ES2991010T3 - Composiciones adhesivas que comprenden adhesivos de base biológica y mezclas para revestimiento de cortina - Google Patents
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Abstract
La presente invención describe nuevas composiciones adhesivas sin formaldehído, mezclas adhesivas que comprenden dicha composición adhesiva (componente A) y al menos un agente endurecedor (componente B), y sistemas adhesivos en los que la composición adhesiva que comprende además un agente espesante (componente A) y el al menos un agente endurecedor (componente B) están aislados uno del otro. Dichas composiciones adhesivas, mezclas y sistemas pueden usarse para el recubrimiento por cortina de un sustrato y, en particular, para la fabricación de madera contrachapada mediante recubrimiento por cortina. La presente invención también se refiere a un procedimiento para fabricar un material recubierto mediante la aplicación de la mezcla adhesiva mediante recubrimiento por cortina, a productos recubiertos, en particular madera contrachapada, obtenibles u obtenidos mediante dicho procedimiento y a productos recubiertos, o madera contrachapada que comprende la composición o mezcla adhesiva de la invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composiciones adhesivas que comprenden adhesivos de base biológica y mezclas para revestimiento de cortina
Campo de la invención
La presente invención describe nuevas composiciones adhesivas sin formaldehído, mezclas adhesivas que comprenden dicha composición adhesiva (componente A) y al menos un agente endurecedor (componente B), y sistemas adhesivos en donde la composición adhesiva comprende además un agente espesante (componente A) y el al menos un agente endurecedor (componente B) están aislados uno de otro. Las composiciones adhesivas, las mezclas y los sistemas descritos en este documento se pueden utilizar para el revestimiento de cortina de un sustrato y, en particular, para la fabricación de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina.
La presente invención también se refiere a un proceso para fabricar un material revestido aplicando la mezcla adhesiva mediante revestimiento de cortina; a los productos revestidos, en particular madera contrachapada, obtenible u obtenido mediante dicho proceso; y a productos revestidos y madera contrachapada que comprenden la composición o mezcla adhesiva de la invención.
Antecedentes de la invención
Actualmente, la gran mayoría de los productos industriales de madera son materiales reconstituidos que se mantienen unidos mediante adhesivos termoendurecibles sintéticos. Las resinas utilizadas para unirlos son en general adhesivos a base de formaldehído. Sin embargo, las consideraciones ambientales y de salud han impulsado la introducción de estándares más estrictos con respecto a la emisión de formaldehído de los productos de madera aglomerada y, por consiguiente, el desarrollo y uso de adhesivos a partir de recursos renovables para la producción de adhesivos respetuosos con el medio ambiente está recibiendo una atención cada vez mayor en la actualidad.
Así pues, los hidratos de carbono de diferentes fuentes naturales se han utilizado como adhesivo para madera en forma de polisacáridos, gomas, oligómeros y azúcares monoméricos. Estos hidratos de carbono pueden usarse directamente como adhesivo para madera o, como alternativa, pueden transformarse en resinas furánicas por degradación ácida. Los adhesivos de hidratos de carbono se pueden obtener a partir de diferentes recursos renovables. En particular, los materiales vegetales de desecho pueden utilizarse para obtener resinas furánicas [A.Pizzi, J. Adhesión Sci. Technol, Vol. 20, N.° 8, págs. 829-846 (2006)];mientras que los caparazones de cangrejos y gambas pueden utilizarse como fuente natural de quitina, que puede derivarse a quitosano a partir de la desacetilación. El quitosano es un copolímero de 2-acetamido-2-desoxi-D-glucopiranosas y 2-amino-2-desoxi-D-glucopiranosas unidas por p-(1,4) que también se ha descrito como bioadhesivo en la fabricación de madera.[JiXiaodi et al, Royal Society Open Science, 5(4), 172002/1-172002/11 (2018)].
La proteína vegetal es otro recurso natural para producir adhesivos ecológicos para la fabricación de madera. Se han realizado varios estudios proporcionando adhesivos a base de proteínas derivadas de diferentes cultivos como la soja, canola, semilla de algodón, gluten de trigo, zeína y guisantes. En particular, se han descrito resultados aceptables al usar adhesivos a base de proteínas de soja añadidos al adhesivo sintético tradicional para madera o después de hidrólisis parcial y modificaciones de la proteína de soja[Fatemeh Ferdosian, et al.; Polymers, 9, 70 (2017); A. Pizzi, J. Adhesion Sci. Technol, Vol. 20, N.° 8, págs. 829-846 (2206)].
Los compuestos de naturaleza fenólica tales como, por ejemplo, los taninos condensados o la lignina también se pueden usar como bioadhesivos en la fabricación de madera. Estos adhesivos de base polifenólica se pueden obtener a partir de materias primas renovables, en particular, a partir de biomasa vegetal. Así pues, los taninos condensados y sus precursores flavonoides son conocidos por su amplia distribución en la naturaleza y particularmente por su concentración sustancial en la madera y la corteza de varios árboles. Estos incluyen varios como Acacia (zarzo o mimosa), Schinopsis (quebracho), Tsuga (falso abeto), Rhus (zumaque), Pinus (pino), especies como Carva illinoinensis (pecana) y Pseudotsuga mesiesii (abeto de Douglas). Los adhesivos de lignina han sido probablemente los más intensamente investigados en cuanto a aplicaciones de adhesivos para madera, ya que este material fenólico es abundante en la naturaleza y tiene bajo costo[Fatemeh Ferdosian, et al.; Polymers, 9, 70 (2017); A. Pizzi, J. Adhesion Sci. Technol, Vol. 20, N.° 8, págs. 829-846 (2006)].
Los aceites vegetales insaturados, como el aceite de linaza, también se han utilizado para producir adhesivos para madera mediante la epoxidación de los dobles enlaces del aceite, seguida de la reticulación con un anhídrido de ácido policarboxílico cíclico para aumentar el peso molecular. Por su doble naturaleza, los núcleos fenólicos más la cadena de ácidos grasos insaturados, cardanol, que se puede encontrar en el líquido de la cáscara del anacardo, es también una materia prima natural potencial para la síntesis de resinas y polímeros resistentes al agua para la fabricación de madera [A.Pizzi, J. Adhesion Sci. Technol, Vol. 20, N.° 8, págs. 829-846 (2006)].
Los documentos US2016/096985 y US2013/240114 divulgan adhesivos a base de lignina que comprenden, entre otros, poliflavonoides para el recubrimiento de cortina. El documento W02021/005270 divulga el recubrimiento de cortina con adhesivos a base de lignina.
La madera contrachapada es un tablero manufacturado que está hecho de capas delgadas de chapa de madera maciza (normalmente, de 0,3 a 3 mm de espesor) que se pegan entre sí con un giro de la veta de la madera de hasta 90° entre sí y se comprimen con calor. Debido a que está hecho en capas, es increíblemente fuerte pero también liviano. Existen dos tipos de madera contrachapada: madera contrachapada de madera blanda y madera contrachapada de madera dura. Las maderas blandas generalmente corresponden a especies de coníferas. Las maderas blandas más utilizadas para la fabricación de contrachapados son los abetos y los pinos.
Las maderas duras corresponden generalmente a especies caducifolias. Para madera contrachapada de madera dura, las especies de madera comúnmente utilizadas incluyen roble, chopo, arce, cerezo y alerce.
Cuando las chapas se han secado hasta su contenido de humedad especificado, se transportan a una operación de depósito, donde se aplica una resina termoendurecible sobre las chapas. Las resinas se pueden aplicar con esparcidores de cola, sistemas de pulverización o revestimientos de cortina. Los esparcidores tienen una serie de rodillos de aplicación ranurados cubiertos de goma que aplican la resina a la hoja de chapa. En general, la resina se extiende en dos lados de una capa de chapa, que luego se coloca entre dos capas de chapa que no están recubiertas con resina. Sin embargo, el interés de la industria se está moviendo hacia el revestimiento de cortina debido a las ventajas que esta tecnología ofrece sobre otras como el revestimiento con rodillos.
El revestimiento de cortina se puede utilizar para revestir sustratos, p.ej., sustratos lignocelulósicos como láminas de madera o chapas de madera, porque permite aumentar las tasas de producción y al mismo tiempo permite reducir la cantidad de material de revestimiento por metro cuadrado de superficie de sustrato. El revestimiento de cortina proporciona una cortina del material de revestimiento y, a través de dicha cortina, se hace pasar un sustrato, de manera que se puede aplicar una cantidad controlada de material de revestimiento sobre la superficie del sustrato para obtener las propiedades deseadas del producto final usando una cantidad mínima de material de revestimiento. Esto ofrece una ventaja sobre otros métodos de revestimiento tales como el revestimiento con rodillos, en donde el sustrato pasa a través de rodillos impregnados con el material de revestimiento y en donde la cantidad de material de revestimiento que se aplica sobre el sustrato es difícil de controlar debido a la presión aplicada sobre el sustrato que pasa a través de los rodillos.
Sin embargo, no todos los materiales de revestimiento son adecuados para el revestimiento de cortina. En particular, algunas formulaciones de adhesivos de resina no logran proporcionar una cortina homogénea y continua debido a unas propiedades reológicas y una viscosidad inapropiadas de las formulaciones de revestimiento, tales como materiales o formulaciones que tienen un comportamiento pseudoplástico. Esto puede provocar roturas en la cortina (interrupciones) y defectos en el producto revestido, p. ej., dando como resultado porciones de la superficie del sustrato que no están provistas del revestimiento. Con el fin de resolver estos problemas, se puede aumentar la cantidad de material de revestimiento usado para formar la cortina, lo que finalmente aumenta la cantidad de revestimiento aplicado al sustrato, eliminando así una de las principales ventajas del revestimiento de cortina, que es la reducción de la cantidad de material de revestimiento que se aplica al sustrato.
