FI70686B

FI70686B - Saett att minska emissionen av formaldehyd fraon karbamidhartsbundna spaonskivor

Info

Publication number: FI70686B
Application number: FI803093A
Authority: FI
Inventors: Anders Wilhelm Westling
Original assignee: Swedspan Ab
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3067363D1; NO161045C; ES8106437A1; EP0027583B1; CA1160416A; NO161045B; NO803028L; FI803093A; DK428580A; EP0027583A2; ES495806A0; DK155178B; DK155178C; EP0027583A3; FI70686C

Description

rBl f11 KUULUTUSJULKAISU ,- n , R ,

(11) UTLÄGGNINGSSKRIFT ' v. O O D

c Patautti uyl'u.. tty

(45) Patsnt c:cJ^clat CC 10 190C

(51) Kv.lk.‘/lnt.CI.* B 27 N 7/00 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus - Patentansökning 803093 (22) Hakemispäivä — Ansöknlngsdag 30.09.80 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 3 0.09 · 8 0 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 12.04.81

Patentti· ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - 2A n6 86

Patent· och registerstyrelsen ' ' Ansökan uclagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus - Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 11 .10.79, 28.01 .80 Ruotsi-Sverige(SE) 7908455-4, 8000664-6 (71) Swedspan AB, Box 112, S—351 04 Växjö, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Anders Wilhelm Westling, Upplands Väsby, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Berggren Oy Ab (54) Tapa vähentää f oriiudehyd i n haihtumista ka r bam i <1 i ha r I ·. i I 1 a ·. i ilo» 11 i ·. I a lastulevyistä - Sait att m'niska emi ssi orien av loimaldehyd lian karbamidhartsbundna spänskivor Tämän keksinnön kohteena on tapa vähentää formadehydin haihtumista karbamidihartsilla sidotuista lastulevyistä.

Lastulevyjen valmistuksessa käytetään sideaineena tavallisesti kovettuvia formaldehydipohjäisiä sideaineita, jotka kovetetaan käyttämällä happoa tai happoa muodostavia yhdisteitä. Eniten käytetään karbamidiformaldehydihartsia sideaineena, mutta myös melamiiniformaldehydihartsia ja karbamidin ja melamiinihartsien seoksia.

Näiden hartsien kovetuksessa tarvitaan tietty ylimäärä formaldehydiä. Tämä ylimäärä on 0,02-0,2 % valmiin levyn painosta, ja sitä haihtuu hitaasti levyistä.

Formaldehydin ärsyttävä ja allergiaa aiheuttava vaikutus on yleisesti tunnettu, joten työterveydelliseltä ja ympäristö-hygieeniseltä kannalta on toivottavaa mahdollisimman paljon pienentää vapaan formaldehydin pitoisuutta. Sen tähden on ehdotettu eri tapoja pienentää vapaan formaldehydin pitoisuutta, kuten sellaisten sideaineiden käyttöä, joissa on pieni mooli- 70686 suhde karbamidi-formaldehydi, mutta myös valmiiden levyjen käsittelyä ammoniakkikaasulla (ranskalainen patenttijulkaisu 2 379 374). Jälkimmäinen menetelmä perustuu siihen tunnettuun seikkaan, että formaldehydi reagoi ammoniakin kanssa, jolloin muodostuu heksametyleenitetramiinia, joka huoneen lämpötilassa on stabiili aine kiinteässä muodossa. Tällöin imetään ammo-niakkikaasua tai ammoniakkikaasun ja ilman seosta tuotannon yhteydessä levyjen läpi, minkä vuoksi menetelmä on sekä aikaa vievä että energiaa vaativa. Levyjen on mentävä laitteen läpi, joka antaa paine-eron levyn ylä- ja alasivun väliin, mikä aiheuttaa tiivistysvaikeuksia ja kemikaalien häviötä.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti tämä ongelma on ratkaistu yllättävän yksinkertaisella ja tehokkaalla tavalla. Sen jälkeen kun levyt puristimen ja jäähdytyskääntimen jälkeen ovat joutuneet rullaradalle, ne päällystetään keksinnön mukaisesti ohuella kerroksella vähintään yhtä ammoniumyhdistettä, joka hajoaa termisesti levyjen lämpötilassa näiden kypsymisvarastoinnin aikana, minkä jälkeen levyt pinotaan kypsymisvarastointia varten. Kypsymisvarastoinnin jälkeen levyt joutuvat kuten ennenkin kokosahaukseen ja hiotaan.

Edellä esitetyn mukaisesti on keksinnön mukainen tapa tunnettu siitä, että levyt valmistuksensa aikana puristuksen jälkeen päällystetään vähintään yhdellä ammoniumyhdisteellä, joka hajoaa termisesti levyjen lämpötilassa näiden kypsymisvarastoinnin aikana, ja pinotaan sen jälkeen kypsymisvarastointia varten.

Kypsymisvarastoitiin pinottujen levyjen lämpötila on normaalisti 40-70°C. Kypsymisvarastoinnin aikana, joka tavallisesti kestää 1-3 vrk, ammoniumyhdisteet hajoavat ja luovuttavat ammoniak-kikaasua, joka tunkeutuu levyihin ja reagoi vapaan formaldehydin kanssa heksametyleenitetramiiniksi. Tällä tavoin saavutetaan voimakas, välitön vaikutus vapaan formaldehydin pitoisuuteen.

On yllättävää, että muodostunut ammoniakkikaasu niin suuressa määrin tunkeutuu levyihin sen sijaan, että se pääasiassa kääntyisi ulospäin pinosta, koska pinojen sivuille ei ole erityisesti järjestetty mitään tiivistystä.

