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.