Зв’язувальна речовина для склеювання матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна, спосіб його виготовлення й відповідний формувальний виріб

Є ще 5 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Зв'язувальна речовина для матеріалів на основі деревної стружки та/або деревного волокна, що містить конденсаційну смолу на базі альдегіду й додаткові добавки, яка відрізняється тим, що містить у собі реакційну водорозчинну добавку, яка включає суміш пептидів/амінокислот без вмісту високов'язких і нерозчинних у воді білків.

2. Зв'язувальна речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що пептиди й амінокислоти присутні у вищезгаданій суміші пептидів/амінокислот у масовому відношенні від 0,1:1 до 10:1.

3. Зв'язувальна речовина за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що реакційна добавка має молекулярно-масовий розподіл порядку 90 % від загальної кількості в межах від 0,13 до 50 кілодальтонів (кда) при середній молекулярній масі від 1 до 20 кда.

4. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вміст реакційного амінного азоту в реакційній добавці становить від 0,7 до 5 % сухої маси.

5. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-4, яка відрізняється тим, що виготовлення реакційної добавки передбачено з білковоподібної сировини тваринного походження у водному середовищі за допомогою термолізу високого тиску, що виробляється у два прийоми, при цьому на першій стадії використана температура від 140 до 190 °С і тиск від 10 до 50 бар при часі витримки від 5 до 60 хв., а на другій стадії цільова температура становить від 180 до 230 °С, тиск становить від 20 до 100 бар, а час витримки становить від 1 до 30 хв., при цьому час витримки зменшується від стадії до стадії.

6. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-5, яка відрізняється тим, що як альдегід використано формальдегід.

7. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-6, яка відрізняється тим, що як конденсаційну формальдегідну смолу переважно використано кожну із смол наступної групи та/або будь-яку їхню комбінацію: сечовиноформальдегідні, меламіноформальдегідні, меламіносечовиноформальдегідні, меламіносечовинофенолформальдегідні, фенолформальдегідні, феноломеламіноформальдегідні, фенолосечовиноформальдегідні, резорцинофенолформальдегідні, резорцинофенолосечовиноформальдегідні смоли.

8. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-7, яка відрізняється тим, що на 1-60 % від маси складається з реакційної добавки.

9. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-8, яка відрізняється тим, що на 2-50 % від маси складається з реакційної добавки.

10. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-9, яка відрізняється тим, що на 5-40 % від маси складається з реакційної добавки.

11. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-10, яка відрізняється тим, що як додаткові добавки використано гідрофобізатори, інгібітори горіння та/або фунгіциди, бактерициди, барвники, пігменти, інгібітори заходу, речовини-підсилювачі провідності, згущувачі, а також наповнювачі й розширювачі.

12. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-11, яка відрізняється тим, що як додаткові добавки містить термопластики, наприклад поліолефіни, полівінілхлорид, що зв'язують волокна, полівінілацетат та/або добавки на основі білків, лігнінів, танінів, полісахаридів, наприклад крохмаль, та/або поліуретани, а також полімерні діізоціанати, наприклад полімерні дифенілметандіізоціанати, а також будь-які їхні комбінації.

13. Спосіб виготовлення зв'язувальної речовини за п. 1, який відрізняється тим, що реакційна добавка вбудована в конденсаційну смолу на базі альдегіду за допомогою хімічної конденсації в процесі виготовлення смоли та/або додана після виготовлення смоли та/або безпосередньо перед переробкою зв'язувальної речовини за допомогою перемелювання або змішування в рідкій фазі, або за допомогою інших підходящих процедур змішування.

14. Формувальний виріб з деревної стружки та/або деревного волокна, який відрізняється тим, що містить у собі зв'язувальну речовину за п. 1.

