ES2286294T3 - Metodo de encolado de materiales a base de madera. - Google Patents
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Abstract
Un método de encolado de materiales a base de madera mediante el suministro de un sistema adhesivo sobre materiales a base de madera seguido de curado, y donde el sistema adhesivo comprende una resina amino melamínica y una composición de resina fenólica, caracterizado porque la composición de resina fenólica comprende un ácido y una resina fenólica, la cual es una resina de resorcinol o una resina de tanino, o una mezcla suya.
Description
Método de encolado de materiales a base de
madera.
La presente invención se refiere a un método de
encolado de materiales a base de madera por medio del cual se
proporciona un sistema adhesivo, que comprende una resina amino
melamínica y una composición de resina fenólica, que comprende un
ácido y una resina fenólica, sobre materiales a base de madera y se
cura. La presente invención también se refiere a un sistema
adhesivo y a una composición de resina fenólica estable. Además,
también se refiere a un producto a base de madera obtenible mediante
el método. Finalmente, se refiere a la utilización de un sistema
adhesivo para hacer un producto a base de madera.
Cuando se encola madera, es común emplear un
sistema adhesivo basado en una resina curable, tal como una resina
de formaldehído, la cual, por ejemplo, puede ser una resina amínica
o una resina fenólica. Propiedades importantes de un adhesivo
incluyen resistencia adhesiva, tiempo y temperatura de curado,
resistencia al agua y emisión de formaldehído.
Se requiere especialmente una elevada
resistencia al agua para algunos productos de madera encolados,
tales como vigas laminadas, madera contrachapada y otros productos
para uso exterior. Cuando se requiere una elevada resistencia al
agua se usan comúnmente los adhesivos de resina amino melamínica, y
también los adhesivos a base de resina fenólica. Las ventajas de
usar adhesivos a base de resina amino sobre las de los basados en
resina fenólica son, por ejemplo, una línea de unión mucho menos
coloreada y menos impactos medioambientales ya que algunas resinas
fenólicas necesitan paraformaldehído para curarse.
Las resinas amino melamínicas son condensados de
compuestos carbonilos, tales como aldehídos, con melamina, o una
combinación de melamina con otros compuestos que contienen grupos
amino, imino o amida. Las resinas amino melamínicas más comunes
son condensados de formaldehído y melamina sola, o melamina y urea
lo que da melamina-formaldehído ("MF") y
melamina-urea-formaldehído
("MUF"). Una resina MUF también se puede hacer mediante la
mezcla de una resina MF y una resina UF. Las resinas amino
melamínicas normalmente se curan mediante la utilización de
composiciones endurecedoras acídicas.
La emisión de aldehído libre, particularmente
formaldehído, desde adhesivos basados en resinas a base de melamina
y en resinas a base de fenólicos es una preocupación creciente. El
formaldehído está presente en diversos grados en las resinas amino
melamínicas a base de formaldehído como formaldehído libre, pero
además también se emite desde las resinas durante el curado. Esto
da problemas medioambientales, tanto antes del curado durante la
manipulación y aplicación de la resina, como problemas de emisión
desde los productos acabados después del curado. Las resinas
fenólicas también pueden emitir formaldehído durante el curado y
durante la manipulación de la resina.
El documento abierto a inspección pública JP nº
1997-51430 describe una composición de adhesivo para
la manufactura de madera contrachapada que comprende una resina de
melamina y una resina fenólica de tipo resol. Sin embargo, no se
menciona nada sobre ninguna reducción de emisión de
formaldehído.
El documento EP 0277106 A1 describe una resina
amínica que es un producto de condensación de formaldehído, urea,
fenol y, opcionalmente, melamina.
El documento EP 0538687 A1 describe un
endurecedor fluido para resinas
fenol-resorcinol-formaldehído que
comprende una resina de tanino.
La emisión de aldehído desde un sistema adhesivo
se puede reducir mediante la utilización de diversos aditivos, los
cuales actúan como captadores para el aldehído. Sin embargo, tales
aditivos generalmente no poseen en sí mismos ninguna propiedad
adhesiva. Así, la calidad de la unión adhesiva puede verse afectada
negativamente. Además, estos aditivos pueden participar en
reacciones indeseables con otros componentes del sistema adhesivo,
y la adición de tales aditivos también crea a menudo un
procedimiento de formulación más complejo.
