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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von Spanholzwerkstoffen durch Behandeln von Holzspänen bzw. zerkleinerten Holzbestandteilen mit einem wärmehärtbaren Bindemittel auf der Grundlage eines Kondensationsprodukts aus Formaldehyd mit Harnstoff und/oder Melamin und Verpressen der Späne unter Wärmeeinwirkung, wobei die Späne vor dem Verpressen ausserdem mit Mitteln behandelt werden, die der Verbesserung des Quellverhaltens der Werkstoffe dienen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Späne unabhängig von der Bindemittelbehandlung mit einer wässrigen Dispersion behandelt, die in der wässrigen Phase wasserverträgliche Mittel zur Bindung von Formaldehyd und als disperse Phase ein Wachs und/oder ein in Wasser dispergierbares Polymerisat enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Wachs ein Paraffin und als formaldehydbindendes Mittel Harnstoff verwendet und die Späne mit der Dispersion vor dem Aufbringen des Bindemittels behandelt.
3. Formaldehydbindendes Mittel zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, enthaltend 5 bis 50 Gew.-% Harnstoff oder Melamin, 5 bis 50 Gew.-% eines Mineralwachses und wenigstens 30 Gew.-% Wasser, wobei die Summe der in Gew.-% ausgedrückten Bestandteile jeweils 100 ergibt und wobei das Mineralwachs in dem Mittel in dispergierter Form vorliegt.
4. Mittel nach Anspruch 3, enthaltend als weiteren Bestandteil 2 bis 20 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren Polymerisats.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spanholzwerkstoffen, die mit Formaldehydkondensaten gebunden sind.
Es ist bekannt, dass Formaldehydkondensate von Harnstoff oder Melamin besonders bei Einwirkung von Feuchtigkeit Formaldehyd abspalten. Wenn man sie als Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen verwendet, so erhält man Werkstoffe, die u. U. jahrelang Formaldehydgas an die Umgebung abgeben.
Als Mittel zur Beeinflussung dieser lästigen Eigenschaft wird den Bindemitteln fester Harnstoff zugesetzt; man nimmt an, dass es besonders in Gegenwart der natürlichen Holz- bzw. Luftfeuchte zu einer Reaktion des Harnstoffs mit dem freien Formaldehyd kommt, d.h. der Harnstoff als Fangsubstanz für den Formaldehyd wirkt.
Ein jüngerer Vorschlag sieht vor, den Harnstoff in Form eines Adsorbats an Cellulose zuzusetzen, z. B in Form von kleinen Fasern oder Fetzen harnstoffgetränkten Papiers.
Man hat nämlich beobachtet, dass die formaldehydbindenden Eigenschaften des Harnstoffs besser genutzt werden, wenn dieser räumlich getrennt vom Bindemittel eingebracht wird.
Der vorgenannte Vorschlag leidet, ebenso wie die Überlegung, den Werkstoffen einfach freien Harnstoff vor der Verarbeitung zuzusetzen, an der Schwierigkeit der gleichmässigen Verteilung, weil das Verhalten dieser Stoffe auf den sogenannten Schüttstationen, d.h. dort, wo die Späne zu einer Matte bzw. einem Kuchen geformt werden, vom Sedimentationsverhalten der Späne zu stark abweicht. Ausserdem treten jedenfalls im Falle der Verwendung von harnstoffhaltigem Papier erhebliche Kosten hinzu.
Ein anderer Weg, die Formaldehydentwicklung aus den Werkstoffen zu verhindern, besteht in der Verwendung von Überzugsmitteln (d.h. Lacken), die formaldehydbindende Mittel enthalten. Abgesehen davon, dass sich solche Lacke nicht immer anwenden lassen, beseitigen sie das Problem nicht an seinem Entstehungsort, sondern erst sekundär. Diese, z. B. aus den DE-PS 1188 750 bzw. DE-OS 1 669 142 bekannte Lösung hat mit der hier gestellten Aufgabe nichts zu tun.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, formaldehydbildende Mittel auf an sich technisch vorhandenen bzw.
bekannten Wegen den Holzwerkstoffen selbst zuzusetzen, die nicht erst geschaffen werden müssen und keine wesentlichen Kosten verursachen.