Existe la necesidad de una composición adhesiva sin formaldehído que permita la aplicación de adhesivos de resina por revestimiento de cortina, permitiendo así una reducción de la cantidad de adhesivo por metro cuadrado de sustrato, p.ej., en comparación con lo logrado por otros métodos como el revestimiento con rodillos, sin provocar roturas en la cortina y sin comprometer las buenas propiedades de adherencia del producto final.
Aparte de eso, la mezcla adhesiva de resina requerida en la fabricación de madera contrachapada por revestimiento de cortina generalmente se prepara en el sitio, debido a la falta de compatibilidad entre los componentes de esta mezcla de cola con el tiempo (es decir, resina, catalizador/endurecedor, rellenos orgánicos e inorgánicos, agua y otros aditivos). Por este motivo, la fabricación convencional de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina requiere una infraestructura importante para almacenar y manipular las materias primas de la mezcla de cola, así como instalaciones de mezcla específicas y mano de obra para preparar la mezcla de cola en el sitio.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a composiciones adhesivas que comprenden harina, una mezcla detensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico y, preferentemente, un relleno inorgánico. La combinación de estos aditivos con al menos un adhesivo de base biológica y, opcionalmente, un agente reductor de la viscosidad da como resultado una composición adhesiva con las propiedades reológicas y de viscosidad apropiadas que permiten la formulación de una mezcla adhesiva que se puede aplicar ventajosamente mediante revestimiento de cortina.
La mezcla adhesiva de acuerdo con la invención permite aplicar el adhesivo de base biológica mediante revestimiento de cortina en cantidades controladas y proporcionar menores cantidades de revestimiento que las que se pueden lograr mediante, p. ej., revestimiento con rodillos. Además, se ha observado que dichas composiciones y mezclas adhesivas proporcionan tableros de madera contrachapada que muestran buenas propiedades de adhesión, preferentemente cumplen al menos los requisitos para la calificación de calidad de unión Clase I de acuerdo con las normas europeas EN 314-1:2004 y EN 314-2:1993 (confirmadas en 2013), mientras se usa una cantidad relativamente baja de resina adhesiva de base biológica.
En algunas realizaciones particulares de la invención, la composición adhesiva comprende además al menos un agente espesante. Sorprendentemente, se ha observado que la selección específica de ingredientes realizada por los inventores de acuerdo con estas realizaciones dio como resultado una composición adhesiva que es completamente estable en el tiempo y, por consiguiente, el uso de las composiciones y sistemas adhesivos de la invención en la fabricación de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina puede minimizar la necesidad de grandes infraestructuras in situ y la falta de reproducibilidad de la mezcla adhesiva.
Estas composiciones adhesivas proporcionan varias ventajas importantes en la fabricación de madera contrachapada. En primer lugar, la reproducibilidad del proceso de fabricación y, en consecuencia, de la propia composición adhesiva aumenta significativamente, porque la estabilidad de la composición permite que se fabrique en instalaciones separadas, habitualmente más adecuadas para esta actividad que las instalaciones de fabricación de madera contrachapada. Aparte de eso, la composición adhesiva de la invención permite una simplificación de la instalación requerida para la fabricación de madera contrachapada, ya que no es necesario el equipo utilizado convencionalmente para el almacenamiento y manejo de materiales de partida tales como adhesivo, tensioactivos, rellenos inorgánicos y orgánicos y otros aditivos; y también se consigue un importante ahorro de tiempo, mano de obra y ocupación de equipos comúnmente utilizados para la preparación de la mezcla de cola en el sitio. Así pues, la presente invención proporciona una composición adhesiva (componente A) que solo necesita mezclarse con un agente endurecedor (componente B) antes de aplicarse sobre la chapa.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a una composición adhesiva que comprende al menos un adhesivo de base biológica, harina, una mezcla de tensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico y agua, opcionalmente, la composición comprende además al menos un relleno inorgánico, al menos un agente espesante, al menos un agente reductor de la viscosidad o una combinación de los mismos.
En el contexto de la presente invención, los términos "adhesivo de base biológica" o "bioadhesivo" se usan indistintamente y ambos se refieren a una sustancia que, interpuesta entre dos materiales diferentes, es capaz de mantener esos materiales juntos y, adicionalmente, esta sustancia adhesiva o ingrediente activo se puede obtener a partir de recursos renovables. En particular, el "adhesivo de base biológica" o "bioadhesivo" de acuerdo con la invención es una sustancia tal como una resina, en particular una resina libre de formaldehído, capaz de endurecerse por autocondensación y/o usando un endurecedor o catalizador. Estas sustancias bioadhesivas pueden obtenerse a partir de materias primas renovables ampliamente distribuidas en la naturaleza, biomasa vegetal principalmente, aunque también son posibles otros recursos adecuados como, por ejemplo, caparazones de crustáceos.
El al menos un adhesivo de base biológica comprendido en la composición adhesiva de la invención se selecciona preferentemente de proteína de soja, quitosano, resina de furano, resina de aceite insaturada, polímeros a base de polifenoles y una combinación de los mismos. Los polímeros a base de polifenoles pueden ser, por ejemplo, lignina o poliflavonoides (es decir, polímeros cuyos patrones polifenólicos principales están formados por monómeros de flavonoides) o una combinación de los mismos.
En particular, los polímeros a base de polifenoles de acuerdo con la invención no contienen formaldehído ni monómeros derivados de formaldehído y, por consiguiente, no contienen resinas de fenol formaldehído. Así pues, los polímeros a base de polifenoles son preferentemente lignina o poliflavonoides (es decir, polímeros cuyos patrones polifenólicos principales están formados por monómeros de flavonoides) o una combinación de los mismos, siempre que no contengan resinas de fenol formaldehído.
En aquellas realizaciones de la invención en donde el bioadhesivo pueda obtenerse a partir de biomasa vegetal, las sustancias bioadhesivas presentes en la composición adhesiva pueden estar comprendidas en un extracto vegetal.
La composición adhesiva descrita en el presente documento comprende preferentemente:
-100 partes en peso de contenido sólido del al menos un extracto vegetal que comprende al menos un adhesivo de base biológica, preferentemente polímeros polifenólicos y más preferentemente poliflavonoides;
- de 5 a 40 partes en peso de harina;
- de 0 a 20 partes en peso de al menos un relleno inorgánico;
- de 0 a 0,2 partes en peso de al menos un agente espesante;
- de 0 a 15 partes en peso de al menos un agente reductor de la viscosidad preferentemente seleccionado de glicol, triacetina y una combinación de los mismos;
- de 0,2 a 10 partes en peso de una mezcla de tensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico; y
- de 67 a 155 partes en peso de agua;
en donde dicha composición adhesiva tiene preferentemente una viscosidad de 500 cP a 5000 cP (25 °C, 100 s_1).
Los extractos vegetales que comprenden al menos una sustancia bioadhesiva utilizada para obtener la composición adhesiva de la invención pueden presentar diferentes formas, por ejemplo, pueden ser un sólido, una solución o una suspensión. Así pues, la expresión "contenido sólido de al menos un extracto vegetal que comprende el adhesivo de base biológica" se define como la cantidad de materia no volátil contenida en el extracto vegetal. Este contenido de sólidos también se puede determinar mediante métodos conocidos en la técnica, p. ej., secando una cantidad en peso conocida del extracto vegetal que comprende el bioadhesivo hasta obtener un peso constante, de manera que el porcentaje de sólidos en el extracto vegetal es la proporción de peso seco respecto al peso del extracto vegetal previo al secado. El secado se puede realizar en un horno a una temperatura de, p. ej., 105 °C.
La composición adhesiva de acuerdo con la invención puede comprender un contenido total de sólidos del 40 % en peso al 73 % en peso, preferentemente del 54 % en peso al 61 % en peso, en donde el contenido total de sólidos comprende todos los componentes de la composición adhesiva que son diferentes al agua; y/o una cantidad de contenido sólido de extractos vegetales a base de poliflavonoides del 20 % en peso al 60 % en peso, preferentemente del 28 % en peso al 58 % en peso, todas las cantidades expresadas en peso con respecto al peso total de la composición adhesiva (componente A).
De acuerdo con la invención descrita en el presente documento, la composición adhesiva comprende preferentemente un extracto vegetal que comprende polímeros polifenólicos tales como resinas polifenólicas como sustancia bioadhesiva, más preferentemente un extracto vegetal que comprende polímeros con un patrón polifenólico formado principalmente por unidades de flavonoides con diferente grado de condensación (flavan-3-ol y flavan-2,4-diol) así como otros análogos de flavonoides.[Roux DG, Ferreira D, Botha J.J. Forest. Products. Journal 26, 27 (1980); Roux DG, Ferreira D, Botha J.J. Journal of Agricultural and Food Chemistry 28, 216 (1980); Roux DG, Ferreira D, Hundt HKL, Malan E. Applied Polymer Symposium 28,335(1975)].Estas sustancias bioadhesivas se conocen en la técnica como taninos condensados, así como poliflavonoides o polímeros de proantocianinas.
El extracto vegetal que comprende poliflavonoides como adhesivos de base biológica se selecciona preferentemente de extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de falso abeto, extracto de corteza de zumaque, extracto de corteza de pino, extracto de médula de nuez pecana, extracto de corteza de abeto Douglas y una combinación de los mismos. Más preferentemente, el extracto a base de poliflavonoides comprendido en la composición adhesiva de la invención se selecciona de extracto de médula de nuez pecana, extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de pino y una mezcla de los mismos.
Los extractos de médula de nuez pecana son más reactivos que otros extractos vegetales como la corteza de mimosa o los extractos de corteza de pino debido a su alto contenido de unidades de flavonoides que comprenden anillos A de floroglucinol y anillos B de pirogalol. Por este motivo, a pesar de su limitada disponibilidad en particular en España, las composiciones adhesivas de acuerdo con algunas realizaciones de esta invención comprenden al menos un extracto de médula de nuez pecana.
