КЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТА Российский патент 1999 года по МПК C09J131/04 

Данная заявка является частичным продолжением заявки с порядковым номером 08/688.932, поданной 31 июля 1996 г.

Изобретение относится к клеям на основе эмульсии поливинилацетата для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги сплошной окраски и с узором с прессованной древесиной. Клей на основе эмульсии поливинилацетата обладает достаточной прочностью клеевого соединения во влажном состоянии, чтобы удерживать листы обработанной меламином бумаги на верхней и нижней поверхностях листов прессованной древесины, когда эти панели движутся через зону нагрева и прессования. Данный клей по существу устраняет растрескивание вследствие напряжения бумаги, обработанной отвержденной меламиновой смолой, на этих панелях. Данный клей по существу устраняет сморщивание и краевое и угловое отслаивание, возникающие во время движения этих панелей через зону нагрева и прессования. Кроме того, этот клей связывает обработанную меламиноформальдегидной смолой бумагу с прессованной древесиной с большей силой сцепления, чем внутренняя прочность прессованной древесины. Таким образом, обработанная меламиноформальдегидной смолой бумага не будет отделяться от прессованной древесины, если не будет приложена сила, достаточная для вырывания кусков прессованной древесины.

Слоистый пластик, формуемый при повышенном давлении, можно адгезионно связать с материалом подложки, таким как фанера, древесностружечная плита, прессованная древесина, асбестоцементный лист и т.п., чтобы придать им дополнительную прочность и жесткость при их предполагаемом применении для целей строительства. Как правило, в процессе связывания в качестве начальной стадии требуется шлифовка задней поверхности слоистого пластика, чтобы обеспечить надлежащее сцепление между слоистым пластиком и клеем, используемым при связывании слоистого пластика и материала подложки. Стадия шлифовки увеличивает производственные затраты для слоистого пластика. Слоистые пластики являются относительно негибкими, после того как содержащиеся в них смолы были отверждены во время процесса формования слоистых пластиков. Тонкие слоистые пластики (например, слоистые пластики, содержащие только верхний лист, декоративный лист и один лист крафт-бумаги или облицовочного картона) особенно подвержены повреждению во время операции шлифовки вследствие их хрупкости после наслаивания. Потребность в шлифовке можно обойти путем покрытия слоя подложки термореактивным клеем. Полученный слоистый пластик способен легко приклеиваться к подложкам обычными клеями (Hosmer и др., патент США 4258103).

Пригодная клеевая композиция содержит эластомер сложного сополиэфира и совместимую низкомолекулярную термопластичную смолу. Эластомер сложного сополиэфира обладает улучшенной адгезией, в особенности при высоких температурах и при большом приложенном напряжении. Эластомер сложного сополиэфира состоит в основном из множества повторяющихся короткоцепных сложноэфирных звеньев и длинноцепных сложноэфирных звеньев, соединенных через сложноэфирные связи. Эти клеевые композиции продемонстрировали улучшенную адгезию к многим подложкам, включая трудно приклеиваемые подложки, такие как меламиноформальдегидные слоистые пластики. Этот клей также может содержать тетрабутилтитанат марки Tyzor, продаваемый E.I. du Font de Nemours and Company, Inc. (Edinger, патент США 4247427).

Клеи, эффективные под прессом и составленные с применением органически функциональных силановых добавок, обладают улучшенной адгезией, в особенности к системам модифицированных силанами акриловых/меламиновых красок (Fisher и др., патент США 5354600).

Декоративная бумага сплошной окраски и с узором может быть изготовлена с покрытием из меламиноформальдегидной смолы на ее поверхности износа. Декоративная бумага сплошной окраски и с узором, пригодная для изготовления декоративного слоистого пластика, формуемого при высоком и низком давлениях, пригодна для получения бумаги с меламиноформальдегидным покрытием. Для прочности ее пропитывают смолой. Ее можно адгезионно связать с подложкой, такой как прессованная древесина.

Меламинoформальдегидной смолой пропитывают верхний слой, и ее частично отверждают путем пропускания пропитанного смолой верхнего слоя через печь. Верхний слой размещают на декоративной бумаге сплошной окраски или с узором, которая не была пропитана смолой, и наслаивают их вместе при давлениях примерно 300-2000 фунт/дюйм² (20-136 бар) и предпочтительно примерно 750-1500 фунт/дюйм² (51-102 бар).

Композицию смолы регулируют для ограничения течения, когда частично отвержденную смолу в верхнем слое наслаивают на декоративную бумагу, которая не была пропитана смолой. Смола из верхнего слоя должна протечь через декоративную бумагу для ее пропитки и придания ей прочности. Поток должен быть ограничен так, чтобы декоративная сторона слоистого пластика имела требуемые характеристики по износу и декоративности. Количество смолы на противоположной стороне слоистого пластика, который должен быть адгезионно связан с подложкой, ограничено.

Покрытую меламиноформальдегидной смолой декоративную бумагу сплошной окраски и с узором адгезионно связывали с прессованной древесиной доступным в продаже клеем для дерева, клеем на основе сополимера винилацетата и этилена. Этот клей доступен в продаже под промышленным названием Airflex 400Н Emulsion от Air Products and Chemicals, 7201 Hamilton Boulevard, Allentown, PA 18195-1501.