Es wurde gefunden, dass man mit erheblichem Vorteil formaldehydbindende Mittel zusammen mit den Mitteln zusetzt, die üblicherweise neben dem Bindemittel (Leim, Klebstoff) verwendet werden, um besonders das Quellverhalten der Werkstoffe, also deren Wasserdampfempfindlichkeit, zu beeinflussen.
Gegenstand der Erfindung ist daher das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren. Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Patentanspruch 2 angegeben.
Bindemittel auf der Grundlage von Formaldehydkondensaten des Harnstoffs oder Melamins im Sinne der Erfindung sind die üblichen, zur Herstellung von Holzwerkstoffen verwendeten Bindemittel. Sie sind als wässrige Lösungen oder Pulver im Handel und enthalten Harnstoff- und/oder Melamin-Formaldehyd-Kondensate in der Regel mit einem Molverhältnis des Formaldehyds zu Harnstoff bzw. Melamin wie 1,2:1 bis 1,7:1 bzw. 1,4:1 bis 2:1. Auch Mischkondensate und Kondensate, die weitere Bestandteile, z.B. Phenol oder andere Aldehyde enthalten können, sind üblich.
Ihre Herstellung und Verwendung ist allgemein bekannt und für die Erfindung ohne Belang.
Erfindungsgemäss behandelt man die zur Herstellung der Spanholzwerkstoffe vorgesehenen Späne bzw. andere zerkleinerte Holzbestandteile (Flachsschäben, Stroh o.ä.) getrennt von Bindemittelauftrag mit einer wässrigen Disper- sion, die in der wässrigen Phase wasserverträgliche Mittel zur Bindung von Formaldehyd und als disperse Phase ein Wachs und/oder ein in Wasser unlösliches, dispergierbares Polymerisat enthält.
Es ist an sich bekannt und technisch vielfach üblich, dass die Beleimungsmaschinen neben den Zuleitungsrohren für die Klebstoffansätze ( Flotten ) noch eine gesonderte Zuleitung für Paraffin-Dispersionen aufweisen. Wässrige Paraffindispersionen wirken im Sinne der vorstehenden Angaben quellvermindernd.
Die getrennte Zuleitung der Paraffin-Dispersion hat in der industriellen Praxis Vorteile gebracht: Verbesserung der Querzugfestigkeit, Senkung der Quellwerte und Vermeidung des Schäumens der Klebstoffansätze. Üblicherweise werden Paraffin-Dispersionen in der Weise getrennt zugeführt, dass sie im Einlauftrichter oder an der Stirnseite der Beleimungsmaschine räumlich vor der Zugabe des Klebstoffes eingesprüht werden. Die Paraffin-Dispersion sollte also vorzugsweise schon auf den Spänen verteilt sein, bevor die Klebstoff-Tröpfchen die Späne erreichen. Bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren wird die Verwendung einer derart eingerichteten Beleimungsmaschine empfohlen.
Die Erklärung für die Wirkung der Erfindung ist die, dass die formaldehydbindende Substanz nicht frei vorliegt, sondern durch eine Ummantelung an einer sofortigen Reaktion mit dem Klebstoff gehindert wird. Hierzu haben sich besonders Mineralwachs- (Paraffin-) und/oder Polymerisat Dispersionen als geeignet erwiesen. Als Mineralwachs-Dispersionen im weitesten Sinne werden wässrige Zubereitungen von Paraffinen, d. h. C1 0-C3 0-Paraffinkohlenwasserstof- fen, abgebauten Polyäthylenen (sog. A-Wachse) oder Natur
wachsen verstanden. Sie sind vielfach handelsüblich und haben gewöhnlich einen Feststoffanteil von 30 bis 70%.