De acuerdo con otras realizaciones de la invención, sin embargo, la composición adhesiva comprende preferentemente extractos de mimosa o pino, porque proporcionan una adecuada reactividad adhesiva y, adicionalmente, pueden estar disponibles en cantidad suficiente para la fabricación industrial de tableros de madera contrachapada a un precio razonable. En particular, los extractos de corteza de mimosa se comercializan incluso en grandes volúmenes.
Las composiciones adhesivas de acuerdo con la invención comprenden al menos un extracto vegetal que comprende poliflavonoides que tienen preferentemente un número de Stiasny superior al 65 %, más preferentemente igual o superior al 75 %.
El método del número de Stiasny se utiliza para determinar el contenido de polifenoles de los extractos de acuerdo con el procedimiento propuesto por Yazaki y Hillis (ver Yazaki, Y., Hillis, W.E., 1980. Molecular size distribution of radiata pine barkextracts and its effects on properties. Holzforschung 34, 125-130). De acuerdo con este método, una cantidad exacta del extracto seco (aproximadamente 0,250 g) se disuelve en agua destilada (25 ml), a continuación se añaden 2,5 ml de HCl 10 M y 3,2 ml de una solución acuosa de formaldehído al 55 % en peso. La mezcla se calienta a reflujo durante 30 min. Después de eso, la suspensión se filtra al vacío utilizando un filtro de tipo VVLP de 0,1 pm (filtros de membrana Durapore), el precipitado se lava con agua tibia y a continuación se seca a 105 °C hasta peso constante. El número de Stiasny es la relación entre el peso del precipitado secado al horno y el peso inicial del extracto seco, expresado como un porcentaje.
En algunas realizaciones de la invención, al menos uno de los extractos vegetales comprendidos en la composición adhesiva es un extracto de corteza de mimosa o un extracto de madera de quebracho, preferentemente que tiene un número de Stiasny superior al 65 %, y más preferentemente igual o superior al 75 %. Aparte de eso, estos extractos preferentemente tienen una viscosidad que varía de 100 cP a 1000 cP (medida en una solución acuosa al 50 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento de 100 s-1 en un reómetro de placa Peltier), un pH (solución acuosa al 50 % p/p a 25 °C) de 4 a 8 y/o una reactividad/tiempo de gel (solución acuosa al 50 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 100 s a 200 s.
En algunas realizaciones de la invención, al menos uno de los extractos vegetales comprendidos en la composición adhesiva es un extracto de corteza de pino, preferentemente que tiene un número de Stiasny igual o superior al 75 %, y más preferentemente igual o superior al 80 %. Aparte de eso, este extracto de corteza de pino tiene una viscosidad que varía preferentemente de 100 cP a 1000 cP (medida en una solución acuosa al 36 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento de 100 s-1 en un reómetro de placa Peltier), un pH (solución acuosa al 36 % p/p a 25 °C) de 4 a 8 y/o un tiempo de reactividad/gel (solución acuosa al 36 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 50 s a 110 s, y/o un tiempo de reactividad/gel (solución acuosa al 36 % p/p con pH 7 con polvo de tris(hidroximetil)nitrometano al 12 % en peso) de 50 s a 70 s.
En algunas realizaciones de la invención, al menos uno de los extractos vegetales comprendidos en la composición adhesiva es un extracto de médula de nuez pecana, preferentemente que tiene un número de Stiasny igual o superior al 75 %, y más preferentemente igual o superior al 80 %. Aparte de eso, este extracto de médula de nuez pecana tiene una viscosidad que varía preferentemente de 100 cP a 1000 cP (medida en una solución acuosa al 40 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento de 100 s-1 en un reómetro de placa Peltier), un pH (solución acuosa al 40 % p/p a 25 °C) de 4 a 8 y/o una reactividad/tiempo de gel (solución acuosa al 40 % p/p, pH de 4 a 8, con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 35 a 70 s.
Las composiciones adhesivas de acuerdo con la invención pueden comprender una combinación de diferentes extractos vegetales de poliflavonoides. En particular, pueden comprender uno o más extractos de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de pino y extracto de médula de nuez pecana descritos en este documento.
De acuerdo con la presente invención, el contenido de sólidos del al menos un extracto vegetal poliflavonoide comprendido en la composición adhesiva puede variar del 39 % en peso al 60 % en peso, porcentaje expresado en peso con respecto a la suma de extracto vegetal y agua, dependiendo del tipo de extracto usado. Este intervalo corresponde a la concentración del extracto vegetal en una solución acuosa que comprende 100 partes en peso de contenido sólido del extracto vegetal y de 155 a 67 partes en peso de agua.
Las composiciones adhesivas de acuerdo con la invención comprenden una mezcla de tensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico.
Se ha descubierto que dichas mezclas de tensioactivos permiten minimizar el caudal al cual es estable la cortina, logrando así finalmente cantidades bajas del bioadhesivo como se describe en este documento, en particular las resinas de base polifenólica, y más concretamente los poliflavonoides, que se aplican por revestimiento de cortina. Esto no se ha logrado con otros tensioactivos de uso común (por ejemplo, un polidimetilsiloxano modificado con poliéter) utilizados solos.
Los "tensioactivos aniónicos" son tensioactivos que contienen grupos funcionales en su cabeza, tales como el sulfato, sulfonato, fosfato y carboxilatos. En particular, el tensioactivo aniónico de una mezcla de tensioactivos descrita en el presente documento puede ser un fosfato de alquilo salificado, tal como un éster orgánico de ácido orto-fosfórico que está al menos parcialmente salificado. En particular, el fosfato de alquilo puede ser una mezcla de fosfato completamente esterificado, p, ej., un fosfato que comprende tres alquilaciones, y un fosfato totalmente salificado o un fosfato de alquilo parcialmente salificado, es decir, un fosfato que comprende una o dos alquilaciones y uno o dos cationes de metales alcalinos (p. ej., cationes de potasio y/o sodio). El fosfato de alquilo salificado también puede ser parcialmente salificado o una mezcla de fosfatos de alquilo parcialmente salificados, es decir, que comprende uno o más fosfatos que comprenden una o dos alquilaciones y uno o dos cationes de metales alcalinos (por ejemplo, cationes de potasio y/o sodio). Ejemplos específicos de tensioactivos aniónicos de fosfato de alquilo salificado adecuados incluyen, p. ej., cetil fosfato de potasio, alquil (C9-15) fosfato de potasio, alquil (C11-15) fosfato de potasio, alquil (C12-13) fosfato de potasio, alquil (C12-14) fosfato de potasio, lauril fosfato de potasio, lauril fosfato disódico, oleil fosfato disódico, laurilfosfato de sodio.
Los "tensioactivos no iónicos" son tensioactivos que no soportan una carga eléctrica. Aunque no contienen un grupo iónico como su componente hidrófilo, se les confieren propiedades hidrófilas por la presencia de varios átomos de oxígeno en una parte de la molécula que son capaces de formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua. En particular, el tensioactivo no iónico de una mezcla de tensioactivos descrita en el presente documento puede ser un glicol éter. En particular, el glicol éter puede ser un glicol éter de fórmula R (OCH<2>CH<2>)nOH en donde n = 1, 2 o 3 y R es un grupo alquilo. El grupo alquilo R se puede seleccionar de metilo, etilo, propilo y butilo. En particular, el glicol éter se selecciona de 2-(2-butoxi-etoxi)-etanol, dietilenglicol monobutil éter, dietilenglicol monoetil éter, dietilenglicol monohexil éter, dietilenglicol monometil éter, etilenglicol monoetil éter, etilenglicol monohexil éter, etilenglicol monometil éter, etilenglicol monooctil éter, etilenglicol monopropil éter, trietilenglicol monoetil éter y trietilenglicol monometil éter.
En realizaciones particulares, el glicol éter puede ser 2-(2-butoxi-etoxi)-etanol, también conocido como dietilenglicol monobutil éter (DEGBE).
El tensioactivo aniónico está normalmente presente en la mezcla de tensioactivos en una cantidad del 1 % en peso al 10%en peso, en particular, del 1,0%en peso al 7,5%en peso, más en particular del 1,0%en peso al 5,0%en peso, y dicho tensioactivo no iónico está normalmente presente en la mezcla de tensioactivos en una cantidad del 1 % en peso al 40 % en peso, en particular del 5 % en peso al 30 % en peso, más en particular del 10 % en peso al 20 % en peso, basado en el peso total de la mezcla de tensioactivos. El resto de la mezcla de tensioactivos puede ser un disolvente apropiado, p. ej., agua.
En realizaciones particulares de la invención, la mezcla de tensioactivos está presente en la composición adhesiva como se describe en el presente documento en una cantidad de 0,2 partes a 10 partes, en particular de 1 parte a 8 partes, y más en particular de 2 partes a 6 partes, con respecto a 100 partes de contenido sólido del al menos un extracto vegetal que comprende el bioadhesivo presente en dicha composición adhesiva, en donde el bioadhesivo puede ser en particular polímeros polifenólicos, y más específicamente poliflavonoides. Cantidades menores no proporcionan los efectos ventajosos de la mezcla de tensioactivos y cantidades mayores, aunque no sean desfavorables, encarecen el producto sin aportar ningún beneficio adicional.
La viscosidad de la composición adhesiva descrita en este documento puede variar preferentemente de 500 cP a 5000 cP, más preferentemente de 800 cP a 4000 cP, aún más preferentemente de 1000 cP a 2500 cP, y particular y preferentemente de 1000 cP a 1800 cP.
La viscosidad se puede determinar mediante métodos conocidos en la técnica. En particular, la viscosidad puede medirse a 25 °C y una velocidad de cizallamiento de 100 s-1 en un reómetro de placa Peltier DHR-2 de TA Instruments.