Слоистые пластики для конструкционных элементов получают при использовании клея, который содержит сополимер этилена и винилацетата, источник свободных радикалов и органическое соединение - источник кремния. Если это требуется, в сополимер этилена-винилацетата можно ввести различные присадки, такие как подкрашиватели, термостабилизаторы, стабилизаторы ультрафиолетового света, поглотители ультрафиолетового света, наполнители и/или пластификаторы, без ухудшения его прилипания к слоям конструкционных элементов (Snedeker и др., патент США 3622440).

Там, где используют присадки, они должны быть материалами, которые физически и химически совместимы с каждым из остальных компонентов клеевых композиций в описанных рабочих условиях. Присадки используют в количествах, которые будут эффективны для предполагаемой цели. Так, например эффективным количеством пластификатора является пластифицирующее количество, то есть количество пластификатора, которое заметно увеличит гибкость, обрабатываемость, технологичность и/или растяжимость системы на основе сополимера. Стабилизаторы будут использоваться в количестве, эффективном для стабилизации, и наполнители будут использоваться в эффективных для этого количествах; так, например, если должен быть использован активный наполнитель, то его нужно использовать в таких количествах, чтобы обеспечить требуемый эффект укрепления.

Поливиниловый спирт важен не только как эмульгатор/защитный коллоид при производстве эмульсий поливинилацетата; его также можно добавлять как модификатор для регулирования определенных свойств клеев. Можно влиять на определенные свойства связывания, можно увеличить время схватывания пленки по краям, и вязкость снижается как функция вязкости раствора поливинилового спирта. Можно улучшить термостойкость. Можно улучшить скорость схватывания путем оптимизации содержания поливинилового спирта. Устойчивость при хранении лучше при частично гидролизованном поливинилацетате, чем при полностью гидролизованном поливинилацетате. Кроме того, поливиниловый спирт с повышенной клейкостью пригоден для составления клеев на основе эмульсии поливинилацетата, и он доступен в продаже.

Усилитель адгезии можно использовать как грунтовку или ввести его в клей. К примерам неперекисных кремнийорганических соединений, которые можно использовать как усилители адгезии, относятся алкоксисиланы, аминоалкоксисиланы, винилалкоксисиланы, эпоксиалкилалкоксисиланы, аминоалкилалкоксисиланы, цианоалкилалкоксисиланы, гидроксиалкилалкоксисиланы и т.п. (Snedeker и др., патент США 3622440).

При получении слоистых пластиков слой клея на основе сополимера этилена/винилацетата наносят между каждой парой слоев, которые нужно связать друг с другом, и полученные слои после наложения друг на друга связывают вместе в условиях повышенной температуры и давления. Связывание предпочтительно проводят при температуре примерно 80-205^oC, и наиболее предпочтительно при примерно 110-140^oC, и под давлением примерно 2-300 фунт/дюйм² (р. s.i.) (0,141-21,09 кг/см²), и наиболее предпочтительно под давлением примерно 150-250 фунт/дюйм² (10,55-17,58 кг/см²). Связывание осуществляют ниже температур разложения всех компонентов слоистых пластиков, кроме соединений, генерирующих свободные радикалы, когда их используют. Операцию связывания можно проводить в любых обычно используемых устройствах с повышенным давлением, которые применяются на уровне техники для получения слоистых пластиков для конструкционных элементов, таких как автоклавы и гидравлические прессы и вальцы (Snedeker и др., патент США 3622440.

Связующие системы, содержащие наполнитель, который диспергирован или суспендирован в материале смолы или клея, усовершенствуют путем улучшения связывания или ассоциативных взаимодействий между частицами наполнителя и полимера-смолы. Улучшения достигаются путем применения связующего вещества в суспензии или смеси смола/наполнитель. Эти улучшения получаются при введении в суспензию смола/наполнитель силанового, титанатного или циркоалюминатного (цирконийалюминатного) связующего вещества (веществ). Очевидно, связующее вещество действует так, чтобы улучшить взаимодействие смола/наполнитель. Результатами во многих случаях являются пониженная вязкость суспензии, улучшенное удержание наполнителя внутри суспензии и/или улучшенная прочность, и/или нечувствительность к воде связующей системы во всем продукте. Можно использовать разнообразные силановые, титанатные или циркоалюминатные связующие вещества. (DeWald, патент США 4871376).

Связующие вещества обычно действуют посредством двух различных реакционноспособных функциональных групп, органической функциональной части и неорганической функциональной части. Когда покрытую абразивную связанную систему (то есть смесь клей/наполнитель) модифицируют связующим веществом, органическая функциональная группа связующего вещества связывается или, в других случаях, притягивается или ассоциируется с основой клей/смола тогда, когда клей полимеризуется. Очевидно, что неорганическая функциональная часть вызывает связывание или подобную ассоциацию с диспергированным неорганическим наполнителем. Таким образом, связующее вещество действует как мостик между органическим смолообразным клеем и неорганическим наполнителем (DeWald, патент США 4871376).

