DE2221991B2

DE2221991B2 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern

Info

Publication number: DE2221991B2
Application number: DE19722221991
Authority: DE
Inventors: Werner Wien Bärnthaler
Original assignee: Reichhold-Chemie AG, Wien
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-05-05
Publication date: 1976-10-14
Also published as: CH564076A5; AT314190B; DE2221991A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein ^s Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Platten, durch Verleimung von Teilchen bzw. schichtförmigen Materialien unter Anwendung Von Druck sowie gegebenenfalls Wärme, wobei als Leim ein Vorkondensat verwendet wird, welches die Komponenten Phenol und oder Harnstoff und oder Melamin und vorzugsweise Formaldehyd enthält.

Es ist bereits seit langem bekannt, derartige Gebilde durch die Anwendung von Pheno- bzw. Aminoplast-Vorkondensaten unter Anwendung von Druck und .;? gegebenenfalls auch Hitze herzustellen. So werden beispielsweise auf diese Art und Weise die bekannten Spanplatten durch Verleimung von Holzspänen hergestellt; unter Verwendung des gleichen Leimmaterials werden aber auch Sperrholzplatten erzeugt. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, den verwendeten Kondensaten, sei es durch Zusatz von Härtern, um bei niedrigen Temperaturen arbeiten zu können, sei es durch Zusatz von hydrophobierenden Mitteln für den jeweiligen Verwendungszweck, die optimalen tigensehaften zu erteilen, doch hat sich herausgestellt, daß dabei eine gewisse Grenze hinsichtlich Reaktionszcit einerseits und hinsichtlich der gewünschten Eigenschaften am fertigen Produkt, insbesondere in bezug auf Wasserfestigkeit, nicht überschritten werden so konnte (siehe beispielsweise die schweizerische Patentschrift 4 31 942).

Die Amino- bzw. Phenoplaste, die durch Reaktion von zwei Komponenten, nämlich einerseits Harnstoff, Melamin oder Phenol und andererseits Formaldehyd, hergestellt werden können, sind in der Literatur zahlreich beschrieben. Ebenso sind in der Literatur einzelne Kondensationsharze des obigen Typs beschrieben, welche anstelle des Foimakichyds oder zusätzlich zum Formaldehyd einen anderen Aldehyd '·-> enthalten. Die Eigenschaften derartiger Harze sind in der zur Verfügung stehenden Literatur jedoch nur spärlich beschrieben, und es findet sich kein Hinweis darauf, daß Harze der obigen Art irgendwelche vorteilhaften Eigenschaften besitzen, die sie /ui Verweil- '>·, dung als Leim bei der Herstellung son I ormknipein. Spänen, schichtartigen, faserfürmigen Malenalien od. dgl. besonders geeignet machen konnten ΛΚ Literaturstellen seien hierzu insbesondere die US-Patentschnften 2176951. 2231860, 1667872 und 34 25 9S9 genannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß der Leim eine verbesserte Fällbarkeit aufweist und die damit verleimten Formkörper eine höhere Wasserfestigkeit bzw. geringere Quellbarkeit besitzen.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß dem Leim ein aliphatischer Aldehyd mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen beigegeben wird. Ein solcher Leim eignet sich vorzüglich zur Herstellung der obengenannten Preßkörper, wobei innerhalb der üblichen Härtungszeiten fertige Körper erhalten werden, die insbesondere hinsichtlich der Wasserfestigkeit die bisher bekannten Körper dieser Art, wie beispielsweise Faserplatten, Spanplatten. Sperrholzplatten od. dgl. weit übertreffen.

Darüber hinaus wird bei den Harzen der angegebenen Type die Fällbarkeit im sauren Bereich verbessert, so daß nicht nur Fertigprodukte mit besseren Eigenschaften als dies bisher möglich war, hergestellt werden können, sondern darüber hinaus fabrikationstechnische Probleme, wie insbesondere das Abwasserproblem bei der Herstellung von Faserplatten nach dem Naßverfahren wesentlich vermindert werden.

Es ergibt sich daraus, daß durch den erfindungsgemäßen Vorschlag Vorteile in doppelter Hinsicht erzielt werden. Insbesondere gute Ergebnisse werden bei der Verwendung von Isobutyraldehyd-Formaldehyd-Kondensationsproduktcn mit Phenolen. Harnstoff bzw. Melamin erhalten.

Aufgrund der ausgezeichneten Hydrophobierungseigenschaften der erfindungsgemäß eingesetzten Harze ist es sogar möglich, beispielsweise bei der Herstellung von Holzfase-- bzw. Spanplatten auf einen Zusatz der bisher verwendeten Paraffinemulsion teilweise zu verzichten.