Текст

Реферат: Винахід належить до зв'язувальних речовин для одержання матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна. Задачею винаходу є створення зв'язувальної речовини для виготовлення й склеювання матеріалів на основі деревної стружки та/або деревного волокна, при цьому пропонована зв'язувальна речовина повинна містити натуральні білкові компоненти, а також повинна бути економічною у виготовленні й використанні. Пропонована зв'язувальна речовина для матеріалів на основі деревної стружки та/або деревного волокна містить конденсаційну смолу на основі альдегіду й додаткові добавки та характеризується наявністю реакційної водорозчинної добавки, що містить суміш пептидів/амінокислот без вмісту високов'язких і нерозчинних у воді білків. Винахід також стосується способу виготовлення вищезгаданої зв'язувальної речовини та формувального виробу з деревної стружки та/або деревного волокна, який містить зв'язувальну вищезгадану речовину . UA 99939 C2 (12) UA 99939 C2 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід відноситься до зв'язувальних речовин для одержання матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна, при цьому пропонована зв'язувальна речовина використовується для виготовлення й склеювання матеріалів на базі деревного борошна, деревної стружки, деревної шпони, а також цільнодерев'яних матеріалів й/або матеріалів на основі деревного й/або рослинного волокна, наприклад, з однолітніх або багаторічних рослин. При цьому виходить матеріал у вигляді дощок, плит, килимів або формувальних виробів, що складається з дерев'яних й/або рослинних часток будь-якої форми й консистенції, наприклад, деревностружечна плита (ДСП), фанерна плита, цільнодерев'яна плита, плита на базі стружки, зокрема, орієнтовано-стружечна плита (ОСП), багатошарова стружечна плита (МСП) або плита на основі шпони, наприклад, багатошаровий брус зі шпони (МБШ), а також клеєна фанера. Також можна одержувати такі дерев'яні матеріали, як волокнисті плити, волокнисті килими, у тому числі з ізоляційними властивостями, і одержувані з них формувальні вироби, а також комбінації окремих матеріалів; варто мати на увазі, що вищевказані вироби не являють собою оціночного опису можливих варіантів використання пропонованої зв'язувальної речовини. У цей час для одержання подібних матеріалів, практично, завжди використаються синтетичні зв'язувальні речовини. Відповідно до кількісних оцінок, найбільш значна частина зв'язувальних речовин, що використовуються на території Європи, близько 6 мільйонів тонн у рік (оцінка для рідкої форми поставки), являє собою різні конденсаційні формальдегідні смоли, наприклад, сечовиноформальдегідні (СЧФ), меламіно-формальдегідні (МЛФ), меламіно-сечовино-формальдегідні (ММФ), меламіно-сечовино-фенолформальдегідні (МСФФ), фенолформальдегідні (ФФ), фенолмеламіно-формальдегідні (ФМЛФ), фенол-сечовино-формальдегідні (ФСЧФ), резорцинофенолформальдегідні (РФФ), резорцино-фенол-сечовино-формальдегідні (РФСФ) смоли, а також суміші перерахованих вище смол. Також використовуються, хоча й у значно меншому ступені, речовини, що клеять, із групи поліуретанів й, так званих, полімерних дифенілметандиізоцианатів (ДМДЦ), а також термопластичні зв'язувальні речовини, наприклад, на базі поліолефінів, полівінілхлориду, термопластичних єднальних волокон, полівінілацетатів і полівінілспиртів. Зокрема, достоїнствами синтетичних зв'язувальних речовин є можливість здійснювати спрямований вплив на властивості одержуваного матеріалу й потенційно висока ефективність виробництва таких речовин, а також існуюча нечутливість об'єктів нерухомості до основних видів хімічної сировини, особливо в контексті тимчасових або сезонних умов. Явним недоліком синтетичних зв'язувальних речовин є той факт, що вихідні матеріали, необхідні для їхнього одержання, є продуктом переробки нафти, природного газу або вугілля. Запас цих ресурсів обмежений, а їхня ціна й доступність піддаються різким коливанням у зв'язку з економічними й соціально-політичними змінами останнього років, а також через глобалізацію, що підсилюється. Ріст цін, який спостерігається протягом тривалих періодів, продовжиться й далі через постійно зростаюче світове споживання нафти, природного газу й вугілля, і можливого дефіциту ресурсів. Отже, з погляду екології, а також для підтримки довгострокової невиснажливої економіки природних ресурсів, дбайливий обіг із цими обмеженими ресурсами й пошук альтернативних джерел повинен бути високоприорітетним завданням. Останнім часом росте число спроб переробляти, продавати й використати натуральні зв'язувальні речовини на тваринній і рослинній основі. Подібні натуральні зв'язувальні речовини були відомі ще із древніх часів і використалися протягом багатьох століть. У даному контексті варто навести як приклад клеї й речовини, що клеять, одержувані на основі сполучних тканин тварин (наприклад, глютиновий клей), молочних білків (наприклад, казеїновий клей) або водорозчинних білків (наприклад, альбуміновий клей із крові). Протягом багатьох років розробляються альтернативні зв'язувальні речовини, натуральні й з поліпшеними властивостями, наприклад, зв'язувальні речовини на основі поліфенольних компонентів деревини (наприклад, танін), різних видів лігніну, рослинних білків (наприклад, соя й пшениця), крохмалю й цукру й т.