Ventajosamente, dichas viscosidades facilitan la manipulación de la composición adhesiva (por ejemplo, su bombeo) y la formulación de una mezcla adhesiva para su aplicación mediante revestimiento de cortina. Además, dichas viscosidades impiden que el propio adhesivo de base biológica tenga una baja penetración en el sustrato sobre el que se aplica.
La composición adhesiva de acuerdo con la invención tiene un contenido total de sólidos del 40 % en peso al 73 % en peso, preferentemente del 54 % en peso al 61 % en peso, en donde el contenido de sólidos totales significa la suma de todos los ingredientes de la composición adhesiva diferentes al agua, y todas las cantidades se expresan en peso con respecto al peso total de la composición adhesiva (componente A).
El porcentaje de contenido de sólidos de la composición adhesiva se define como la cantidad de materia no volátil contenida en dicha composición. Este porcentaje de contenido de sólidos puede conocerse conociendo las cantidades de los diferentes componentes presentes en la composición adhesiva. El contenido de sólidos también se puede determinar mediante métodos conocidos en la técnica, p.ej., secando una cantidad en peso conocida de composición adhesiva hasta obtener un peso constante y el contenido de sólidos es la proporción de peso seco con respecto al peso de composición adhesiva antes del secado. El secado se puede realizar en un horno a una temperatura de, p. ej., 105 °C.
Sorprendentemente, se ha descubierto que la combinación de adhesivo de base biológica como se describe en este documento, en particular poliflavonoides, y una mezcla de tensioactivos como se describe en el presente documento permite una composición adhesiva con una cantidad sólida y una viscosidad que puede proporcionar satisfactoriamente una mezcla adhesiva que se puede aplicar ventajosamente mediante revestimiento de cortina. En particular, proporcionar una formulación de resina con fluidez de humectabilidad y propiedades físicas adecuadas para aplicaciones de revestimiento de cortina.
La composición adhesiva de la invención puede comprender un agente reductor de la viscosidad preferentemente seleccionado de glicol, triacetina y una combinación de los mismos.
"Agente reductor de la viscosidad" en el contexto de la presente invención se entiende que es cualquier sustancia adecuada para reducir la viscosidad de la composición adhesiva o de endurecedor al valor deseado.
Este agente reductor de la viscosidad se puede añadir a la composición adhesiva descrita en este documento para reducir la viscosidad de la composición adhesiva a un valor de 500 cP a 5000 cP, preferentemente de 800 cP a 4000 cP, más preferentemente de 1000 cP a 2500 cP, y aún más preferentemente de 1000 cP a 1800 cP, en donde la viscosidad se mide usando un reómetro DHR-2 (reómetro de<t>A Instruments), con una placa Peltier de geometría, de modo que la viscosidad aparente se mide cuando se alcanza el régimen estacionario en una prueba de flujo a 25 °C y velocidad de cizallamiento de 100 s-1.
Los intervalos de viscosidad y los valores especificados en el marco de esta invención se expresan en cP, una unidad de viscosidad bien conocida comúnmente utilizada en el campo técnico de la invención. Estos intervalos y valores de viscosidad se pueden convertir sin ambigüedades a los intervalos y valores correspondientes de acuerdo con las unidades SI (Pa s), considerando que 1 cP es igual a 10-3 Pa s. Por ejemplo, la composición adhesiva de la invención tiene una viscosidad preferentemente de 500 cP a 5000 cP, es decir, de 0,5 Pas a 5,0 Pas.
Tanto los glicoles como la triacetina son plastificantes que, además de reducir la viscosidad, pueden aumentar la adherencia entre chapas resinadas, reduciendo así la posibilidad de que se separen entre sí si se preprensan en frío y, adicionalmente, son capaces de reducir la tasa de secado del adhesivo aplicado sobre las chapas, lo que permite un tiempo abierto más prolongado (es decir, desde la aplicación de la mezcla adhesiva a las chapas hasta el prensado en caliente de las chapas encoladas). Así pues, en algunas realizaciones de la presente invención en donde la composición adhesiva comprende un extracto vegetal que comprende poliflavonoides, dicha composición adhesiva puede comprender de 2 partes a 8 partes en peso de glicol, triacetina o una combinación de las mismas con respecto a 100 partes en peso del contenido sólido del extracto vegetal, con el fin de mejorar la pegajosidad de la mezcla adhesiva obtenida después de mezclar la composición adhesiva de acuerdo con la invención y un agente endurecedor, en particular uno definido como se describe en este documento.
"Glicol" en el contexto de la presente invención significa cualquier sustancia que contiene dos grupos hidroxilo. Más específicamente, el término glicol se refiere a un alcohol dihídrico, también conocido como diol, en el que los dos grupos hidroxi están en diferentes átomos de carbono. Preferentemente, el glicol presente en la composición adhesiva o en la composición de endurecimiento descrita en el presente documento puede ser un derivado de etilenglicol o propilenglicol, pero no se limita a dicho glicol. En particular, el glicol puede ser un compuesto de fórmula HOCH<2>CH<2>CH<2>(OCH<2>CH<2>CH<2>)mOH, en donde m es igual a o mayor de 0, preferentemente m varía de 0 a 2. Preferentemente, el glicol es un compuesto de fórmula HOCH<2>CH<2>(OCH<2>CH<2>)qOH, en donde q es igual a o superior a 0, preferentemente q varía de 0 a 2, y más preferentemente el glicol se selecciona de monoetilenglicol y dietilenglicol.
"Triacetina" se refiere a un triglicérido que tiene los nombres químicos de 1,2,3-triacetoxipropano o acetato de 2,3-diacetiloxipropilo, que corresponde al número CAS 102-76-1. La triacetina es adecuada como agente reductor de la viscosidad y para mejorar la pegajosidad del sistema adhesivo.
La composición adhesiva de acuerdo con la invención puede comprender de 5 partes a 40 partes en peso de harina con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido del extracto vegetal que comprende al menos un bioadhesivo, en particular polímeros polifenólicos tales como poliflavonoides. Este relleno orgánico particular, que puede ser considerado como un fluido pseudoplástico, es capaz de proporcionar una distribución más homogénea de la mezcla adhesiva en las chapas y, como resultado, se puede mejorar la calidad de la unión del contrachapado. Aparte de eso, la presencia de harina en la composición adhesiva de la invención puede ayudar a retener agua cuando la mezcla adhesiva se aplica a las chapas, reduciendo así la tasa de secado.
En algunas realizaciones de la invención, la harina comprendida en la composición adhesiva descrita en este documento tiene un valor de la media armónica del tamaño de partícula inferior a 150 pm, preferentemente inferior a 50 pm, más preferentemente inferior a 20 pm, en donde dicho valor de la media armónica se mide utilizando un Laser Particle Sizer Analysette 22 Microtec.
Cuanto menor sea la distribución del tamaño de las partículas de la harina comprendida en la composición adhesiva de la invención, más eficaz será la estabilización de la mezcla adhesiva con el agente espesante y, por consiguiente, se requiere menor cantidad de relleno en aquellas realizaciones de la invención en donde la composición adhesiva comprende al menos un agente espesante en las cantidades especificadas en este documento.
La harina presente en la composición adhesiva de acuerdo con la invención se puede seleccionar de harina de trigo, harina de hueso de aceituna, harina de cáscara de almendra, harina de maíz, harina de cascara de coco, harina de soja, harina de centeno, harina de cáñamo, harina de calabaza, harina fina de arroz, harina de coco, harina de madera y cualquier combinación de las mismas; preferentemente es harina de trigo, harina de madera, harina de cáñamo o una combinación de las mismas, más preferentemente, la composición adhesiva como se describe en el presente documento comprende una combinación de harina de trigo y harina de madera.
Se prefiere la harina de trigo porque esta harina en particular puede proporcionar las propiedades antes mencionadas a la composición adhesiva y la mezcla de acuerdo con la invención y, adicionalmente, está ampliamente disponible y es menos costosa que otras harinas. Algunos autores descubrieron que la harina de cáñamo puede ayudar a reducir el formaldehído libre(Kawalerczyk et al. (2019). "Flour fillers in plywood", BioResources 14(3), 6727-6735)y, por consiguiente, la presencia de esta harina en la composición adhesiva de base biológica de acuerdo con la invención puede ser particularmente ventajosa para fabricar tableros de madera contrachapada que cumplan los requisitos de emisión libre de formaldehído. Sin embargo, también se prefieren otras harinas entre las mencionadas anteriormente porque pueden proporcionar buenos resultados en la fabricación de madera contrachapada.
El valor de la media armónica del tamaño de partícula de algunas de las harinas enumeradas (medido con un Laser Particle Sizer Analysette 22 Microtec) puede ser el siguiente:
- harina de trigo aproximadamente 7 pm,
- harina de hueso de aceituna aproximadamente 6 pm,
- harina de cáscara de almendra aproximadamente 6 pm,
- harina de soja aproximadamente 10 pm,
- harina de centeno aproximadamente 11 pm,
- harina de madera aproximadamente 7 pm.
La presencia de harina por sí sola o, preferentemente, en combinación con al menos un relleno inorgánico, se ha descubierto que asegura ventajosamente que la solución adhesiva tiene propiedades reológicas apropiadas para formar y estabilizar la cortina de solución adhesiva durante el revestimiento de la cortina y, al mismo tiempo, asegura que el adhesivo de base biológica se distribuya uniformemente en la superficie del sustrato revestido, en última instancia, asegurando buenas propiedades de adhesión con una cantidad reducida de adhesivo de base biológica, p. ej., en comparación con los productos obtenidos mediante otros tipos de revestimiento tales como el revestimiento con rodillos. Este efecto ventajoso es aún más significativo cuando los bioadhesivos son poliflavonoides y la harina comprendida en la composición adhesiva de acuerdo con la invención es una combinación de harina de trigo y harina de madera.
La composición adhesiva descrita en este documento puede comprender al menos un relleno inorgánico. Preferentemente, la distribución del tamaño medio de las partículas (d50 %) del relleno inorgánico (medido usando un equipo Mastersizer 300 (Malvern)) varía de 1 pm a 10 pm, preferentemente 2 pm. Si hay presentes partículas mayores de 10 pm, estas pueden asentarse.