Wässrige Polymerisat-Dispersionen mit einem Trockengehalt von z. B. 40 bis 60% können nach den üblichen Methoden hergestellt werden. Sie enthalten als Polymerisat gewöhnlich Vinyl- oder Acrylpolymere, z.B. Polymere des Styrols, Methylmethacrylats, Vinylacetats, Vinylchlorids, Butadiens und anderer Monomerer, in aller Regel in Form eines Copolymerisats verschiedener Monomerer. Auch solche Polymerisate bzw. Polymerisat-Dispersionen sind weitgehend handelsüblich.
Die Erfindung betrifft weiter ein formaldehydbindendes Mittel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Das Mittel enthält gegebenenfalls bis zu 30 Gew.-% weitere Bestandteile. Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Patentanspruch 4 angegeben.
Bevorzugte erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel enthalten 5 bis 50, bevorzugt 10 bis 30% eines Paraffinwachses mit einem Erweichungs- bzw. Schmelzpunkt zwischen 45 und 60 "C, gegebenenfalls bis zu 20, insbesondere 2 bis 15% eines dispergierten Polymerisats, insbesondere aus der Gruppe der Acryl-Polymeren, sowie im übrigen 20 bis 40%ige wässrige Harnstofflösung bzw. 5 bis 50%, insbesondere 40% Harnstoff und insgesamt wenigstens 30% Wasser.
Zur Verbesserung der Stabilität und im Sinne einer Verbesserung der erfindungsgemässen Wirkung werden z. B. 1 bis 5% Stärke, 2 bis 15% Melamin oder 1 bis 10% Stearinsäure oder ähnliche wachsartige Emulgatoren zugesetzt (alle Angaben Gewichtsprozente). Die Dispersionen werden zweckmässig in einer Menge von 1 bis 10%, bezogen auf atro Holz, verwendet, d.h. man setzt auf diese Weise 0,3 bis 4%, bezogen auf atro Holz, an formaldehydbindenden Mitteln zu.
Wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, sind die sonstigen Bedingungen und Voraussetzungen für die Herstellung von Spanholzwerkstoffen nicht von den üblichen verschieden, besonders was Presszeit, -temperatur und -druck angeht.
Bemerkenswerterweise verbessert sich nicht nur das Ergebnis hinsichtlich der Neigung zur Formaldehydentwick- lung, sondern auch das Quellverhalten der Werkstoffe wird günstig beeinflusst.
Die Bestimmungsmethode für Formaldehyd (FESYP Methode) entspricht der in Europa üblichen Perforatormethode. Hierbei werden 100 g Spanplattenprüfkörper in der
Grösse 25 x 25 mm x Dicke mit siedendem wasserfreien Toluol 2 Stunden lang behandelt und das Destillat mit wasser ausgezogen. Dabei wird der vorhandene Formaldehyd in dem vorgelegten Wasser gesammelt und anschliessend iodometrisch titriert.
Beispiel 1
Man stellt sich zunächst die folgenden mit D0 bis D7 be zeichneten Zubereitungen her (die Bezeichnungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiederverwendet):
D0: Eine wässrige Paraffinemulsion durch Mischen bei
85 "C von
27,3% Paraffin (Schmelzpunkt 52 C)
2,7% Stearinsäure 68,0% Wasser
2,0% wässr. Ammoniak (25%)
Dl: Eine wässrige Paraffinemulsion, ebenfalls bei 85 "C, aus
23,6% Paraffin
2,3% Stearinsäure
72,5% Harnstofflösung 41,3%ig, 85 "C
1,6% wässr.
Ammoniak (25%)
D2 bis D6:
Wässrige Dispersionen von Acrylestercopolymerisaten, Paraffin und Harnstofflösung, indem zunächst Dispersionen entsprechender Copolymerisate nach einer Rahmenvorschrift hergestellt werden, die in Beispiel 2 wiedergegeben ist, und die Dispersion mit Paraffin und gegebenenfalls Wasser auf eine einheitliche Zusammensetzung von 31 % Copolymerisat, 31 % Harnstoffs, Rest Wasser und Paraffin bringt.
