Capteur de formaldéhyde Les panneaux, comme les panneaux de particules, les panneaux de copeaux et panneaux analogues sontfabriqués à partir de matières lignocellulosiques au moyen d'adhésifs. Les adhésifs ( colles) préférés sont à base de formaldéhyde, comme les résines uréeformaldéhyde, mélamine-formaldéhyde, phénol-formaldéhyde et résorcinol-formaldéhyde, outre leurs mélanges. Il est bien connu que les panneaux fabriqués au moyen de ces adhésifs ont une odeur de formaldéhyde qui est nuisible et désagréable. Le formaldéhyde se dégage pendant la fabrication des panneaux, de même que pendant leur stockage et leur utilisation.
De nombreux procédés pour éviter le dégagement de formaldéhyde ont été proposés, mais tous sontinopérants ou nuisent aux propriétés des panneaux ou bien requièrent des techniques d'application compliquées. Dans certains de ces procédés, on pulvérise ou on étale en couche sur les panneaux chauds quittant la presse différentes solutions, comme des solutions d'urée et/ou d'ammoniaque ou bien de sels d'ammonium. En règle générale, ces procédés ne sont pas intéressants pour une application industrielle parce qu'ils exigent des opérations supplémentaires et ne sont de toute façon pas fort efficaces.
Dans d'autres procédés, on utilise des mélanges très compliqués d'un grand nombre de composants, dont certains sont des colles naturelles.Ces produits ne sont pas non plus fort efficaces. Un de leurs inconvénients est que les propriétés des produits naturels ne sont pas reproductibles.
Une autre façon d'abaisser la teneur en formaldéhyde libre est d'utiliser une suspension aqueuse de grains d'urée enrobés d'une cire spéciale. Ce procédé nécessite également une conduite d'alimentation distincte,parce que le produit n'est pas ajouté à la composition adhésive proprement dite.
Un but de l'invention est de procurer un capteur de formaldéhyde qui atténue efficacement l'odeur de formaldéhyde sans nuire aux propriétés du panneau, sans modifier la réactivité des compositions adhésives et sans nécessiter aucune opération supplémentaire pour la fabrication de panneaux de particules, de contre-plaqué ou de panneaux lattés.
L'invention a pour objet un capteur de formaldéhyde à utiliser dans des panneaux fabriqués à partir de matières lignocellulosiques au moyen d'adhésifs à base de formaldéhyde, qui comprend une solution de
(a) au moins un composé organique hydroxylé à l'exception des alcools aliphatiques monohydroxylés en <EMI ID=1.1>
(b) au moins un amide dans de l'eau.
Le capteur de formaldéhyde peut également contenir
(c) un composé organique qui agit comme solvant pour
(a) et (b) et qui réagit aussi avec le formaldéhyde et/ou (d) un composé inorganique soluble dans l'eau. Le composé organique (c) est de préférence un alcool aliphatique monohydroxylé en Cl-C4. Le composé inorganique (d) est de préférence un halogénure salin. Même si les composants ne sont pas eux-mêmes solubles dans l'eau, ils peuvent se dissoudre dans l'eau si un mélange qu'ils forment est chauffé dans l'eau jusqu'à 70[deg.]C.
De préférence, les composés organiques hydroxylés [composant (a)] sont solubles dans l'eau ou dans les alcools aliphatiques monohydroxylés inférieurs. Des exemples de ces composés hydroxylés préférés sont les alcools dihydroxylés, trihydroxylés et pentahydroxylés comptant jusqu'à 6 atomes de carbone, les mono-saccharides comptant jusqu'à 6 atomes de carbone, les disaccharides comptant jusqu'à 12 atomes de carbone
et les polysaccharides ayant une viscosité d'Ostwald jusqu'à 200 mPas à 25[deg.]C et à une concentration correspondant à une réfraction de 37%. D'autres exemples
de composés hydroxylés préférés sont les alcools aromatiques et phénols,qui sont utilisés de préférence isolément ou conjointement avec un ou plusieurs des alcools dihydroxylés, trihydroxylés et/ou pentahydroxylés et/ou monosaccharides, disaccharides et/ou polysaccharides précités. Les phénols et alcools aromatiques peuvent être des phénols monohydroxylés ou polyhydroxylés et alcools aromatiques monohydroxylés ou polyhydroxylés contenant un cycle benzénique.