El relleno inorgánico comprendido en la composición adhesiva de la invención puede ser, por ejemplo, carbonato de magnesio, carbonato de calcio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, sulfato de bario, polvo de talco, yeso o una mezcla de los mismos.
La presencia de relleno inorgánico en la composición adhesiva de la invención puede reducir la cantidad de harina necesaria para lograr las propiedades reológicas deseadas, reduciendo al mismo tiempo el coste de la composición y manteniendo las propiedades reológicas apropiadas y, en aquellas realizaciones de la invención en donde la composición adhesiva comprende al menos un agente espesante como se describe en este documento, una vida útil de al menos 2 semanas.
Cantidades de relleno menores no proporcionan el comportamiento reológico deseado para la solución adhesiva y cantidades de relleno mayores afectan adversamente a las propiedades físicas del producto final.
La composición adhesiva de la invención puede comprender al menos un agente espesante. En particular, el agente espesante puede seleccionarse de nanofibrillas de celulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, goma de xantano, sepiolita y una combinación de los mismos.
Sorprendentemente, los inventores descubrieron que una pequeña cantidad (de 0,02 a 0,2 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido del extracto vegetal que comprende al menos un adhesivo de base biológica como polímeros polifenólicos y, en particular, poliflavonoides) de al menos un agente espesante, en particular, uno o más de los agentes espesantes especificados en el presente documento, puede crear una red en la composición adhesiva de la invención evitando la sedimentación, proporcionando así una composición estable en el tiempo, en particular, la vida útil de estas composiciones adhesivas es de al menos 2 semanas. Esto representa una ventaja con respecto a la composición adhesiva que se usa normalmente en la fabricación de madera contrachapada, que debe prepararse en el sitio porque su vida útil no es más de 24 h, por lo general no más de 4 horas. Otra de las ventajas que estos agentes espesantes proporcionan a la composición adhesiva de la invención es que, a diferencia de otras composiciones adhesivas para la fabricación de madera contrachapada, no se observan malos olores por descomposición en las muestras almacenadas. Este hecho representa una importante ventaja a la hora de utilizar la composición adhesiva de la invención para la fabricación de tableros de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina.
"Vida útil" en el contexto de la presente invención se entiende como el período de tiempo durante el cual la composición adhesiva de la invención que comprende la cantidad de agente espesante especificada en el presente documento puede almacenarse y seguir siendo adecuada para su uso. Preferentemente, esta expresión se refiere al período de tiempo durante el cual no se observa visualmente sedimentación en la composición adhesiva de acuerdo con la invención que ha sido almacenada a una temperatura de 15 °C a 30 °C, preferentemente de 20 °C a 25 °C. Con el fin de establecer la vida útil de una composición adhesiva según estas realizaciones particulares de la invención, se observa visualmente una muestra almacenada en un recipiente de vidrio transparente a una temperatura de 15 °C a 30 °C, preferentemente de 20 °C a 25 °C, durante un período de tiempo determinado. Más específicamente, el fondo del recipiente de vidrio transparente se puede frotar con una barra de vidrio. Cuando se produce la sedimentación, se puede observar una cierta cantidad de material sólido en la punta de la barra.
Los agentes espesantes utilizados para preparar la composición adhesiva descrita en este documento pueden ser sólidos, o una solución o dispersión acuosa, preferentemente con un contenido de sólidos igual o inferior al 3 % en peso.
La goma xantana se refiere a un biopolímero de naturaleza polisacárida correspondiente al n.° CAS 11138-66-2. En aquellas realizaciones particulares de la invención en las que se utiliza goma xantana como agente espesante, se puede utilizar una solución acuosa con un contenido de sólidos igual o inferior al 1 % en peso para preparar la composición adhesiva de la invención.
La sepiolita es un mineral arcilloso natural de origen sedimentario. Por su naturaleza inorgánica, este agente espesante también puede mejorar la resistencia al agua de los tableros de madera contrachapada. En aquellas realizaciones particulares de la invención en donde se utiliza sepiolita como agente espesante, se puede usar una dispersión acuosa para preparar la composición adhesiva.
Una cantidad de agente espesante inferior a 0,02 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido de extracto vegetal tal como se define en este documento puede no ser suficiente para evitar la sedimentación, mientras que una cantidad de agente espesante superior a 0,2 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido de extracto vegetal puede afectar negativamente a las propiedades reológicas de la composición adhesiva y, adicionalmente, a la resistencia al agua del tablero contrachapado obtenido utilizando dicha composición adhesiva.
En realizaciones preferidas de la invención, la composición adhesiva comprende un extracto vegetal que comprende polímeros poliflavonoides y de 0,02 a 0,2 partes en peso, más preferentemente de 0,03 a 0,1 partes en peso, aún más preferentemente de 0,026 a 0,050 partes en peso, de contenido sólido de agente espesante con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido de extracto vegetal. Preferentemente, el agente espesante se selecciona de nanofibrillas de celulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, goma de xantano, sepiolita y una combinación de los mismos.
La composición adhesiva de acuerdo con la invención puede fabricarse manteniendo una intensa agitación, en particular, utilizando un dispensador de alto cizallamiento con una agitación superior a 300 rpm durante todo el procedimiento. Este método puede comprender la adición secuencial y gradual de cada uno de los ingredientes incluidos en la composición adhesiva al agua o a una solución acuosa que comprende el adhesivo de base biológica, agitando la mezcla hasta la homogeneización del ingrediente añadido antes de iniciar la adición del siguiente. Los ingredientes de la composición adhesiva se pueden añadir en cualquier orden.
El agente espesante se puede añadir como sólido, en particular en polvo, o como una solución o dispersión acuosa, en particular, una solución acuosa de agente espesante con un contenido de sólidos igual o inferior al 3 % en peso. El agente espesante en forma sólida se añade al inicio del procedimiento para garantizar una correcta disolución en agua. Sin embargo, si se utiliza una solución acuosa de agente espesante para fabricar la composición adhesiva, los ingredientes de la composición se pueden añadir en cualquier orden.
A continuación, se puede medir la viscosidad de la composición adhesiva utilizando un reómetro DHR-2 (TA Instruments), con una placa Peltier de geometría, de modo que la viscosidad aparente se mide cuando se alcanza el régimen estacionario en una prueba de flujo a 25 °C y velocidad de cizallamiento de 100 s-1. Si la viscosidad de la composición adhesiva es superior al valor deseado, se puede añadir agua o un agente reductor de la viscosidad como se describe en este documento, la composición se puede agitar a continuación hasta uniformidad y se puede medir de nuevo la viscosidad. Este procedimiento puede repetirse tantas veces como sea necesario hasta alcanzar la viscosidad requerida dentro del intervalo especificado para la composición adhesiva de la invención.
Otro objeto de la presente invención se refiere a una mezcla adhesiva que comprende:
- Componente A: la composición adhesiva como se define en este documento, y
- Componente B: al menos un agente endurecedor, preferentemente, el al menos un agente endurecedor está comprendido en una composición endurecedora que comprende además agua y, opcionalmente, al menos un agente reductor de la viscosidad preferentemente seleccionado de glicol, triacetina y una combinación de los mismos.
"Agente endurecedor" o "catalizador" en el contexto de la presente invención significa cualquier sustancia adecuada para ser utilizada para curar adhesivos de base biológica y, en particular, aquellas resinas o polímeros adhesivos de base biológica descritos en este documento. En aquellas realizaciones particulares de la invención en las que los adhesivos de base biológica son polímeros polifenólicos y, en particular, poliflavonoides, el agente endurecedor se puede seleccionar del grupo que comprende hexamina, tris(hidroximetil)nitrometano, glioxal, ácidos de Lewis, 2,5-dihidroximetilfurano, fracciones de 2,5-dihidroximetilfurano, polietilenimina (PEI), pero no se limita a dichos catalizadores. El ácido de Lewis preferido puede ser sílice, ácido bórico o tricloruro de aluminio. Como se ha mencionado previamente, el catalizador puede ser un resto 2,5-dihidroximetilfurano, es decir, un compuesto que comprende 2,5-dihidroximetilfurano como parte de una estructura más grande como, por ejemplo, oligómeros de hidratos de carbono de 2,5-dihidroximetilfurano. Dichos catalizadores son necesarios para curar resinas adhesivas, que se utilizan en la fabricación de todo tipo de tableros derivados de madera, incluyendo tableros de madera contrachapada.
Preferentemente, el agente endurecedor es la hexamina, ya que este compuesto en combinación con la composición adhesiva a base de poliflavonoides descrita en este documento es capaz de proporcionar tableros de madera contrachapada que cumplen con los requisitos de calidad de unión Clase 1 (Norma europea EN-314-2: 1993 (confirmada en 2013)) y, adicionalmente, esta puede considerarse una materia prima. En consecuencia, las mezclas adhesivas de acuerdo con la invención que comprenden hexamina como agente endurecedor muestran un equilibrio optimizado entre eficacia y coste, que las hacen especialmente adecuadas para la fabricación industrial de tableros de madera contrachapada.
Otros agentes endurecedores preferidos que también proporcionan buenos resultados en la calidad de la unión son el tris(hidroximetil)nitrometano, la polietilenimina (PEI) o combinaciones de los mismos, así como combinaciones de uno o más de estos catalizadores con hexamina.
Así pues, en algunas realizaciones particulares de la invención, el agente endurecedor puede ser tris(hidroximetil)nitrometano, ya que este compuesto en combinación con la composición adhesiva a base de poliflavonoides descrita en este documento es capaz de proporcionar tableros de madera contrachapada que cumplen con los requisitos de calidad de encolado Clase 2 y 3 (Norma europea EN-314-2: 1993 (confirmada en 2013)). Como se ha mencionado previamente, este agente endurecedor se puede combinar con hexamina para obtener la calidad de unión requerida, además de reducirse el costo.
