CH240261A - Verfahren zum Verleimen von Holz und holzähnlichen Stoffen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Verleimen von Holz und holzähnlichen Stoen.    Es     ist    bereits bekannt, Holz, insbesondere  Sperr- und Furnierholz, mit Hilfe von Phenol  harzen zu verleimen. Bei dieser     Verleimung     werden entweder mit Phenolharz getränkte  Papierfolien als Zwischenschicht angewendet,  oder aber es wird eine     wässrige,    in jedem Ver  hältnis mit Wasser     verdünnbare    Lösung eines       Phenol-Aldehyd-Kondensationsproduktes    di  rekt auf die zu verleimenden     Werkstoffe    auf  gebracht. Die Herstellung der     Verleimungs-          filme    erfolgt in bekannter Weise derart, dass  Papier z.

   B.     entweder    mit einem in Gegen  wart eines     Alkaliüberschusses    kondensier  ten Produkt, das nur so kurz     kondensiert     wurde, dass die Bildung zweier Schichten  ,vermieden worden war, und welches nicht  in jedem Verhältnis mit Wasser     verdünnbar     ist, getränkt wird, oder aber es wird für die       Tränkung    des     Papieres    eine     wässrige,    in jedem  Verhältnis mit Wasser     verdünnbare    Lösung  eines     Phenol-Aldehyd-Kondensationsproduk-          tes    verwendet, welches zumindest so weit  kondensiert wurde,

   dass sich zwei     Schichten       gebildet haben, und welches nachfolgend  durch Alkalien gelöst     wird.     



  Die Papierfilme (die Klebefolien),     zumal     solche, die mit in Gegenwart eines     Alkali-          Überschusses    kurz kondensiertem Produkt ge  tränkt sind, .gelangen nur im trockenen Zu  stand zur Anwendung. Dabei wird von den  Herstellern der Feuchtigkeitsgrad des Holzes  vorgeschrieben, so dass gemäss dieser Vor  schrift die Holzfeuchtigkeit zwischen 8 und  <B>9</B> % liegen soll, andernfalls eine     Verleimung     überhaupt nicht zustande kommt.

   Liegt die  Holzfeuchtigkeit beispielsweise höher als  9 %, so dringt das     Kondensationsprodukt,    mit  welchem das Papier getränkt wurde (wegen  seiner,     wenn    auch nur beschränkten, Löslich  keit in Wasser), in die Holzfurniere ein,  wobei das Papier zur Gänze. vom     Kunstharz     entblösst wird. In diesem Falle werden die  Furniere vermöge des eingedrungenen Har  zes einerseits     missfarbig        (fleckig),    während  sie anderseits jeglicher Haftfestigkeit ent  behren. Bei der     Herausnahme    aus der Presse      erhält man     wiederum    die einzelnen Bestand  teile, bestehend aus den Furnieren und vom  Kunstharz befreitem Papier.

   Liegt hingegen  die Holzfeuchtigkeit unter 8 ö , so schmilzt  das Harz des     Klebefilmes    nicht, so dass dem  zufolge auch keine     Verleimung    zustande  kommt.  



  Während bei einer über<B>9%</B> liegenden  Holzfeuchtigkeit die Ursache der Fehl  leimung klar gegeben ist (Einziehen des  Harzes in die     Furniere),    kann man auf den  ersten Blick nicht verstehen, weshalb bei  einer geringen (unter     8,'o    Holz  feuchtigkeit die     Leimung    nicht zustande  kommen kann.  



  Für die Praxis ist dieser geringe Spiel  raum im Grade der Holzfeuchtigkeit (8 bis  9 ö ) ein .sehr grosser Nachteil. Die     Sperr-          holzfabriken    sehen sich deshalb gezwungen,  die Furniere vor dem Verleimen zu konditio  nieren, das heisst sie müssen durch geeignetes  Lagern derselben in Räumen von entspre  chender Luftfeuchtigkeit den vorgeschrie  benen und unbedingt erforderlichen Feuchtig  keitsgrad einstellen.  



  Gegenstand dieser Erfindung ist nun ein  Verfahren zum Verleimen von Holz und holz  ähnlichen Stoffen unter Verwendung von Me  tallsalzen von     Phenol-Aldchydl@ondensations-          produkten,    welches dadurch     gekennzeiehnet     ist, dass zwecks Förderung und Beschleuni  gung der bei höheren Temperaturen eintre  tenden Dissoziation der labilen     Meta.Ilver-          bindungen    von     Phenolal.dehydlzondensations-          produkten    sauer reagierende Stoffe, z. B.