Así, es deseable proporcionar un método de
encolado de materiales a base de madera, y un sistema adhesivo, que
den baja emisión de formaldehído y alta calidad de uniones
adhesivas.
Por lo tanto, es un objeto de la presente
invención proporcionar un método de encolado de materiales a base
de madera que dé baja emisión de aldehído. Es otro objeto de la
presente invención proporcionar un sistema adhesivo, además de una
composición de resina fenólica hecha para utilizarse en un sistema
adhesivo, que dé baja emisión de aldehído. Finalmente, es un objeto
de la presente invención proporcionar un producto a base de madera
que dé baja emisión de aldehído.
Se ha encontrado que sorprendentemente es
posible cumplir estos objetos mediante un nuevo método de encolado
de materiales a base de madera que usa un nuevo sistema adhesivo y
una nueva composición de resina fenólica estable. El método
conforme a la invención comprende el encolado de materiales a base
de madera mediante el suministro de un sistema adhesivo sobre
materiales a base de madera seguido de curado, y el sistema adhesivo
comprende una resina amino melamínica y una composición de resina
fenólica, en donde la composición de resina fenólica comprende un
ácido y una resina fenólica, la cual es una resina de resorcinol o
una resina de tanino, o una mezcla suya. El sistema adhesivo
conforme a la invención comprende una resina amino melamínica, y una
composición de resina fenólica, en donde la composición de resina
fenólica comprende un ácido y una resina fenólica, la cual es una
resina de resorcinol o una resina de tanino, o una mezcla suya. La
composición de resina fenólica estable conforme a la invención
existe como una solución en agua o en alcohol, y comprende un ácido
y una resina fenólica, la cual es una resina de resorcinol o una
resina de tanino, o una mezcla suya. El contenido de resina
fenólica varía desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 80% en
peso, basado en materia seca, y la resina fenólica se almacena
estable a temperatura ambiente (20ºC) durante más de aproximadamente
dos semanas. La invención se refiere además a un producto a base de
madera obtenible mediante el método, que puede ser un material de
entarimado, madera contrachapada, una viga laminada y un material de
fibra-, viruta- o tablero de madera aglomerada. Finalmente, la
invención se refiere a la utilización de un sistema adhesivo para
hacer un producto a base de madera que puede ser un material de
entarimado, madera contrachapada, una viga laminada y un material
de fibra-, viruta- o tablero de madera aglomerada.
La presente invención proporciona una
composición de resina fenólica que se almacena estable antes de
mezclarse con una resina curable.
Por la expresión "sistema adhesivo", como
se usa en la presente memoria, se entiende una formulación de curado
que contiene una o más resinas curables y uno o más agentes de
curado.
Por la expresión "resina amino melamínica",
como se usa en la presente memoria, se entiende una resina amínica
donde la melamina es al menos una de las materias primas empleadas
cuando se prepara la resina.
La combinación de una resina amino melamínica
con una composición de resina fenólica conforme a la invención hace
posible proporcionar un sistema adhesivo con baja emisión de
formaldehído.
Una ventaja adicional de la presente invención
es que las resinas amino melamínicas, que tienen muy bajos
contenidos de formaldehído libre, se pueden utilizar a fin de lograr
uniones adhesivas de alta calidad.
La resina amino melamínica empleada en el método
y en el sistema adhesivo de la invención puede ser una resina amino
melamínica, tal como melamina-formaldehído
("MF"),
melamina-urea-formaldehído
("MUF"),
melamina-urea-fenol-formaldehído
("MUPF"), y condensados de formaldehído y melamina junto con
cualesquiera otros compuestos que contengan grupos amino, imino o
amida, tales como tiourea, urea sustituida y guanaminas. La resina
amino melamínica preferida es MF. La resina amino melamínica
también puede ser una resina eterificada. La "relación aldehído a
compuesto amino", que es la relación molar aldehído a compuesto
amino empleada cuando se prepara la resina amino del sistema
adhesivo reivindicado, de manera adecuada es menos que 2,4,
preferiblemente desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente
2,3, lo más preferiblemente desde aproximadamente 0,7 hasta
aproximadamente 2. La cantidad de melamina de la cantidad total de
los compuestos amino empleados cuando se prepara la resina amino
varía de manera adecuada desde aproximadamente 10 hasta 100% molar,
preferiblemente desde aproximadamente 30 hasta 100% molar, lo más
preferiblemente desde aproximadamente 50 hasta 100% molar.
