DE2829021B1

DE2829021B1 - Verfahren zur Verminderung der Formaldehydabgabe von Spanplatten

Info

Publication number: DE2829021B1
Application number: DE2829021A
Authority: DE
Inventors: Lutz Mehlhorn; Edmone Dr-Ing Roffael
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Statens Skogsindustrier AB
Priority date: 1978-07-01
Filing date: 1978-07-01
Publication date: 1980-01-03
Also published as: EP0006486A3; ATE5823T1; DE2829021C2; DE2966525D1; EP0006486A2; EP0006486B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verminderung der Formaldehydabgabe von aminoplastgebundenen Span- oder Faserplatten.

Für die Herstellung von Spanplatten werden Holzspäne oder andere lignocellulosehaltige Partikel mit Aminoplasten in Mengen von üblicherweise 8 bis 10 Gew.-% — bezogen auf das trockene Spangut — beleimt, zu Spanmatten gestreut und unter Hitze und Druck gepreßt. Die noch heißen Spanplatten werden nach dem Pressen gestapelt.

Spanplatten, die Aminoplaste als Bindemittel enthalten, geben nach der Herstellung Formaldehyd über relativ lange Zeiträume hinweg ab. Die Formaldehydabgabe dieses Plattentyps hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd in dem verwendeten Harz, Preßzeit, Bindemittelaufwand, Alter der Platten usw. Der abgegebene Formaldehyd kann Werte erreichen, die das Wohlbefinden von Menschen in Räumen, in denen aminoplastgebundene Spanplatten eingebaut sind, stark beeinträchtigen. Ferner gibt es bislang keine einheitliche Meinung über die gesundheitliche Bedenklichkeit bzw. Unbedenklichkeit des abgegebenen Formaldehyds. Um die nachträgliche Formaldehydabgabe von Spanplatten zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, Harnstofformaldehydharze mit niedrigem Gehalt an einkondensiertem Formaldehyd einzusetzen. Die Verwendung dieser Harze verringert die nachträgliche Formaldehydabgabe erheblich, kann sich aber auf die physikalisch-technologischen Eigenschaften negativ auswirken (s. O. Wittmann: »Formaldehyde Urea-Resins for the Manufacture of Particle Boards«, 3. Schenck-Spanplattentagung 1974 und Dr. E. Roffael: »Einfluß des Formaldehydgehaltes in Harnstoffharzen auf ihre Reaktivität und die Formaldehydabgabe damit gebundener Spanplatten«, Holz als Roh- und Werkstoff 34 [1976], S. 385-390). Weiterhin ist bekannt (DE-OS 16 53167), daß durch Beimengung von Harnstoff und/oder Ammoniak zum Harnstofformaldehydharz die Formaldehydabgabe verringert werden kann, da diese

ίο Stoffe den Formaldehyd chemisch abzubinden vermögen. Die Zugabe von derartigen Stoffen zum Harz ist nur begrenzt möglich, da mit zunehmendem Gehalt an derartigen Stoffen die Abbindegeschwindigkeit des Harzes verlangsamt wird und die physikalisch-technologischen Eigenschaften der Platten bei konstanter Preßzeit verschlechtert werden. Dort ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Holzspänen nach dem Beleimen feinteilige Stoffe beizumengen, die mit dem Formaldehyd chemisch reagieren. Hierbei ist nachteilig, daß der Einsatz dieser Stoffe die Festigkeitseigenschaften der Spanplatten beeinträchtigt, so daß diese Stoffe nicht in dem Umfang eingesetzt werden können, wie dies für die Reduzierung der Formaldehydabgabe notwendig wäre.

Darüber hinaus ist vorgeschlagen worden, Harnstofformaldehydharze mit Gerbstoffen bzw. Gerbstoffderivaten und -abbauprodukten zu vermengen, die den Formaldehyd chemisch abfangen (DE-OS 23 17 884). Praktische Erfahrungen liegen hier jedoch noch nicht vor, wohl u. a. deshalb, weil die Gerbstoffe bzw. deren Derivate sehr teuer im Vergleich zu den Harnstoffharzen sind.

Ferner ist bekannt, daß die nachträgliche Abgabe von Formaldehyd dadurch verringert werden kann, daß man die Holzspanplatten mit einem Anstrich auf Basis wäßriger Kunststoffdispersionsfarbe bestimmter Zusammensetzung allseitig beschichtet. Diese formaldehydbindende Anstrichmittel für Holzspanplatten enthält Ammoniak, Milchsäurekasein und Hydrazinhydrat in bestimmter Zusammensetzung (DE-PS 11 88 750). Das Beschichten derartig behandelter Platten mit Farbe, Tapeten oder technischen Beschichtungspapieren ist dann jedoch kaum mehr möglich, was den Einsatz diese Verfahrens auf wenige Ausnahmefälle beschränkt.

Ferner ist vorgeschlagen worden, dem Aminoplast Molekülverbindungen verschiedener Art beizumengen, die die Formaldehydabgabe verringern sollen (C. Kubitzky: »Vermeiden von Geruchsbelästigung bei Spanplatten«, Sonderdruck aus »Industrie-Anzeiger« 53

so [1972], Ausgabe »Kunststoffe — Verarbeitung und Anwendung«, Verlag W. Giradet, Essen). Hierdurch werden jedoch auch die Festigkeitseigenschaften der Platten beeinträchtigt. Darüber hinaus sind die von Kubitzky vorgeschlagenen Molekülverbindungen verglichen mit den Harnstoffharzen teuer.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Formaldehydabgabe von aminoplastgebundenen Span- oder Faserplatten zu vermindern, wobei die Festigkeitseigenschaften dieser Platten nicht beeinträchtigt werden dürfen.