    Säuren oder saure Salze,     bezw.    säureabspal  tende Stoffe getrennt von den     Kondensations-          produkten    auf die zu verklebenden Flächen  aufgebracht werden,     -wodurch    beim     naehfol-          genden    Verleimen unter Anwendung von  Hitze und Druck, unabhängig vom Feuchtig  keitsgehalt des Werkstoffes, ein sicheres und  rasches Abbinden erzielt wird.  



  Nach dem erfindungsgemässen Verfahren  können Holz     und    ähnliche Stoffe, wie z. B.  Faserplatten, Vulkanfiber,     Hartpapier    usw.,  auch in solchen Fällen, in denen der     Feucli-          tigkeitsgrad    einerseits tiefer als 8 ö und    anderseits höher als 9 ö liegt, mit Hilfe der  genannten     Kondensationsprodukte,        gleich-          (rültig,    ob sie     iu    Form einer Papier- oder an  dern Folie oder als direkter Auftrag auf die       zri        verbindenden        )Verkstücke,    z. B. Furniere.

    <I>zur</I> Anwendung gelangen, rasch und sicher  verleimt     werden.     



       pari    verfährt hierbei zweckmässig derart.       dass        ma.n.        zuerst    den     Dissoziationsbeschleu-          niger.        vorzugsweise    in dickflüssigem Zu  stande behufs     Vermeidung    des Einziehens  desselben in das zu verklebende Material, in       dünner    Schiebt aufträgt und trocknet.

   Hier  auf     werden        zwischen    die zu vereinigenden       mid        vorbehandelten    Furniere und dergleichen  die Filme eingelegt und das Ganze in der       Heissleimpresse        verpresst.    Auf das mit dem       vorgenanxiten        Dissoziationsbeschleuniger    vor  behandelte Material kann zweckmässig nach  dem Trocknen auch direkt ein alkalisches       Phenol-Aldehydkondensationsprodukt    aufge  tragen werden, worauf das Material bei 125       his        1.35     C     zusammengepresst    wird.

   Das ge  trennte Auftragen des vorerwähnten Kleb  stoffes und     Dissoziationsbeschleunigers    kann  aber auch so vorgenommen werden, dass man  zunächst den Klebstoff auf die Unterlage       aai.fträgt    und     troeknet    und erst dann die       Klebstoffscbicht    mit einer dünnflüssigen Lö  sung des     Dissoziationsheschleunigers    über  zieht oder übersprüht.  



  Es wurde bereits vorgeschlagen     (schweiz.     Patent     Nr.198151),    beim Verleimen von       saugfähigen    Materialien mit     wässrigen,    in  ,jedem Verhältnis mit Wasser     verdünnbaren          alkalischen    Lösungen von Kondensationspro  dukten aus     Phenolen    und Aldehyden, welche  mindestens so weit     kondensiertwordenwaren,     dass sich zwei Schichten gebildet haben, die  zu verklebenden Flächen vorerst mit Metall  salzlösungen oder verdünnten Säuren zu be  handeln.

   Durch diese Massnahme sollen an  der     Oberfläche.    der zu verklebenden Materia  lien     Fällungsprodukte    des mindestens bis zur  Bildung von zwei Schichten     kondensierten     Produktes     angesammelt        bezw.    am Eindringen  in das Material verhindert werden.

   Als     Fäl-          lu.ngsmittel    können auch Lösungen von nicht      in jedem     Verhältnis    mit Wasser verdünn  baren     Kondensationsprodukten    aus     Phenolen     und Aldehyden, die in Gegenwart     eines.        Al-          ka.liüberschusses        kondensiert    worden waren,  Anwendung finden.

   Dieser Anmeldung lag  die Erkenntnis, dass die Metall-, insbesondere  die     Alkalisalze    von     Kondensationsprodukten     aus     Phenolen    und Aldehyden, wenn sie     als     Leimmittel für Holz und holzähnliche     Stoffe     verwendet werden, nur bei     Anwendung    von       Dissoziationsbeschleunigern    in Form von  Säuren, säureabspaltenden Stoffen oder sau  ren Salzen rasche und sichere     Verleimungen,     und zwar     unabhängig    vom Feuchtigkeits  gehalt des Holzes zu liefern vermögen, nicht  zugrunde. Bei der Verwendung von z. B.

    trockenen     Klebefolien    können auch kaum,       wenn    der     Dissoziationsbeschleuniger,        wie    vor  gesehen, auch im trockenen Zustande mit der  Klebefolie in     Berührung    kommt,     Fällungs-          produkte        entstehen.    Im     schweiz.    Patent  Nr. 198151 ist weder von     Dissoziations-          beschleunigern        die    Rede, noch werden dort  z.