Opcionalmente, se pueden añadir a la resina amino cargas,
espesantes u otros aditivos, incluyendo captadores de aldehído.
Ejemplos de cargas son cargas inorgánicas tales como caolín y
carbonato cálcico o cargas orgánicas tales como harina de madera,
harina de trigo, almidón y gluten. Ejemplos de espesantes son
alcohol de polivinilo, y compuestos de celulosa tales como hidroxi
etil celulosa y carboxi metil celulosa. Otros aditivos pueden ser,
por ejemplo, polioles, polisacáridos, polivinilalcohol, acrilatos y
polímeros de estireno-butadieno. También se pueden
utilizar como componentes homopolímeros o copolímeros de
vinilésteres, tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo y
butirato de vinilo. Estos polímeros también pueden comprender grupos
post-entrecruzamiento. También se pueden añadir
captadores de aldehído tales como urea y guanaminas. Si están
presentes componentes como cargas u otros aditivos, conforme a lo
anterior, su cantidad normalmente puede ser menos que
aproximadamente 70% en peso, de manera adecuada desde
aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 70% en peso,
preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 60%
en peso, lo más preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta
aproximadamente 40% en peso.
Los condensados de diferentes compuestos
fenólicos y aldehídos se denominan resinas fenólicas. El compuesto
fenólico puede ser fenol mismo, fenoles polihídricos y fenoles
sustituidos alifática o aromáticamente. Ejemplos de compuestos
fenólicos son alquil fenoles tales como resorcinol, alquil
resorcinol, cresoles, etil fenol y xilenol, y también compuestos
fenólicos de origen natural tales como taninos, cardenol y cardol.
Ejemplos de aldehídos adecuados incluyen formaldehído,
acetaldehído, glutaraldehído, propionaldehído,
n-butiraldehído, isobutiraldehído y furfural. Como
resinas fenólicas también se incluyen en la presente memoria taninos
en sí, sin haber formado condensados con aldehídos. Ejemplos de
taninos son taninos condensados, tales como bi-, tri- y
tetraflavanoides, y condensados flavanoides adicionales. La resina
fenólica en la presente invención es una resina de resorcinol o una
resina de tanino, o una mezcla suya. La resina fenólica existe como
una solución en agua, o alcohol tal como etanol. Los taninos
también pueden estar presentes como materiales sólidos. De manera
adecuada, la resina fenólica existe como una solución acuosa con un
contenido seco de resina variable. De manera adecuada, la resina
fenólica es una resina fenólica a base de formaldehído. Resinas
fenólicas a base de formaldehído preferidas en la composición de
resina fenólica son resinas de
resorcinol-formaldehído ("RF"),
fenol-resorcinol-formaldehído
("PRF") y tanino-formaldehído ("TF"). La
más preferida es PRF. En el caso de las resinas RF y PRF, la
relación molar de formaldehído a cantidad total de compuestos
fenólicos (uno de los dos o ambos, fenol y resorcinol) en la resina
PRF, calculada como añadido cuando se preparan las resinas, puede
variar desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 2, de manera
adecuada desde aproximadamente 0,2 hasta aproximadamente 1,5,
preferiblemente desde aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente 1.
La relación molar de fenol a resorcinol en la resina PRF, calculada
como añadido cuando se prepara la resina PRF, puede variar desde
aproximadamente 0,02 hasta aproximadamente 15, de manera adecuada
desde aproximadamente 0,05 hasta aproximadamente 10,
preferiblemente desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 5,
lo más preferiblemente desde aproximadamente 0,2 hasta
aproximadamente 2. Alternativamente, la resina PRF puede ser una
resina substancialmente PF, que no contenga substancialmente
resorcinol, de un tipo resol que tenga injertado resorcinol sobre
ella como grupos terminales.