Связующие вещества обычно действуют посредством двух различных реакционноспособных функциональных групп, органической функциональной части и неорганической нефункциональной части. Когда покрытую абразивную связанную систему (то есть смесь клей/наполнитель) модифицируют связующим веществом, органическая функциональная группа связующего вещества связывается или, в других случаях, притягивается или ассоциируется с основой клей/смола тогда, когда клей полимеризуется. Очевидно, что неорганическая функциональная часть вызывает связывание или подобную ассоциацию с диспергированным неорганическим наполнителем. Таким образом, связующее вещество действует как мостик между органическим смолообразным клеем и неорганическим наполнителем (DeWald, патент США 4871376).

Существует потребность в клее на основе эмульсии поливинилацетата с достаточной прочностью клеевого соединения во влажном состоянии для удерживания листов обработанной меламиновой смолой бумаги на верхней и нижней поверхностях листов прессованной древесины, когда эти панели перемещают через зону нагрева и прессования. Клей на основе эмульсии поливинилацетата отверждается в зоне нагрева и прессования для связывания листов обработанной меламиновой смолой бумаги на этих панелях. Есть потребность в том, чтобы по существу устранить растрескивание отвержденной меламиновой смолы на этих панелях вследствие напряжения. Кроме того, есть потребность в том, чтобы по существу устранить сморщивание и краевое, и угловое отслаивание, происходящие во время движения этих панелей через зону нагрева и прессования. Кроме того, клей на основе эмульсии поливинилацетата должен адгезионно связывать обработанную меламиноформальдегидной смолой бумагу с прессованной древесиной с большей прочностью связи, чем внутренняя прочность прессованной древесины. Таким образом, обработанная меламинформальдегидной [смолой] бумага не будет отделяться от прессованной древесины, если не будет приложена сила, достаточная для вырывания кусков из прессованной древесины.

Краткое изложение сущности изобретения.

В настоящее время обнаружено, что эмульсию поливинилацетата можно составить в виде клея с поливиниловым спиртом повышенной клейкости, крахмалом, веществом для повышения клейкости и связующим веществом, для эффективного связывания листов обработанной меламиновой смолой бумаги на верхней и нижней поверхностях листов прессованной древесины. Растрескивание вследствие напряжения по существу устраняется. Кроме того, по существу устраняется сморщивание и краевое и угловое отслаивание, происходящeе во время движения этих панелей через зону нагрева и прессования.

Клей на основе поливинилацетата по настоящему изобретению составляют с использованием около 1,5-4,5, предпочтительно около 2-4 и наиболее предпочтительно - около 3,5% сухого остатка поливинилового спирта с повышенной клейкостью в расчете на вес клея. Этот клей также составляют с использованием примерно 20-35% сухого остатка крахмала. Предпочтительно, чтобы крахмал был кукурузным крахмалом, имеющим размер частиц примерно 5-25 мкм и средний размер частиц примерно 15 мкм. Этот клей также составляют с использованием примерно 0-15 и предпочтительно примерно 5-20% сухого остатка вещества для повышения клейкости. Предпочтительным веществом для повышения клейкости является бутилбензилфталат. Кроме того, этот клей составляют с использованием примерно 1-5, и предпочтительно около 1,5-2,5% сухого остатка связующего вещества. Подходящими связующими веществами являются растворимые или диспергируемые в воде силановые, титановые и циркоалюминатные связующие вещества, и предпочтительно - титановые и циркоалюминатные связующие вещества. Наиболее предпочтительным связующим веществом является связующее вещество марки Tyzor 131, комплекс смешанного эфира ортотитановой кислоты, доступный в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Предпочтительный вариант осуществления данного изобретения имеет состав, приведенный в табл. 1.

Клей на основе эмульсии поливинилацетата по данному предпочтительному варианту обладает прочностью клеевого сцепления во влажном состоянии, которая достаточна для удержания обработанной меламиновой смолой бумаги на верхней и нижней поверхностях листов прессованной древесины, когда они движутся через зону нагрева и прессования. Он по существу устраняет растрескивание вследствие напряжения этих панелей из бумаги, обработанной меламиновой смолой и связанной с прессованной древесиной. Он также по существу устраняет сморщивание и краевое и угловое отслаивание, получающиеся во время движения этих панелей через зону нагрева и прессования. Кроме того, этот клей связывает бумагу, обработанную меламиноформальдегидной смолой, с прессованной древесиной с большей силой сцепления, чем внутренняя прочность прессованной древесины. Таким образом, обработанная меламиноформальдегидной [смолой] бумага не будет отделяться от прессованной древесины, если не будет приложена сила, достаточная для вырывания кусков из прессованной древесины.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения поливиниловый спирт с повышенной клейкостью получают путем перемешивания примерно 837 г воды, добавления 8 г борной кислоты и 3,2 фосфорной кислоты, а затем 150 г Airvol. К смеси добавляют примерно 1.8 г Mazu DF 132 (противовспениватель). После этого смесь нагревают до примерно 200^oF (93,33^oC) и выдерживают при 200^oF (93,33^oC) в течение примерно 30 мин. Перед употреблением смесь охлаждают до температуры окружающей среды.