д. - цей список містить лише кілька прикладів і не претендує на повноту. На цю тему є безліч публікацій, наприклад, М. Dunky й P. Niemz: Holzwerkstoffe und Leime; Technologie und Einfluftfaktoren, Springer-Verlag Heidelberg, 2002. Незважаючи на всі зусилля дослідників, у натуральних зв'язувальних речовин усе ще присутні істотні недоліки, які, в основному, відносяться до їхніх технологічних властивостей, параметрам використання, що досягають властивостям одержуваних з їхньою допомогою матеріалів, а також до їхньої структури собівартості. 1 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Так, зокрема, у промисловому виготовленні плит використання натуральних зв'язувальних речовин, замість синтетичних, вимагає набагато більших тимчасових витрат на пресування. Крім того, більшість одержуваних натуральних компонентів не мають строго заданого складу, що істотно обмежує область їхнього застосування й ускладнює відтворення важливих характеристик матеріалів, одержуваних за допомогою виробів, що містять такі натуральні компоненти. Тому набагато більше ефективним представляється сполучати натуральні зв'язувальні речовини із синтетичними. Так, пшеничне й житнє борошно протягом уже декількох десятків років використаються в клейових ваннах при виробництві клеєної фанери, як розширники, так і для посилення міцності клейового з'єднання. Хоча галузь застосування натуральних зв'язувальних речовин і виробів обмежена, вони міцно закріпили за собою функцію наповнювачів і розширників синтетичних клеїв. Однак при використанні наповнювачів і розширників на основі натуральної сировини, у більшості випадків варто вважати, що ефективного хімічного вбудовування не буде, як не буде й хімічного зв'язування із синтетичною зв'язувальною речовиною, і основні хімічні зв'язки формуватися не будуть. Можна припустити лише можливість їхнього механічного закріплення у вулканізаційних ґратах синтетичного зв'язувальної речовини або ж часткового зв'язування за допомогою побічних валентностей. Тому набагато більше логічним представляється активне вбудовування натуральних зв'язувальних речовин або виробів у системи синтетичних зв'язувальних речовин для утворення прямих хімічних зв'язків. У цьому випадку мають на увазі, що речовини, які використовуються, засновані на натуральній сировині, будуть виконувати не тільки роль досить пасивних наповнювачів і розширників, але й будуть вносити прямий вклад у якості активного сполучного агента. Це також послужить важливим стимулом для ринку праці, створюючи додаткові робочі місця в сільському господарстві, дозволить зберегти ресурси й мінімізувати використання речовин, які в екологічному плані вважаються небезпечними (наприклад, формальдегід). Виділення формальдегіду з готових матеріалів і виробів, аналогічних вищезгаданим виробам з дерева, можна скоротити до дуже малих кількостей, завдяки порівняно добре відомій здатності білків зв'язувати формальдегід. Відомо, що деякі натуральні речовини, зокрема деревина, містять формальдегід, утворений природно - цей факт докладно описаний у різних публікаціях (наприклад, В. Meyer й С. Böhme, Holz- und Kunststoffverarb. 29 (1994) 1258 - 1259; а також Holz Zentr. Bl. 120 (1994) 1969 - 1972; і Holz Roh. Werkst. 53 (1995) 135). Підходящі речовини, в основі яких лежить природна поновлювана сировина, можуть сильно розрізнятися по своїх хімічних властивостях. Таніни й лігніни різного походження засновані на базових фенольних з'єднаннях і його похідних; білки, залежно від їхнього походження, складаються з різних амінокислот; інші можливі варіанти речовин засновані на крохмалі й цукрах/вуглеводнях. Зокрема, білки на основі рослинної сировини останнім часом досліджуються особливо докладно і є багатообіцяючими з'єднаннями для різних варіантів використання, а також для безпосереднього хімічного вбудовування в різні синтетичні єднальні речовини. В останні роки вдалося досягти значного поліпшення властивостей, завдяки конденсуванню компонентів рослинних білків, наприклад, у фенольних смолах. Широкі результати даних досліджень описані в ЕР 1318000. При цьому аміногрупи білків реагують із формальдегідом і зшиваються з метилольними групами фенольної смоли. Однак, незважаючи на значні досягнення в області поліпшення властивостей базових синтетичних зв'язувальних речовин, як і раніше є один недолік: через порівняно високу молекулярну вагу таких речовин раніше використовувані білкові компоненти на рослинній основі, які раніше використовувались, мають невідповідною, порівняно високою в'язкістю, що перевищує 600 мПа с при температурі 20°С у рідкій формі. Більшість конденсаційних смол, особливо сечовино-формальдегідні, меламіно-сечовиноформальдегідні й меламіно- сечовино-фенолформальдегідні смоли, використаються при вмісті смоли близько 65%, а отже, надлишки води, які попадають у клейову систему разом з такими натуральними компонентами, доводиться забирати, витрачаючи на це багато часу й зусиль, що також обмежує можливості вбудовування шляхом конденсації, і звужує коло досяжних властивостей виробів, одержуваних з матеріалів, що виготовляють за допомогою таких зв'язувальних речовин. У результаті інтенсивного паротворення, високий вміст води у використовуваних зв'язувальних речовинах приводить до проблем технологічного характеру при виготовленні різних матеріалів, наприклад, дощок