ES2315346T3 - Metodo para reducir la emision de formaldehido de productos estratificados. - Google Patents
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Abstract
Un método para reducir la emisión de formaldehído de productos estratificados cargados con formaldehído que al menos tienen 2 capas, al menos una de las cuales es una plancha o una hoja de chapeado, en el que antes de ligar las capas conjuntamente, al menos una de las superficies de dicha plancha u hoja de chapeado se trata con una disolución que comprende una sal inorgánica que contiene azufre.
Description
Método para reducir la emisión de formaldehído
de productos estratificados.
La presente invención se refiere a un método
para reducir la emisión de formaldehído de productos estratificados
cargados con formaldehído que al menos tienen dos capas, al menos
una de las cuales es una plancha o una hoja de chapeado. Según la
presente invención, el método comprende el tratamiento, antes de
ligar las capas conjuntamente, de al menos una de las superficies
de dicha plancha o de dicha hoja de chapeado con una disolución que
comprende una sal inorgánica que contiene azufre.
Las resinas basadas en aldehídos, especialmente
en formaldehído, se usan ampliamente en composiciones adhesivas,
las cuales se usan en la fabricación de materiales de construcción
tales como paneles, cubiertas, etc.; mobiliario para el hogar tal
como muebles, materiales para el suelo, etc. Típicamente, estas
composiciones adhesivas contienen un exceso sustancial de moles de
formaldehído. Parte de este exceso de formaldehído se libera tras
el curado de la resina durante la fabricación del producto. Sin
embargo, es bien sabido que el formaldehído continúa liberándose de
estos productos incluso después de que el proceso de fabricación
haya acabado. Así, durante muchos años el formaldehído en el aire
de interiores ha sido una gran preocupación.
Durante muchos años se han hecho varios intentos
para reducir la emisión de formaldehído, pero todos acarrean
significativas desventajas mecánicas, químicas, ambientales o
económicas.
El documento EP 0027583 describe un método para
reducir la emisión de formaldehído de un tablero aglomerado con una
resina de carbamida. Tras el prensado, los tableros se tratan con un
compuesto de amonio térmicamente descomponible, tal como carbonato
de amonio. Los tableros así tratados se apilan entonces y se
almacenan a temperaturas de 40 a 70ºC, para que pueda liberarse el
amoníaco.
Por otra parte, un material estratificado para
suelos, tal como un suelo de parquet de tres capas, puede emitir
formaldehído debido a las diferentes capas de madera que normalmente
están ligadas conjuntamente por pegado con adhesivos basados en
formaldehído. La capa superior usualmente consiste en madera dura,
la capa media en madera blanda o en una plancha, por ejemplo MDF,
HDF o un tablero y la capa inferior de una hoja de chapeado. La
capa superior usualmente se trata con una laca o un aceite
resistente a la radiación UV exento de formaldehído para proteger
la superficie, la cual también puede funcionar como una barrera a la
emisión de formaldehído. Las diferentes partes de una muestra de
parquet, tales como el frente, la parte posterior y los bordes, dan
diferentes velocidades de emisión. Por ejemplo, la emisión de
formaldehído de un lado posterior puede ser 20 veces mayor que la
del lado frontal.
Además, hay una creciente demanda de parquets
que cumplan el valor E1 requerido obtenido en un ensayo de cámara
según la norma sueca SS 270236 (SS 1988). En los casos en los que el
ensayo de emisión para parquets se haya realizado con muestras que
tienen sus lados posteriores sin exponer y los bordes sellados, los
valores de emisión obtenidos han sido muy bajos, con frecuencia por
debajo de 0,05 mg/m^{3} (el valor límite para E1 es 0,13
mg/m^{3}).
Adicionalmente, se ha propuesto una nueva norma
europea, EN 717-1, para la determinación de la
emisión de formaldehído, según la cual todas las muestras a medir
tendrán el lado posterior expuesto y los bordes parcialmente
expuestos. Esto hace más difícil que los productores de suelos
consigan valores de emisión de formaldehído extremadamente
bajos.
Además, habrá demandas para cumplir la norma
japonesa JAS SIS20, que implica una medida en desecador en la que
el lado posterior y los bordes de la muestra no pueden sellarse sino
que están totalmente expuestos.
Así, todavía se buscan soluciones técnicas por
la necesidad de disminuir la emisión de formaldehído de productos
basados en la madera que contienen resinas basadas en formaldehído,
que cumplan las nuevas normas más estrictas para la emisión de
formaldehído de estos productos.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona un método para reducir la emisión de formaldehído de
productos basados en la madera que contienen resinas basadas en
formaldehído, mediante el cual se superan los problemas
anteriormente mencionados.