Поливиниловый спирт марки Airvol 523 является поливинилацетатом, который был прогидролизован до примерно 87-89 вес.% поливинилового спирта. Airvol 523 доступен в продаже от Air Products & Chemicals P.O. Box 2662 Allentown, PA 18105. Противовспениватель марки Mazu DF 132 доступен в продаже от PPG Industries, Inc., PPG Place, Pittsburgh, PA 15272.

Подробное описание изобретения.

Поливиниловый спирт с повышенной клейкостью.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с двумя разными количествами поливинилового спирта с повышенной клейкостью иллюстрируется следующими примерами. Используемый в этих примерах поливиниловый спирт с повышенной клейкостью был получен по методике, ранее описанной для предпочтительного варианта. Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листа прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004 - 0,008 дюйма (0,0102 - 0,0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили обработанную меламиновой [смолой] бумагу размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 - 93,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30-40 фунт/дюйм² (2,109 - 2,812 кг/см²). Клей в этих двух примерах с двумя концентрациями поливинилового спирта с повышенной клейкостью имеет составы, приведенные в табл. 2.

Угловое отслаивание определяли на основе более 10 панелей, изготовленных путем связывания листов обработанной меламиновой смолой бумаги размером 4 x 8 футов (1,219 x 2,438 м) с верхней и нижней поверхностями листов прессованной древесины размером 4 x 8 футов (1,219 x 2,438 м) клеем из данных примеров, когда они двигались через зону нагрева и прессования. Каждое появление углового отслаивания характеризует продукты как дефектные.

Были сделаны два надреза по каждому краю образца размером 12 x 12 дюймов (30,48 x 30,48 см), вырезанного из данных панелей. После этого образец поместили в печь при 65^oС на 24 ч. После того как образец был удален из печи и охлажден до температуры окружающей среды, его проверяли на наличие трещин. Результаты представлены в табл. 3.

Растрескивание происходит только на надрезах вдоль сторон образцов, представляющих направление движения бумаги в машине. Направлением движения бумаги в машине является сторона бумаги, образованная вдоль формующей сетки бумагодательной машины. Оценка "хорошо" для растрескивания вследствие напряжения указывает на то, что трещины не были обнаружены в 95% или более надрезанных областей по поперечному направлению образцов. "Удовлетворительно" означает, что трещины не были обнаружены в 90% или более надрезанных областей по поперечному направлению образцов. Трещины в этих образцах выступали менее чем на 1/4 дюйма (0,635 см) от надрезов по краям панели. Растрескивание не происходило вне надрезов. Надрезание представляет собой тяжелое условие испытаний.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с тремя разными количествами поливинилового спирта с повышенной клейкостью иллюстрируется следующими примерами. Используемый в этих примерах поливиниловый спирт с повышенной клейкостью был получен по методике, ранее описанной для предпочтительного варианта. Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листов прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004 - 0,008 дюйма (0,0102 - 0,0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили лист обработанной меламином бумаги размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 - 93,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30 - 40 фунт/дюйм² (2,109 - 2,812 кг/см²). Клей в этих примерах с тремя концентрациями поливинилового спирта с повышенной клейкостью имеет составы, приведенные в табл. 4.

Угловое отслаивание и растрескивание вследствие напряжения определяют по методике, описанной для предыдущих примеров. Результаты представлены в табл. 5.

Поливиниловый спирт.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с двумя разными количествами поливинилового спирта иллюстрируется следующими примерами. Используемый в последующих примерах поливиниловый спирт получен путем смешения 1,709 фунта (0,77519 кг) поливинилового спирта марки Airvol 540, доступного в продаже от Air Products & Chemicals P.O. Box 2662, Allentown, PA 18105, с 34 фунтами (15,4 кг) запатентованного противовспенивателя марки Mazu DF 132, доступного в продаже от PPG Industries, Inc., PPG Place, Pittsburgh, PA 15272, 17 фунтами (7,71 кг) консерванта марки Nuosept 95 (тетрагидрокси-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-ти), доступного в продаже от Huls America, Inc. , P. O. Box 365, Piscataway, NJ 08854, и 15,328 фунтами (6,95266 кг) воды.

Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листов прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004 - 0,008 дюйма (0,0102 - 0, 0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили лист обработанной меламином бумаги размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 - 93,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30-40 фунт/дюйм² (2,109 - 2,812 кг/см²). Клей в этих примерах с двумя концентрациями поливинилового спирта имеет составы, приведенные в табл.6.