Algunos agentes endurecedores (componente B) como la polietilenimina, el tris(hidroximetil)nitrometano o la sílice, se pueden mezclar directamente con la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención para obtener la mezcla adhesiva que se aplicará sobre las chapas. En algunas realizaciones alternativas, el componente B es una composición endurecedora que comprende al menos un agente endurecedor y agua. Como ejemplos, el componente B pueden ser soluciones acuosas comercializadas que comprenden al menos un agente endurecedor tal como una solución acuosa de glioxal al 40 % en peso, así como una solución acuosa de tris(hidroximetil) nitrometano al 50 % en peso.
La composición de endurecimiento puede comprender glicol como agente reductor de la viscosidad. En un caso tal, preferentemente, el glicol es un compuesto de fórmula HOCH<2>CH<2>(OCH<2>CH<2>)qOH, en donde q es igual a o superior a 0, preferentemente q varía de 0 a 2, y más preferentemente el glicol se selecciona de monoetilenglicol y dietilenglicol.
El agente reductor de la viscosidad presente en la composición endurecedora (componente B) puede ser igual o diferente al agente reductor de la viscosidad contenido en la composición adhesiva (componente A).
En algunas realizaciones particulares, la mezcla adhesiva de acuerdo con la invención comprende:
- Componente A: la composición adhesiva como se define en este documento, y
- Componente B: la composición endurecedora que comprende:
de 4 a 12 partes en peso de hexamina, donde la hexamina está comprendida en una solución acuosa con una concentración entre el 30 % en peso y el 42 % en peso, y de 0 a 15 partes en peso de glicol,
todas las cantidades expresadas con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido del extracto vegetal presente en la composición adhesiva (componente A).
La composición endurecedora (componente B) como se describe en este documento se puede obtener añadiendo gradualmente un agente endurecedor, preferentemente hexamina, al agua a una temperatura de 15 °C a 30 °C, manteniendo una agitación superior a 150 rpm utilizando un dispensador de alto cizallamiento hasta la disolución.
Preferentemente, la mezcla adhesiva como se describe en el presente documento tiene un contenido total de sólidos del 47 % en peso al 65 % en peso y una cantidad de contenido sólido de extractos vegetales del 35 % en peso al 60 % en peso, todas las cantidades expresadas en peso con respecto al peso total de la mezcla de los componentes A y B.
De acuerdo con la invención, la mezcla del componente A y B tiene preferentemente una viscosidad aparente de 1300 cP a 3000 cP (medida con un Reómetro con geometría de placas Peltier, a 25 °C y 100 s_1) para conseguir una aplicación eficaz de la mezcla adhesiva sobre las chapas.
Esta invención también se refiere a un sistema adhesivo que comprende, aislados unos de otros, componente A y componente B como se describe en este documento, con la condición de que la composición adhesiva (componente A) comprenda de 0,02 a 0,2 partes en peso, preferentemente de 0,03 a 0,1 partes en peso, más preferentemente de 0,026 partes a 0,050 partes en peso, de un agente espesante como se describe en este documento con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido del al menos un extracto vegetal que comprende al menos un bioadhesivo, en particular polímeros polifenólicos tales como poliflavonoides. Como se mencionó anteriormente en este documento, estas composiciones adhesivas son estables en el tiempo, en particular, su vida útil es de al menos 2 semanas. Por consiguiente, todos los ingredientes necesarios para la fabricación de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina, salvo el agente endurecedor, pueden incluirse en la misma formulación (componente A).
Otro objeto de la presente invención es el uso de la composición adhesiva, la mezcla adhesiva o el sistema adhesivo divulgados en este documento en el revestimiento de cortina o para revestir un sustrato mediante revestimiento de cortina, preferentemente para la fabricación de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina.
Un sustrato se puede revestir con mezclas adhesivas como se describe en el presente documento para proporcionar un material revestido en donde el sustrato se adhiere a otro sustrato, o para proporcionar un material revestido con un revestimiento protector o un revestimiento con un acabado específico.
Por ello, la invención también se refiere a un proceso para fabricar un material revestido que comprende aplicar una mezcla adhesiva como se describe en este documento sobre al menos una superficie de un sustrato, en donde la mezcla adhesiva se aplica preferentemente mediante revestimiento de cortina a una superficie del sustrato en una cantidad de 130 g/m2 a 240 g/m2, más preferentemente de 150 g/m2 a 190 g/m2, basado en la cantidad de mezcla adhesiva por metro cuadrado de sustrato, para proporcionar un sustrato revestido por cortina. Esta cantidad se puede duplicar, si la mezcla adhesiva se aplica sobre ambas superficies del sustrato.
Se puede usar cualquier sustrato que se desee revestir con un adhesivo de base biológica y que pueda revestirse adecuadamente mediante revestimiento de cortina. Ejemplos de sustratos adecuados incluyen, p. ej., sustratos lignocelulósicos, sustratos metálicos o sustratos poliméricos. Pueden ser preferentes sustratos lignocelulósicos y, en particular, paneles de madera o chapas de madera. Por ejemplo, las chapas de madera, p. ej., para madera contrachapada, pueden tener un espesor de 0,3 mm a 3 mm, en particular de 0,5 mm a 2,5 mm, más en particular de 1 mm a 2 mm. El revestimiento de cortina se puede aplicar como se realiza comúnmente en la técnica. El revestimiento de cortina se logra proporcionando una cortina de mezcla adhesiva y permitiendo que el sustrato que se ha de revestir pase a través de la cortina, p. ej., colocando el sustrato sobre una cinta transportadora y dejándolo avanzar bajo la cortina de mezcla adhesiva.
Ventajosamente, las composiciones adhesivas, los sistemas adhesivos y las mezclas adhesivas que se describen en el presente documento permiten que las mezclas adhesivas de acuerdo con la invención se utilicen en sistemas o aparatos de revestimiento de cortina que ya se utilizan en la técnica sin necesidad de adaptarlos para las composiciones o mezclas adhesivas particulares que se describen en este documento. Por ejemplo, se pueden usar recubridores de cortina comerciales.
En particular, la mezcla adhesiva se puede aplicara una superficie del sustrato a recubrir en una cantidad de 130 g/m2 a 240 g/m2, más preferentemente de 150 kg/m2 a 190 kg/m2, basado en la cantidad de solución adhesiva por metro cuadrado de sustrato, para proporcionar un sustrato revestido por cortina. Esta cantidad se puede duplicar, si la mezcla adhesiva se aplica sobre ambas superficies del sustrato. La cantidad de mezcla adhesiva sobre el sustrato revestido por cortina se puede determinar pesando un sustrato de un área superficial conocida antes y después del revestimiento.
Normalmente, la mezcla adhesiva se distribuirá uniformemente sobre el sustrato y cubrirá el 100 % de la superficie del sustrato. La distribución del revestimiento sobre el sustrato se puede determinar visualmente.
La cantidad de mezcla adhesiva se puede regular para proporcionar la cantidad deseada por superficie del sustrato. En particular, la cantidad de adhesivo se puede regular variando el flujo de mezcla adhesiva proporcionada por la cortina y la velocidad a la que el sustrato pasa a través de la cortina.
Se ha descubierto que tales cantidades de mezcla adhesiva proporcionan sustratos revestidos que se pueden usar para proporcionar productos con propiedades de adhesión satisfactorias mientras se mantienen bajas las cantidades de adhesivo.
La cantidad de mezcla adhesiva aplicada se puede seleccionar para satisfacer las necesidades específicas de los productos finales en los que se utilizará el sustrato revestido. Por ejemplo, se pueden desear mayores cantidades de adhesivo dentro de dichos intervalos cuando se requiera una mayor adhesión.
El sustrato revestido con cortina como tal puede ser el material revestido o puede ser procesado adicionalmente.
Por ejemplo, un proceso para fabricar un material revestido como se describe en el presente documento puede comprender además prensar el sustrato revestido por cortina a una temperatura de 80 °C a 160 °C, en particular de 90 °C a 150 °C y más en particular de 100 °C a 140 °C, y a una presión de 0,4 a 2,0 MPa durante un período de tiempo de 0,4 a 3 minutos por mm de espesor total del sustrato revestido por cortina que se está prensando.
El prensado de la superficie revestida por cortina se realiza para curar el adhesivo de base biológica y proporcionar al material revestido las propiedades de unión deseadas o un revestimiento con el acabado deseado. El sustrato revestido se puede comprimir solo o junto con otros sustratos revestidos.
Por ejemplo, en un proceso para fabricar un material revestido como se describe en el presente documento, el material revestido puede ser madera contrachapada y el sustrato puede ser una chapa de madera.
Por ello, la presente invención se refiere además a una madera contrachapada obtenible por o una madera contrachapada obtenida por un proceso para fabricar un material revestido como se describe en el presente documento.
El proceso para fabricar madera contrachapada como un material revestido puede corresponder a un proceso normalmente usado en la técnica con la excepción de que la mezcla adhesiva de acuerdo con la invención se aplica a las chapas de madera mediante un revestimiento de cortina en las cantidades descritas en el presente documento.
Se puede obtener una madera contrachapada a partir de un número impar de chapas de madera y el número de chapas de madera y la naturaleza de la madera variarán dependiendo de lo deseado para los productos finales. A modo de ejemplo, el número de chapas de madera puede variar de 3 a 29, en particular, de 5 a 25, y más en particular de 7 a 23, y el espesor de las chapas de madera puede ser de 0,3 mm a 3 mm, en particular de 0,5 mm a 2,5 mm, más en particular de 1 mm a 2 mm.