El método según la invención comprende el
tratamiento de al menos una de las superficies de una plancha o una
hoja de chapeado, comprendida en un producto estratificado que al
menos tiene dos capas, antes de ligar las capas conjuntamente, con
una disolución que comprende una sal inorgánica que contiene
azufre.
En la presente memoria, mediante "productos
estratificados cargados con formaldehído" se quiere decir un
producto estratificado que contiene resinas basadas en
formaldehído, en el que las capas están ligadas unas con otras por
un adhesivo basado en formaldehído y, en el caso de que una o más de
las capas sea una plancha, que la plancha como tal también pueda
estar ligada con un adhesivo basado en formaldehído.
Convenientemente, la concentración de la sal
inorgánica que contiene azufre en la disolución es de
aproximadamente 1 a aproximadamente 30% en peso, preferiblemente de
aproximadamente 5 a aproximadamente 20% en peso y mucho más
preferiblemente de aproximadamente 8 a aproximadamente 13% en peso.
Por razones medioambientales, la disolución es convenientemente una
disolución acuosa, aunque pueden usarse otros disolventes diferentes
del agua. La disolución de la sal puede aplicarse usando cualquier
técnica de revestimiento convencional, tal como revestimiento con
rodillos, revestimiento por cortina o revestimiento por
pulverización. La cantidad de disolución de la sal aplicada, cuando
sólo se trata una de las superficies, es convenientemente de
aproximadamente 30 a aproximadamente 90 g/m^{2}, preferiblemente
de aproximadamente 40 a aproximadamente 80 g/m^{2}, y mucho más
preferiblemente de aproximadamente 55 a aproximadamente 65
g/m^{2}. Si se tienen que tratar ambas superficies, entonces la
cantidad aplicada por lado es convenientemente la mitad de la
cantidad si sólo se tratara una de las superficies. Con el fin de
evitar la perturbación del equilibrio de humedad del producto
tratado son indeseables grandes cantidades de la disolución de la
sal.
Las sales inorgánicas de azufre según la
invención tienen una muy alta solubilidad en agua, mientras que las
sales de carbonato tienen una solubilidad en agua bastante limitada.
Así, con el fin de obtener una disolución de sal efectiva que dé
lugar a la reducción deseada de formaldehído se requiere aplicar
sobre la superficie a tratar una cantidad mayor de disolución de
sal en comparación con la de la disolución de sal de sulfito, lo
cual puede afectar negativamente el equilibrio de humedad del
producto tratado y por lo tanto incluso del producto estratificado
acabado.
Por otra parte, las sales inorgánicas de azufre
según la invención no decoloran el producto estratificado acabado,
especialmente su superficie exterior, mientras que las sales de
carbonato pueden tener un efecto decolorante sobre la capa externa
del producto acabado y especialmente sobre superficies de roble.
Sales inorgánicas adecuadas que contienen azufre
incluyen sales de sulfito o bisulfito tales como, por ejemplo,
sulfitos o bisulfitos de metales alcalinos o sulfitos o bisulfitos
de amonio. Se prefieren las sales de sulfitos o bisulfitos solubles
en agua. Preferiblemente, se usa sulfito o bisulfito de amonio, y
mucho más preferiblemente sulfito de amonio.
El método de reducir la cantidad de formaldehído
liberada por materiales y productos preparados a partir de resinas
basadas en formaldehído es aplicable a todas las resinas basadas en
formaldehído, por ejemplo, es aplicable a resinas
urea-formaldehído,
melamina-formaldehído,
fenol-formaldehído y semejantes así como a
copolímeros, combinaciones y mezclas fabricadas a partir de las
mismas.
En una realización preferida de la invención, se
añade urea a la disolución de sal que contiene azufre inorgánico.
Incluso, aunque la sal que contiene azufre inorgánico no reduzca
sola efectivamente la emisión de formaldehído, la adición de urea a
la disolución de sal mejora más la reducción de la emisión de
formaldehído. Convenientemente, la relación en peso de urea a sal
que contiene azufre es de aproximadamente 1:10 a aproximadamente
1:1, preferiblemente de aproximadamente 2:10 a aproximadamente
8:10, y mucho más preferiblemente de aproximadamente 3:10 a
aproximadamente 6:10.
