AT378347B - Verfahren zum herstellen von spanholzwerkstoffen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Spanholzwerkstoffen, wobei
Holzspäne   od. dgl.   mit einem wärmehärtbaren Bindemittel auf der Basis von Formaldehyd-Konden- sationsharzen zu einem Spänekuchen vermischt und danach der Spänekuchen unter Wärmeeinwirkung verpresst wird. 



  Während der Heisspressung des Spänekuchens werden die als Vorkondensate vorliegenden, flüssi- gen Bindemittel-Harze verfestigt und in einen quasistationären Zustand übergeführt. Die Aushär- tung wird dann in einem Reifelager beendet, wobei die Bindemittel-Harze als Makromoleküle mit zum Teil sehr festen, aber auch weniger stabilen Bindungen vorliegen. Als Bindemittel-Harze kommen dabei Kondensationsprodukte des Formaldehyds mit Harnstoff, mit Melamin und/oder mit
Phenol zum Einsatz. Insbesondere bei Aminoplasten, die einem wesentlich stärkeren Feuchtigkeits- einfluss als Phenoplaste unterliegen, werden die weniger stabilen Bindungen unter Einwirkung von Feuchtigkeit angegriffen, wobei sich aus den Methylolgruppen und Methylätherverbindungen in einer Hydrolysereaktion Formaldehyd, ein bereits in geringer Konzentration stechend riechendes
Gas bildet. 



   Zur Herabsetzung der Formaldehydemission werden vielfach formaldehydarme Bindemittel ein- gesetzt und zusätzlich Harnstoff zugegeben. Eine andere Möglichkeit zur Herabsetzung der Emission des Formaldehyds besteht in der Verwendung sogenannter Formaldehyd-Fängersubstanzen, also
Stoffen, die während der Aushärtung und auch nach der Aushärtung des Harzes Ammoniak abzu- spalten vermögen, der den entstehenden Formaldehyd in Hexamethylentetramin überführt. Dieses
Hexamethylentetramin weist einen nur geringen Formaldehydpartialdruck in einem neutralen, aber einen durchaus messbaren Formaldehydpartialdruck in einem schwach sauren Milieu auf. Die Bin- dung des Formaldehyds im Hexamethylentetramin ist allerdings nicht fest genug, um ein Entwei- chen auch bei ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei hoher Luftfeuchtigkeit, zu verhindern. 



   Um eine solche festere Bindung sicherzustellen, könnte der Formaldehyd mit Ketonen umgesetzt oder mit schwefeliger Säure und ihren Salzen bzw. sulfinsauren Salzen behandelt werden. Wäh- rend die Umsetzung mit Ketonen sehr kostenaufwendig ist, erhält man bei der Behandlung mit schwefeliger Säure und ihren Salzen wieder sehr übelriechende Produkte. 



   Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und ein Ver- fahren zur Herstellung von Spanholzwerkstoffen anzugeben, das mit einfachen Mitteln die Formal- dehydemission auf ein gewünschtes Mass beschränkt. 



   Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass dem Spänekuchen vor dem Verpressen ein Zusatzmittel aus der Gruppe der Peroxyde, deren Additionsprodukte und/oder deren Solvate zum Überführen des entstehenden Formaldehyds in Ameisensäure beigemengt wird. 



   Durch das Beifügen eines solchen Zusatzmittels kann der Formaldehyd während seines Ent- stehens in sein Oxydationsprodukt, nämlich in Ameisensäure übergeführt werden. Die Ameisensäure ist bereits in geringen Mengen in den Ausgangsmaterialien vorhanden und kann in Form ihrer
Salze im Holzwerkstoff verbleiben. Damit wird der Formaldehyd bereits im Entstehungszustand so verändert, dass er auch bei ungünstigen Bedingungen nicht mehr entweichen kann. 



   Das den Formaldehyd in Ameisensäure überführende Zusatzmittel kann dem Bindemittel vor dessen Vermischung mit den Holzspänen   od. dgl.   zugesetzt werden. Es ist aber auch möglich, die- ses Zusatzmittel dem Spänekuchen mit getrennt zugeführten Zusatzstoffen, beispielsweise wasser- abstossenden Stoffen, beizumengen. 



   Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass nicht nur die bekannten Oxydationsmittel, wie beispielsweise Kaliumpermanganat, sondern auch Wasserstoffperoxyd und/oder seine Additionspro- dukte, beispielsweise Natriumperborat, Natriumpercarbonat und Natriumperphosphat, in einer wäs- serigen Lösung als Zusatzmittel vorteilhaft eingesetzt werden können. Überraschend ist vor allem, dass das sonst so instabile Wasserstoffperoxyd auch nach dem Heisspressen des Spänekuchens seine
Wirkung nicht verliert. 



   Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Wasserstoffperoxydadditionsproduktes mit indifferentem Träger, vorzugsweise eines Harnstoffperoxohydrats erwiesen. Unter Wärmeeinfluss wird einerseits der Harnstoff hydrolisiert und anderseits das Wasserstoffperoxyd zersetzt. Da beide
Reaktionen bereits bei niedriger Temperatur beginnen, aber auch bei den Presstemperaturen ver- gleichsweise langsam ablaufen, werden sowohl die freien Methylolgruppen als auch der während der Lagerung abgespaltene Formaldehyd oxydiert. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Um vorteilhafte Bedingungen sicherzustellen, kann das Zusatzmittel in einer Menge zugesetzt werden, die der 0, 1 bis 20, vorzugsweise der 0, 5- bis 5fachen stöchiometrischen Menge der zu erwartenden, nach der Perforatormethode bestimmten Formaldehydemission entspricht. 



   Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens kann an Hand der folgenden
Beispiele gezeigt werden :
Mit einer Leimflotte, die sich aus 200 kg handelsüblichem Bindemittel, 20 kg Wasser und
15 kg Härter (Ammonchlorid,   25%ige Lösung)   zusammensetzt, werden in üblicher Weise Platten mit einem Festharzanteil von 8 bis 9% hergestellt, wobei sich die nach der Presstemperatur, der Feuch- tigkeit der Späne und der Plattengrösse richtende Presszeit etwa zwischen 3,0 bis 15,0 s/mm be- wegt. Bei diesen in durchaus üblicher Art hergestellten Platten wurde nach der Perforatormethode eine Formaldehydabgabe von maximal 30 mg   CHO/lOOg   atro Spanplatte (Durchschnitt 26 mg   CH2O/lOO   g) festgestellt, was der Emissionsklasse E-2 entspricht. 



   Werden der aus 200 kg des gleichen Bindemittels und 20 kg des gleichen Härters bestehenden
Leimflotte gemäss der Erfindung 2 kg Harnstoffperoxohydrat hinzugefügt und damit Platten unter den gleichen Arbeitsbedingungen hergestellt, so kann die Formaldehydabgabe auf mindestens
10 mg   CH 2 0/100 g   atro Spanplatte (Durchschnitt 7, 8 mg   Ci 20/100   g) herabgesetzt werden. Diese
Spanplatten, die sich in ihren mechanischen Eigenschaften nur unwesentlich von den herkömmli- chen Platten unterscheiden, entsprechen der Emissionsklasse E-1. 



   Müsste die Formaldehydemission durch Zugabe von Harnstoff herabgesetzt werden, so würden bei einer Leimflotte von 200 kg des gleichen Bindemittels, 10 kg Wasser und 20 kg des gleichen
Härters unter Zusatz von 1, 4 kg Harnstoff (0, 7% bezogen auf Harz flüssig) Spanplatten erhalten werden, die nicht den Gütevorschriften der Emissionsklasse   E-1   entsprechen, weil ihre nach der
Perforatormethode gemessene Formaldehydemission 18, 1 g   Cl, 0/100   g atro Spanplatte beträgt. Der
Harnstoffzusatz bringt allerdings eine gewisse Presszeitverlängerung (unter 10%) mit sich. 



   Im Vergleich mit dem erfindungsgemässen Verfahren, bei dem annähernd die gleiche Menge
Zusatzharnstoff, nämlich 1, 27 kg, vorliegt, zeigt sich deutlich die hervorragende Wirkung des eingesetzten Harnstoffperoxohydrats. 



   Wird bei der bekannten Herabsetzung der Formaldehydemission die Harnstoffzugabe auf 2 kg (1, 0% bezogen auf Harz flüssig) erhöht, so wird die Formaldehydabgabe auf 12, 1 mg   CH 20/100 g   atro Spanplatte vermindert, ohne die Emissionsklasse   E-l   zu erreichen. Die Presszeit wird jedoch bereits um ein Viertel verlängert. Mit einer weiteren Erhöhung des Harnstoffzusatzes können zwar die Gütevorschriften der Emissionsklassen   E-1   erreicht werden, doch wird die Verminderung der
Formaldehydabgabe mit einer erheblichen Presszeitverlängerung und einer starken Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Spanplatten erkauft.

   Bei der stöchiometrischen Berechung des Verhältnisses des eingesetzten Harnstoffperoxohydrats zur Verringerung der Emission des Formaldehyds ergibt sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein Wirkungsgrad von etwa 40%, welcher Wert in Anbetracht der vorangegangenen Hitzebehandlung einer so thermolabilen Substanz überraschend hoch ist. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Herstellen von Spanholzwerkstoffen, wobei Holzspäne   od. dgl.   mit einem wärmehärtbaren Bindemittel auf der Basis von Formaldehyd-Kondensationsharzen zu einem Spänekuchen vermischt und danach der Spänekuchen unter Wärmeeinwirkung verpresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spänekuchen vor dem Verpressen ein Zusatzmittel aus der Gruppe der Peroxyde, deren Additionsprodukte und/oder deren Solvate zum Überführen des entstehenden Formaldehyds in Ameisensäure beigemengt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel dem Bindemittel EMI2.1 kuchen in an sich bekannter Weise mit getrennt zugeführten Zusatzstoffen, beispielsweise wasserabstossenden Stoffen beigefügt wird. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel aus einer wässerigen Lösung von Wasserstoffperoxyd und/oder seinen Additionsprodukten, beispielsweise Natriumperborat, Natriumpercarbonat und Natriumperphosphat besteht.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzmittel ein Wasserstoffperoxydadditionsprodukt mit indifferentem Träger, vorzugsweise ein Harnstoffperoxohydrat verwendet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel in einer Menge zugesetzt wird, die der 0, 1 bis 20, vorzugsweise der 0, 5 bis 5fachen stöchiometrischen Menge der zu erwartenden, nach der Perforatormethode bestimmten Formaldehydemission entspricht.