Des exemples spécifiques de composés organiques hydroxylés appropriés sont le monoéthylèneglycol, le diéthylèneglycol, le glycérol, le pentaérythritol,
le fructose, le mannose, le sorbitol, le dextrose,
le saccharose, le maltose, le lactose, la dextrine,
le phénol, le résorcinol, l'hydroquinone etc.
De préférence, les amides [composant (b)] utilisés dans le capteur de formaldéhyde de l'invention sont de même solubles dans l'eau ou dans les alcools aliphatiques monohydroxylés inférieurs. Une préférence particulière va aux amides aliphatiques comptant jusqu'à 6 atomes de carbone et aux amides aromatiques comprenant un cycle benzénique.
Des exemples d'amides appropriés sont l'urée, la thiourée, le formamide, l'acétamide, le benzamide, l'oxamide, le succinamide, le malonamide etc.
Si la chose est souhaitée, pour augmenter la solubilité, le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut contenir de surcroît des additifs [composant (c)] qui sont des alcools aliphatiques monohydroxylés inférieurs tels que le méthanol, l'éthanol, l'iso-propanol etc.
Le capteur de formaldéhyde obtenu est moins cher et plus efficace lorsqu'il est additionné de composés inorganiques [composant (d)] qui sont de préférence des halogénures salins et plus avantageusement des halogénures de.métaux alcalins ou alcalino-terreux comme le chlorure de sodium, le chlorure de potassium
et le chlorure de calcium.
Le rapport du composé organique hydroxylé [composant (a) et composant (c),s'il est présent] et
du composé inorganique [composant (d), s'il est présent] à l'amide [composant (b)] est de préférence de 10:100
à 400:100 et en particulier de 10:100 à 200:100, en poids. Le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut être ajouté aux colles habituelles en quantités s'échelonnant de 1 à 10% et de préférence de 3
à 7%, en solides du capteur de formaldéhyde, sur base du poids de la résine liquide contenant 65% en poids
de solides résineux.
Le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut contenir 20 à 80% en poids et de préférence 50 à 70% en poids des constituants actifs [composants (a) et (b) et composants (c) et/ou (d),s'ils sont présents]. La teneur en eau du capteur de formaldéhyde dépend de la solubilité des constituants actifs et de
la quantité d'eau qui peut être tolérée dans les compositions adhésives.
Le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut être produit par simple introduction des constituants actifs et d'eau dans un mélangeur et par agitation jusqu'à dissolution des constituants actifs. Ceci peut être effectué à la température ambiante ou
à une température élevée atteignant 70[deg.]C.
Le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut être utilisé pour toute fabrication de panneaux à partir de matières lignocellulosiques au moyen d'adhésifs à base de formaldéhyde, comme des résines urée-formaldéhyde, mélamine-formaldéhyde, phénol-formaldéhyde ou résorcinol-f ormaldéhyde ou mélanges de celles-ci.
Au moyen du capteur de formaldéhyde de l'invention, il est possible de produire des panneaux contenant en fait moins de 10 mg de formaldéhyde libre pour 100 g de panneau sec , comme déterminé par
le procédé EN 120 au perforateur F.E.S.F.P. (Fédération Européenne des Syndicats des Fabricants de Panneaux de Particules).
La réduction de la quantité de formaldéhyde libre dépend de nombreux facteurs et peut donc varier beaucoup. Si le dégagement de formaldéhyde libre
est élevé (plus de 50 mg de formaldéhyde pour 100 g
de panneau sec), la réduction peut atteindre 60 à
85%. Si le dégagement de formaldéhyde libre est relativement faible,c'est-à-dire de 20 à 50 mg de formaldéhyde libre pour 100 g de panneau sec, la réduction maximale est habituellement de 50 à 60%. Le taux de réduction obtenu dépend aussi de la quantité de capteur de formaldéhyde utilisée, la quantité de formaldéhyde libre étant d'autant plus faible que la quantité de capteur de formaldéhyde est plus élevée.