Угловое отслаивание и растрескивание вследствие напряжения определяют по методике, описанной для предыдущих примеров. Результаты представлены в табл. 7.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с двумя разными количествами поливинилового спирта иллюстрируется следующими примерами. Используемый в следующих примерах поливиниловый спирт получен путем смешения 1,709 фунта (0,77519 кг) поливинилового спирта марки Airvol 540, доступного в продаже от Air Products & Chemicals, P.O. Box 2662, Allentown, PA 18105, с 34 фунтами (15,4 кг) запантентованного противовспенивателя марки Mazu DF 132, доступного в продаже от PPG Industries, Inc., PPG Plase, Pittsburgh, PA 15272, 17 фунтами (7,71 кг) консерванта марка Nuosept 95 (тетрагидрокси-3,5-диметил-2Н-1,3,5-тиадиазин-2-ти), доступного в продаже от Huls America, Inc. , P. O. Box 365, Piscataway, NJ 08854, и 15,328 фунтами (6,95266 кг) воды.

Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листов прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004-0,008 дюйма (0,0102 - 0,0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили лист обработанной меламином бумаги размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 - 92,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30-40 фунт/дюйм² (2,109 - 2,812 кг/см²). Клей в этих примерах с двумя концентрациями поливинилового спирта имеет составы, приведенные в табл. 8.

Угловое отслаивание и растрескивание вследствие напряжения определяют по методике, описанной для предыдущих примеров. Результаты представлены в табл. 9.

Крахмал.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с разными количествами крахмала и различными основными весами декоративной бумаги иллюстрируется следующими примерами. Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листов прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004-0,008 дюйма (0,0102 - 0,0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили лист обработанной меламином бумаги размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 - 93,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30-40 фунт/дюйм² (2,109 - 2,812 кг/см²). Клей в этих примерах имеет составы, приведенные в табл. 10.

Были сделаны два надреза вдоль каждого края образца размером 12 x 12 дюймов (30,5 x 30,5 см), вырезанного из каждой из этих панелей. После этого образец поместили в печь при 65^oC на 24 ч. После того как образец был вынут из печи и охлажден до температуры окружающей среды, его проверяли на наличие трещин. Приводится длина самой длинной трещины. Приводится частота трещин, выступающих от надрезов вдоль направления движения бумаги в машине. Каждый образец имеет два надреза вдоль каждой из сторон по направлению движения в машине. Растрескивание не происходило на надрезах вдоль сторон образцов, представляющих поперечное направление для бумаги. Направлением движения бумаги в машине является сторона бумаги, образованная вдоль формующей сетки бумагоделательной машины, поперечное направление расположено поперек формующей сетки. Вне надрезов растрескивание не происходило. Надрезание представляет собой тяжелое условие испытаний. Результаты представлены в табл. 11.

Композиция клея на основе эмульсии поливинилацетата с разными количествами крахмала и различными основными весами декоративной бумаги иллюстрируется следующими примерами. Клеи по этим примерам наносили на обе стороны листов прессованной древесины размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м) при 4-8 г (влажный)/фут² (43,06 - 86,12 г/м²) покрытия клея, которое имеет толщину примерно 0,004 - 0,008 дюйма (0,0102 - 0,0203 см). На каждую из обработанных клеем поверхностей поместили лист обработанной меламином бумаги размером 4 фута (1,219 м) на 8 футов (2,438 м), и полученную панель перемещали через зону нагрева. Время пребывания в зоне нагрева составляет примерно 40 с. Эти панели входят в зону нагрева при температуре окружающей среды, а выходят при примерно 180-200^oF (82,22 -93,33^oC). По мере того как панель движется через зону нагрева, посредством роликов с зазором прикладывают давление 30-40 фунт/дюйм² (2,109 -2,812 кг/см²). Клей в этих примерах имеет составы, приведенные в табл. 12.

Были сделаны два надреза вдоль каждого края образца размером 12 x 12 дюймов (30,5 x 30,5 см), вырезанного из каждой из этих панелей. После этого образец поместили в печь при 65^oC на 24 ч. После того как образец был вынут из печи и охлажден до температуры окружающей среды, его проверяли на наличие трещин. Приводится длина самой длинной трещины. Приводится частота трещин, выступающих от надрезов вдоль направления движения бумаги в машине. Каждый образец имеет два надреза вдоль каждой из сторон по направлению движения в машине. Растрескивание не происходило на надрезах вдоль сторон образцов, представляющих поперечное направление для бумаги. Направлением движения бумаги в машине является сторона бумаги, образованная вдоль формующей сетки бумагоделательной машины, поперечное направление расположено поперек формующей сетки. Вне надрезов растрескивание не происходило. Надрезание представляет собой тяжелое условие испытаний. Результаты испытаний представлены в табл. 13.

Связующие вещества.

Для увеличения прочности связи между обработанной меламиноформальдегидной смолой бумагой и прессованной древесиной в клеевых композициях на основе эмульсии поливинилацетата можно использовать растворимые или способные диспергироваться в воде силановые, титановые и циркоалюминатные связующие вещества. Предпочтительными связующими веществами являются титанатные или циркоалюминатные связующие вещества. Кроме того, обработанная меламином бумага может уседать, когда она затем отверждается во время связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой бумаги с прессованной древесиной под [воздействием] температуры и давления.

