанесенной адгезивной системы на одну или обе поверхности является таким, что клеевое соединение соответственно включает первоначально нанесенное количество от приблизительно 0,1 до приблизительно 500 г/м. Нанесенное количество зависит от продукта, который будет произведен: для пресованных фанер - это предпочтительно от приблизительно 50 приблизительно до 200 г/м, для ламинированного настилочного материала - это предпочтительно от приблизительно 100 до приблизительно 160 г/м. Соответствующий верхний предел также зависит от материала на основе древесины, на который наносят раствор.
В одном варианте, когда производятся прессованная древесина, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты, способ соответственно включает нанесение адгезивной системы по изобретению как отдельных компонентов, крахмала и полимера (П) на древесную стружку. Крахмал может быть нанесен в твердой форме или в форме водной композиции. Предпочтительно, крахмал наносится в твердой форме. Полимер (П) соответственно наносится как водная композиция. Полимер (П) предпочтительно сначала добавляют к стружкам, а затем добавляют крахмал.
Настоящее изобретение также относится к продукту на основе древесины, получаемому по способу производства продукта на основе древесины.
Изобретение далее относится к продукту на основе древесины, включающему элементы материала на основе древесины, соединенные клеем, включающим крахмал и один или более полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы.
Продуктом на основе древесины по изобретению является соответственно ламинированный или облицовочный материал, такой как ламинированный настил, облицовочный настил, облицовочный мебельный материал, фанера, настенная панель, кровельная панель или ламинированный брус, или композитный продукт, такой как прессованная древесина, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты или плиты с ориентированными прядями. Предпочтительно, это - фанера, облицовочный мебельный материал, облицовочный настил, ламинированный настил или прессованная древесина.
В одном варианте осуществления изобретения продукт на основе древесины по изобретению включает один или больше слоев, соединенных одним или более клеевыми соединениями, включающими крахмал и один или более полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы.
В одном варианте продукт на основе древесины по изобретению включает композитный продукт, включающий древесные стружки, соединенные вместе клеем, включающим крахмал и один или более полимеров (П), содержащих ацетоацетоксигруппы. Композитный продукт соответственно включает от приблизительно 70 до приблизительно 98 вес.%, предпочтительно от приблизительно 80 до приблизительно 90 вес.% материала на основе древесины, от приблизительно 2 до приблизительно 25 вес.%, предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 15 вес.% крахмала, и от приблизительно 0,5 до приблизительно 10 вес.%, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 6 вес.% одного или большего количества полимеров (П), количества приведены в расчете на вес сухого композитного продукта.
Композитным продуктом является предпочтительно прессованная плита, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты или плиты с ориентированными прядями.
Количество крахмала в одном или большем количестве сухих адгезивних соединений в законченном продукте на основе древесины соответственно от приблизительно 10 до приблизительно 75 вес.%, предпочтительно от приблизительно 25 до приблизительно 65 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 40 до приблизительно 60 вес.%.
Количество одного или большего количества полимеров (П) в одном или большем количестве сухих клеевых соединений в законченном продукте на основе древесины соответственно от приблизительно 25 до приблизительно 90 вес.%, предпочтительно от приблизительно 35 до приблизительно 75 вес.%, наиболее предпочтительно от приблизительно 40 до приблизительно 60 вес.%.
Изобретение далее иллюстрировано посредством следующих неограничивающих примеров. Части и проценты относятся к весовым частям, соответственно весовым процентам, если иначе не заявлено.
ПРИМЕРЫ
Пример 1:
Клей на основе крахмала получали смешиванием 66 г водного раствора приблизительно 13 вес.% ацетоацетилированного поливинилового спирта (AAПВA) (Gohsefimer Z-220 от Nippon Gohsei), 5 г воды и 45 г кукурузного крахмала г (C*Gum NC 03432 от Cerestar, содержание влаги, 10%). Крахмал был частично гелирован перемешиванием смеси при 63°C в течение 20 минут. Содержание сухого клея измерено как 43 вес.%.
Пример 2:
Два облицовочных продукта были произведены наклеиванием 0,6-мм верхнего букового шпона на одну сторону плиты 15×15 см прессованной древесины. На плиты наносили 3,7 г адгезивной композиции по Примеру 1, и шпоны были прямо напрессованы на плиты в течение 1 минуты при 90 и 130°C, соответственно. Разрыв волокна (зубило) был испытан.
Таблица 1
Температура прессования (°C)
Разрыв волокна (%)
Тепло
Холод
90°C
0
10-15
130°C
90-100
100
Пример 3:
К 10 частям адгезивной композиции по Примеру 1 добавляли 0,4 части водного раствора приблизительно 7,5 вес.% (22 вес.% полного сухого содержания, включая противоионы и соли) поливиниламина (Lupamin 9095 от Basf). Облицовочные продукты были произведены наклеиванием 0,6-мм верхнего букового шпона на одну сторону плиты 15×15 см прессованной древесины. На плиты наносили 3,7 г адгезивной композиции по Примеру 1, и шпоны были прямо напрессованы на плиты в течение 1 минуты при 90 и 130°C, соответственно. Разрыв волокна (зубило) был испытан.
Таблица 2
Адгезивная композиция
Температура прессования (°C)
Разрыв волокна (%)
Тепло
Холод
крахмал + ААПВА + поливиниламин
90
5-10
80-90
крахмал + ААПВА + поливиниламин
130
100
100
Делается вывод, что добавление ААПВА в адгезивную композицию увеличивает прочность сцепления.
Пример 4:
В дальнейших испытаниях ту же самую адгезивную композицию как в Примере 1 наносили в количестве 3,34 г на прессованную древесную плиту и высушивали. Высушенный адгезивный слой был затем повторно увлажнен добавлением 1,18 г воды и затем облицован слоем бука по плите. Заготовку прессовали в течение 1 минуты при 130°C. Разрыв волокна (%) был испытан.
Таблица 3
Адгезивная композиция
Повторное увлажнение, вода (г)
Разрыв волокна (%)
крахмал + ААПВА (г)
Тепло
Холод
3,34
1,18
60-70
90-100
Пример 5
2
2
: Прессованную древесную плиту производят смешиванием 864 г древесных стружек, имеющих влагосодержание 2 вес.%, с 285 г адгезивной композиции, полученной смешиванием 259 г водного раствора приблизительно 17 вес.% ацетоацетилированного поливинилового спирта (AAПВА) (Gohsefimer Z-220 от Nippon Gohsei), 3 г воды и 138 кукурузного крахмала (C*Gum NC 03432 от Cerestar, 10% влагосодержания). Крахмал был частично гелирован перемешиванием смеси при 63°C в течение 20 минут. Стружечную смесь формовали в лист 30×30 см и прессовали при 185°C в течение трех минут в плиту толщиной 16 мм. Давление было 160 кг/см в течение 30 с, 40 кг/см в течение 2,5 минут и никакого давления в течение последних 30 с. Прочность при растяжении (внутренняя связь, ВС) была измерена при отрыве элементов 5×5 см, приклеенных к двум металлическим блокам. Набухание по толщине (TSW) и поглощение воды (АBS) были также измерены. Величину набухания измеряли, определяя степень набухания после того, как элемент 5×5 см был погружен в воду (20°C, 24 часа). Поглощение воды измеряли, определяя увеличение веса после того, как элемент 5×5 см был погружен в воду (20°C, 24 часа).
Значение ВС было 180 кПа, TSW, 55% и АBS (24 ч) были 165%.