Lorsque les constituants actifs du capteur de formaldéhyde sont utilisés conjointement les uns avec les autres, la réduction de la quantité de formaldéhyde libre est étonnamment plus élevée que la somme des effets exercés par les composants envisagés séparément,sans qu'il y ait d'effet défavorable sur
la réactivité de la composition adhésive ni sur les propriétés des panneaux.
Les exemples ci-après illustrent l'invention. Les parties et pourcentages sont en poids.
EXEMPLE 1 -
Dans le présent exemple, le composé organique contenant des radicaux hydroxyle est le glycérol et l'amide est l'urée. Il illustre le comportement synergique de ces deux composés. On prépare différentes compositions adhésives qu'on utilise chacune ultérieurement pour fabriquer des panneaux de particules.
Le témoin ne comprend aucun des composants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention. L'échantillon 1 comprend simultanément du glycérol et de l'urée, l'échantillon 2 comprend du glycérol uniquement et l'échantillon 3 comprend de l'urée uniquement.
On peut déduire des tableaux ci-après que le glycérol utilisé isolément (échantillon 2) est un capteur de formaldéhyde fort efficace, mais que l'urée (échantillon 3) conduit à une réduction moins bonne
de la teneur en formaldéhyde et à des propriétés mécaniques et une résistance à l'eau plus f aibles,tandis que lorsque l'urée est utilisée conjointement avec le glycérol (échantillon 1), elle conduit à des valeurs qui sont équivalentes à celles que donne le glycérol pris isolément.
Dès lors, on peut utiliser un composé moins onéreux et moins efficace (urée) et le faire réagir aussi efficacement qu'un composé plus onéreux et plus efficace (glycérol). L'efficacité vise la capacité d'absorber le formaldéhyde de même que celle à conserver de bonnes propriétés mécaniques et une bonne résistance à l'eau sans modifier la réactivité de la composition adhésive ni nécessiter l'introduction d'un appareillage spécial particulier pour son utilisation.
En fait, la réduction de la quantité de formaldéhyde est en l'occurrence de 46%.
Les constitutions des différents échantillons utilisés sont les suivantes:
<EMI ID=2.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes: Témoin 1 2 3
<EMI ID=3.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune de ces compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de
2
la presse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm . Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
<EMI ID=4.1> Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau ci-après.
<EMI ID=5.1>
EXEMPLE 2 -
Le présent exemple illustre aussi le comportement synergique du glycérol et de l'urée dans la réduction de la quantité de formaldéhyde libre de panneaux de particules, avec conservation des propriétés mécaniques des panneaux et aussi de la résistance à l'eau.
Le témoin ne comprend aucun des composants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention. L'échantillon 1 comprend les deux composants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention et l'échantillon 2 comprend un seul des deux composants (le plus efficace des deux composants).
On observe ici également que seul l'échantillon 1 conduit à une teneur en formaldéhyde libre inférieure à 10 mg/100 g de panneau sec (ce qui constitue la teneur désirée pour la classe El) et qu'il est le seul à conduire à des propriétés mécaniques et à une résistance à l'eau absolument équivalentes. En fait,
la réduction de la quantité de formaldéhyde est de 34%.
Les constitutions des différents échantillons utilisés sont les suivantes:
<EMI ID=6.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=7.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune de ces compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau ci-après.
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
EXEMPLE 3 -
Le présent exemple illustre l'efficacité du monoéthylèneglycol conjointement avec l'urée comme capteur de formaldéhyde.
On prépare deux compositions: le témoin ne contenant aucun des constituants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention et l'échantillon 1 contenant du monoéthylèneglycol et aussi de l'urée.
