ES2315347T3 - Metodo para reducir la emision de formaldehido de productos estratificados cargados con fomaldehido. - Google Patents
Metodo para reducir la emision de formaldehido de productos estratificados cargados con fomaldehido. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para reducir la emisión de formaldehído de productos estratificados cargados con formaldehído, teniendo dichos productos al menos 2 capas, al menos una de las cuales es una hoja de chapeado y siendo el producto estratificado un material para suelos, en el que, antes de ligar las capas conjuntamente, al menos una de las superficies de dicha hoja de chapeado se trata con una disolución que comprende una sal de amonio, constituyendo la superficie tratada de la hoja de chapeado la superficie o capa del lado posterior del producto estratificado, dando lugar a una reducción significativa de la emisión de formaldehído del lado posterior del producto estratificado.
Description
Método para reducir la emisión de formaldehído
de productos estratificados cargados con formaldehído.
La presente invención se refiere a un método
para reducir la emisión de formaldehído de productos estratificados
cargados con formaldehído.
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 0144985 describe un método para
reducir la emisión de formaldehído de tableros aglomerados y fibras
vulcanizadas, que caen dentro de la clase E1 de emisiones, chapeados
con capas de acabado. La capa de acabado está ligada a la plancha
usando una resina de urea formaldehído como agente ligante. Las
planchas se tratan antes de chapearlos con una disolución acuosa de
urea y/u otros compuestos que liberan amoníaco al
descomponerse.
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 fibra
vulcanizada MDF (de densidad media), fibra vulcanizada HDF
(densidad alta) 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}).
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 las características
combinadas de la reivindicación 1.
En la presente memoria, mediante "productos
estratificados cargados con formaldehído" se quiere decir
productos estratificados que contienen resinas basadas en
formaldehído, en los que las capas están ligadas unas con otras por
un adhesivo basado en formaldehído. Además, en el caso de que una o
más de las capas del producto estratificado sea una plancha, por
ejemplo como una capa media en un material para suelos, la plancha
como tal también pueda estar ligada con un adhesivo basado en
formaldehído.
Convenientemente, la concentración de la sal de
amonio en la disolución es de aproximadamente 1 a aproximadamente
60% en peso, preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente
40% en peso y mucho más preferiblemente de aproximadamente 8 a
aproximadamente 30% en peso. Por otra parte, la concentración de la
sal en la disolución depende de cual sal se use ya que la
solubilidad en agua de diferentes sales puede variar y por tanto se
necesitan diferentes cantidades de sal con el fin de obtener una
disolución que sea efectiva respecto a la emisión de formaldehído.
Así, cuando la sal de amonio usada sea sulfito de amonio, su
concentración en la disolución es convenientemente 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.
Cuando la sal de amonio usada es un carbonato de amonio, su
concentración en la disolución es convenientemente de
aproximadamente 5 a aproximadamente 60% en peso, preferiblemente de
aproximadamente 15 a aproximadamente 420% en peso y mucho más
preferiblemente de aproximadamente 20 a aproximadamente 30% 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.
Sales de amonio adecuadas según la invención
incluyen, por ejemplo, sulfito o bisulfito de amonio, carbonato de
amonio o hidrógeno-carbonato de amonio.
Preferiblemente, se usa sulfito de amonio o carbonato de amonio.
El método de reducir la cantidad de formaldehído
liberada por materiales y productos preparados con 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 de las mismas.
En una realización preferida de la invención, se
añade urea a la disolución de sal de amonio. Incluso, aunque la sal
de amonio 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 de amonio 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 disolución de sal para usar en el método
según la invención se prepara por un procedimiento que comprende
mezclar la sal de amonio, 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
según la presente 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
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 hoja de chapeado a tratar según la invención
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 hojas de chapeado pueden acondicionarse al contenido
deseado de humedad antes de la etapa de ligado.
Las capas pueden ligarse usando cualquiera de
las técnicas convencionales conocidas, por ejemplo, por pegado y
prensado.
Preferiblemente, la hoja de chapeado tratada por
el método según la invención constituye 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.
Además, aunque para conseguir los beneficios de
la invención sólo necesite revestirse con la disolución de la sal
una de las superficies de la hoja de chapeado, pueden revestirse
ambas superficies si así se desea.
El producto estratificado, según la invención,
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 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.