різноманітної форми, у результат чого страждає якість виготовлення таких дощок. Ще одним недоліком є затримка хімічного 2 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формування в результаті зсуву хімічної рівноваги (що, як правило, досягається) від вулканізованих структур до вихідних хімічних матеріалів. Більше широке застосування речовин і матеріалів на базі натуральної сировини у виготовленні зв'язувальних речовин усе ще натрапляє на ряд проблем й упереджень, поза залежністю від типу зв'язувальної речовини - це може бути чиста зв'язувальна речовина на основі вищезгаданої натуральної сировини, або суміші або реакційні суміші різних синтетичних зв'язувальних речовин й їхніх компонентів. У цілому, вартість виготовлення подібних натуральних або частково натуральних зв'язувальних речовин звичайно значно вище, ніж у синтетичних, а із приводу деяких параметрів (наприклад, токсичність і біорозкладання) фахівці усе ще не прийшли до єдиної думки. Для багатьох типів натуральних зв'язувальних речовин дотепер не досягнутий прийнятний рівень технологій, ні в тім, що стосується властивостей самих зв'язувальних речовин, ні відносно застосування й характеристик виробів, що одержуються з їхньою допомогою. Крім того, як і раніше є значні регіональні розходження в методах виробництва, властивостях і застосуванні подібних натуральних зв'язувальних речовин. Також у деяких випадках виявляється необхідним довести можливість безперервного надходження на ринок натуральних зв'язувальних речовин незмінної якості, особливо в певних географічних, кліматичних або врожайних умовах. Крім того, у зв'язувальних речовин, а також їхніх компонентах, в основі яких лежить натуральна сировина, часто є певний недолік - більше низька реакційна здатність у порівнянні з різними синтетичними зв'язувальними речовинами, що порозумівається меншою кількістю реакціонноздібних ділянок у молекулі й більше складною хімічною структурою, що приводить до уповільнення процесу вулканізації. Зниження числа реакціонноздібних груп і ділянок скорочує ступінь зшивання, знижуючи тим самим густоту сітки, що може привести до погіршення механічних і фізичних характеристик, наприклад, понизити міцність. Відповідно, завданням винаходу є створення зв'язувальної речовини для виготовлення й склеювання матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна, при цьому пропонована зв'язувальна речовина повинна містити натуральні білкові компоненти й мати значно меншу кількість недоліків із числа присутніх у попередньому рівні техніки, або зовсім не мати таких, а також повинна бути економічною у виготовленні й використанні. Зокрема, це відноситься до зв'язувальної речовини, що повинна мати широкий спектр зміни в'язкості без необхідності регулювати надто високий вміст води. Крім того, білковий компонент вищезгаданої зв'язувальної речовини повинен мати високу реакційну здатність, що дозволяє досягати високої щільності зшивання. Відповідно до винаходу, пропонована зв'язувальна речовина для матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна містить конденсаційну смолу на базі альдегіду й додаткові добавки, і відрізняється наявністю реакційної водорозчинної добавки, що містить суміш пептидів/амінокислот без змісту високов'язких і нерозчинних у воді білків (наприклад, колагену), при цьому під фразою "без змісту" мається на увазі "без значного змісту". Значний зміст таких білків негативно впливає на розчинність у воді й в'язкість вищезгаданої реакційної добавки. Під "водорозчинністю" мається на увазі здатність реакційної добавки розчинятися у воді як мінімум на 94% при температурі 20 С. Найчастіше водорозчинність наближається до 100%. Спосіб виготовлення пропонованої зв'язувальної речовини відрізняється тим, що реакційна добавка вбудовується в конденсаційну смолу на базі альдегіду за допомогою хімічної конденсації в процесі виготовлення смоли й/або додається після виготовлення смоли й/або безпосередньо перед переробкою зв'язувальної речовини за допомогою перемелювання або змішування в рідкій фазі, або за допомогою інших підходящих процедур змішування. Застосування пропонованої зв'язувальної речовини дозволяє виготовляти формувальні вироби на основі деревної стружки й/або деревного волокна. Кращі варіанти розвитку пропонованого зв'язувальної речовини описані в залежних пунктах формули винаходу. В одному із кращих варіантів розвитку пропонованої зв'язувальної речовини пептиди й амінокислоти присутні у вищезгаданій суміші пептидів/амінокислот у масовому співвідношенні від 0,1:1 до 10:1. Інший варіант розвитку пропонованої зв'язувальної речовини відрізняється тим, що реакційна добавка має молекулярно-масовий розподіл порядку 90% від загальної кількості в межах від 0,13 до 50 килодальтонів (кда) при середній молекулярній масі в межах від 1 до 20 кда. В одному із кращих варіантів розвитку пропонованої зв'язувальної речовини зміст реакційного амінного азоту в реакційній добавці становить від 0,7 до 5% сухої маси. 3 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ще в одному варіанті здійснення винаходу передбачається виготовлення реакційної добавки з білковоподібної сировини тваринного походження у водному середовищі за допомогою термолізу високого тиску, що виконується у два прийоми, при цьому на першій стадії використається температура