On confectionne des panneaux à l'aide de ces deux compositions adhésives et il apparaît à nouveau que le capteur de formaldéhyde conf orme à l'invention conduit, avec une résine urée-formaldéhyde donnant normalement des panneaux de classe E 2 (témoin),à des panneaux de classe E 1 (échantillon 1).
La réduction de la quantité de formaldéhyde est en l'occurrence de 37%.
La constitution de l'échantillon 1 est la suivante:
<EMI ID=10.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=11.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune des compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de
200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=12.1>
EXEMPLE 4 -
Le présent exemple illustre le comportement
�
synergique du monoéthylèneglycol et de l'urée.
On confectionne des panneaux au moyen de trois compositions différentes: le témoin ne contenant aucun des constituants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention, l'échantillon 1 contenant les deux constituants du capteur de formaldéhyde conforme à l'invention et l'échantillon 2 ne contenant qu'un seul constituant.
Il ressort de manière évidente des résultats repris ci-après que l'échantillon 1 contenant les deux constituants est beaucoup plus efficace que l'échantillon 2 ne contenant qu'un seul constituant (le plus efficace des deux constituants).
La réduction de la quantité de formaldéhyde atteinte est en l'occurrence de 32%.
Les constitutions des différents échantillons utilisés sont les suivantes:
<EMI ID=13.1>
Les compositions adhésives sont les suivantes:
<EMI ID=14.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune de ces compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur
des panneaux est de 17,3 mm. La température de la pressse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions- des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=15.1>
EXEMPLE 5 -
Le présent exemple illustre l'utilisation d'une résine présentant un rapport molaire différent et l'apport de différentes quantités du capteur de formaldéhyde.
Le capteur de formaldéhyde utilisé a la constitution suivante:
<EMI ID=16.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=17.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune de ces compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur
des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>.
Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=18.1>
On peut observer que les propriétés mécaniques et la résistance à l'eau des panneaux sont équivalentes et que la réduction de la quantité de formaldéhyde est de 41% pour l'échantillon 1, de 55% pour l'échantillon 2 et de 57% pour l'échantillon 3.
EXEMPLE 6 -
Le présent exemple illustre six types différents d'alcools polyhydroxylés, deux types différents d'amides, un additif et l'effet d'une modification du rapport de l'alcool à l'amide dans l'intervalle de
57,5/100 à 385/100.
Les différents types de capteur de formaldéhyde utilisé sont les suivants:
<EMI ID=19.1>
Toutes les valeurs ci-dessus sont des parties en poids.
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=20.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune des compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de
200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm . Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=21.1>
Les résultats ci-dessus prouvent que tous les échantillons utilisés conduisent à des valeurs équivalantes à celles du témoin et que la réduction de la quantité de formaldéhyde est de l'ordre de 32 à 47%. EXEMPLE 7 -
Le présent exemple illustre trois types différents de composés organiques contenant des radicaux hydroxyle dans les cas particuliers de la dextrine, du phénol et du résorcinol.
Un alcool monohydroxylé autre que le méthanol agissant comme additif est également illustré, en l'occurrence l'éthanol.
Les différents types de capteurs de formaldéhyde utilisés sont les suivants:
<EMI ID=22.1>
Les valeurs ci-dessus sont des parties en poids. On utilise les échantillons de capteurs de formaldéhyde dans le présent exemple en remplacement d'une partie de la résine mise en oeuvre. Les compositions adhésives utilisées en fait sont les suivantes:
<EMI ID=23.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune de ces compositions sur 25 kg de fragments de bois. On presse les panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions des panneaux pressés sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=24.1>
Les résultats ci-dessus prouvent que tous les-échantillons conduisent à des valeurs équivalentes à celles que donne le témoin ne contenant pas
de capteur de formaldéhyde, bien que ce dernier remplace une quantité équivalente de résine urée-formaldéhyde dans la composition. La réduction de la quantité de formaldéhyde est de 24 à 37% dans le présent exemple.