Die dispergierten Copolymerisate haben die folgende Zusammensetzung:
D2 89% Butylacrylat
5% Methylmethacrylat
3% N-Methylolmethacrylamid
3% Hydroxypropylacrylat
D3 82% Butylacrylat 15% Acrylnitril
3% Hydroxypropylacrylat
D4 49% Methylmethacrylat
45% Butylacrylat
3% N-Methylolmethacrylat
3% Hydroxypropylacrylat
D5 90% Äthylacrylat
5% Butylacrylat
5% N-Methylolmethacrylamid
D6 50% Styrol
44% Butylacrylat
3% Acrylamid
3% Hydroxypropylacrylat
D7: Aus
15,2 % Paraffin
1,52% Stearinsäure
3,94% Stärke
3,94% Dispersion D6
75,40% Harnstofflösung 42% stellt man durch Mischen bei 85 C eine Dispersion her, die bei einem Wachsanteil von 16,7% einen
Harnstoffgehalt von 31,7% aufweist.
Die nach den vorstehenden Angaben bereitgestellten Dispersionen werden unabhängig von der Beleimung auf eine Spanmischung aus 50:50 Buchen-/Fichtenholz aufgesprüht.
Die Späne hatten folgende Siebzusammensetzung: 16% A, 35% B und 49% C (übliche Grössenklassenangabe).
Die Leimflotte wurde in einer Menge von 12% (Harz bez. auf atro Späne) aufgebracht und hatte folgende Zusammensetzung:
Harnstoff-Melamin-Leim, phenolmodifiziert, handelsüb loch als Kauramin-Leim 540 fl. 100,00 kg Ammonchlorid-Lsg. 25%ig 4,00 kg Ammoniak 25%ig 1,80 kg Harnstoff 3,00 kg Wasser 5,70 kg
Herstellung von Spanplatten:
Die Presstemperatur betrug 165 "C bei 2,5 N/mm2 Pressdruck. Die Presszeit betrug 6 Minuten bei 23 mm Rohdicke.
Die Platten wurden heiss in einem Kasten eingelagert, der mit Schaumpolystyrol ausgekleidet war, und dort 3 Tage belassen.
Tabelle 1 Verwendete Dispersion DO Dl D2 D3 D4 D5 D6 D7 (Vergleich) Auf atro Späne wurden % 4,0 4,62 4,47 4,47 4,47 4,47 4,47 4,38 Dispersionen vorgedüst Zugabe Dispersion D1 - - + 4,00 + 4,00 + 4,00 + 4,00 + 4,00 + 1,56 = % Paraffin atro 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 1,20 = % Harnstoffatro 0,0 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 1,39 + %Wasservorgedüst 1,70 2,50 - - - - - 1,50 Feuchte beim Verpressen % 14,5 16,1 15,8 16,6 16,2 15,4 16,8 15,5 Dichte kg/m3 648 641 614 625 632 620 620 623 Biegefestigkeit N/mm2 x 21,1 21,8 18,2 19,4 21,0 18,6 20,0 20,7 Querzugfestigkeit V20 Nlmm2 x 0,88 0,95 0,80 0,86 0,97 1,03 0,96
0,98 Querzugfestigkeit V100 N/mm2x 0,18 0,23 0,22 0,18 0,25 0,27 0,22 0,25 Quellung nach 2 Std. % x 1,7 1,6 1,4 1,6 1,5 1,5 1,5 1,7 Quellung nach 24 Std. % x 5,5 5,2 4,9 5,2 5,1 4,7 5,0 5,3 x = Mittelwert aus 3 Platten = 30 Prüfkörpern Formaldehydabspaltung/FESYP: Trockengehalt % 92,4 92,2 92,5 92,0 92,8 92,7 92,7 92,3 Perforatorwert HCHO % 0,04 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 + 0,05 + 0,02 + 0,02 + 0,03 + 0,01 + 0,01 + 0,01 + 0,01
Beispiel 2
Es wurden Einschichtplatten einer Rohdicke von 23 mm hergestellt, aus 50% Eichen- und 50% Fichtenspänen.
Pressbedingungen: 8 min bei 160dz/2,5 N/mm2 mit sofortiger Rückkühlung.