   B.     in        Gegenwart    eines     Alkaliüberschusses     kurz kondensierte Produkte als Klebestoffe       verwendet.     



  Wie früher erwähnt, kann man auf den  ersten Blick nicht verstehen, weshalb bei  einer unter 8 % liegenden Feuchtigkeit des  Holzes die     Leimung    z. B. mittels einer Pa  pierfolie, welche mit einem Kondensations  produkt aus     Phenolen    und Aldehyden ge  tränkt ist, das in Gegenwart     eines        Alkali-          Überschusses    nur so kurz kondensiert wurde,  dass keine Schichtenbildung eintrat (z. B.  nach     USA.-Patent        Nr.1960176    und 1960177),  eine     Leimung    nicht erreichbar ist.

   Bei der  näheren Untersuchung dieser Erscheinung       kann    man jedoch die     Erklärung    finden.  



  Wie im     DRP.    Nr. 389301 ausgeführt wird.  sind die salzartigen Verbindungen der     Phenol-          Aldehydkondensationsprodukte    offenbar von  labiler Beschaffenheit. Sie erleiden, insbeson  dere bei höheren Temperaturen, eine hydroly  tische Dissoziation, deren Grad von der Natur  des     Metalles    abhängig ist. Das z. B. in Ge  genwart eines     Alkaliüberschusses    konden  sierte, beschränkt     wasserlösliehe    Produkt    (z. B. nach USA.

   Patent     Nr.1960176),    ebenso  das zumindest bis zur Bildung von zwei  Schichten wasserunlöslich     kondensierte    und  dann     in        Alkalien    gelöste Produkt,     dürfte    im       Sinne    des     DRP.    Nr. 889301 z. B. als Natron  salz entsprechend der allgemeinen Formel       R.O.Na     vorliegen, wobei R das     PhenoIharzmolekül     bedeutet.  



  Von. der Sicherheit und     Geschwindigkeit,     mit der die vorerwähnte hydrolytische  Dissoziation vor sich geht, hängt auch die  Sicherheit und Geschwindigkeit der     Verlei-          mung    ab. Nach der Gleichung:  R . 0 . Na (wobei R die oben erwähnte Bedeu  tung zukommt)     -I-        H20    = R . OH     -j-        NaOH     lässt sich erklären, weshalb     beim    Arbeiten  mit der bereits mehrmals     genannten    Leimfolie  eine gewisse     Feuchtigkeit    unbedingt erfor  derlich ist.

   Aus dem vorstehenden Schema  geht auch hervor, dass, wenn ein     Acceptor,    zu  dem das Natrium     eine    grosse Affinität besitzt,  vorhanden ist, die Sicherheit und die Ge  schwindigkeit der     Dissoziation    wachsen muss.  In Gegenwart von Feuchtigkeit (also von  Wasser allein) verläuft die Dissoziation sehr  träge und unsicher. Die     durchgeführten     Versuche haben ergeben, dass die Sicherheit  und Geschwindigkeit .der     Dissoziation    am  grössten bei Verwendung von Salzsäure ist.  kleiner bei Anwendung von Schwefelsäure  und noch geringer bei Verwendung von       A12(S04)3        (als        Dissoziationsbeschleuniger).     



  Im vorliegenden Falle handelt es sich  also um Dissoziationen bei höherer Tempera  tur (die     Verleimung    wird zweckmässig, wie  eingangs erwähnt, bei Temperaturen von 125  bis 135  C durchgeführt)     und    nicht um Fäl  lungen, .die     meistens    in Gegenwart von Was  ser     bezw.    in     wässrigen    Lösungen vorgenom  men werden.  



  Aus den vorstehenden Ausführungen geht  auch hervor, dass die hier     beschriebenen          Dissoziationsbeschleuniger    nur in jenen Fäl  len angewendet werden sollen, in denen Me  tall-, insbesondere     Alkalisalze    von Konden-           sationsprodukten    aus     Phenolen    und Alde  hyden (gleichgültig, in welcher Form) zur  Anwendung gelangen.  