EXEMPLE 8 -
Dans le présent exemple, on utilise un type de capteur de formaldéhyde et la résine est du type phénol-mélamine-urée-formaldéhyde.
Le capteur de formaldéhyde utilisé a la constitution suivante:
<EMI ID=25.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=26.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune des compositions sur 25 kg de particules de bois. On presse les
<EMI ID=27.1>
panneaux à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur
des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de 200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions des panneaux obtenus sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=28.1>
Les résultats ci-dessus prouvent que le capteur de formaldéhyde conforme à l'invention peut être utilisé aussi avec les résines phénol-mélamine-uréeformaldéhyde en réduisant beaucoup le dégagement de formaldéhyde libre sans affecter défavorablement les propriétés des panneaux.
EXEMPLE 9 -
Dans le présent exemple, le capteur de formaldéhyde utilisé comprend un composé inorganique [composant (d)] illustré en l'occurrence par le chlorure de sodium.
Le capteur de formaldéhyde utilisé a la constitution suivante:
<EMI ID=29.1>
Les compositions adhésives utilisées sont les suivantes:
<EMI ID=30.1>
On confectionne des panneaux à couche unique au laboratoire en pulvérisant chacune des compositions sur
25 kg de particules de bois. On presse les panneaux
à 10, 9 et 8 secondes par mm. L'épaisseur des panneaux est de 17,3 mm. La température de la presse est de
200[deg.]C et la pression est de 35 kg/cm<2>. Les dimensions des panneaux pressés sont de 40 cm x 56 cm.
Les résultats obtenus sont repris en valeurs moyennes au tableau suivant.
<EMI ID=31.1>
Les résultats prouvent que l'échantillon contenant le capteur de formaldéhyde conduit à des valeurs équivalentes à celles que donne le témoin malgré le fait que le capteur de formaldéhyde remplace une partie de la résine urée-formaldéhyde dans la composition.
La réduction de la quantité de formaldéhyde est de 44%.
Formaldehyde sensor Panels, such as particle board, chipboard and similar panels are made from lignocellulosic materials by means of adhesives. Preferred adhesives (glues) are based on formaldehyde, such as urea formaldehyde, melamine-formaldehyde, phenol-formaldehyde and resorcinol-formaldehyde resins, in addition to their mixtures. It is well known that the panels manufactured using these adhesives have a harmful and unpleasant odor of formaldehyde. Formaldehyde is released during the manufacture of panels, as well as during storage and use.
Numerous methods to avoid the release of formaldehyde have been proposed, but all of them are inoperative or adversely affect the properties of the panels or else require complicated application techniques. In some of these processes, various solutions, such as urea and / or ammonia solutions or ammonium salts, are sprayed or spread in layers on the hot panels leaving the press. In general, these methods are not attractive for industrial application because they require additional operations and are not very efficient anyway.
In other processes, very complicated mixtures of a large number of components are used, some of which are natural glues. These products are also not very effective. One of their drawbacks is that the properties of natural products are not reproducible.
Another way to lower the content of free formaldehyde is to use an aqueous suspension of urea grains coated with a special wax. This process also requires a separate supply line, because the product is not added to the adhesive composition itself.
An object of the invention is to provide a formaldehyde sensor which effectively attenuates the odor of formaldehyde without harming the properties of the panel, without modifying the reactivity of the adhesive compositions and without requiring any additional operation for the manufacture of particle boards, plywood or blockboard.
The invention relates to a formaldehyde sensor for use in panels made from lignocellulosic materials using formaldehyde-based adhesives, which comprises a solution of
(a) at least one hydroxylated organic compound with the exception of the aliphatic alohydroxyl alcohols in <EMI ID = 1.1>
(b) at least one amide in water.
The formaldehyde sensor can also contain
(c) an organic compound which acts as a solvent for
(a) and (b) and which also reacts with formaldehyde and / or (d) an inorganic compound soluble in water. The organic compound (c) is preferably a C1-C4 monohydroxylated aliphatic alcohol. The inorganic compound (d) is preferably a salt halide. Even if the components are not themselves soluble in water, they can dissolve in water if a mixture they form is heated in water to 70 [deg.] C.