Leimansatz Kunststoffharz-Leim erhältlich als Kaurit-Leim 373 fl. 100,0 Paraffin-Emulsion Ammonchlorid-Lsg. 20%ig 4,0 (1% Festwachs auf Ammoniak 3,5 atro Späne getrennt Wasser 13,5 verdüst)
Während der links in der folgenden Tabelle 2 stehende Versuch ohne weitere Zusätze stattfand, wurden den Versuchsmustern der rechten Spalte 3,25% (bez. auf atro Holz) der in Beispiel 1 unter D2 beschriebenen Emulsion zugesetzt (entsprechend 1% Harnstoff).
Tabelle 2 Feuchte beim Verpressen % 14,6 13,4 Dicke/geschliffen mm x 21,6 21,6 Dichte kg/m3 x 694 686 Biegefestigkeit N/mm2 x 25,7 21,8 Querzugfestigkeit V20 N/mm2 0,58 0,58 Quellung nach 2 Std. % x 2,6 2,5 Quellung nach 24 Std. % x 9,2 9,9 = = Mittelwert aus 5 Platten = 50 Prüfkörpern Formaldehydabspaltung/FESYP: Trockengehalt % 91,6 92,1 Perforatorwert HCHO % 0,04 0,02
Beispiel 3
Auf einer Papiermaschine wird in der Leirnpresse eine formaldehydbindende Substanz (Harnstoff und Maisstärke) in die für diesen Zweck speziell hergestellte Papierbahn eingebracht. Nach Fixierung und Trocknung wird die imprägnierte Bahn zerfasert und den beleimten Holzspänen zugemischt.
Die nachfolgende Tabelle zeigt den Einiluss hinsichtlich der Verminderung der Formaldehydabspaltung durch Zusatz von Harnstoff-Paraffin-Emulsion, Harnstoff-Acrylat Dispersion (D7 aus Beispiel 1) und zerfasertem, mit Harnstoff getränktem Papier.
Kaurit-Leim 375 fl., Einschichtplatten 35 mm, Presstemperatur 190 "C, Presszeit 9 Minuten, 9% Festharz auf atro Holz.
Harnstoff Harnstoff Papierfaser
Acrylat- Paraffin- Harnstoff
Dispersion Emulsion Maisstärke
Zugabe MO 0 3,85 3,75 1,96
Harnstoff auf atro % 0 0,77 0,77 0,77
Feuchte beim Pressen % 10,2 10,2 9,8 10
Dichte kg/m3 x 540 540 537 533
Biegefestigkeit Njmm2 x 18,2 17,1 18,6 18,1
Querzugfestigkeit Wmm2 x 0,44 0,35 0,53 0,42
Quellung nach 2 h MO x 1,6 1,7 1,5 1,6
Quellung nach 24 h % x 6,4 7,6 6,2 7,0
Trockengehalt % x 92,5 93,5 93,2 92,8
Perforator HCHO MO x 0,07 0,02 0,02 0,02 s
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PATENT CLAIMS
1. A process for the production of chipboard materials by treating wood chips or comminuted wood components with a thermosetting binder based on a condensation product of formaldehyde with urea and / or melamine and pressing the chips under the action of heat, the chips also being treated with agents before pressing , which serve to improve the swelling behavior of the materials, characterized in that the chips are treated independently of the binder treatment with an aqueous dispersion, the water-compatible agents in the aqueous phase for binding formaldehyde and as a disperse phase a wax and / or in water contains dispersible polymer.
2. The method according to claim 1, characterized in that a wax is used as a wax and urea as a formaldehyde-binding agent and the chips are treated with the dispersion before the application of the binder.
3. formaldehyde-binding agent for carrying out the process according to claim 1, containing 5 to 50 wt .-% urea or melamine, 5 to 50 wt .-% of a mineral wax and at least 30 wt .-% water, the sum of the wt .-% % expressed ingredients each 100 and wherein the mineral wax is present in the medium in dispersed form.
4. Composition according to claim 3, containing as a further component 2 to 20 wt .-% of a water-dispersible polymer.
The invention relates to a method for producing chipboard materials that are bound with formaldehyde condensates.