Ejemplos de ácidos adecuados incluyen ácidos
protónicos orgánicos e inorgánicos, sales acídicas y sales que
generan ácidos. Como ácido también se entiende sales de metal que
dan reacción acídica en soluciones acuosas, también denominadas en
la presente memoria ácidos no protónicos. Ejemplos de ácidos no
protónicos adecuados incluyen cloruro de aluminio, nitrato de
aluminio y sulfato de aluminio. Ácidos protónicos orgánicos
adecuados incluyen ácidos mono-, di-, tri- o policarboxílicos
alifáticos o aromáticos, tales como ácido fórmico, ácido acético,
ácido maleico, ácido malónico y ácido cítrico. También son adecuados
ácidos sulfónicos tales como ácido paratolueno sulfónico, ácido
parafenol sulfónico y ácido benceno sulfónico. Los ácidos protónicos
inorgánicos pueden ser, por ejemplo, ácido hidroclórico, ácido
sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido bórico, ácido
sulfámico y sales de amonio, tales como cloruro amónico y sulfato
amónico. Ejemplos de sales que generan ácidos son formiatos y
acetatos tales como formiato sódico, acetato sódico, formiato
amónico y acetato amónico. Un ácido fuerte tal como el ácido
hidroclórico o el ácido sulfúrico se puede combinar con una alquil
amina en la composición de resina fenólica con lo que se forma una
sal de alquil amina. La composición de resina fenólica puede
comprender más de un ácido, por ejemplo, dos, tres o varios ácidos.
También, la composición de resina fenólica puede comprender una
combinación de un ácido orgánico y de un ácido inorgánico. De manera
adecuada, el ácido es soluble en la resina fenólica, y en
soluciones de la resina fenólica. En algunos casos, se utilizan de
manera adecuada uno o más aditivos, que mejoran la solubilidad del
ácido en la resina fenólica. Tales aditivos pueden ser poliglicoles
tales como polietilenglicol, polipropilenglicol, cetonas tales como
acetona, y dialquil éteres tales como etilenglicol monobuetil éter,
dietilenglicol monobutil éter, propilenglicol monometil éter,
dietilenglicol monometil éter, y, dipropilenglicol monometil éter.
Los ácidos adecuados en la composición de resina fenólica dependen
en parte del tipo de estructura a ser encolada. Por ejemplo,
aplicaciones tales como encolar vigas laminadas se benefician del
uso de ácidos volátiles, los cuales se evaporan de la capa
adhesiva. Por la expresión "ácido volátil" en la presente
memoria se entiende un ácido que tiene un bajo punto de ebullición,
y/o tiene una elevada presión de vapor a temperatura ambiente.
Dichos ácidos deberían tener, de manera adecuada, una presión de
vapor de más de 10 mm Hg a una temperatura de hasta 60ºC. Ejemplos
de ácidos volátiles orgánicos incluyen ácido fórmico, ácido acético
y ácido piróvico. Ácidos inorgánicos adecuados incluyen, por
ejemplo, ácido hidroclórico. Preferiblemente, se utiliza ácido
fórmico como ácido volátil.
En una realización preferida de la invención,
una combinación de una resina MF con una composición de resina
fenólica que comprende una resina PRF y ácido fórmico, da un sistema
adhesivo que da baja emisión de formaldehído.
La composición de resina fenólica puede,
opcionalmente, comprender cargas, espesantes u otros aditivos. Éstos
pueden ser cargas inorgánicas tales como caolín y carbonato cálcico
o cargas orgánicas tales como harina de madera, harina de trigo,
almidón y gluten. Ejemplos de espesantes son alcohol de polivinilo,
y compuestos de celulosa tales como hidroxi etil celulosa y carboxi
metil celulosa. Otros aditivos pueden ser, por ejemplo, polioles,
polisacáridos, polivinilalcohol, acrilatos y polímeros de
estireno-butadieno. También se pueden utilizar como
componentes homopolímeros o copolímeros de vinilésteres, tales como
acetato de vinilo, propionato de vinilo y butirato de vinilo, y
también captadores de aldehído tales como urea y guanaminas.
La composición de resina fenólica
preferiblemente debería almacenarse estable, lo que significa que
substancialmente no debería tener lugar el curado de la resina
fenólica en la composición de resina fenólica en sí. Un indicador
de la estabilidad de almacenamiento es el grado de gelación, ya
ocurra por igual en toda la composición de resina fenólica, o como
trozos de partículas gelificadas en la composición. La gelación en
toda la composición da una viscosidad aumentada. La composición de
resina fenólica se considera que se almacena estable si no ha
gelificado conforme a lo anterior y si funciona en el equipo de
aplicación utilizado para aplicar la composición sobre los
materiales a base de madera. La composición de resina fenólica
estable conforme a la invención se almacena estable a temperatura
ambiente (20ºC) durante más de aproximadamente dos semanas,
preferiblemente más de aproximadamente un mes, lo más
preferiblemente más de aproximadamente seis meses.