Preferably, the hydroxylated organic compounds [component (a)] are soluble in water or in lower monohydroxylated aliphatic alcohols. Examples of these preferred hydroxylated compounds are dihydroxylated, trihydroxylated and pentahydroxylated alcohols having up to 6 carbon atoms, mono-saccharides having up to 6 carbon atoms, disaccharides having up to 12 carbon atoms
and polysaccharides having an Ostwald viscosity up to 200 mPas at 25 [deg.] C and at a concentration corresponding to a refraction of 37%. Other examples
preferred hydroxylated compounds are the aromatic alcohols and phenols, which are preferably used alone or together with one or more of the dihydroxylated, trihydroxylated and / or pentahydroxylated and / or monosaccharides, disaccharides and / or polysaccharides alcohols. The phenols and aromatic alcohols can be monohydroxylated or polyhydroxylated phenols and aromatic monohydroxylated or polyhydroxylated alcohols containing a benzene ring.
Specific examples of suitable hydroxylated organic compounds are monoethylene glycol, diethylene glycol, glycerol, pentaerythritol,
fructose, mannose, sorbitol, dextrose,
sucrose, maltose, lactose, dextrin,
phenol, resorcinol, hydroquinone etc.
Preferably, the amides [component (b)] used in the formaldehyde sensor of the invention are likewise soluble in water or in lower monohydroxylated aliphatic alcohols. Particular preference is given to aliphatic amides having up to 6 carbon atoms and to aromatic amides comprising a benzene ring.
Examples of suitable amides are urea, thiourea, formamide, acetamide, benzamide, oxamide, succinamide, malonamide etc.
If desired, to increase the solubility, the formaldehyde sensor according to the invention may additionally contain additives [component (c)] which are lower monohydroxylated aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, iso-propanol etc.
The formaldehyde sensor obtained is cheaper and more effective when added inorganic compounds [component (d)] which are preferably saline halides and more advantageously halides of alkali or alkaline earth metals such as sodium chloride , potassium chloride
and calcium chloride.
The ratio of the hydroxylated organic compound (component (a) and component (c), if present) and
from the inorganic compound [component (d), if present] to the amide [component (b)] is preferably 10: 100
at 400: 100 and in particular from 10: 100 to 200: 100, by weight. The formaldehyde sensor according to the invention can be added to the usual adhesives in quantities ranging from 1 to 10% and preferably 3
at 7%, in solids of the formaldehyde sensor, based on the weight of the liquid resin containing 65% by weight
resinous solids.
The formaldehyde sensor according to the invention can contain 20 to 80% by weight and preferably 50 to 70% by weight of the active constituents [components (a) and (b) and components (c) and / or (d), if they are present]. The water content of the formaldehyde sensor depends on the solubility of the active constituents and
the amount of water that can be tolerated in the adhesive compositions.
The formaldehyde sensor according to the invention can be produced by simple introduction of the active constituents and of water into a mixer and by stirring until the active constituents are dissolved. This can be done at room temperature or
at a high temperature reaching 70 [deg.] C.
The formaldehyde sensor according to the invention can be used for any manufacturing of panels from lignocellulosic materials using formaldehyde-based adhesives, such as urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde, phenol-formaldehyde or resorcinol-f resins ormaldehyde or mixtures thereof.
Using the formaldehyde sensor of the invention, it is possible to produce panels containing in fact less than 10 mg of free formaldehyde per 100 g of dry panel, as determined by
the EN 120 process using the F.E.S.F.P. (European Federation of Particle Board Manufacturers' Trade Unions).