Außerdem müssen die Platten ohne Schwierigkeiten mit Farbe, Tapeten oder technischen Beschichtungspapieren beschichtet werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. »Heiß« bedeutet in diesem Fall möglichst hohe Temperaturen, in einem Bereich, in dem die Platten aus der Heizpresse entnommen werden. Je höher die Plattentemperatur bei der Aufbringung ist,

desto wirksamer ist die erfindungsgemäße Maßnahme. Die erfindungsgemäß Behandlung ist z. B. jedoch auch noch bei 310 K wirksam.

Die Festigkeitseigenschaften der so behandelten Platten werden hierdurch nicht beeinträchtigt. Die Formaldehydabgabe geht wesentlich zurück.

Vorteilhafterweise geschieht das Aufbringen der Stoffe auf die Platten unmittelbar oder in kurzem Zeitabstand nach deren Entnahme aus der Heizpresse, da die Platten dann ohnehin noch heiß sind und nicht erneut erwärmt werden müssen.

Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Behandeln der Platten mit Hilfe einer wäßrigen Lösung von Harnstoff oder anderen ammoniakabspaltenden Stoffen vorgenommen wurde. Das Aufbringen der Stoffe ist in diesem Fall besonders einfach z. B. durch Aufsprühen möglich.

Sehr gute Ergebnisse wurden mit wäßrigen Harnstofflösungen von 5% bis 20% erreicht, wie im Beispiel beschrieben ist.

Vorteilhafterweise werden die Platten nach dem Aufbringen der Stoffe im heißen Zustand gestapelt. Die Abkühlung wird auf diese Weise stark verzögert, wodurch der Harnstoff oder das Ammoniak genügend Zeit haben, in die Platten einzudringen und mit dem freien Formaldehyd zu reagieren.

Die Menge der ammoniakabspaltenden Stoffe oder des Harnstoffes liegt bei 10 bis 100 g Feststoff/m² Oberfläche von Spanplatten handelsüblicher Dicke, d. h. zwischen 5 und 50 mm. Diese Menge ist annähernd proportional zur Plattendicke in den Dickenbereichen, die außerhalb dieser Abmessungen liegen. Überdosierungen der Stoffmenge sind in weiten Bereichen unschädlich.

Anhand des folgenden Beispiels wird gezeigt, wie wirksam die erfindungsgemäßen Maßnahmen schon bei ordnungsgemäß hergestellten Spanplatten wirkt. Diese Wirkung tritt verstärkt auf, wenn Fehler in der Fertigung zu höherer Formaldehydabgabe führen.

Beispiel

Acht verschiedene harnstofformaldehydharzgebundene Spanplatten mit einer Plattendicke von 19 mm und ίο einer Rohdichte von 0,7 g/cm³ wurden wie folgt hergestellt:

Bindemittel

Feuchte vor dem Pressen
Preßzeit

8% (Gew.-%),

bezogen auf atro Holz

10%

5 Minuten bei 190⁰C.

Vier der hergestellten Platten wurden unmittelbar nach dem Pressen mit 10%iger wäßriger Harnstofflösung mit Mengen von 400 g/m² Oberfläche — entsprechend einer Menge von 40 g/m² Festharz —, besprüht und heiß gestapelt. Die anderen vier Platten wurden ohne Besprühung mit Harnstofflösung heiß gestapelt. Nach einer Woche wurden die beiden Plattentypen auf ihre Formaldehydabgabewerte geprüft Die Bestimmung des Formaldehyds in Spanplatten erfolgt nach einer im Wilhelm-Klauditz-Institut Braunschweig entwickelten Prüfmethode (Dr. E. Roffael: »Messung der Formaldehydabgabe — Praxisnahe Mehode zur Ermittlung der Formaldehydabgabe harnstoffharzgebundener

jo Spanplatten für das Bauwesen«, Holz-Zentralblatt 101 [1975], 111, 1403 und 1404). Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Aus den Ergebnissen wird deutlich, daß die Besprühung mit Harnstoff eine Verminderung der Formaldehydabgabe um etwa 35% bewirkt.

Plattenbezeichnung

Beleimung

Nachbehandlung

Formaldehydabgabe nach

dem WKI-Verfahren

(mg HCHO/100 g Spanplatte)

nach 24 Std. nach 48 Std.

RV1-4 8% K 375 keine 34,44 52,28

RV 5—8 8% K 375 nach dem Pressen jede Plattenseite pro m² mit 400 g 22,91 33,36

Harnstoff (100 g Harnstoff in 11 Wasser) besprüht

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung der Formaldehydabgabe von aminoplastgebundenen Span- oder Faserplatten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der heißen Platten Harnstoff oder andere ammoniakabspaltende Stoffe aufgebrachtwerden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe auf die Platten unmittelbar oder in kurzem Zeitabstand nach deren Entnahme aus der Heizpresse aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung von Harnstoff oder ammoniakabspaltenden Stoffen verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine 5- bis 20%ige wäßrige Harnstofflösung verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Span- oder Faserplatten nach dem Aufbringen des Harnstoffs oder anderer Ammoniak abspaltender Stoffe in heißem Zustand gestapelt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff oder die ammoniakabspaltenden Stoffe in einer Menge von 10 bis 100 g Feststoff pro m² Plattenoberfläche bei Plattenstärken zwischen 5 und 50 mm aufgebracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe aufgesprüht werden.