In den folgenden Tabellen sind die oben angegebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zahlenmäßig zusammengestellt.

Tabelle 1

Vergleich der Fällbarkeit von reinem Phenolformaldehydharz mit Phenol-Isobutyraldehyd-Formaldehydharzcn, Phenol-n-Butyraldehyd-Formaldehydharzen, Phenol-Isononyl-Formaldehydharz bei vergleichbarem Kondensationsgrad (Harzgehalt. Viskosität) bei einem pH-Wert von 4.5.

I Kom-	MoI-	Verwendetet)	Mol-"₀	'Ίι V'OI
ponenie	verhiillnis	Aldelndlel	<■': '.:	f.illuni!
l'henol	I. Kom		Aldehyd	be/, au
	ponente		he/. ;iLif	llaiv-
	/U		liirm·	yeh.ill
	(iesaml-		iil.\|eh\d
	.ildehyde
Phenol	1 : 1.75	Formaldehyd	O	S5
Phenol	I : 1.75	n-Buiyr-	IX	92
		Formaldehyd
l'henol	I : 1.75	n-Butyr-	28	93
		Formaldehvd

Fortsetzung	Mol	Verwendet elr\|	Mol-%	% Vor-
I. Kom-	verhältnis	Aldehydic!	C"i C₁,	fällung.
ponenie	I. Kom		Aldehyd	bez. auf
»'henol	ponente		bez. auf	Harz
	zu		Form-	gehalt
	Gesaml-		a!dch\d
	aldehyde
	1:1,75	lsobutyr-/	9	91
Phenol		Formaldehyd
	1:1.75	lsobutyr-,	25	91
Phenol		Formaldehyd
	1:1,75	lsobutyr-/	30	92
Phenol		Formaldehyd
	1:1,75	isobutyr-/	40	92
Phenol		Formaldehyd
	1:1,75	Isononyl-/	5	94
Phenol		Formaldehyd

Tabelle IV

Vergleich der Spanplaiteneigenschaften unter Verwendung eines reinen Harnstoff-Formaldehydharzes mit einem Harnstoff-Isobutyraldehyd-Formaldehydharz.

	Harz	Mol-Ver	aldehyd-Formaldehyd-	Tabelle V	Mol-%	Queüung.
		hältnis	harz	Isobutyr	%
IO		Harnstoff		aldehyd.	(2 Stunden)
		zu		bezogen
		Gesamt		auf Form
		aldehyde		aldehyde
15	Harnstoff-Form	1:2.0	0	8
	aldehydharz
	Harnstoff-Isobutyr-	1:2.0	5	6


20

Tabelle Il

Vergleich der Faserplatteneigenschaften bei Verwendung eines reinen Phenol-Formaldehydharzes mit einem Phenol - Isobutyraldchyd - Formaldehydharz {mit 25 Mol-% Isobutyraldehyd. bezogen auf Formaldehyd).

Vergleich der Kochfestigkeit von Snerrholzleimen bei Verwendung eines reinen Harnstofl-Formaldclndharzes mit einem Harnstoff-Isobutyraldchyd-Formaldehydharz.

Mol-Verhältnis
Phenol
zu

Gesamtaldchvdc

Vor- % Wasser-

leimung: aufnahme

% Fest- nach

harz 24 Stunden atm Hob

Phenol-Formaldehyd

Phenol-Isobutyr-

aldehyd-Formaldehyd

Phenol-Formaldehyd

Phenol-lsobutyr-

aldehyd-Formaldehyd

1,75
1.75

1:1.75
1:1,75

1,5 1.5

0,25 0.25

21

15

26 20

Tabelle 111

Vergleich der Platleneigenschaften bei Verwendung eines reinen Phenol-Formaldehydharzes mit einem Phenol-Isobutyraldehyd-Formaldehydharz bei gleicher Wichte und gleichem Festharzgehalt.

Harz

Mol-Ver- Mol-% "„ Dicken-

hiillnis Isobutyr- quellung

Harnstoff aldehyde nach

bezogen 30 Min.

zu

Gcsamt-

aldchvdc

Harnstoff-Formaldehydharz
Harnstoff-Isobutyraldehyd-Formaldehydharz

1:2

auf Form- Lagerung

aldehyde in Wasser

bei 100 C

zerfällt
9

Wie aus den obigen Tabellen ersichtlich ist, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche Vorteile erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt diese Vorteile nicht nur bei der Herstellung von Körpern aus Einzelspänen, wie beispielsweise bei der Herstellung von Spanplatten. Holzfaserplatten, Platten aus anderen Fasern u. dgl., sondern auch bei der Herstellung von Schichtstoffen, wobei nicht nur Sperrholz, sondern auch andere beschichtete Stoffe, wie beispielsweise mit Kunstharzplatten beschichtete Holzplatten, Schichtstoffe aus Papier bzw. Pappenschichten od. dgl. hergestellt werden können.

