Factors affecting bleedthrough of phenolic resin adhesive in hardwood plywood

Summary

Some variables affecting the bleedthrough of phenolic resin adhesives in hardwood plywood were studied quantitatively. Variables included resin age, age of adhesive mix, extender/water ratio, amount of glue spread, aseembly time, veneer moisture content, species differences, grain angle, platen pressure, pressure cycle, platen temperature and rate of temperature rise.

A technique was developed for evaluating bleedthrough numerically. This permitted the use of statistical analysis in a series of two- and three-factor experiments that resulted in some conclusions about the important interactions of variables, the combinatinos of which affect the amount of bleedthrough. Generally those combinations of variables that result in a high volume of glue in the glueline at the time of pressing, with a minimum of penetration into the veneer surfaces, permitted the phenolic adhesive to move through open vessel segments, that were inclined to the panel surface during the period of highest fluidity, when a pronounced lowering of viscosity is caused by the temperature rise in the glueline. These results generally confirmed other research on bleedthrough where urea resin adhesives were used as well as a different evaluating technique. A general concept of the mechanism of glue bond development in the manufacture of plywood is proposed in the light of the experimental results.

Zusammenfassung

Verschiedene Faktoren, die das Durchschlagen von Phenolharzleimen bei der Herstellung von Sperrholz aus Laubhölzern verursachen, wurden quantitativ untersucht. Sie betrafen das Alter des Harzes, das Alter der Leimmischung, das Verhältnis Streckmittel zu Wasser, die Menge des Leimauftrages, die Zeit zwischen Leimauftrag und Erreichen des Preßdruckes, den Feuchtigkeitsgehalt des Furniers, die Unterschiede zwischen den verschiedenen Holzarten, den Faserrichtungswinkel, den Preßdruck, den Preßzyklus, die Preßplattentemperatur und die Temperatur-Anstiegsgeschwindigkeit. Ein Verfahren zur numerischen Bewertung des Durchschlages wurde entwickelt. Dadurch konnte eine statistische Analyse bei einer Reihe von Versuchen mit zwei oder drei Einflußgrößen angewendet werden, die Stärke des Durchschlagens Wechselwirkungen zwischen Faktoren gaben, die gemeinsam die Stärke des Durchschlagens bestimmen. Im allgemeinen ließen jene Faktoren-Kombinationen, die durch eine große Leimmenge kurz vor dem Verpressen, bei gliechzeitig verhältnismäßig geringer Leimeindringung in die Furnieroberfläche gekennzeichnet waren, den Phenolharzleim durch die schräg durch das Furnier hindurchlaufenden, angeschnittenen Gefäße hindurchtreten. Dies geschah zum Zeitpunkt der höchsten Leim-Verflüssigung, d. h. dann, wenn die Leim-Viskosität durch die erhöhte Temperatur in der Leimfuge am niedrigsten war. Diese Ergebnisse bestätigten andere Forschungsergebnisse, bie denen Harnstoffharzleime, aber auch ein anderes Bewertungsschema verwendet wurden. Aufgrund der experimentellen Ergebnisse wird eine allgemeine Hypothese über die Entstehung der Leimverbindung bei der Sperrholzerzeugung aufgestellt.