La plancha a tratar puede ser cualquier clase de
plancha tal como un tablero, madera aglomerada, fibra vulcanizada,
y puede estar ligada con adhesivos basados en resinas basadas en
formaldehído u otras resinas no basadas en formaldehído.
La hoja de chapeado a tratar puede ser cualquier
clase de hoja de chapeado de madera, preferiblemente hoja de
chapeado sin tratar.
Después de la aplicación de la disolución de
sal, las planchas u hojas de chapeado pueden acondicionarse al
contenido deseado de humedad antes de la etapa de ligado. Además,
aunque sólo necesite revestirse con la disolución de sal una de las
superficies de la hoja de chapeado o de la plancha para conseguir
los beneficios de la invención, dependiendo del método de
aplicación, si se desea, pueden revestirse ambas superficies.
Las capas pueden ligarse usando cualquiera de
las técnicas convencionales conocidas, por ejemplo, por pegado y
prensado.
Preferiblemente, la plancha o la hoja de
chapeado tratada por el método según la invención constituyen la
superficie o capa del lado posterior del producto estratificado.
Esto da lugar a una reducción significativa de la emisión de
formaldehído desde el lado posterior del producto estratificado.
El producto estratificado puede ser cualquier
producto estratificado basado en la madera. Convenientemente es un
material para suelos, preferiblemente un suelo de parquet y mucho
más preferiblemente un suelo de parquet de tres capas.
La disolución acuosa de la sal, según una
realización de la presente invención, comprende un sulfito o
bisulfito de amonio y urea. Preferiblemente, comprende sulfito de
amonio y urea.
La relación en peso entre la sal y la urea es
convenientemente de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 1:1,
preferiblemente de aproximadamente 2:10 a aproximadamente 8:10, y
mucho más preferiblemente de aproximadamente 3:10 a aproximadamente
6:10.
Convenientemente, la concentración de la sal de
amonio y de urea en la disolución es de aproximadamente 1 a
aproximadamente 30% en peso, preferiblemente de aproximadamente 5 a
aproximadamente 20% en peso y mucho más preferiblemente de
aproximadamente 8 a aproximadamente 13% en peso.
Según una realización de la invención, el
procedimiento para la preparación de la disolución de sal comprende
mezclar la sal, la urea y el agua en una relación de mezclado que da
la concentración deseada de sal y de urea en la disolución.
En una realización preferida del procedimiento
para la preparación de la disolución de sal según la invención, la
sal de amonio está en la forma de una disolución acuosa antes de
mezclarse con la urea y el agua adicional requerida para recibir
una disolución con la concentración deseada de sal.
En otra realización preferida del procedimiento
para la preparación de la disolución de sal según la invención
tanto la sal de amonio como la urea están en forma de disoluciones
acuosas antes de mezclarse una con otra para preparar una
disolución acuosa según la invención con la concentración de sal
deseada.
La invención se ilustra adicionalmente por medio
de los siguientes ejemplos no limitantes. A menos que se
especifique lo contrario, las partes y porcentajes se refieren a
partes en peso respectivamente por ciento en peso.
\vskip1.000000\baselineskip
La disolución de sulfito de amonio usada en los
ejemplos según la presente invención se preparó mezclando 19,7 kg
de disolución de sulfito de amonio (35-36% en peso)
y 3,0 kg de urea con agua para obtener una disolución acuosa de la
sal al 10% en peso.
La disolución de carbonato de amonio usada en
los ejemplos de comparación se preparó mezclando 31,6 kg de urea,
40,0 kg de bicarbonato de amonio y 28,4 kg de carbonato de amonio
con agua para obtener una disolución acuosa de la sal al 27,8% en
peso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
(Referencia)
Se pegaron hojas de chapeado de abeto (2 mm de
espesor) por ambos lados del material núcleo de pino con una resina
termoendurecible de urea-formaldehído y un agente
endurecedor.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
(Comparación)
Se pretrataron hojas de chapeado de abeto (2 mm
de espesor) con una disolución de carbonato de amonio por ambos
lados y a continuación se dejaron secar durante 4 horas antes de
pegar y prensar de la misma manera que en el ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Se pretrataron hojas de chapeado de abeto (2 mm
de espesor) con una disolución de un sulfito inorgánico por ambos
lados, se dejaron secar y a continuación se pegaron y prensaron de
la misma manera que en el ejemplo 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
(Comparación)
Se repitió el procedimiento del ejemplo 1,
excepto que después de pegar y prensar, la muestra se dejó 15
minutos a temperatura ambiente y a continuación el lado posterior
(el lado opuesto al revestimiento de pegamento) de las hojas de
chapeado se pulverizó con una disolución de carbonato de amonio.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
Se repitió el procedimiento del ejemplo 4,
excepto que el lado posterior de las hojas de chapeado se pulverizó
con una disolución de sulfito de amonio.
