DE2354928A1 - Verfahren zur verbesserung der kaltklebekraft von holzleimen - Google Patents
Verfahren zur verbesserung der kaltklebekraft von holzleimenInfo
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Description
BASF Aktiengesellschaft ' 2354928
Unser Zeichen; O.Z. 30 173 Mu/MK
. 6700 Ludwigshafen, 25.10.1973
Verfahren zur Verbesserung der Kaltklebekraft von Holzleimen
Die wichtigsten Bindemittel für Holzverleimungen sind die Leime
auf der Grundlage von Harnstoff-, Melamin- und Phenol-Formaldehydkondensaten. Ebenso wie die klassischen sogenannten Knochenleime
besitzen auch die Formaldehydkondensate nur schwache Bindekräfte,
solange sie nicht abgetrocknet bzw. ausgehärtet sind. Gleichgültig ob man kalt oder warm verleimt, was bekanntlich
eine Frage eines geeigneten Härtungsmittels ist, stets müssen
die Werkstücke, die zu verleimen sind, zusammengepreßt werden, bis der Abbindevorgang abgeschlossen ist. Hierin liegt der wesentliche
Unterschied zu sogenannten Klebstoffen, die schon im flüssigen Zustand die Werkstoffteile mehr oder minder gut zu- .
sammenhalten.
Diese Vorklebekräfte sind nun vor allem wünschenswert,, wenn die
beleimten, atoer noch feuchten Werkstücke bewegt werden müssen.
In vielen Großanlagen, wo Holzwerkstoffe durch Vorverdichten des beleimten Gutes und Nachverdichten in der Wärme hergestellt werden
(Sperrholz-, Spanplatten-, Türenindustrie), müssen die Werkstoff teile zwischen diesen Arbeitsgängen bewegt werden, wobei
sie ihre bei der Vorverdichtung erhaltene Form behalten sollen.
Aufgabe der Erfindung ist die Sohaffung eines Verfahrens bzw. die
Angabe eines Mittels, mit dem die Vorklebekraft von Holzleimen
verbessert werden kann.
Es ist bekannt, Holzwerkstoffe, insbesondere Holzspanplatten herzustellen,
indem man Holzspäne oder andere zerkleinerte Pflanzenteile mit Hilfe von Sulfitablauge als Bindemittel durch Verpressen
in der Hitze untereinander verfestigt. Unter Sulfitablauge sind bekanntlich Lösungen von ligninsulfosäürem Calcium zu verstehen,
die bei der Herstellung von SuIf!^zellstoff nach dem
Laugenaufschlußverfahren erhalten werden (vgl. Römpp, Chemielexikon,
6. Aufl. Stichwort "Lignin").
561/73 509B20/0S05 . 2"■_
Es ist auch bekannt-, Spanplatten herzustellen, bei denen ein Teil
der Späne mit Sulfitablauge und der andere Teil mit Harnstoff-Formaldehyd-Harzen
versehen worden ist. Dies ist in der DT-AS 1 223 53^ beschrieben. In einer Veröffentlichung von
-E. Roffael im "Holzzentralblatt" 1973, Nr. 57, wurde auch schon der Vorschlag gemacht, die Mittelschicht von Spanplatten mit Harnstoffharzen
(UF-Harzen) zu beleimen, während die Deckschicht mit 5 # Phenolharz (PF-Harz) und 7 % Sulfitablauge versehen wurde.
Das Ziel der zuletzt genannten Arbeit war, die Abgabe von freiem Formaldehyd aus dem Harnstoffharz an die Atmosphäre auf die geschilderte
Weise zu verhindern.
Es wurde nun gefunden, daß durch die Verwendung von Sulfitablauge
in einer Menge von bis zu: 10 % (Festsubstanz bezogen auf flüssiges
Leimharz üblicher Konzentration) die Kaltklebefähigkeit des
Leimharzes beträchtlich verbessert wird. Die Zugabe von flüssiger Sulfitablauge zum Harz erzeugt diese Wirkung im Grunde ebenso wie
die Pulver, die aus der Ablauge gewonnen werden, und die z.B. von der Ligninchemie Waldhof GmbH unter dem Namen "Coilexpulver CA/X"
vertrieben werden. Das Mittel wird vorzugsweise in Pulverform angewandt.
Als Harnstoffharz im Sinne der Erfindung bezeichnet man die meist bis zur beginnenden Wasserunverträglichkeit kondensierten Harnstoff
-Formaldehydkondensate mit einem Harnstoff : Formaldehyd-Molverhältnis zwischen etwa 1 : 1,2 und 1 : 1,8, die als Holzleime
weiterhin üblich sind; als Leime im Sinne der Erfindung eignen sich ferner Melamin-Formaldehydkondensate geeigneten Typs
(das Molverhältnis von. Melamin zu Formaldehyd beträgt hierjim
allgemeinen 1 : 1,5 bis 1 : 3,0) und Phenol-Pormaldehydkondensate
mit einem Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd zwischen 1 : 1,5 und 1 : 2,30, die alkalisch kondensiert worden sind; ferner Mischkondensate
und Kondensatmischungen der vorgenannten Stoffe.