від 140 до 190 С і тиск від 10 до 50 бар при часі витримки від 5 до 60 хв., а на другій стадії цільова температура становить від 180 до 230 С, тиск становить від 20 до 100 бар, а час витримки рівняється від 1 до 30 хв., при цьому час витримки зменшується від стадії до стадії. В одному з варіантів здійснення винаходу як альдегід використається формальдегід. Інший варіант здійснення винаходу відрізняється тим, що в якості конденсаційної формальдегідної смоли переважно використається кожна зі смол наступної групи й/або будьяка їхня комбінація: сечовино-формальдегідні (СЧФ), меламіно- формальдегідні (МЛФ), меламіно- сечовино -формальдегідні (МСФ), меламіно- сечовино -фенолформальдегідні (МСФФ), фенолформальдегідні (ФФ), фенол-меламіно-формальдегідні (МФЧФ), фенолсечовино -формальдегідні (РФФ), резорцино-фенолформальдегідні (РФФ), резорцино-фенолсечовино -формальдегідні (РФМФ) смоли. В одному з варіантів розвитку винаходу зв'язувальна речовина на 1 -60% від маси складається з реакційної добавки. В іншому варіанті розвитку винаходу зв'язувальна речовина на 2-50% від маси складається з реакційної добавки. У наступному варіанті розвитку винаходу зв'язувальна речовина на 5-40% від маси складається з реакційної добавки. Один з варіантів здійснення пропонованого зв'язувальної речовини відрізняється тим, що як додаткові добавки використаються гідрофобізатори, інгібітори горіння й/або фунгіциди, бактерициди, барвники, пігменти, інгібітори запаху, речовини-підсилювачі провідності, згущувачі, а також наповнювачі й розширники. В іншому варіанті здійснення винаходу до складу зв'язувальної речовини як додаткові добавки входять термопластики, наприклад, поліолефіни, полівінілхлорид, що зв'язують волокна, полівінілацетат й/або добавки на основі білків, лігнінів, танінів, полісахаридів (наприклад, крохмаль) і/або поліуретани, а також полімерні диізоціанати (наприклад, полімерні дифенілметандиізоціанати), а також будь-які їхні комбінації. Було виявлено, що краще вбудовувати використовувані реакційні добавки методом конденсації у відповідну зв'язувальну речовину із групи конденсаційних смол на базі альдегідів, зокрема, формальдегіду, у процесі виготовлення вищезгаданого зв'язувальної речовини. Важливою частиною описуваної тут технології є той факт, що реакційна добавка хімічно вбудовується в синтетичну зв'язувальну речовину в процесі його виготовлення завдяки великому числу своїх реакціонноздатних груп, або ж, якщо суміш пептидів/амінокислот додають у готову синтетичну смолу й/або безпосередньо перед переробкою синтетичної смоли під час її хімічної вулканізації за допомогою своїх реакціонноздатних груп реагує із синтетичною смолою для хімічного вбудовування. В найкращому варіанті здійснення винаходу обсяг пептидів й амінокислот з молекулярною масою менш 10 кда повинен становити 80%, а в найбільш кращому варіанті здійснення - більше 90%. Масові частки всіх компонентів у сумі дають 100%. Реакційна добавка може використовуватися як у вигляді водяного розчину, так і піддаватися розпилювальному сушінню. Сушіння розпиленням має важливу перевагу: суміш пептидів/амінокислот стає надзвичайно стійкою при зберіганні. Її можна використовувати як сильно водорозчинний порошок при виготовленні синтетичної конденсаційної смоли, а також як порошкоподібну добавку при перемелюванні й/або іншій переробці конденсаційних смол на основі альдегідів, наприклад, формальдегіду, таких як новолачні смоли й тверді резольні смоли, або в процесі введення добавок разом з висушеними розпиленням синтетичними продуктами конденсації, наприклад, сечовино-формальдегідними, меламіно-формальдегідними й фенолформальдегідними смолами, або іншими продуктами конденсації на основі альдегідів. Крім того, пропонована зв'язувальна речовина, отримана з використанням вищезгаданої суміші пептидів/амінокислот, може опціонально доповнюватися іншими натуральними або синтетичними компонентами для досягнення певних характеристик (наприклад, для посилення міцності клейового з'єднання, для регулювання в'язкості й т.д.). Вищезгадане доповнення може здійснюватися під час виготовлення пропонованої зв'язувальної речовини, додаватися в готову зв'язувальну речовину або безпосередньо перед або під час переробки зв'язувальної речовини. Для більше повного розуміння й демонстрації пропонованої зв'язувальної речовини, а також властивостей матеріалів, одержуваних з її допомогою, нижче приводиться докладний опис із посиланням на прикладені креслення, на яких: 4 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Фіг. 1 демонструє порівняльний аналіз молекулярно-масового розподілу білка пшениці (БП1) і реакційної добавки; Фіг. 2 демонструє порівняльний аналіз змісту білків/поліпептидів у білку пшениці (БП1) і в реакційній добавці; Фіг. З демонструє значення деяких характеристик матеріалу для ДВПВП (деревоволокнистої плити високої щільності), виготовленої за лабораторною технологією (високотемпературний режим 220 С, фактор часу стиску 15 сек/мм); Фіг. 4 демонструє значення деяких характеристик матеріалу для деревостружечної плити, виготовленої за лабораторною технологією (високотемпературний режим 220 С, фактор часу стиску 9 сек/мм); Фіг. 5 демонструє значення деяких характеристик матеріалу для деревостружечної плити, виготовленої за лабораторною технологією (високотемпературний