The reduction in the amount of free formaldehyde depends on many factors and can therefore vary widely. If the release of free formaldehyde
is high (more than 50 mg formaldehyde per 100 g
dry panel), the reduction can reach 60 to
85%. If the release of free formaldehyde is relatively low, i.e., 20 to 50 mg of free formaldehyde per 100 g of dry board, the maximum reduction is usually 50 to 60%. The reduction rate obtained also depends on the amount of formaldehyde sensor used, the amount of free formaldehyde being lower the higher the amount of formaldehyde sensor.
When the active constituents of the formaldehyde sensor are used together, the reduction in the amount of free formaldehyde is surprisingly greater than the sum of the effects exerted by the components considered separately, without there being any effect. unfavorable on
the reactivity of the adhesive composition or on the properties of the panels.
The examples below illustrate the invention. Parts and percentages are by weight.
EXAMPLE 1 -
In the present example, the organic compound containing hydroxyl radicals is glycerol and the amide is urea. It illustrates the synergistic behavior of these two compounds. Different adhesive compositions are prepared which are each used later to make particle boards.
The indicator does not include any of the components of the formaldehyde sensor according to the invention. Sample 1 includes glycerol and urea simultaneously, sample 2 includes glycerol only, and sample 3 includes urea only.
We can deduce from the tables below that the glycerol used in isolation (sample 2) is a very effective formaldehyde sensor, but that urea (sample 3) leads to a less good reduction.
formaldehyde content and weaker mechanical properties and water resistance, while when urea is used together with glycerol (sample 1), it leads to values which are equivalent to those given glycerol taken in isolation.
Therefore, one can use a less expensive and less effective compound (urea) and make it react as effectively as a more expensive and more effective compound (glycerol). Efficiency targets the capacity to absorb formaldehyde as well as that of retaining good mechanical properties and good water resistance without modifying the reactivity of the adhesive composition or requiring the introduction of special special equipment for its use.
In fact, the reduction in the amount of formaldehyde in this case is 46%.
The constitutions of the different samples used are as follows:
<EMI ID = 2.1>
The adhesive compositions used are the following: Control 1 2 3
<EMI ID = 3.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of these compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The temperature of
2
the press is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
<EMI ID = 4.1> The results obtained are shown in average values in the table below.
<EMI ID = 5.1>
EXAMPLE 2 -
The present example also illustrates the synergistic behavior of glycerol and urea in the reduction of the amount of free formaldehyde of particle boards, with conservation of the mechanical properties of the boards and also of the water resistance.
The indicator does not include any of the components of the formaldehyde sensor according to the invention. Sample 1 comprises the two components of the formaldehyde sensor according to the invention and sample 2 comprises only one of the two components (the more efficient of the two components).
It is also observed here that only sample 1 leads to a free formaldehyde content of less than 10 mg / 100 g of dry board (which constitutes the desired content for class El) and that it is the only one to lead to absolutely equivalent mechanical properties and water resistance. In fact,
the reduction in the amount of formaldehyde is 34%.
The constitutions of the different samples used are as follows:
<EMI ID = 6.1>
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 7.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of these compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The press temperature is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the table below.
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
EXAMPLE 3 -
This example illustrates the effectiveness of monoethylene glycol in conjunction with urea as a formaldehyde scavenger.
Two compositions are prepared: the control not containing any of the constituents of the formaldehyde sensor according to the invention and the sample 1 containing monoethylene glycol and also urea.
Panels are made using these two adhesive compositions and it again appears that the formaldehyde sensor conforms to the invention leads, with a urea-formaldehyde resin normally giving panels of class E 2 (control) class E 1 panels (sample 1).
The reduction in the amount of formaldehyde in this case is 37%.
The constitution of sample 1 is as follows:
<EMI ID = 10.1>
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 11.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of the compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The press temperature is
200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 12.1>
EXAMPLE 4 -
This example illustrates the behavior
�
synergistic of monoethylene glycol and urea.
Panels are made using three different compositions: the control not containing any of the constituents of the formaldehyde sensor according to the invention, the sample 1 containing the two constituents of the formaldehyde sensor according to the invention and the sample 2 containing only one constituent.