It is known that formaldehyde condensates split off formaldehyde from urea or melamine, particularly when exposed to moisture. If you use them as binders for the production of wood materials, you get materials that u. U. formaldehyde gas to the environment for years.
Solid urea is added to the binders as a means of influencing this annoying property; it is believed that the urea reacts with the free formaldehyde, particularly in the presence of natural wood or air humidity, i.e. the urea acts as a trapping substance for the formaldehyde.
A recent proposal envisages adding the urea to cellulose in the form of an adsorbate, e.g. B in the form of small fibers or scraps of paper soaked in urea.
It has been observed that the formaldehyde-binding properties of urea are better used if it is introduced spatially separate from the binder.
The aforementioned proposal, like the consideration of simply adding free urea to the materials before processing, suffers from the difficulty of uniform distribution, because the behavior of these substances at the so-called pouring stations, i.e. where the chips are formed into a mat or a cake, deviates too much from the sedimentation behavior of the chips. In addition, considerable costs are incurred if paper containing urea is used.
Another way to prevent the development of formaldehyde from the materials is to use coating agents (i.e. varnishes) that contain formaldehyde-binding agents. Apart from the fact that such varnishes cannot always be applied, they do not solve the problem at the point of origin, but only as a secondary matter. This, e.g. B. from DE-PS 1188 750 or DE-OS 1 669 142 known solution has nothing to do with the task set here.
The invention has for its object to formaldehyde-forming agents on technically existing or
known ways to add the wood materials themselves, which do not have to be created and do not cause any significant costs.
It has been found that formaldehyde-binding agents are added with considerable advantage together with the agents which are usually used in addition to the binder (glue, adhesive), in particular to influence the swelling behavior of the materials, that is to say their sensitivity to water vapor.
The object of the invention is therefore the method specified in claim 1. A preferred embodiment is specified in claim 2.
Binders based on formaldehyde condensates of urea or melamine in the sense of the invention are the usual binders used for the production of wood-based materials. They are commercially available as aqueous solutions or powders and generally contain urea and / or melamine-formaldehyde condensates with a molar ratio of formaldehyde to urea or melamine such as 1.2: 1 to 1.7: 1 or 1, 4: 1 to 2: 1. Mixed condensates and condensates, the other components, e.g. Phenol or other aldehydes can be common.
Their manufacture and use is generally known and is irrelevant to the invention.
According to the invention, the chips provided for the production of the chipboard materials or other comminuted wood components (flax shives, straw or the like) are treated separately from the application of the binder with an aqueous dispersion which contains water-compatible agents for binding formaldehyde in the aqueous phase and as a disperse phase Contains wax and / or a water-insoluble, dispersible polymer.
It is known per se and is technically common in many cases that the gluing machines have, in addition to the feed pipes for the adhesive batches (liquors), a separate feed line for paraffin dispersions. Aqueous paraffin dispersions reduce swelling in the sense of the above information.
The separate feed of the paraffin dispersion has advantages in industrial practice: improvement of the transverse tensile strength, lowering of the swelling values and avoiding foaming of the adhesive batches. Usually, paraffin dispersions are supplied separately in such a way that they are sprayed in spatially in the inlet funnel or on the end face of the gluing machine before the adhesive is added. The paraffin dispersion should therefore preferably be distributed on the chips before the adhesive droplets reach the chips. In the process described below, the use of a gluing machine set up in this way is recommended.
The explanation for the effect of the invention is that the formaldehyde-binding substance is not freely available, but is prevented by an encapsulation from an immediate reaction with the adhesive. Mineral wax (paraffin) and / or polymer dispersions have proven to be particularly suitable for this purpose. Mineral wax dispersions in the broadest sense are aqueous preparations of paraffins, i.e. H. C1 0-C3 0-paraffin hydrocarbons, degraded polyethylenes (so-called A-waxes) or nature
understood growth. They are often commercially available and usually have a solids content of 30 to 70%.
Aqueous polymer dispersions with a dry content of e.g. B. 40 to 60% can be prepared by the usual methods. They usually contain vinyl or acrylic polymers, e.g. Polymers of styrene, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl chloride, butadiene and other monomers, usually in the form of a copolymer of different monomers. Such polymers or polymer dispersions are also largely commercially available.