режим 220 С, фактор часу стиску 15 сек/мм). Переваги використовуваної в даному винаході реакційної добавки полягають, зокрема, у тім, що сировина переробляється набагато інтенсивніше, у результаті чого молекулярна маса виявляється значно нижче, ніж, наприклад, у білків пшениці, які часто використовуються для цих цілей. Для порівняння, на фіг. 1 показаний коефіцієнт дроблення пептиду, обмірюваний за допомогою гель-проникаючої хроматографії. БП1 відповідає клею з білка пшениці (пшенична клейковина Gluvital 21000), що є побічним продуктом традиційного виробництва крохмалю (методом рідкої обробки) з високим потенціалом. Як правило, цей продукт представлений у вигляді порошку й містить порядку 80% (сухої маси) нерозчинних у воді білків. Розчинені в лужному середовищі зв'язувальні речовини, отримані за допомогою даного продукту, дозволили виготовити дерев'яні панелі з непоганим показником міцності в сухому стані, показниками виділення формальдегіду в межах норми для природного дерева й недостатньою вологостійкістю клейового шва. Крім того, високий зміст води в складі БІТІ зв'язувальної речовини робить досяжний час пресування неекономічним (див., наприклад, Krug, D.; Sirch, H.J: Protein als Kleber; Anteilige PF-Harz-Substitution moglich. Holz-Zent.bl. 125 (1999), 773). Молекулярно-масовий розподіл визначався на системі Pharmacia зі стовпчиком довжиною 60 див, діаметром 1,6 див й обсягом 60,3 мол. Детектування робили з довжиною хвилі 280 нм. Як нерухому фазу використали матеріал Sephadex G-100 (діапазон поділу: від 1 до 150 кда). Як рухливу фазу використали натрій-фосфатний буфер (НФБ). Як стандарт для калібрування визначення розміру молекул використали стандарти для гель-хроматографії BioRad. Два вищевказаних продукти також значно розрізняються й у розчинних компонентах, і в змісті білків/поліпептидів (див. фіг. 2). Висушена розпиленням реакційна добавка повторно розчиняється у воді на 100%, і при використанні висушених розпиленням продуктів не вводиться додаткової води. Приклад 1. Виготовлення зв'язувальних речовин. (і) Вихідний матеріал (синтетична смола). При виготовленні фенольних смол для деревообробної промисловості використовується більша кількість формальдегіду в порівнянні з фенолом, тобто більше 1 моль формальдегіду на 1 моль фенолу. Як правило, молярне відношення фенолу до формальдегіду становить приблизно 1:2,3 або 1:2,4. Для демонстрації переваг пропонованої зв'язувальної речовини в прикладі 1 щораз використалося молярне відношення фенолу до формальдегіду, рівне 1:2,8. (і) одержували без реакційної добавки. Для порівняння також перевірили суміш (і) з реакційною добавкою, тобто (іі). Реакційну добавку вбудовували в пропоновану зв'язувальну речовину (ііі) за допомогою конденсації в процесі виробництва, при цьому, ґрунтуючись на твердій смолі зв'язувальної речовини (ііі), у твердому виді включається близько 22% реакційної добавки. Вихідний матеріал (синтетична смола) (і) і пропонована зв'язувальна речовина (ііі) характеризуються наступними значеннями: 5 UA 99939 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Результати виготовлення плит. Виготовлення ДВПВП (деревоволокнистої плити високої щільності) за допомогою фенолформальдегідної пептидної зв'язувальної речовини. Як сполучні речовини використали (і) вихідний матеріал (синтетична смола), (іі) суміш вихідного матеріалу із сумішшю пептидів/амінокислот (реакційна добавка), і (ііі) смолу, що одержували з молярним співвідношенням, аналогічним (і), за допомогою вбудовування ANiPEPT FF-M методом конденсації. Порівняльні тести були виконані з аналогічним порядком величини використовуваної зв'язувальної речовини (див. фіг. 3). Із приклада очевидно, що запропонована комбінація дозволяє досягти цілком порівнянних механічних характеристик одержуваних плит. Добре видний напрочуд сприятливий і несподіваний побічний ефект, що демонструє значне поліпшення вбудовування натуральних структур у підсумковій зв'язувальній речовині в порівнянні з попереднім рівнем техніки. У результаті високого молярного відношення в базовій фенолформальдегідній смолі відзначається клас емісії вищий за середній. Зокрема, при вбудовуванні суміші пептидів/амінокислот (реакційної добавки) методом конденсації в базову фенолформальдегідну смолу з таким же молярним відношенням фенолу до формальдегіду, виявляються значні поліпшення в тім, що стосується наступного виділення вільного формальдегіду, які обумовлені практично повним вбудовуванням усього присутнього в сполучній системі формальдегіду в структуру вулканізованої смоли, що дозволяє на порядок знизити потенційну емісію формальдегіду. Приклад 2. Виготовлення древостружечних плит за допомогою сечовино-формальдегідної пептидної зв'язувальної речовини (див. фіг. 4). Як сполучні речовини використали (iv) синтетичну фенолформальдегідну смолу з молярним відношенням сечовини до формальдегіду від 1:1,2, (v) суміш вихідного матеріалу (синтетична смола) із сумішшю пептидів/амінокислот (реакційна добавка), і (vi) смолу, що підготовляли за допомогою вбудовування суміші пептидів/амінокислот (реакційної добавки) у вихідний матеріал (і) методом конденсації. Порівняльні тести були виконані з аналогічним порядком величини використовуваної зв'язувальної речовини. У смол, модифікованих за допомогою суміші пептидом/амінокислот, міцність на поперечне розтягання знижується. Для поліпшення їхніх властивостей можна використати більше інтенсивну вулканізацію (збільшити потужність або використати більшу кількість агента, що вулканізує) або змінити умови процесу (збільшити час пресування й/або температуру пресування). Як й у прикладі 1, наступна емісія формальдегіду для плит, склеєних за допомогою вихідного матеріалу (смола), у прикладі 2 також зменшується, особливо при використанні пропонованої зв'язувальної речовини, одержуваної вбудовуванням суміші пептидів/амінокислот (реакційної добавки) у вихідний матеріал (смола), що видно при порівнянні класів емісії, обмірюваних для плит у відповідності зі стандартом EN 120. 