En general, un proceso para fabricar madera contrachapada puede comprender colocar una primera chapa de madera en una cinta transportadora, con la veta de la madera en una primera dirección, permitir que la chapa de madera pase a través de una cortina de una solución adhesiva, colocar una chapa de madera posterior con la veta de la madera en dirección opuesta a esa primera dirección. Las chapas de madera posteriores se colocan alternativamente con la veta de la madera en la primera dirección y la veta de la madera en la dirección opuesta. A continuación, las chapas de madera se colocan una encima de la otra para proporcionar una pila de chapas de madera en donde las chapas de madera adyacentes tienen la veta de la madera en direcciones opuestas y la superficie de la chapa de madera que carece de solución adhesiva se coloca encima de la superficie que contiene adhesivo de una chapa de madera anterior, hasta colocar la última chapa de madera para obtener una pila de chapas de madera del espesor deseado. La última chapa de madera que se coloca en la pila carece de cualquier adhesivo.
La pila de chapas de madera normalmente se prensa a una temperatura de 80 °C a 160 °C, en particular de 90 °C a 150 °C y más en particular de 100 °C a 140 °C, y a una presión de 0,4 a 2,0 MPa durante un período de tiempo de 0,4 a 3 minutos por mm de espesor total del sustrato revestido por cortina que se está prensando.
La pila de chapas de madera se puede someter directamente a tales condiciones o puede haber sido sometida previamente a una etapa de compresión previa en donde la pila de chapas se somete a una presión de 0,3 MPa a 1 MPa, durante 2 a 30 minutos a temperatura ambiente (por ejemplo, a una temperatura de 16 °C a 26 °C). Dicha etapa de compresión previa puede ventajosamente evitar que la resina se seque y mejorar la adhesión, particularmente si la compresión no se puede realizar inmediatamente después del apilamiento.
Una madera contrachapada que se puede obtener o que se obtiene mediante procesos como los descritos en el presente documento muestra ventajosamente una buena calidad de unión. En particular, se ha descubierto que los métodos descritos en el presente documento pueden producir madera contrachapada con adhesivo a base de resina de poliflavonoides que tiene buenas propiedades de unión usando una baja cantidad de adhesivo.
En particular, se puede obtener una madera contrachapada en la que las chapas de madera se adhieren mediante una mezcla adhesiva como se describe en el presente documento, interpuesta entre las chapas de madera y aplicada a una de las superficies de las chapas de madera, en donde dicha madera contrachapada cumple con los requisitos de clasificación de calidad de unión de al menos la Clase 1 de acuerdo con las normas europeas EN 314-1:2004 y EN 314-2:1993 (confirmadas en 2013).
Por ello, la presente invención también se refiere a dicha madera contrachapada.
Tal como se indica, la mezcla adhesiva que adhiere chapas de madera se aplica a una de las superficies de las chapas de madera. Aunque pueden contemplarse métodos que aplican el adhesivo a ambas superficies de las chapas de madera, en una producción industrial de madera contrachapada, la mezcla de adhesivo normalmente solo se aplicaría a una superficie.
Tal como se indica también, la mezcla adhesiva que adhiere chapas de madera se aplica preferentemente a una superficie de las chapas de madera en una cantidad de 130 g/m2 a 240 g/m2, y puede aplicarse más preferentemente a una cantidad de 150 g/m2 a 190 g/m2.
Las cantidades de mezclas adhesivas de acuerdo con la invención dentro de los intervalos descritos en el presente documento son menores que las que se logran normalmente con otros métodos de revestimiento, como el revestimiento con rodillos.
Sorprendentemente, se ha descubierto que la madera contrachapada que comprende chapas de madera adheridas con cantidades tan bajas de mezclas adhesivas a base de poliflavonoides como las descritas en el presente documento muestran una buena calidad de unión. En particular, se pueden lograr productos de madera contrachapada que muestran una calificación de la calidad de unión de al menos Clase 1 de acuerdo con las normas europeas En 314-1: 2004 y EN 314-2: 1993 (confirmadas en 2013). Las normas definen los requisitos de calidad de la unión para diferentes aplicaciones y las condiciones de ensayo:
- Clase de unión 1: Condiciones secas: aplicaciones interiores sin riesgo de humedecimiento.
Esto equivale a un contenido de humedad en la madera contrachapada correspondiente a una temperatura de 20 °C y una humedad relativa del aire circundante que solo supera el 65 % durante unas pocas semanas al año. Como guía, el contenido medio de humedad de la mayoría de las maderas blandas no superará el 12 %.
- Clase de unión 2: Condiciones húmedas: condiciones exteriores protegidas, p.ej., detrás del revestimiento o debajo de las cubiertas del techo.
Esto equivale a un contenido de humedad en la madera contrachapada correspondiente a una temperatura de 20 °C y una humedad relativa del aire circundante que solo supera el 85 % durante unas pocas semanas al año. Como guía, el contenido medio de humedad de la mayoría de las maderas blandas no superará el 20 %.
- Clase de unión 3: Condiciones exteriores: condiciones exteriores sin protección durante períodos prolongados. Esto es equivalente a condiciones climáticas que llevan a un contenido de humedad superior al que sería adecuado para entornos de unión de clase 2.
La clasificación de clase deseada puede lograrse variando la cantidad de mezcla adhesiva aplicada a las chapas de madera que conforman el contrachapado y/o variando el tipo de bioadhesivo, en particular, resinas de poliflavonoides utilizadas en la mezcla adhesiva. La cantidad de mezcla adhesiva y el tipo de bioadhesivo se pueden seleccionar para lograr una clasificación deseada con una cantidad deseada de adhesivo.
En algunas realizaciones de la invención en donde la composición adhesiva (componente A) comprende extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de nuez pecana, extracto de corteza de pino o una combinación de los mismos, y el agente endurecedor es hexamina, el tablero de madera contrachapada puede cumplir con los requisitos de calidad de unión Clase 1.
Dependiendo del adhesivo de base biológica, el agente endurecedor y, preferentemente, las condiciones de trabajo para la fabricación de madera contrachapada, también se obtienen o se pueden obtener de acuerdo con la presente invención tableros de madera contrachapada que cumplen con los requisitos de calidad de unión Clase 2 o 3 (EN 314 2). En particular, las composiciones adhesivas (componente A) que comprenden extracto de médula de nuez pecana o extracto de corteza de pino y hexamina como agente endurecedor (en el componente B) pueden proporcionar tableros de madera contrachapada que cumplen con los requisitos de calidad de unión de clase 2 o 3.
Aparte de eso, los tableros de madera contrachapada que cumplen con los requisitos de calidad de unión Clase 2 o 3 también se obtienen o se pueden obtener mediante un proceso de fabricación que comprende aplicar una mezcla adhesiva, en donde el agente endurecedor (componente B) es polietilenimina (PEI) o, preferentemente, tris(hidroximetil)nitrometano, y composiciones adhesivas (componente A) de acuerdo con la invención comprenden cualquier tipo de extracto a base de poliflavonoides, en particular extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de pino, extracto de médula de nuez pecana o una combinación de los mismos.
Ejemplos
A continuación, la invención se ilustrará adicionalmente por medio de Ejemplos y Ejemplos Comparativos.
EJEMPLO 1 PREPARACIÓN DE MADERA CONTRACHAPADA A ESCALA PILOTO UTILIZANDO DISTINTAS COMPOSICIONES ADHESIVAS A PARTIR DE VARIOS EXTRACTOS VEGETALES
Se prepararon contrachapados de chopo de 5 chapas en una planta a escala piloto utilizando las composiciones adhesivas a base de poliflavonoides (componente A) y las composiciones endurecedoras (componente B) de la Tabla 1.
continuación
1 Cantidades para preparar un lote para operar la barnizadora de cortina; 2Las cantidades de los extractos vegetales se expresan como partes en peso del contenido sólido del extracto vegetal (*) tensioactivo no iónico (polidimetilsiloxano modificado con poliéter); (*) tensioactivo aniónico (base naftalensulfónica)
Tabla 1.Formulaciones a base de poliflavonoides de mimosa a escala piloto para madera contrachapada
El extracto de corteza de mimosa utilizado fue un polvo sólido con una humedad del 6 % en peso, un número de Stiasny del 70 % al 90 %, un pH (solución acuosa al 50 % p/p a 25 °C) de 5 a 8, una viscosidad (solución al 50 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento 100 s-1) de 200 a 1000 cP, y tiempo de reactividad/gel (solución acuosa al 50 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 110 a 130 s.
El extracto de corteza de pino utilizado fue un polvo sólido con una humedad del 9 % en peso, un número de Stiasny del 75 % al 95 %, un pH (solución acuosa al 36 % p/p a 25 °C) de 5 a 8, una viscosidad (solución acuosa al 36 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento 100 s-1) de 250 cP a 1000 cP, reactividad/tiempo de gel (solución acuosa al 36 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 60 a 100 s, reactividad/tiempo de gel (solución acuosa al 36 % p/p con polvo de tris(hidroximetil)nitrometano al 12 % p/p) de 50 a 70 s.
El extracto de madera de quebracho utilizado fue un polvo sólido con una humedad del 8 % en peso, un número de Stiasny del 70 % al 90 %, un pH (solución acuosa al 50 % p/p a 25 °C) de 5 a 8, una viscosidad (solución al 50 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento 100 s-1) de 300 a 1100 cP, y tiempo de reactividad/gel (solución acuosa al 50 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 120 a 140 s.
El extracto de nuez pecana utilizado fue un polvo sólido con una humedad del 7 % en peso, un número de Stiasny del 75 % al 95 %, un pH (solución acuosa al 40 % p/p a 25 °C) de 5 a 8, una viscosidad (solución al 40 % p/p a 25 °C y velocidad de cizallamiento 100 s-1) de 500 a 1500 cP, y tiempo de reactividad/gel (solución acuosa al 40 % p/p con polvo de hexamina al 6,5 % p/p a 100 °C) de 35 a 55 s.
La mezcla de tensioactivos utilizada en las formulaciones 4 a 6 comprendía 1-5 % en peso de un fosfato de alquilo salificado como tensioactivo aniónico y 10-20 % en peso de éter monobutílico de dietilenglicol (DEGBE) como tensioactivo no iónico.