The invention further relates to a formaldehyde-binding agent for carrying out the method according to the invention. The agent may contain up to 30% by weight of other ingredients. A preferred embodiment is specified in claim 4.
Preferred formaldehyde-binding agents according to the invention contain 5 to 50, preferably 10 to 30% of a paraffin wax with a softening or melting point between 45 and 60 ° C., optionally up to 20, in particular 2 to 15%, of a dispersed polymer, in particular from the group of acrylics Polymers, as well as 20 to 40% aqueous urea solution or 5 to 50%, in particular 40% urea and a total of at least 30% water.
To improve the stability and to improve the effect according to the invention, z. B. 1 to 5% starch, 2 to 15% melamine or 1 to 10% stearic acid or similar waxy emulsifiers added (all percentages by weight). The dispersions are expediently used in an amount of 1 to 10%, based on dry wood, i.e. In this way, 0.3 to 4%, based on dry wood, of formaldehyde-binding agents are added.
As can be seen from the following examples, the other conditions and requirements for the production of chipboard materials are not different from the usual ones, especially as far as the pressing time, temperature and pressure are concerned.
Remarkably, not only does the result improve with regard to the tendency to formaldehyde development, but also the swelling behavior of the materials is favorably influenced.
The determination method for formaldehyde (FESYP method) corresponds to the perforator method common in Europe. 100 g chipboard test specimens are used in the
Size 25 x 25 mm x thickness treated with boiling anhydrous toluene for 2 hours and the distillate extracted with water. The formaldehyde present is collected in the water and then titrated iodometrically.
example 1
The following preparations, designated D0 to D7, are first prepared (the names are reused in Table 1 below):
D0: An aqueous paraffin emulsion by mixing
85 "C from
27.3% paraffin (melting point 52 C)
2.7% stearic acid 68.0% water
2.0% aq. Ammonia (25%)
Dl: An aqueous paraffin emulsion, also at 85 "C, from
23.6% paraffin
2.3% stearic acid
72.5% urea solution 41.3%, 85 "C.
1.6% aq.
Ammonia (25%)
D2 to D6:
Aqueous dispersions of acrylic ester copolymers, paraffin and urea solution, by first producing dispersions of corresponding copolymers according to a framework which is reproduced in Example 2, and the dispersion with paraffin and optionally water to a uniform composition of 31% copolymer, 31% urea, the rest being water and brings paraffin.
The dispersed copolymers have the following composition:
D2 89% butyl acrylate
5% methyl methacrylate
3% N-methylol methacrylamide
3% hydroxypropyl acrylate
D3 82% butyl acrylate 15% acrylonitrile
3% hydroxypropyl acrylate
D4 49% methyl methacrylate
45% butyl acrylate
3% N-methylol methacrylate
3% hydroxypropyl acrylate
D5 90% ethyl acrylate
5% butyl acrylate
5% N-methylol methacrylamide
D6 50% styrene
44% butyl acrylate
3% acrylamide
3% hydroxypropyl acrylate
D7: Off
15.2% paraffin
1.52% stearic acid
3.94% starch
3.94% dispersion D6
75.40% urea solution 42% is made by mixing at 85 C, a dispersion with a wax content of 16.7%
Has urea content of 31.7%.
The dispersions provided according to the above information are sprayed onto a chip mixture of 50:50 beech / spruce wood, regardless of the gluing.
The chips had the following sieve composition: 16% A, 35% B and 49% C (usual size class information).
The glue liquor was applied in an amount of 12% (resin based on atro chips) and had the following composition:
Urea-melamine glue, phenol-modified, commercially available as Kauramin glue 540 fl. 100.00 kg ammonium chloride solution. 25% 4.00 kg ammonia 25% 1.80 kg urea 3.00 kg water 5.70 kg
Production of chipboard:
The press temperature was 165 "C at 2.5 N / mm2 press pressure. The press time was 6 minutes at a raw thickness of 23 mm.
The plates were stored hot in a box lined with foam polystyrene and left there for 3 days.