6 UA 99939 C2 5 Приклад 3 Використання суміші пептидів/амінокислот (реакційної добавки) без синтетичного сполучного компонента в деревообробній промисловості (див. фіг. 5). При виготовленні плит, що тестуються, без використання синтетичного сполучного компонента (збільшений час пресування, оптимізація відсутня) виходить дуже низька міцність. Однак варто відзначити дуже низький зміст формальдегіду (клас емісії), що перебуває в межах норми для природного дерева. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Зв'язувальна речовина для матеріалів на основі деревної стружки та/або деревного волокна, що містить конденсаційну смолу на базі альдегіду й додаткові добавки, яка відрізняється тим, що містить у собі реакційну водорозчинну добавку, яка включає суміш пептидів/амінокислот без вмісту високов'язких і нерозчинних у воді білків. 2. Зв'язувальна речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що пептиди й амінокислоти присутні у вищезгаданій суміші пептидів/амінокислот у масовому відношенні від 0,1:1 до 10:1. 3. Зв'язувальна речовина за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що реакційна добавка має молекулярно-масовий розподіл порядку 90 % від загальної кількості в межах від 0,13 до 50 кілодальтонів (кда) при середній молекулярній масі від 1 до 20 кда. 4. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вміст реакційного амінного азоту в реакційній добавці становить від 0,7 до 5 % сухої маси. 5. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-4, яка відрізняється тим, що виготовлення реакційної добавки передбачено з білковоподібної сировини тваринного походження у водному середовищі за допомогою термолізу високого тиску, що виробляється у два прийоми, при цьому на першій стадії використана температура від 140 до 190 С і тиск від 10 до 50 бар при часі витримки від 5 до 60 хв., а на другій стадії цільова температура становить від 180 до 230 С, тиск становить від 20 до 100 бар, а час витримки становить від 1 до 30 хв., при цьому час витримки зменшується від стадії до стадії. 6. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-5, яка відрізняється тим, що як альдегід використано формальдегід. 7. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-6, яка відрізняється тим, що як конденсаційну формальдегідну смолу переважно використано кожну із смол наступної групи та/або будь-яку їхню комбінацію: сечовиноформальдегідні, меламіноформальдегідні, меламіносечовиноформальдегідні, меламіносечовинофенолформальдегідні, фенолформальдегідні, феноломеламіноформальдегідні, фенолосечовиноформальдегідні, резорцинофенолформальдегідні, резорцинофенолосечовиноформальдегідні смоли. 8. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-7, яка відрізняється тим, що на 1-60 % від маси складається з реакційної добавки. 9. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-8, яка відрізняється тим, що на 2-50 % від маси складається з реакційної добавки. 10. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-9, яка відрізняється тим, що на 5-40 % від маси складається з реакційної добавки. 11. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-10, яка відрізняється тим, що як додаткові добавки використано гідрофобізатори, інгібітори горіння та/або фунгіциди, бактерициди, барвники, пігменти, інгібітори заходу, речовини-підсилювачі провідності, згущувачі, а також наповнювачі й розширювачі. 12. Зв'язувальна речовина за будь-яким із пп. 1-11, яка відрізняється тим, що як додаткові добавки містить термопластики, наприклад поліолефіни, полівінілхлорид, що зв'язують волокна, полівінілацетат та/або добавки на основі білків, лігнінів, танінів, полісахаридів, наприклад крохмаль, та/або поліуретани, а також полімерні діізоціанати, наприклад полімерні дифенілметандіізоціанати, а також будь-які їхні комбінації. 13. Спосіб виготовлення зв'язувальної речовини за п. 1, який відрізняється тим, що реакційна добавка вбудована в конденсаційну смолу на базі альдегіду за допомогою хімічної конденсації в процесі виготовлення смоли та/або додана після виготовлення смоли та/або безпосередньо перед переробкою зв'язувальної речовини за допомогою перемелювання або змішування в рідкій фазі, або за допомогою інших підходящих процедур змішування. 14. Формувальний виріб з деревної стружки та/або деревного волокна, який відрізняється тим, що містить у собі зв'язувальну речовину за п. 1. 7 UA 99939 C2 8 UA 99939 C2 9 UA 99939 C2 10 UA 99939 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Binder for producing materials based on wood chips and/or wood fibers, method of its manufacture and appropriate molded article