Титановые связующие вещества и циркоалюминатные связующие вещества, которые пригодны в клее по данному изобретению, являются растворимыми и способными диспергироваться в воде веществами и они могут использоваться в диапазоне pH 2-6. Tyzor LA Titanate - дигидроксибиc(аммонийлактато)титан и Tyzor 131 Titanate - смешанный комплекс эфира ортотитановой кислоты, поставляемые от Du Pont Chemicals, увеличивают прочность адгезионной связи. Manchem CPG - карбоксициркоалюминат и Manchem APO-X - раствор аминоциркоалюмината, поставляемые от Rhone Poulenc Inc., также увеличивают прочность адгезионной связи.

Прочность адгеэионной связи также увеличивают силановые связующие вещества, включая Silquest A-187 Silane - гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, Silquest A-1100 Silane - гамма-аминопропилтриэтоксисилан и Silquest A-1128 Silane - модифицированный аминогруппами органический эфир силана, поставляемые от OSI Specialities, Inc. Однако силановые связующие вещества могут не обладать достаточной устойчивостью в клеях на основе эмульсии поливинилацетата при длительном хранении перед применением.

Связующие вещества эффективны в диапазоне [концентраций] 0,5 - 5,0 предпочтительно 0,5 - 4,0 и наиболее предпочтительно
1,5 - 3,0 вес.% в расчете на вес клеевой композиции. При более высоких концентрациях связующих веществ связывающая способность клеевых композиций может снизиться.

Эффективность клеев на основе эмульсии поливинилацетата для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги сплошной окраски и с узором с прессованной древесиной иллюстрируется следующими примерами. В этих примерах титанатные, циркоалюминатные и силановые связующие вещества вводят в клей, содержащий эмульсию поливинилацетата и поливиниловый спирт. Клей имеет состав, представленный в табл. 14.

Определение адгезии методом решетчатого надреза.

Обработанную меламиноформальдегидной [смолой] бумагу надрезают универсальным ножом по форме, напоминающей значок номера #. Кончик ножа используют для того, чтобы отделить обработанную меламиноформальдегидной [смолой] бумагу от прессованной древесины. Если удаляется прессованная древесина, связанная с обработанной меламиноформальдегидной [смолой] бумагой, то связывание полагается хорошим (Х). Если прессованная древесина не удаляется вместе с обработанной меламиноформальдегидной [смолой] бумагой, то связывание считается неудачным (Н).

Определение адгезии методом решетчатого надреза производится два раза: при комнатной температуре через 24 ч после того, как образец был собран (До), и после того, как продукт был помещен в печь при 70^oC на 24 ч и охлажден до комнатной температуры (После).

Растрескивание вследствие термического напряжения.

Инициируют трещины на краях панелей, помещают их в печь при 70^oC на 24 ч и затем исследуют рост трещин в предварительно надрезанных местах. Чтобы это испытание было пройдено, прирост трещины должен быть в длину менее 1/4 дюйма (0,64 см).

Титанат Tyzor^®131 смешивают c клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 15. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Tyzor 131 является комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Титанат Tyzor^®LA смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 16. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Tyzor LA представляет собой дигидроксибис(аммонийлактато)титан и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Титанат Tyzor^®GBA смешивают с клеем по данному примеру. Клей стал слишком вязким для связывания обработанной меламиноформальдегидной [смолой] декоративной бумаги с прессованной древесиной. Tyzor GBA описан в NJ Trade Secret Registry # 008502010015522P и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Титанат Tyzor^®TE смешивают с клеем по данному примеру. Клей стал слишком вязким для связывания обработанной меламиноформальдегидной [смолой] декоративной бумаги с прессованной древесиной. Tyzor TE представляет собой изопропокси(триэтаноламино)титан и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898. Результаты представлены в табл. 17.

Manchem CPG смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 18. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Manchem CPG представляет собой раствор карбоксициркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc., Metal Organics, 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Manchem APG-X смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 19. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Manchem APG-X представляет собой раствор аминоциркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc., Metal Organics, 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Силан Silquest A-1100 смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 20. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Silquest A-1100 представляет собой гамма-аминопропилтриэтоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest A-1128 смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 21. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Silquest A-1128 представляет собой эфир силана с функциональной аминогруппой и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest А-187 смешивают с клеем по данному примеру при концентрации, приведенной в табл. 22. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному примеру. Silquest А-187 представляет собой глицидоксипропилтриметоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

В следующих сравнительных примерах титанатные, циркоалюминатные и силановые связующие вещества вводят в винилацетатный клей на основе поливинилацетата. Этими клеями на основе поливинилацетата связывают обработанную меламиноформальдегидной [смолой] бумагу с прессованной древесиной. Однако они не устраняют растрескивания вследствие напряжения. Полагаем, что клей из этих сравнительных примеров не имел достаточной гибкости для согласования с усадкой обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги, когда она связана с прессованной древесиной (см. табл. 23).