It is evident from the results given below that the sample 1 containing the two constituents is much more effective than the sample 2 containing only one constituent (the more effective of the two constituents).
The reduction in the amount of formaldehyde reached is in this case 32%.
The constitutions of the different samples used are as follows:
<EMI ID = 13.1>
The adhesive compositions are as follows:
<EMI ID = 14.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of these compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. Thickness
of the panels is 17.3 mm. The temperature of the press is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 15.1>
EXAMPLE 5 -
The present example illustrates the use of a resin having a different molar ratio and the supply of different quantities of the formaldehyde sensor.
The formaldehyde sensor used has the following constitution:
<EMI ID = 16.1>
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 17.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of these compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. Thickness
of the panels is 17.3 mm. The press temperature is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>.
The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 18.1>
It can be observed that the mechanical properties and the water resistance of the panels are equivalent and that the reduction in the amount of formaldehyde is 41% for sample 1, 55% for sample 2 and 57% for sample 3.
EXAMPLE 6 -
This example illustrates six different types of polyhydric alcohols, two different types of amides, an additive and the effect of a change in the ratio of alcohol to amide in the range of
57.5 / 100 to 385/100.
The different types of formaldehyde sensor used are:
<EMI ID = 19.1>
All of the above values are parts by weight.
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 20.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of the compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The press temperature is
200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 21.1>
The above results prove that all the samples used lead to values equivalent to those of the control and that the reduction in the amount of formaldehyde is of the order of 32 to 47%. EXAMPLE 7 -
The present example illustrates three different types of organic compounds containing hydroxyl radicals in the specific cases of dextrin, phenol and resorcinol.
A monohydroxylated alcohol other than methanol acting as an additive is also illustrated, in this case ethanol.
The different types of formaldehyde sensors used are:
<EMI ID = 22.1>
The above values are parts by weight. The samples of formaldehyde sensors are used in the present example to replace part of the resin used. The adhesive compositions in fact used are the following:
<EMI ID = 23.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of these compositions onto 25 kg of wood fragments. The panels are pressed at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The press temperature is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the pressed panels are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 24.1>
The above results prove that all the samples lead to values equivalent to those given by the control not containing
of formaldehyde sensor, although the latter replaces an equivalent amount of urea-formaldehyde resin in the composition. The reduction in the amount of formaldehyde is 24 to 37% in the present example.
EXAMPLE 8 -
In the present example, a type of formaldehyde sensor is used and the resin is of the phenol-melamine-urea-formaldehyde type.
The formaldehyde sensor used has the following constitution:
<EMI ID = 25.1>
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 26.1>
Single layer panels are made in the laboratory by spraying each of the compositions onto 25 kg of wood particles. We press them
<EMI ID = 27.1>
panels at 10, 9 and 8 seconds per mm. Thickness
of the panels is 17.3 mm. The press temperature is 200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the panels obtained are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 28.1>
The above results prove that the formaldehyde sensor according to the invention can also be used with phenol-melamine-ureaformaldehyde resins by greatly reducing the release of free formaldehyde without adversely affecting the properties of the panels.
EXAMPLE 9 -
In the present example, the formaldehyde sensor used comprises an inorganic compound [component (d)] illustrated in this case by sodium chloride.
The formaldehyde sensor used has the following constitution:
<EMI ID = 29.1>
The adhesive compositions used are the following:
<EMI ID = 30.1>
Single-layer panels are made in the laboratory by spraying each of the compositions onto
25 kg of wood particles. We press the panels
at 10, 9 and 8 seconds per mm. The thickness of the panels is 17.3 mm. The press temperature is
200 [deg.] C and the pressure is 35 kg / cm <2>. The dimensions of the pressed panels are 40 cm x 56 cm.
The results obtained are shown in average values in the following table.
<EMI ID = 31.1>
The results show that the sample containing the formaldehyde sensor leads to values equivalent to those given by the control despite the fact that the formaldehyde sensor replaces part of the urea-formaldehyde resin in the composition.
The reduction in the amount of formaldehyde is 44%.