Die Verbesserung der Kalt- oder Vorklebekräfte der Holzleime, erfindungsgemäß
durch Zusatz von Sulfitablauge, gelingt schon durch Anwendung einer sehr geringen Menge von z.B. 1 bis 3 %; wenn
stärkere Anhebung der Vorklebekräfte gewünscht wird, was sich nach der technischen Aufgabe richtet, die gelöst werden soll, kann der
Zusatz auf 5 bis 10 % angehoben werden, ohne daß die Qualität der
+ 45- bis 70prozentige Lösung
509820/0905 " 3 "
Verleimung, die Preßz$iten und anceres ungünstiger werden. Im allgemeinen
ist eine Steigerung über 10 %hinaus - Jedenfalls zur
Verbesserung der Vorklebekräfte - nicht sinnvoll, da eine weitere Steigerung der Vorklebekräfte dann nicht mehr zu beobachten ist.
Die Erfindung unterscheidet sich somit grundsätzlich von den bereits gelegentlich in der Literatur zu lesenden Vorschlägen, Mischungen
von Sulfitablauge mit z.B. Harnstoffharzen schlechthin
zu verwenden; diese Vorschläge haben in der Praxis keinen Eingang
finden können, da hierbei Verträglichkeitsprobleme des Leimharzes
ebenso wie das Problem einer allzusehr gesteigerten Härtsmgszeit
auftreten. -".".."■ ; . " . -.
Zur Prüfung der Kaltklebefestigkeit werden zwei Methoder^praktiziert,
die hier anstelle eines Beispiels wiedergegebenwerden und
gleichzeitig die Wirkung der Erfindung erläutern.
1. Verleimung von Buchenholzleistens
Je 60 Buehenholzleisten der Größe 125 x 20 χ 5 mm erhalten an den
Enden einen Auftrag von unverdünntem Leim in der Größe von 20 χ
20 mm, wofür eine abgemessene Leimmenge (1,0 g) verwendet wird.
Je zwei Leisten werden mit den beleimten Flächenteilen zusammengelegt,
so daß die nichtbeleimten Flächenteile voneinander wegweisen. Die so verbundenen Leistenpaare werden einem definierten
Preßdruckvon 2,5 N/cm während zwei Stunden unterworfen, wobei
die Umgebungsbedingungen dem Üblichen Normklima entsprechen (200C, 65 .% relative Luftfeuchte). Da kein Härter zugegen ist,
trocknet die Leimfuge lediglich an, härtet Jedoch nicht aus. Anschließend
werden die Stäbe in einer Prüfmaschine gerissen. Die gemittelte Festigkeit 1st hierbei ein sicherer Maßstab- für die
Kaltklebefestigkeit; für orientierende Versuche sind auch mit einer geringeren Anzahl -von Einzelversuchen bereits wertvolle Ergebnisse
zu erhalten. ."■·"■
Bei der Verwendung eines handelsüblichen UF-HoIzlelms )+ wurden
folgende Festigkeiten gefunden: „ = ;.
Leim ohne Zusatz 3»2k N/cm
Leim + 1 % pulverisierte Sulfitablauge )""" 6,91 N/cm2
Leim + 2. $> pulverisierte Sulfitablauge 9,05 N/cm2
)+ ^R^Kaurit-Leim 385 fl der BASF AG
•fr (R)Coilex cA/X der Lignin-Ohemie Wäldhof GmbH -■'% -
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_ 4 - ο.ζ. jo 176
2. Abbrechversuch an yorgepreßten Spanplattenkuchefir ^ H- ^ Z O
Hierbei werden Späne mit dem üblichen Bindemittelgemisch, bestehend
aus Leim, Härter, Paraffindispersion und Wasser, bedüst und
in einer Schüttmaschine zu einem Spankuchen der Größe 600 χ 460 mm geformt. Darauf wird in ßiner kalten Vorpresse 10 Sekunden
lang ein Preßdruck von 25 N/cra ausgeübt. Der vorverdichtete
Spankuchen wird 30 cm frei über eine Tischkante vorstehend in
horizontaler Lage gehalten. Der Zeitraum bis zum Abbruch des Spankuchens gibt die Klebeeigenschaften des Bindemittels wieder.