Титанат Tyzor^®131 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 24. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Tyzor 131 является комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Титанат Tyzor LA смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 25. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Tyzor LA представляет собой дигидроксибис(аммонийлактато)титан и доступен в продаже от Du Font Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Manchem CPG смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 26. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Manchem CPG представляет собой раствор карбоксициркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc., Metal Organics, 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Manchem APG-X смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 27. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Manchem APG-X представляет собой раствор аминоциркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc., Metal Organics, 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Силан Silquest A-1100 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 28. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest A-1100 представляет собой гамма-аминопропилтриэтоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities. Inc. 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest A-1128 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 29. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest А-1128 представляет собой эфир силана с функциональной аминогруппой и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest A-187 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 30. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest A-187 представляет собой глицидоксипропилтриметоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

В следующих сравнительных примерах титанатные, циркоалюминатные и силановые связующие вещества вводят в винилацетатный клей на основе поливинилацетата и этилена. Этими клеями на основе сополимера поливинилацетата и этилена связывают обработанную меламиноформальдегидной [смолой] бумагу с прессованной древесиной. Однако они не устраняют растрескивания вследствие напряжения. Полагаем, что клей из этих сравнительных примеров не имел достаточной гибкости для согласования с усадкой обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги, когда она связана с прессованной древесиной (см. табл. 31).

Титанат Tyzor 131 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 32. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Tyzor 131 является комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты и доступен в продаже от Du Pont Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Титанат Tyzor^®LA смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 33. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Tyzor LA представляет собой дигидроксибис(аммонийлактато)титан и доступен в продаже от Du Font Chemicals, 1007 Market Street, Wilmington, Delaware 19898.

Manchem CPG смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 34. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Manchem CPG представляет собой раствор карбоксициркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc. Metal Organics. 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Manchem APG-X смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 35. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Manchem APG-X представляет собой раствор аминоциркоалюмината и доступен в продаже от Rhone-Poulenc Inc., Metal Organics, 275 Keystone Drive, Bethlehem, PA 18017.

Силан Silquest A-1100 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 36. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest A-1100 гамма-аминопропилтриэтоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc., 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest A-1128 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 37. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest A-1128 представляет собой эфир силана с функциональной аминогруппой и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc. , 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

Силан Silquest A-187 смешивают с клеем по данному сравнительному примеру при концентрации, приведенной в табл. 38. Концентрация выражена в процентах на вес клея по данному сравнительному примеру. Silquest A-187 представляет собой глицидоксипропилтриметоксисилан и доступен в продаже от OSI Specialities, Inc. 39 Old Ridgebury Road, Danbury, CT 06810-5121.

В следующем сравнительном примере Airflex 400Н представляет собой сополимер винилацетата-этилена, доступный в продаже от Air Products and Chemicals, 7201 Hamilton Boulevard, Allentown, PA 18195-1501, и его используют для связывания обработанной меламиноформальдегидной [смолой] бумаги с прессованной древесиной. Однако они не устраняют растрескивания вследствие напряжения. Полагаем, что клей из этих сравнительных примеров не имел достаточной гибкости для согласования с усадкой обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги, когда она связана с прессованной древесиной.

Результаты представлены в табл. 39.

Сополимеры винилацетата-этилена функционируют в клеях для связывания обработанной меламиноформальдегидной [смолой] бумаги с прессованной древесиной. Однако в примерах по данной заявке не устраняется растрескивание вследствие напряжения. Полагаем, что клей из этого примера не имел достаточной гибкости для согласования с усадкой обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги, когда она связана с прессованной древесиной.

Хотя иллюстративные варианты осуществления изобретения описаны конкретно, понятно, что специалисту будут очевидны различные другие модификации, и они могут быть легко осуществлены без отклонения от сущности и объема изобретения. Соответственно не предполагается то, что обьем прилагаемой формулы изобретения будет ограничен представленными здесь примерами и описанием, а формулу изобретения следует рассматривать как охватывающую все признаки патентоспособной новизны, которые заключаются в настоящем изобретении, включая все признаки, которые специалисты в области техники, к которой относится изобретение, могут рассматривать как эквиваленты.

Описывается клей на основе эмульсии поливинилацетата, эффективный для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой декоративной бумаги сплошной окраски и с узором с прессованной древесиной. Клей на основе эмульсии поливинилацетата составляют с использованием поливинилового спирта с повышенной клейкостью, содержащей смесь поливинилового спирта, борной кислоты и фосфорной кислоты крахмала, вещества, повышающего клейкость, и связующего вещества, выбранного из группы, состоящей из титаната, цирконийалюмината гамма-глицидоксипропилтриметоксисилана, гамма-аминопропилтриэтоксисилана, модифицированного аминогруппой эфира органического силана, или их смесей. Технический результат - устранение растрескивания вследствие напряжения, устранение сморщивания и краевого и углового отслаивания, возникающего во время движения листов обработанной меламиновой смолой бумаги на верхней и нижней поверхностях листов прессованной древесины через зону нагрева и прессования. 3 с. и 22 з.п. ф-лы, 39 табл.