Table 1 Dispersion used DO Dl D2 D3 D4 D5 D6 D7 (comparison)% 4.0 4.62 4.47 4.47 4.47 4.47 4.47 4.38 Dispersions pre-sprayed on atro chips. Addition of dispersion D1 - - + 4.00 + 4.00 + 4.00 + 4.00 + 4.00 + 1.56 =% paraffin atro 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 1.20 =% urea atro 0.0 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 +% water pre-spray 1.70 2.50 - - - - - 1.50 moisture during pressing % 14.5 16.1 15.8 16.6 16.2 15.4 16.8 15.5 Density kg / m3 648 641 614 625 632 620 620 623 Flexural strength N / mm2 x 21.1 21.8 18. 2 19.4 21.0 18.6 20.0 20.7 Cross tensile strength V20 Nmm2 x 0.88 0.95 0.80 0.86 0.97 1.03 0.96
0.98 transverse tensile strength V100 N / mm2x 0.18 0.23 0.22 0.18 0.25 0.27 0.22 0.25 swelling after 2 hours% x 1.7 1.6 1.4 1, 6 1.5 1.5 1.5 1.7 Swelling after 24 hours% x 5.5 5.2 4.9 5.2 5.1 4.7 5.0 5.3 x = average of 3 plates = 30 test specimens formaldehyde release / FESYP: dry content% 92.4 92.2 92.5 92.0 92.8 92.7 92.7 92.3 Perforator value HCHO% 0.04 0.01 0.02 0.02 0, 01 0.01 0.01 0.01 + 0.05 + 0.02 + 0.02 + 0.03 + 0.01 + 0.01 + 0.01 + 0.01
Example 2
Single-layer boards with a raw thickness of 23 mm were made from 50% oak and 50% spruce chips.
Press conditions: 8 min at 160dz / 2.5 N / mm2 with immediate recooling.
Glue batch Plastic resin glue available as Kaurit glue 373 fl. 100.0 paraffin emulsion ammonium chloride solution. 20% 4.0 (1% solid wax on ammonia 3.5 atro chips separated water 13.5 atomized)
While the test on the left in Table 2 below took place without further additives, 3.25% (based on dry wood) of the emulsion described in Example 1 under D2 (corresponding to 1% urea) was added to the test samples in the right column.
Table 2 Moisture during pressing% 14.6 13.4 Thickness / ground mm x 21.6 21.6 Density kg / m3 x 694 686 Flexural strength N / mm2 x 25.7 21.8 Cross tensile strength V20 N / mm2 0.58 0 , 58 swelling after 2 hours% x 2.6 2.5 swelling after 24 hours% x 9.2 9.9 = = average value from 5 plates = 50 test specimens formaldehyde release / FESYP: dry matter% 91.6 92.1 perforator value HCHO% 0.04 0.02
Example 3
On a paper machine, a formaldehyde-binding substance (urea and corn starch) is introduced into the paper web specially made for this purpose. After fixing and drying, the impregnated sheet is shredded and mixed with the glued wood chips.
The table below shows the influence with regard to the reduction in the release of formaldehyde by adding urea-paraffin emulsion, urea-acrylate dispersion (D7 from Example 1) and defibrated paper soaked in urea.
Kaurit glue 375 fl., Single-layer boards 35 mm, pressing temperature 190 "C, pressing time 9 minutes, 9% solid resin on dry wood.
Urea urea paper fiber
Acrylate-paraffin-urea
Dispersion emulsion corn starch
Add MO 0 3.85 3.75 1.96
Urea to atro% 0 0.77 0.77 0.77
Moisture when pressing% 10.2 10.2 9.8 10
Density kg / m3 x 540 540 537 533
Flexural strength Njmm2 x 18.2 17.1 18.6 18.1
Cross tensile strength Wmm2 x 0.44 0.35 0.53 0.42
Swelling after 2 h MO x 1.6 1.7 1.5 1.6
Swelling after 24 h% x 6.4 7.6 6.2 7.0
Dryness% x 92.5 93.5 93.2 92.8
Perforator HCHO MO x 0.07 0.02 0.02 0.02 s