El contenido de la resina fenólica en la
composición de resina fenólica varía desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente 80% en peso, basado en materia seca, de manera
adecuada desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 70% en peso,
preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 65%
en peso, y lo más preferiblemente desde aproximadamente 20 hasta
aproximadamente 60% en peso. El contenido del ácido en la
composición de resina fenólica depende del pH original de la resina
fenólica en sí utilizada en la composición de resina fenólica. El
contenido del ácido, incluyendo sus sales, en la composición de
resina fenólica puede ser hasta aproximadamente 50% en peso, de
manera adecuada desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 50%
en peso, preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta
aproximadamente 40% en peso, y lo más preferiblemente desde
aproximadamente 2 hasta aproximadamente 30% en peso. Si están
presentes otros componentes, como cargas u otros aditivos, su
cantidad puede ser normalmente menos que aproximadamente 70% en
peso, de manera adecuada desde aproximadamente 0,1 hasta
aproximadamente 70% en peso, preferiblemente desde aproximadamente 1
hasta aproximadamente 60% en peso, lo más preferiblemente desde
aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40% en peso. El pH de la
composición de resina fenólica varía de manera adecuada desde
aproximadamente 0 hasta aproximadamente 6, preferiblemente desde
aproximadamente 0 hasta aproximadamente 4, aún más preferiblemente
desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 3, lo más
preferiblemente desde aproximadamente 0,3 hasta aproximadamente
2.
El pH del sistema adhesivo afectará a la
velocidad de curado del sistema adhesivo y puede escogerse después
de esto. El pH del sistema adhesivo puede variar desde
aproximadamente 0 hasta aproximadamente 7, preferiblemente desde
aproximadamente 0 hasta aproximadamente 5, y lo más preferiblemente
desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 4.
Las relaciones en peso preferidas de resina
amino a resina fenólica pueden variar dependiendo de los materiales
a base de madera a encolar, además de la manera de suministrar el
sistema adhesivo sobre los materiales a base de madera. La relación
en peso de resina amino a resina fenólica puede variar desde
aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 30, basado en materia
seca, de manera adecuada desde aproximadamente 0,2 hasta
aproximadamente 10. En una realización preferida de la invención,
la relación en peso de resina amino a resina fenólica, basado en
materia seca, en el sistema adhesivo varía preferiblemente desde
aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 2. Entre los usos
adecuados para este margen está, por ejemplo, la producción de una
viga laminada. En otra realización preferida de la invención, la
relación en peso de resina amino a resina fenólica, basado en
materia seca, en el sistema adhesivo varía preferiblemente desde
aproximadamente 2 hasta aproximadamente 10. Entre los usos
adecuados para este margen está, por ejemplo, la producción de un
material de entarimado.
La temperatura de curado, en la línea de cola,
para el sistema adhesivo de la presente invención varía de manera
adecuada desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 120ºC. Si no
se utiliza curado de alta frecuencia, la temperatura de curado
varía preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente
80ºC, lo más preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta
aproximadamente 40ºC.
Los materiales a base de madera conforme al
método de la invención pueden ser de cualquier clase que se pueda
unir mediante un sistema adhesivo, incluyendo fibras, virutas y
partículas. De manera adecuada, los materiales a base de madera son
capas en un material de entarimado tal como entarimado de parquet,
las capas en madera contrachapada, partes en vigas laminadas, o
fibras, virutas y partículas para hacer material de fibra-, viruta-
o tablero de madera aglomerada. Preferiblemente, los materiales a
base de madera son partes en vigas laminadas.
En el método de la presente invención, el
sistema adhesivo puede proporcionarse mediante la aplicación por
separado de la resina amino y de la composición de resina fenólica
sobre los materiales a base de madera. Alternativamente, el método
de la invención puede comprender la mezcla de la resina amino y de
la composición de resina fenólica para formar el sistema adhesivo y
luego suministrar el sistema adhesivo sobre los materiales a base de
madera.