Автори англійською

Van Herwijnen, Hendrikus W. G., Heep, Wolfgang, Krug, Detlef, Weber, Andreas, Hohling, Axel, Schultze, Maria

Назва патенту російською

Связующее вещество для склеивания материалов на основе древесной стружки и/или древесного волокна, способ его изготовления и соответствующее формовое изделие

Автори російською

Ван Хервайнен Хендрикус В. Г., Хееп Вольфганг, Круг Детлеф, Вебер Андреас, Хьохлинг Аксел, Шултце Мария

МПК / Мітки

МПК: C09J 161/00, C08K 5/17, B27N 3/00, C08L 61/00, C08L 97/00, C09J 189/00

Мітки: спосіб, стружки, деревного, склеювання, виріб, волокна, зв'язувальна, матеріалів, речовина, виготовлення, деревної, основі, відповідний, формувальній

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/13-99939-zvyazuvalna-rechovina-dlya-skleyuvannya-materialiv-na-osnovi-derevno-struzhki-jj-abo-derevnogo-volokna-sposib-jjogo-vigotovlennya-jj-vidpovidnijj-formuvalnijj-virib.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Зв’язувальна речовина для склеювання матеріалів на основі деревної стружки й/або деревного волокна, спосіб його виготовлення й відповідний формувальний виріб</a>

Подібні патенти