1. Клей на основе поливинилацетата для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой бумаги с прессованной древесиной, содержащий эмульсию поливинилацетата, поливиниловый спирт с повышенной клейкостью, крахмал и связующее вещество, способное растворяться или диспергироваться в воде, отличающийся тем, что поливиниловый спирт с повышенной клейкостью содержит смесь поливинилового спирта, борной кислоты и фосфорной кислоты и связующее вещество выбирают из группы, состоящей из титаната, цирконийалюмината, гамма-глицидоксипропилтриметоксисилана, гамма-аминопропилтриэтоксилана, модифицированного аминогруппой эфира органического силана или их смесей. 2. Клей по п.1, отличающийся тем, что поливиниловый спирт с повышенной клейкостью составляет примерно 1,5 - 4,5 вес.% от веса клея. 3. Клей по п.1, отличающийся тем, что поливиниловый спирт с повышенной клейкостью составляет примерно 2 - 4 вес.% от веса клея. 4. Клей по п.1, отличающийся тем, что поливиниловый спирт с повышенной клейкостью составляет примерно 3,5 вес.% от веса клея. 5. Клей по п.1, отличающийся тем, что крахмал составляет примерно 20 - 35 вес.% от веса клея. 6. Клей по п.1, отличающийся тем, что крахмал является кукурузным крахмалом, имеющим размер частиц примерно 5 - 25 мкм и средний размер частиц примерно 15 мкм. 7. Клей по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает вещество, повышающее клейкость, в количестве не более 15 вес.% от веса клея. 8. Клей по п.1, отличающийся тем, что вещество, повышающее клейкость, составляет 5 - 10 вес.% от веса клея. 9. Клей по п.1, отличающийся тем, что вещество, повышающее клейкость, является бутилбензилфталатом. 10. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество составляет 1 - 5 вес.% от веса клея. 11. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество составляет 1,5 - 2,5 вес.% от веса клея. 12. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество является титанатным или цирконийалюминатным связующим веществом или их смесью. 13. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество является дигидроксибис(аммонийлактат)титаном, или комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты, или их смесями. 14. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество является карбоксицирконийалюминатом, или аминоцирконийалюминатом, или их смесями. 15. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество является гамма-глицидоксипропилтриметоксисиланом, или гамма-аминопропилтриэтоксисиланом, или модифицированным аминогруппой эфиром органического силана, или их смесями. 16. Клей по п.1, отличающийся тем, что связующее вещество является комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты. 17. Клей на основе поливинилацетата для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой бумаги с прессованной древесиной, содержащий эмульсию поливинилацетата, 2 - 4 вес.% сухого остатка поливинилового спирта с повышенной клейкостью в расчете на вес клея, 20 - 35 вес.% сухого остатка крахмала в расчете на вес клея, 5 - 10 вес.% сухого остатка вещества, повышающего клейкость, в расчете на вес клея, 1,5 - 2,5 вес.% сухого остатка связующего вещества, способного растворяться или диспергироваться в воде, в расчете на вес клея, отличающийся тем, что сухой остаток поливинилового спирта с повышенной клейкостью включает смесь поливинилового спирта, борной кислоты и фосфорной кислоты и сухой остаток связующего вещества выбран из группы, состоящей из титаната, цирконийалюмината, гамма-аминопропилтриэтоксисилана, гамма-глицидоксипропилтриметоксисилана, модифицированного аминогруппой эфира органического силана или их смесей. 18. Клей по п.17, отличающийся тем, что крахмал является кукурузным крахмалом, имеющим размер частиц примерно 5 - 25 мкм и средний размер частиц примерно 15 мкм. 19. Клей по п.17, отличающийся тем, что вещество, повышающее клейкость, является бутилбензилфталатом. 20. Клей по п.17, отличающийся тем, что связующее вещество является титанатным или цирконийалюминатным связующим веществом или их смесью. 21. Клей по п.17, отличающийся тем, что связующее вещество является дигидроксибис(аммонийлактат)титаном, или комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты, или их смесями. 22. Клей по п.17, отличающийся тем, что связующее вещество является карбоксицирконийалюминатом, или аминоцирконийалюминатом, или их смесями. 23. Клей по п.17, отличающийся тем, что связующее вещество является гамма-глицидоксипропилтриметоксисиланом, или гамма-аминопропилтриэтоксисиланом, или модифицированным аминогруппой эфиром органического силана, или их смесями. 24. Клей по п.17, отличающийся тем, что связующее вещество является комплексом смешанного эфира ортотитановой кислоты. 25. Клей на основе поливинилацетата для связывания обработанной меламиноформальдегидной смолой бумаги с прессованной древесиной, содержащий эмульсию поливинилацетата, 2 - 4 вес.% сухого остатка поливинилового спирта с повышенной клейкостью в расчете на вес клея, 20 - 35 вес.% сухого остатка крахмала, имеющего размер частиц примерно 5 - 25 мкм и средний размер частиц примерно 15 мкм, в расчете на вес клея, 5 - 10 вес.% сухого остатка вещества, повышающего клейкость и являющегося бутилбензилфталатом, в расчете на вес клея, и 1,5 - 2,5 вес.% комплекса смешанного эфира ортотитановой кислоты, отличающийся тем, что сухой остаток поливинилового спирта с повышенной клейкостью содержит смесь поливинилового спирта, борной кислоты и фосфорной кислоты.