  Es ist bereits bekannt, beim Verleimen  von Holz und holzähnlichen Stoffen mit.     wäss-          rigen    Lösungen von Kondensationsprodukten  aus     Harnstoff,        Thioharnstoff    oder ihren  Derivaten mit Aldehyden, Säuren, saure  Salze oder säureabspaltende Stoffe als Härter  zu verwenden. Bei diesen Kondensationspro  dukten handelt es sich aber weder um Metall  salze, noch     findet    eine hydrolytische Dissozia  tion überhaupt statt. Auch sonst unterschei  den sich die     Harnstoffharze    von den     Phenol-          harzen    sowohl in chemischer als auch in  physikalischer Hinsicht.

   Wie vorstehend     da.r-          geta.n,    sollen die hier getrennt     aufgetragenen     Säuren, sauren Salze und dergleichen die bei  höheren Temperaturen eintretende Dissozia  tion beschleunigen. Eine solche Dissoziation       können    indessen nur die Metallsalze     derPhenol-          Aldehydkondensati.onsprodukte    erleiden.  



  Die vorstehend beschriebene Beschleuni  gung der Dissoziation (mittels Säuren usw.)       tritt    auch ein, wenn die vorgenannten     Phenol-          ldehydkondensationsprodulzte    Zusätze -wie  Kohlehydrate und/oder Naturharze oder       Naturharzseifen    und     bezw.    oder     Weich-          machungsmittel    enthalten.  



  Es ist überraschend,     da.ss    selbst bei Ver  wendung von Furnieren von derart hoher  Feuchtigkeit, dass während des Heisspressens  eine starke Dampfentwicklung eintritt, die       Leimfugenfestigkeit    eine derart grosse ist.  dass auch der absichtlich nicht abgeführte  Dampf wohl das     Furnier,    nicht aber die  Leimfuge sprengen kann.

   Auch wenn die  Furniere einen unter 4     %    liegenden     Feucli-          tigkeitsgehalt    (vor der     Terleimung)    auf  weisen, kann die erfindungsgemäss behan  delte Leimfuge sogar mit Hilfe eines     Mes-          sers    nicht     auseinandergebracht    werden.  Welche Gewalt auch immer angewendet wird.  erfolgt der Bruch nicht in der     Verleimungs-          stelle,    sondern im Holz selbst.  



  Es     besteht    somit die     141öglichheit,    dank  der vorliegenden Erfindung     Verleimungen     mit Hilfe der vorgenannten Xondensations-         prodLikte    rasch und sicher durchzuführen,  und zwar ohne Rücksicht, ob dieselben als  Klebefolie oder als direkter Auftrag zur An  wendung gelangen, wobei ausserdem beispiels  weise bei den Holzfurnieren der     Feuchtig-          keits-        bezw.    der Trockenheitsgrad durchaus  nicht vor der Behandlung eingestellt werden  muss.  



  Die vorliegende Erfindung sei an Hand       naclzsteliender    Beispiele erläutert, ohne jedoch  darauf beschränkt zu sein.  



       Beispiel   <I>1:</I>       Schälfurniere    werden mit einer 3- bis       5%igen        Salzsäurelösung,    welche z. B. zweck  mässig     finit        i/;

      bis 1 %     Johannesbrotkernmehl     oder 1 bis     '2%    Stärke eingedickt wurde, be  handelt und     getrocknet.    Eine Klebefolie,  welche beispielsweise mit einem     Phenol-Al-          dehydkondensa.tionsprodukt,    das gemäss     USA.-          Patent    Nr.<B>1960176</B> hergestellt worden war,  getränkt wurde, wird in bekannter Weise  zwischen die zu vereinigenden Schälfurniere  eingelegt, worauf je nachdem, ob es sich um  Weich- oder Hartholz handelt,

   mit 8 bis 12       bezw.    18 bis 22     kg/cm2    bei einer Temperatur  von 120 bis     140     C in der Presse     gepresst     wird.  



       Beispiel   <I>2:</I>  Auf eine Mittellage (Weich- oder Hart  holz) wird beiderseitig eine 5- bis 8%ige       Chlorammoniumlösung    aufgetragen. Nach  erfolgter Trocknung wird ebenfalls beider  seitig eine 20- bis     30%ige        wässrige    Lösung  eines mindestens bis zur Bildung von zwei  Schichten     kondensierten    und dann in     Ätz-          natron        gelösten,    in jedem Verhältnis mit       Wasser        verdünnbaren        Phenol-Aldehvdkon-          clensationsproduktes    aufgebracht.

   Nach even  tuellem Antrocknen an der Luft oder bei       8(I     C nicht übersteigender Temperatur wer  den zwei Deckfurniere aufgelegt und wie     ini          Beispiel    1     verpresst.     