Se midió la emisión de formaldehído de las
muestras preparadas según los ejemplos anteriores con una Célula de
Emisiones de Campo y Laboratorio (FLEC) después de 24 de
acondicionamiento. Los resultados se muestran a continuación en la
tabla 1.
Como puede verse en la tabla 1, la emisión de
formaldehído de las muestras que contenían hojas de chapeado
tratadas fue en general significativamente menor en comparación con
la de las muestras que contenían hojas de chapeado sin tratar.
Además, el tratamiento de las hojas de chapeado con una disolución
de sal según la invención da lugar a incluso una mayor disminución
de la emisión de formaldehído en comparación a la de cuando las
hojas de chapeado se tratan con una disolución de carbonato de
amonio. La mejora llega a ser incluso más evidente considerando el
hecho de que la concentración de la disolución de sulfito de amonio
usada fue sólo aproximadamente un tercio de la de la disolución de
carbonato y que la cantidad aplicada (g/m^{2}) de la disolución
de sulfito de amonio fue menos que la de la disolución de carbonato
de amonio aplicada.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
Una hoja de chapeado de abeto para usar en la
fabricación de parquets de tres capas de 14 mm pegadas por los
bordes se pretrató por ambos lados con una disolución de un sulfito
de amonio. La hoja de chapeado se acondicionó hasta un contenido
de humedad de aproximadamente 7% antes de pegarla al material núcleo
de pino con una resina termoendurecible de
urea-formaldehído y un agente endurecedor. La
laminilla frontal de madera de fresno se pegó a la parte superior
del material núcleo con la misma mezcla de resina
urea-formaldehído/agente endurecedor.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
(Comparación)
Se repitió el ejemplo 6, excepto que la hoja de
chapeado de abeto se pretrató con una disolución de un carbonato de
amonio.
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Ejemplo
8
(Referencia)
Se preparó una muestra de parquet de la misma
manera que en los ejemplos 6 y 7, excepto que la hoja de chapeado
de abeto usada no se pretrató con ninguna disolución de sal.
Después de ser prensadas y enfriadas a
temperatura ambiente y de que la capa superior se tratara con una
laca o un aceite, las muestras preparadas según todos los ejemplos
6, 7 y 8 se envolvieron en un plástico impermeable al formaldehído.
Se midió la emisión de formaldehído de las muestras en una cámara de
1 m^{3} según la norma sueca SS 270236 (SS 1988) con los lados
frontal y posterior expuestos y los bordes sellados. Los resultados
se muestran a continuación en la tabla 2.
Evidentemente, el pretratamiento de las hojas de
chapeado con una disolución de un sulfito inorgánico según la
invención reduce inesperadamente la emisión de formaldehído más
efectivamente sin necesidad de usar grandes cantidades de una
disolución de sal bastante concentrada. El uso de grandes cantidades
de la disolución de sal da lugar a que se suministre una mayor
cantidad de agua a las hojas de chapeado, lo cual puede tener una
influencia negativa sobre el equilibrio de humedad del producto.
Claims (7)
1. Un método para reducir la emisión de
formaldehído de productos estratificados cargados con formaldehído
que al menos tienen 2 capas, al menos una de las cuales es una
plancha o una hoja de chapeado, en el que antes de ligar las capas
conjuntamente, al menos una de las superficies de dicha plancha u
hoja de chapeado se trata con una disolución que comprende una sal
inorgánica que contiene azufre.
2. Un método según la reivindicación 1, en el
que dicha disolución es una disolución acuosa.
3. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha disolución tiene un
contenido de la sal inorgánica que contiene azufre en el intervalo
de aproximadamente 5% a aproximadamente 20% en peso.
4. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que la disolución además
comprende urea.
5. Un método según la reivindicación 4, en el
que la relación en peso de urea a sal inorgánica que contiene
azufre es de aproximadamente 3:10 a aproximadamente 6:10.
6. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en el que la sal inorgánica
que contiene azufre es sulfito o bisulfito de amonio.
7. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la plancha o la hoja de
chapeado tratadas por el método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-6 constituye la superficie o capa
del lado posterior del producto estratificado.
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