Las formulaciones comparativas 7 y 8 se prepararon utilizando un único tensioactivo. En particular, se usó un tensioactivo no iónico (polidimetilsiloxano modificado con poliéter) para preparar la formulación comparativa 7, y se usó un tensioactivo aniónico (base naftalensulfónica) para preparar la formulación comparativa 8.
La harina de madera y la harina de trigo utilizada tenía una media armónica del tamaño de partícula de aproximadamente 7 pm, ambos medidos usando un Laser Particle Sizer Analysette 22 Microtec.
La distribución del tamaño de partícula media (d50 %) del relleno inorgánico utilizado en estos Ejemplos varió de 1 pm a 10 pm, medido usando un equipo Mastersizer 300 (Malvern).
Como ejemplo, se describe a continuación la preparación de la mezcla adhesiva correspondiente a las formulaciones 4 y 6.
Componente A
Utilizando un dispersor de alto cizallamiento, y manteniendo una velocidad de agitación de 500 rpm durante el proceso a una temperatura de 20 °C a 25 °C, se añadió la mezcla de tensioactivos al agua para el bioadhesivo, a continuación, se añadieron a la mezcla carbonato de calcio y carbonato de sodio. A continuación, se añadieron mimosa y el extracto de pino y la mezcla se agitó 10 min para obtener una solución sin grumos. Después de eso, se añadió gradualmente harina de trigo y se agitó durante 10 minutos. Una vez que la mezcla no contenía grumos, se añadió la harina de madera y se agitó también durante 10 minutos, obteniendo la composición adhesiva de acuerdo con la invención.
La formulación 6 se obtuvo usando un procedimiento análogo, con la condición de que al final se añadiera goma xantana en forma sólida y la mezcla se agitara durante 10-15 min, obteniendo la composición adhesiva de acuerdo con la invención. No se observó sedimentación visual en esta composición adhesiva (formulación 6) después de haber sido almacenada a una temperatura de 15 °C a 25 °C durante dos semanas.
Componente B (solución de hexamina al 40 % en peso)
Para la preparación de esta solución, se utilizó un dispersor de alto cizallamiento para mantener una velocidad de agitación de 500 rpm durante todo el proceso a una temperatura de 20 °C a 25 °C. En estas condiciones, se añade gradualmente hexamina al agua y se agita la mezcla hasta obtener la composición endurecedora.
A la hora de fabricar los tableros de madera contrachapada, los componentes A y B se mezclaron usando un dispensador de alto cizallamiento, agitando intensamente (300 rpm) durante 5-10 min.
Las condiciones de preparación a escala piloto de la madera contrachapada se describen en la Tabla 2 y los resultados obtenidos en la Tabla 3. La mezcla adhesiva de la invención fue probada en condiciones muy estrictas para la fabricación de tableros madera contrachapada, en particular, una temperatura de prensa de 120 °C y un factor de prensa de 0,97 a 0,99 min/mm.
1 Se prepararon dos contrachapados por cada prueba de condición
Tabla 2.Condiciones de preparación de madera contrachapada a escala piloto La preparación de las probetas y el pretratamiento necesarios para obtener una calidad de encolado Clase 1 se describen en la norma E<n>314-1. Básicamente, consiste en sumergir las probetas 24 h en agua a 20 ± 3 °C.
Las probetas pretratadas deben cumplir los requisitos de resistencia al cizallamiento y defecto de la madera detallados en la norma EN 314-2, e incluidos en la siguiente tabla:
Como puede observarse en la Tabla 3 a continuación, los tableros que utilizan las composiciones adhesivas a base de poliflavonoides de la invención (formulaciones 4-6) pudieron alcanzar las condiciones de Clase 1 con una menor cantidad de pegamento esparcido, una vez modificadas las propiedades reológicas mediante tensioactivo copolimerizable y mezcla de harinas, de modo que la tasa de aplicación del adhesivo por línea de cola individual (g/m2) puede reducirse significativamente (véase Tabla 2) en comparación con formulaciones comparativas. En las formulaciones comparativas 1-3 y 7-8, no fue posible reducir la cantidad de cola esparcida debido a interrupciones en la cortina
1 Resistencia al cizallamiento y defecto de la madera de acuerdo con la norma EN 314-2. Se prepararon dos maderas contrachapadas para cada condición de prueba. Los resultados muestran la media y la desviación estándar de 10 muestras individuales por cada madera contrachapada
Tabla 3.Resultados de madera contrachapada a escala piloto
Claims (15)
1. Una composición adhesiva caracterizada porque comprende al menos un adhesivo de base biológica, harina, una mezcla de tensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico y agua, en donde el adhesivo de base biológica es un polímero poliflavonoide, y la mezcla de tensioactivos comprende del 1 % en peso al 10 % en peso de un tensioactivo aniónico, y del 1 % en peso al 40 % en peso de un tensioactivo no iónico, cantidades expresadas en peso con respecto al peso total de la mezcla de tensioactivos.
2. La composición adhesiva de la reivindicación 1, en donde la composición comprende además al menos un relleno inorgánico, al menos un agente espesante, al menos un agente reductor de la viscosidad o una combinación de los mismos.
3. La composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la composición comprende al menos un extracto vegetal que comprende poliflavonoides, en donde dicho extracto vegetal se selecciona preferentemente de extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de falso abeto, extracto de corteza de zumaque, extracto de corteza de pino, extracto de médula de nuez pecana, extracto de corteza de abeto de Douglas y una combinación de los mismos, más preferentemente, el extracto vegetal se selecciona de extracto de médula de nuez pecana, extracto de corteza de mimosa, extracto de corteza de quebracho, extracto de corteza de pino y una combinación de los mismos.
4. La composición adhesiva de la reivindicación 3, en donde la composición comprende:
-100 partes en peso de contenido sólido del al menos un extracto vegetal que comprende poliflavonoides; - de 5 a 40 partes en peso de harina;
- de 0 a 20 partes en peso de al menos un relleno inorgánico;
- de 0 a 0,2 partes en peso de al menos un agente espesante;
- de 0 a 15 partes en peso de al menos un agente reductor de la viscosidad preferentemente seleccionado de glicol, triacetina y una combinación de los mismos;
- de 0,2 a 10 partes en peso de una mezcla de tensioactivos que comprende un tensioactivo aniónico y un tensioactivo no iónico; y
- de 67 a 155 partes en peso de agua;
en donde dicha composición adhesiva tiene preferentemente una viscosidad de 500 cP a 5000 cP (25 °C, 100 s_1).
5. La composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, en donde el número de Stiasny del extracto vegetal que comprende poliflavonoides es superior al 65 %, preferentemente igual o superior al 75 %.
6. La composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el tensioactivo aniónico de la mezcla de tensioactivos es un fosfato de alquilo salificado y/o el tensioactivo no iónico de la mezcla de tensioactivos es un glicol éter.
7. La composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la harina se selecciona de harina de trigo, harina de hueso de aceituna, harina de cáscara de almendra, harina de maíz, harina de cascara de coco, harina de soja, harina de centeno, harina de cáñamo, harina de calabaza, harina fina de arroz, harina de coco, harina de madera y cualquier combinación de las mismas; preferentemente una combinación de harina de trigo y harina de madera.
8. La composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, que comprende de 0,02 a 0,2 partes en peso de un agente espesante con respecto a 100 partes en peso de contenido sólido del al menos un extracto vegetal presente en dicha composición adhesiva, preferentemente el agente espesante se selecciona de nanofibrillas de celulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, goma de xantano, sepiolita y una combinación de los mismos.
9. Una mezcla adhesiva caracterizada por que comprende:
- Componente A: la composición adhesiva como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y - Componente B: al menos un agente endurecedor, preferentemente, el al menos un agente endurecedor está comprendido en una composición endurecedora que comprende además agua y, opcionalmente, al menos un agente reductor de la viscosidad preferentemente seleccionado de glicol, triacetina y una combinación de los mismos.
10. La mezcla adhesiva de la reivindicación 9, en donde el componente A es la composición adhesiva como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, y el agente endurecedor se selecciona de hexamina, tris(hidroximetil)nitrometano, glioxal, ácidos de Lewis, 2,5-dihidroximetilfurano, fracciones de 2,5-dihidroximetilfurano, polietilenimina (PEI) y cualquier combinación de los mismos, preferentemente hexamina.
11. La mezcla adhesiva de la reivindicación 10, en donde dicha mezcla tiene un contenido total de sólidos del 47 % en peso al 65%en peso y una cantidad de contenido sólido de extractos vegetales del 35%en peso al 60%en peso, todas las cantidades expresadas en peso con respecto al peso total de la mezcla de los componentes A y B.
12. La mezcla adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, dicha mezcla tiene una viscosidad aparente de 1300 cP a 3000 cP (25 °C, 100 s-1).
13. Uso de la composición adhesiva como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, o la mezcla adhesiva como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 para revestir un sustrato por revestimiento de cortina, preferentemente para la fabricación de madera contrachapada mediante revestimiento de cortina.
14. Un proceso para fabricar un material revestido, caracterizado por que comprende aplicar una mezcla adhesiva como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 sobre un sustrato para proporcionar un sustrato revestido por cortina, preferentemente, la mezcla adhesiva se aplica a una superficie del sustrato en una cantidad de 150 g/m2 a 190 g/m2, basado en la cantidad de mezcla adhesiva por metro cuadrado de sustrato.
15. Tableros de madera contrachapada que comprenden una pluralidad de chapas de madera adheridas por una mezcla adhesiva como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 interpuesta entre las chapas de madera, preferentemente, los tableros de madera contrachapada cumplen al menos los requisitos para la calidad de unión de Clase 1, de acuerdo con las normas europeas EN 314-1:2004 y EN 314-2:1993 (ratificadas en 2013).
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