Bei Anwendung dieser Methode fanden wir folgendes Ergebnis:
Leimmischung ) ohne Zusatz = 35 Sekunden
Leimmischung + 1 % Sulfitablaugepulver )++ = 193 Sekunden
Leimmischung + 2 % SuIfitablaugepulver = 350 Sekunden
Leimmischung + 4 $ Sulfitablaugepulver kein Abbrechen
des Spankuchens während 10 Minuten
Bei einem anderen Versuch wurde ein Leimharz, welches speziell zur Erzielung guter Kaltklebefestigkeiten empfohlen wird, verwendet
('R'Kauritleim 320 fl). Es wurden je 5 Platten )* mit dem
Leim allein und 5 Platten mit dem Leim unter Zusatz von 4 % SuI-fltablaugepulver
versehen, und in üblicher Weise verpreßt. Parallel erzeugte vorgepreßte Spankuchen wurden dem vorstehend geschilderten
Abbrechversuch unterworfen. Herstellungsbedingungen und Resultate sind auf Tabelle 1 bis 2 festgehalten. Neben der
wesentlichen Erhöhungder Kaltklebefestigkeit ist außerdem noch eine statistisch gesicherte Verbesserung der Querzugfestigkeit
um 15 % festzustellen.
)+ ^Kaurit-Leim 385 fl der BASF AG
(R)collex CA/X der Lignin-Chemie Waldhof GmbH
18 mm starke Einschichtplatten aus Fichten-Testspänen,
10 Sekunden kalt vorgepresst, danach ohne Blech verpresst bei 17O0C Presstemperatur und einer Pressdauer
von 270 Sekunden.
509820/090 5
Tabelle 1
(alle Mengenangaben in Gewichtsteilen
(alle Mengenangaben in Gewichtsteilen
Leim
Päraffinemulsion (50 %)
Ammönchlorid-Lösung (20 Ammoniak (25 %)
ο Wasser
^ Ligninsulfonatpulver (IiI mit Wasser vorgelöst) — 8,0
CD
■' : ■ ■ . . ' ■ '..' ■..■■■ ■. ■■'':..'■■''
->*,: Festharz im Bindemittel $
^5 Trpckengehalt im Bindemittel $
° Viskosität bei 2Ö°C cP
Gelierzeit bei 1009C Sek. ^ 8>
94
• Festharz auf atro Späne '■%',' : 7,0 ' 7,0
| Leimmischung A | Leimmischung B |
| 100,0 | 100,0 |
| .·.' 5,0 | 5,0 |
| 5,0 | .'., 5,0. |
| 1,7 | '■ .'.■■'.' 1>T' ■ |
| 15,5 | ■■; ■.■■'..■:■ i^.ij1.· |
| ■'.■'■ -' ' | 8,0 |
| ■52,0 | 50,0; : |
| 54,0 | 55,0 |
| 235 | 207 |
CD CO 00
Feuchte im Kuchen %
Zeit b. Abbruchversuch (Sekunden)
Leimmischung A Leimmischung B
(angegebene Meßwerte sind Mittelwerte aus 30 Versuchen)
7,8 7,8 9,1 8,3 7,8 8,2
59 46 83 78 88 8,4 8,2 7,9 7,8 8,3 8,1 länger als 6 Minuten
Dicke/geschliffen mm 17,3 17,3 17,3 17,3 17,3 17,3
Dichte kg/m5 677 662 674 674 669
Biegefestigkeit kp/cm2 29O 298 302 316 294
Querzugfestigkeit V2o kp/cm2 min 5,5 4,5 6,5 5,6 5,1
7,0 6,9 7,9 7,5 7,0 7,3
max 8,2 8,2 8,8 9,0 7,9
Quellung nach 2 Std % 7,3 7,9 5,6 5,7. 7,6 6,8
Quellung nach 24 Std % 18,4 19,0 15,3 16,2 18,2 17,4
17,3 17,3 17,3 17,3 17,3 17,3
670 682 678 672 661 673 322 298 316 322 320 316 7,5 8,0 6,8 7,1 7,3
8.7 9,1 8,0 8,4 8,0 8,4_
9.8 10,3 9,3 9,5 .9,3
6,2 6t6 6,3 7,3 7>8 6,8
16,5 17,3 17Λ 17,9 17,7 17,4
Perforatorwert CH 0 % 0,09 0,11 0,11 0,10 0,12 0,106 0,10 0,09 0,10 0,09 0,09 0,094
Unterschied Querzugfestigkeit 7,26 - 8,44 zu 99 % gesichert.
Claims (2)
1. Verwendung von SuIf itablauge zur Verbesserung der Kaltklebefähigkeit
von Leimharzen in einer Menge von bis zu 10 $ (Pestsubstanz,
bezogen auf flüssiges Leimharz).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfitablauge
in fester, vorzugsweiser pulverisierter Form verwendet wird. . · .„4 - - * . ■
,■-■">
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