  <I>Beispiel 3:</I>  Schälfurniere werden mit einer 4- bis       (,'    %     igen        Ammoniumsulfatlösung    oder mit  einer 3- bis 5 %     igen        Aluminiunisulfatlösung,     zweckmässig unter Zusatz eines im Beispiel 1      genannten     Eindickungsmittels,    behandelt und  getrocknet. Eine     Klebefolie,    welche z.

   B. mit  dem im Beispiel 2 genannten     Kondensations-          produkt    getränkt wurde, wird     zwischen    die  zu     vereinigenden    Schälfurniere     eingelegt,     worauf wie im Beispiel 1 beschrieben weiter  verfahren wird.  



  <I>Beispiel</I>  Auf eine Mittellage (Weich- oder Hart  holz) wird beidseitig eine 5- bis 8 %     ige        Chlo@r-          ammoniumlösung    aufgetragen. Nach erfolg  ter Trocknung wird ebenfalls, beidseitig eine  20-     bis    30%ige     wässrige    Lösung     eines    min  destens     bis    zur     Bildung    von zwei Schichten       kondensierten    und dann in     Ätznatron    ge  lösten, in jedem Verhältnis mit Wasser     ver-          dünnbaren,

          einen    gewissen Prozentsatz an       Streckungsmitteln    wie z. B. Roggenmehl,     Jo-          hannesbrotmehl    oder Stärke enthaltenden       Phenol-Aldehydkondensationsproduktes    auf  gebracht. Nach eventuellem     Antrocknen    an  der Luft oder bei 80  C nicht übersteigender  Temperatur werden zwei     Deckfurniere    auf  gelegt und     wie    im Beispiel 1     verpresst.     



       Beispiel   <I>5:</I>  Faserplatten werden mit einer 3- bis  10 %     igen        Aluminiumsulfatlösung    oder 3- bis  10 %     igen        Alaunlösung,    zweckmässig unter       Zusatz    eines im Beispiel 1     .genannten        Ein-          dickungsmittels,    behandelt und getrocknet.  Zwischen die zu vereinigenden Platten wird       entweder    eine Klebefolie, welche z.

   B. mit  einem im     Beispiel    1     genannten    Konden  sationsprodukt getränkt wurde,     eingelegt,     oder es wird die     Faserplatte,        welche    als Mit  tellage Verwendung finden soll, mit dem im  Beispiel 2     genannten    Kondensationsprodukt  beidseitig     bestrichen.    Diese Faserplatten wer  den dann in gewünschter Anzahl in üblicher       Weise        übereinandergelegt    und mit 18 bis .  24 kg pro     cm2    bei einer Temperatur von 125       biss    150  C in der     Heissleimpresse    gepresst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Verleimen von Holz und holzähnlichen Stoffen unter Verwendung von Metallsalzen von Phenol-Aldehydkondensa- tionsprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Förderung und Beschleunigung der bei höheren Temperaturen eintretenden Dis:

   so.- ziation der labilen Metallverbindungen von Phenol-Aldehydkorldensationsprodukten sauer reagierende bezw. säureabspaltende Stoffe getrennt von den Kondensationsprodukten auf die zu verklebenden Flächen aufge bracht werden, wodurch beim nachfolgenden Verleimen unter Anwendung von Hitze und Druck, unabhängig von dem Feuchtigkeits gehalt des Werkstoffes, ein sicheres und rasches Abbinden erzielt wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Beschleuni gung der Dissoziation durch Säuren bewirkt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch ,gekennzeichnet, dass die Beschleuni gung der Dissoziation durch saure Salze be wirkt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch .gekennzeichnet, dass der Leim aus Alkaliderivaten von Phenol-Aldehydkonden- sation.sprodukten besteht. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Leim neben Metallsalzen von Phenol-Aldehydkonden- sationsprodukten Naturharzseifen enthält. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dem Leim Strek- kungsmittel zugesetzt werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dem Leim Weich macher zugesetzt werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, .dass den sauer reagie renden Stoffen Eindickungsmittel zugesetzt werden. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Leim in Form einer mit diesen Kondensationsprodukten getränkten Folie, welche zwischen die zu verleimenden Flächen eingebracht wird, An wendung findet. <B>9.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Leim direkt auf die zu verklebenden Flächen aufgebraehl wird. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet. da.ss dem Gemisch von Metallsalzen und Naturharzseifen Weichmacher und Strek- kungsmittel zugesetzt werden. 11. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet. dass der direkt auf die zu verklebenden Flä chen aufzubringende Leim zusätzlich Strek- kunbsmitte1 enthält.