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende lirfindung näher erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Hat/	MoI-Wr-	Mol-"..	V 100
	hahnis	Isohutvr-	Quei'/ugs-
	Phenol	aldehul.	fesligkeit
	/U	bezogen
	Gesamt-	auf Form
	aldehyde	aldehyd	I kp cirr)
Formaldehydharz	1:2.5	0	1.0
Phcnol-Isobutyr-	1 :2.5		3.4
■ldehyd-Formaldehyd-
Il :try

Beispiel 1
Faserplattenerzeugung

Die für die Faserplattenherstellung geeigneten HoI/-sorten werden auf sogenannte Hackschnitzel zerkleinert. Diese werden meist mittels pneumatischer Förderung dem Defibrator zugeführt, wo die Hackschnitzel unter Wasserzusatz, unter Druck und Wärme zum sogenannten Holzfaserstoff aufgeschlossen werden. Zu dem Holzfaserstoff werden dann Phenolharze, wie in Tabelle Il aniieführt, in verdünnter Form

zugesetzt. Nach einer guten Durchmischung und Verteilung wird das Harz durch dosierten Zusatz von verdünnter Schwefelsäure in einem pH-Bereich von 4,5 bis 4,0 auf die Faser ausgefällt. Der Faserbrei gelangt dann weiter über Pumpen auf die sogenannte Langsiebmaschine, wo eine teilweise Entwässerung stattfindet. Die auf Pressenformat zugeschiittenen Faserkurhen werden dann mit den Preßblechen in eine Mehretagenpresse geführt und je nach Faserplattenstärke, Reaktivität des Harzes ca. 8 bis 12 Min. ,₀ bei 170 bis 205⁰C und Drücken bis zu 70 kp cm² verpreßt. Die Platten werden ausgefahren und meist in einer Nachhärtekammer mehrere Stunden bei 130 bis 170° C p.achgehärtet. Anschließend werden die Platten klimatisiert.

Beispiel 2
Spanplattenherstellung

Die für die Spanplattenherstellung geeigneten HoIzlorten werden auf Hackschnitzel und anschließend in sogenannten Zerspanern auf die gewünschte Spangröße, d. h. für die Mittelschicht zu Grobspan und für die Deckschicht zu Feinspan bzw. Feinstspan ;, verarbeitet. Die Späne werden auf einen feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 4% getrocknet und mit den in den Tabellen III oder IV aufgezeichneten Harztypen beleimt. Durch Zusatz von Hydrophobierungsmitteln werden die Quellungseigenschaften der Fertigprodukte niedrig gehalten.

Bei Verwendung von Harnstoff- oder Melaminharzen wird dem Harz ein Härter zugesetzt, der den pH-Wert der Leimflotte erniedrigt bzw. bei Verpressung temperaturflüchtige Säuren abspaltet und somit den pH-Wert der Leimflotte in den Bereich maximaler Reaktionsfähigkeit bringt.

Die verleimten Mittelschicht- bzw. Deckschichtspäne werden z. B. sogenannten Streukästen zugeführt. Mit Hilfe des Streukastens ist eine Dosierung des Deck- bzw. Mittelschichtanteils möglich und dienen so zur Herstellung des sogenannten Spankuchens.

Der Spankuchen, der \olumensmäßig im allgemeinen aus ^:, Deckschicht und ' , Mittelschicht besteht, wird im allgemeinen vorgepreßt und anschließend in einer Mehretagenpresse bei 150 his 180 C. je nach Schichtstärke. 4 bis 8 Min. und Drücken von etwa 30 kp cm² verpreßt. Die Platten werden anschließend ausgefahren, iieschliffen und klimatisiert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Platten, durch Verleimung von Teilchen bzw. schichtförmigen Materialien unter Anwendung von Druck sowie gegebenenfalls Wärme, wobei als Leim ein Vorkondensat verwendet wird, welches die Komponenten Phenol und/oder Harnstoff und/oder Melamin und vorzugsweise Formaldehyd enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leim ein aliphatischer Aldehyd mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen beigegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aldehyd mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen Isobutyraldehyd und/oder n-Butyraidehyd verwendet wird.