Una aplicación separada incluye, por ejemplo, la
aplicación de la resina amino sobre uno o varios materiales a base
de madera y la aplicación de la composición de resina fenólica sobre
uno o varios materiales a base de madera sobre los que no se ha
aplicado previamente ninguna resina amino. Después de esto, los
materiales a base de madera sobre los que sólo se ha aplicado
resina amino y los materiales a base de madera sobre los que sólo
se ha aplicado composición de resina fenólica se unieron
proporcionando una mezcla de los dos componentes para formar un
sistema adhesivo que puede curarse. Una aplicación separada incluye
también, por ejemplo, la aplicación de la resina amino sobre uno o
varios materiales a base de madera y la aplicación de la composición
de resina fenólica sobre los mismos materiales a base de madera. La
resina amino y la composición de resina fenólica se pueden aplicar
completamente una sobre otra, parcialmente una sobre otra, o sin
estar en contacto una con otra. La superficie del material a base
de madera con ambas, la resina amino y la composición de resina
fenólica, aplicadas se une después de esto con otra superficie de un
material a base de madera, al cual también se le pueden haber
aplicado ambas, la resina amino y la composición de resina fenólica,
mediante lo que se proporciona una buena mezcla de la resina amino
y la composición de resina fenólica formando un sistema adhesivo
que puede curarse. Una aplicación separada de la resina amino y la
composición de resina fenólica se puede hacer en cualquier orden
sobre los materiales a base de madera a ser encolados.
Las cantidades adecuadas de los componentes a
ser aplicadas pueden estar en el margen de 100-500
g/m^{2} dependiendo, entre otras cosas, de la velocidad de
alimentación de un substrato móvil.
La aplicación de la resina amino y la
composición de resina fenólica, o la mezcla de ambas, sobre un
material a base de madera se puede hacer utilizando cualquier
método adecuado conocido en la técnica, tal como pulverización,
aplicación con brocha, extrusión, esparcimiento con rodillo,
recubrimiento por cortina, etc., formando figuras tales como
gotitas, una o varias hebras, bolitas o una capa substancialmente
continua.
En el caso de encolar juntos materiales de
madera en forma de fibras, virutas o partículas, la resina amino y
la composición de resina fenólica se aplican de manera adecuada como
una mezcla que cubre los materiales a base de madera con el sistema
adhesivo.
\newpage
El producto a base de madera conforme a la
invención es, de manera adecuada, una viga laminada, madera
contrachapada, un material de fibra-, viruta- o tablero de madera
aglomerada, o un material de entarimado. Preferiblemente, el
producto a base de madera es una viga laminada.
La invención se describirá ahora además en
relación a los siguientes ejemplos los cuales, sin embargo, no
deben entenderse como restrictivos del alcance de la invención.
Se prepararon tres composiciones de resina
fenólica diferentes: resina PRF y pTSA (la presente invención),
tanino y pTSA (la presente invención) y resina PF y pTSA. La resina
PRF tenía un contenido seco de 55% en peso. El tanino era de un
tipo extraído de madera de Quebracho y estaba presente como un polvo
sólido. La resina PF era de tipo resol, y tenía un contenido seco
de 47% en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Se concluye que:
- Una resina PF de tipo resol no forma una
composición de resina fenólica estable.
- Las resinas de PRF y de tanino forman
composiciones de resina fenólica estables.
Se combinó una resina MF con una composición de
resina fenólica conforme a la presente invención. La resina MF
tenía una relación de formaldehído a melamina de 2. La resina PRF
tenía un contenido seco de 55% en peso y la relación molar de
formaldehído a fenol y resorcinol al preparar la resina fue 0,53. La
relación en peso de MF a PRF fue 1,2. La composición de resina
fenólica estable conforme a la presente invención comprendía ácido
fórmico en una cantidad de 20% en peso. El sistema adhesivo de
arriba se comparó con los sistemas MF y PRF de resina única que
tenían endurecedores convencionales, es decir, endurecedores a base
de paraformaldehído y a base de ácido. Aquí, la resina MF tenía una
relación de formaldehído a melamina de 2, la resina PRF tenía un
contenido seco de 55% en peso, y la relación molar de formaldehído a
fenol y resorcinol al preparar la resina fue 0,61. Se midió la
emisión de formaldehído como emisión directa, durante 150 minutos,
desde 5 g de una mezcla (antes del curado) de las resinas MF y PRF
con los respectivos endurecedores y de la resina MF con la
composición de resina fenólica conforme a la invención.