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La disolución de sulfito de amonio usada en los
ejemplos 1-8 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 1-8 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
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
(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
4
Se pretrataron hojas de chapeado de abeto (2 mm
de espesor) con una disolución de sulfito de amonio 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
5
(Comparación)
Se repitió el procedimiento del ejemplo 3,
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 todas 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.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Como puede verse en la tabla 1, la emisión de
formaldehído fue más baja cuando las hojas de chapeado fueron
pretratadas que fueron post-tratadas.
En los siguientes ejemplos 6-8
se fabricó un parquet de 3 capas de 365 mm de longitud y 260 mm de
anchura ligando las capas conjuntamente con una resina
urea-formaldehído y un agente endurecedor.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
(Referencia)
Se fabricó un parquet usando una hoja de
chapeado sin tratar como capa del lado posterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Se fabricó un parquet usando como capa del lado
posterior una hoja de chapeado tratada por un lado, el lado que
constituye la superficie del lado posterior del parquet, antes del
ligado con una disolución de carbonato de amonio.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
8
Se fabricó un parquet como en el ejemplo 1,
excepto que después de pegar y prensar las capas conjuntamente la
superficie del lado posterior del parquet se trató con una
disolución de carbonato de amonio.
Se serraron muestras con un tamaño de 250 mm x
250 mm de los parquets fabricados como anteriormente y se midió la
emisión de formaldehído del lado posterior con una Célula de
Emisiones de Campo y Laboratorio (FLEC) después de 24 de
acondicionamiento. Los resultados se muestran a continuación en la
tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Evidentemente, el pretratamiento no sólo
proporciona una manipulación más sencilla durante la aplicación de
la disolución de sal y elimina el riesgo de decoloración de la capa
externa del producto estratificado, sino que también da lugar a una
menor emisión de formaldehído.
En los siguientes ejemplos 9-11
se usó una disolución acuosa de sulfito de amonio al 10% en peso sin
urea.
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Ejemplo
9
(Referencia)
Se fabricó una estructura laminada pegando hojas
de chapeado de haya (0,6 mm de espesor) por ambos lados de un
material núcleo de madera contrachapada con una resina de
urea-formaldehído y un agente endurecedor.
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Ejemplo
10
Se fabricó una estructura laminada de la misma
manera que en el ejemplo 9 excepto que las superficies de ambos
lados del material núcleo se pretrataron con una disolución de
sulfito de amonio, y a continuación se dejaron secar durante 4
horas antes de pegar las hojas de chapeado sobre ellas.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
11
Se fabricó una estructura laminada de la misma
manera que en el ejemplo 9 excepto que las hojas de chapeado se
pretrataron por un lado con una disolución de sulfito de amonio, y a
continuación se dejaron secar durante 4 horas antes del pegado.
Se serraron dos muestras con un tamaño de 25 mm
x 25 mm de cada una de las estructuras laminadas de los ejemplos
9-11 y se determinó la emisión de formaldehído por
un "método del matraz" modificado (EN 717-3).
Cada par de muestras se suspendió en 50 mL de agua durante 3 horas.
El contenido de formaldehído en el agua se determinó
fotométricamente usando acetilacetona y acetato de amonio que
reaccionan con formaldehído. El resultado se expresa como mg de
formaldehído por litro y se muestra a continuación en la tabla
3.
Como puede verse en la tabla 3, el contenido de
formaldehído fue significativamente menor cuando las hojas de
chapeado fueron pretratadas que cuando el material núcleo fue
pretratado.
Claims (8)
1. Un método para reducir la emisión de
formaldehído de productos estratificados cargados con formaldehído,
teniendo dichos productos al menos 2 capas, al menos una de las
cuales es una hoja de chapeado y siendo el producto estratificado
un material para suelos, en el que, antes de ligar las capas
conjuntamente, al menos una de las superficies de dicha hoja de
chapeado se trata con una disolución que comprende una sal de
amonio, constituyendo la superficie tratada de la hoja de chapeado
la superficie o capa del lado posterior del producto estratificado,
dando lugar a una reducción significativa de la emisión de
formaldehído del lado posterior del producto estratificado.
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 de amonio en el intervalo de aproximadamente 5%
a aproximadamente 30% en peso.
4. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que la sal de amonio es
sulfito o bisulfito de amonio.
5. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que la sal de amonio es
carbonato de amonio o hidrógeno-carbonato de
amonio.
6. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en el que la disolución además
comprende urea.
7. Un método según la reivindicación 6, en el
que la relación en peso de urea a sal de amonio es de
aproximadamente 3:10 a aproximadamente 6:10.
8. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-7, en el que dicho material para
suelos es un parquet.
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