La emisión de formaldehído desde estructuras
encoladas se probó también conforme a un método interno (IAR 129)
basado en JAS MAFF992. Para cada sistema adhesivo, se encolaron
cinco capas (150 x 150 mm) de abeto junto con 380 g/m^{2} de una
mezcla de componentes de sistema adhesivo: MF con endurecedor ácido
convencional, y resina MF con la composición de resina fenólica
conforme a la invención. El laminado se prensó a 0,8 MPa durante 12
horas a 20ºC y posteriormente se acondicionó a 20ºC y 65% de humedad
relativa durante una semana. Se recortaron piezas de 25 x 10 x 75
mm y se pusieron en una cámara de 4 litros donde también se puso un
pequeño recipiente con 20 ml de agua. Después de 18 horas a 23ºC se
midió el contenido de formaldehído en el
agua.
agua.
Se concluye que la presente invención da una
emisión de formaldehído más baja que cuando se utiliza una resina
MF o una resina PRF solas con endurecedores convencionales.
Claims (48)
1. Un método de encolado de materiales a base de
madera mediante el suministro de un sistema adhesivo sobre
materiales a base de madera seguido de curado, y donde el sistema
adhesivo comprende una resina amino melamínica y una composición de
resina fenólica, caracterizado porque la composición de
resina fenólica comprende un ácido y una resina fenólica, la cual
es una resina de resorcinol o una resina de tanino, o una mezcla
suya.
2. Un método conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema adhesivo se proporciona
mediante la aplicación por separado de la resina amino y de la
composición de la resina fenólica sobre los materiales a base de
madera.
3. Un método conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende la mezcla de la resina amino
y de la composición de la resina fenólica para formar el sistema
adhesivo y luego suministrar el sistema adhesivo sobre los
materiales a base de madera.
4. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque
la cantidad de melamina de la cantidad total de los compuestos amino
empleados cuando se prepara la resina amino varía desde 30 hasta
100% molar.
5. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, caracterizado porque
la relación en peso de resina amino a resina fenólica varía desde
0,5 hasta 2, basado en materia seca.
6. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la
resina amino es una resina de
melamina-formaldehído.
7. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque
la resina amino es una resina de
melamina-urea-formaldehído.
8. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el
pH del sistema adhesivo varía desde 0 hasta 4.
9. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el
contenido de resina fenólica en la composición de resina fenólica
varía desde 10 hasta 80% en peso, basado en materia seca.
10. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, caracterizado porque la
resina fenólica es una resina de
fenol-resorcinol-formaldehído.
11. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-10, caracterizado porque
la resina fenólica es una resina de
tanino-formaldehído o un tanino.
12. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, caracterizado porque
el ácido es cloruro de aluminio, nitrato de aluminio o sulfato de
aluminio.
13. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, caracterizado porque
el ácido se selecciona a partir del grupo de ácidos mono-, di-, tri-
o policarboxílicos y ácidos sulfónicos.
14. Un método conforme a la reivindicación 13,
caracterizado porque el ácido se selecciona a partir del
grupo de ácido fórmico, ácido acético y ácido piróvico.
15. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-11, caracterizado porque
el ácido se selecciona a partir del grupo de ácido hidroclórico,
ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido bórico, ácido
sulfámico y sales de amonio.
16. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-15, caracterizado porque
el contenido de resina fenólica en la composición de resina
fenólica varía desde 20 hasta 60% en peso, basado en materia
seca.
17. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-16, caracterizado porque
el contenido del ácido, incluyendo sus sales, en la composición de
resina fenólica varía desde 2 hasta 30% en peso.
18. Un método conforme a una cualquiera de las
reivindicaciones 1-17, caracterizado porque
el pH de la composición de resina fenólica varía desde 0 hasta
3.
19. Un sistema adhesivo que comprende una resina
amino melamínica y una composición de resina fenólica,
caracterizado porque la composición de resina fenólica
comprende un ácido y una resina fenólica, la cual es una resina de
resorcinol o una resina de tanino, o una mezcla suya.
\newpage
20. Un sistema adhesivo conforme a la
reivindicación 19, caracterizado porque la cantidad de
melamina de la cantidad total de los compuestos amino empleados
cuando se prepara la resina amino varía desde 30 hasta 100%
molar.
21. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-20,
caracterizado porque la relación en peso de resina amino a
resina fenólica varía desde 0,5 hasta 2, basado en materia
seca.
22. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-21,
caracterizado porque la resina amino es una resina de
melamina-formaldehído.
23. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-21,
caracterizado porque la resina amino es una resina de
melamina-urea-formaldehído.
24. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-23,
caracterizado porque el pH del sistema adhesivo varía desde
0 hasta 4.
25. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-24,
caracterizado porque el contenido de resina fenólica en la
composición de resina fenólica varía desde 10 hasta 80% en peso,
basado en materia seca.
26. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-25,
caracterizado porque la resina fenólica es una resina de
fenol-resorcinol-formaldehído.
27. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-25,
caracterizado porque la resina fenólica es una resina de
tanino-formaldehído o un tanino.
28. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-27,
caracterizado porque el ácido es cloruro de aluminio, nitrato
de aluminio o sulfato de aluminio.
29. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-27,
caracterizado porque el ácido se selecciona a partir del
grupo de ácidos mono-, di-, tri- o policarboxílicos y ácidos
sulfónicos.
30. Un sistema adhesivo conforme a la
reivindicación 29, caracterizado porque el ácido se
selecciona a partir del grupo de ácido fórmico, ácido acético y
ácido piróvico.
31. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-27,
caracterizado porque el ácido se selecciona a partir del
grupo de ácido hidroclórico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido
fosfórico, ácido bórico, ácido sulfámico y sales de amonio.
32. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-31,
caracterizado porque el contenido de resina fenólica en la
composición de resina fenólica varía desde 20 hasta 60% en peso,
basado en materia seca.
33. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-32,
caracterizado porque el contenido del ácido, incluyendo sus
sales, en la composición de resina fenólica varía desde 2 hasta 30%
en peso.
34. Un sistema adhesivo conforme a una
cualquiera de las reivindicaciones 19-33,
caracterizado porque el pH de la composición de resina
fenólica varía desde 0 hasta 3.
35. Una composición de resina fenólica estable
para utilizarse en un sistema adhesivo a base de resina amino
melamínica, caracterizada porque existe como una solución en
agua o en alcohol, comprende un ácido y una resina fenólica, la
cual es una resina de resorcinol o una resina de tanino, o una
mezcla suya, el contenido de resina fenólica varía desde 10 hasta
80% en peso, basado en materia seca, y la resina fenólica se
almacena estable a temperatura ambiente (20ºC) durante más de dos
semanas.
36. Una composición de resina fenólica conforme
a la reivindicación 35, caracterizada porque la resina
fenólica es una resina de
fenol-resorcinol-formaldehído.
37. Una composición de resina fenólica conforme
a la reivindicación 35, caracterizada porque la resina
fenólica es una resina de tanino-formaldehído o un
tanino.
38. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-37,
caracterizada porque el ácido es cloruro de aluminio, nitrato
de aluminio o sulfato de aluminio.
39. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-37,
caracterizada porque el ácido se selecciona a partir del
grupo de ácidos mono-, di-, tri- o policarboxílicos y ácidos
sulfónicos.
\newpage
40. Una composición de resina fenólica conforme
a la reivindicación 39, caracterizada porque el ácido se
selecciona a partir del grupo de ácido fórmico, ácido acético y
ácido piróvico.
41. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-37,
caracterizada porque el ácido se selecciona a partir del
grupo de ácido hidroclórico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido
fosfórico, ácido bórico, ácido sulfámico y sales de amonio.
42. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-41,
caracterizada porque el contenido de resina fenólica en la
composición de resina fenólica varía desde 20 hasta 60% en peso,
basado en materia seca.
43. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-42,
caracterizada porque el contenido del ácido, incluyendo sus
sales, en la composición de resina fenólica varía desde 2 hasta 30%
en peso.
44. Una composición de resina fenólica conforme
a una cualquiera de las reivindicaciones 35-43,
caracterizada porque el pH de la composición de resina
fenólica varía desde 0 hasta 3.
45. Un producto a base de madera obtenible
mediante el método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones
1-18.
46. Un producto a base de madera conforme a la
reivindicación 45, caracterizado porque es una viga
laminada.
47. La utilización de un sistema adhesivo
conforme a una cualquiera de las reivindicaciones
19-34 para hacer un producto a base de madera.
48. La utilización conforme a la reivindicación
47, caracterizada porque el producto a base de madera es una
viga laminada.
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