3 7 0 6 8 6

Ottaen huomioon normaalin lämpötilan kypsymisvarastoinnin aikana käytetään ammoniumyhdisteinä edullisesti sellaisia, jotka 40-70°C:ssa luovuttavat ammoniakkia oleellisessa määrin. Erityisen edullisia yhdisteitä ovat ammoniumvetykarbonaatti ja ammo-niumkarbonaatti. Käytetty ammoniumyhdiste ei tietysti saa olla räjähtävä eikä se myöskään hajotessaan saa antaa jäämäioneja tai yhdisteitä, joita ei voida hyväksyä.

Ammoniumyhdisteet voidaan levittää joko jauhemaisena tai liuoksena, joka edullisesti on väkevöity. Liuos on ympäristösyistä sopivasti vesiliuos. Formaldehydin tavoiteltu sitoutuminen voidaan kuitenkin saavuttaa myös käyttämällä muita liuottimia.

Vesiliuokseen voidaan haluttaessa lisätä ammoniumasetaattia liuoksen pH-arvon alentamiseksi.

Liuosta käytettäessä suihkutetaan edullisesti levyjen molemmat puolet tällä, kun taas jauhetta levitetään vain levyn yläsi-vulle.

Vapaan formaldehydin pitoisuuden pienennyksen ja haihtumisen lisävähennyksen yhdistelmä saavutetaan, jos levyt keksinnön mukaisen tavan erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti päällystetään liuoksella, joka ammoniumyhdisteen, edullisesti ammo-niumkarbonaatin ja/tai ammoniumvetykarbonaatin lisäksi sisältää karbamidia.

Käyttämällä karbamidia tämän suoritusmuodon mukaisesti formaldehydin haihtumisarvoihin vaikutetaan entistä paremmin, koska karbamidi, joka ei hajoa termisesti kypsymisvarastoinnin aikana, jää jäljelle levyn pinnan läheisyyteen ja estää siinä formaldehydin poistumista karbamidin ja formaldehydin välisen kemiallisen reaktion ansiosta.

Ammoniumyhdisteen ja mahdollisesti käytetyn karbamidin määrä vaihtelee levyn paksuuden mukaan. 15 mm levyissä saadaan vapaan formaldehydin pitoisuus selvästi pienennetyksi käytettäessä 5 g termisesti hajoavaa ammoniumyhdistettä/m2, ja selvä este-vaikutus saavutetaan käyttämällä 4 g karbamidia/m^. Edullisesti käytetään ainakin 10 g ammoniumyhdistettä ja vastaavasti ainakin 5 g karbamidia per m2, yleensä saavutetaan ainoastaan 4 70686 marginaalisia lisäparannuksia, jos termisesti hajoavan ammo- 2 niumyhdisteen pitoisuus nostetaan määrään yli 40-50 g/m ja 2 vastaavasti karbamidipitoisuus nostetaan määrään yli 20-25 g/m .

Ammoniumasetaatin määrä, kun sitä lisätään, riippuu pääasiassa o halutusta pH-arvosta ja on tavallisesti 3-10 g/m .

Kun käytetään karbamidin ja termisesti hajoavan/hajoavien ammo-niumyhdisteen/yhdisteiden yhdistelmää, näiden komponenttien välinen painosuhde voi vaihdella laajoissa puitteissa. Sopivasti käytetään kuitenkin painosuhdetta karbamidi:ammoniumyhdiste/ yhdisteet välillä 1:2 - 1:10.

Keksintöä valaiseen seuraavassa lähemmin joukko suoritusesimerk-kejä, jolloin esimerkit 1-6 on suoritettu lastulevyillä, joiden koko on 500 x 500 mm.

Esimerkki 1 12 mm paksut lastulevyt päällystettiin hienoksi jauhetulla ammo-niumkarbonaatilla, 10 g/m , pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 60°C lämpötilassa.

Esimerkki 2 12 mm paksut lastulevyt päällystettiin hienoksi jauhetulla ammoniumkarbonaatilla, 20 g/m2, pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 60°C lämpötilassa.

Esimerkki 3 16 mm lastulevyt päällystettiin hienoksi jauhetulla ammonium-karbonaatilla, 15 g/mÄ, pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 40°C lämpötilassa.

Esimerkki 4 16 mm paksuille lastulevyille suihkutettiin vesiliuosta, joka sisälsi 20 g ammoniumkarbonaattia 100 g:ssa liuosta, jolloin ne päällystettiin 50 g:11a liuosta/m^ ja sivu, pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 60°C lämpötilassa.

Esimerkki 5 16 mm paksuille lastulevyille suihkutettiin vesiliuosta, joka 5 70686 sisälsi 20 g ammoniumkarbonaattia 100 g:ssa vettä, jolloin ne päällystettiin 100 g:11a liuosta/m ja sivu, pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 60°C lämpötilassa.

Esimerkki 6 16 mm paksuille lastulevyille suihkutettiin vesiliuosta, joka sisälsi 16 g ammoniumkarbonaattia ja 4 g ammoniumasetaattia 100 g:ssa liuosta, jolloin ne päällystettiin 100 g:11a liuos-ta/mz ja sivu, pinottiin ja varastoitiin 48 tuntia 60°C lämpötilassa .

Esimerkki 7 18 mm paksuille lastulevyille (2,5 x 21 m) suihkutettiin vesi-liuosta, joka sisälsi 182 kg ammoniumvetyk irbonaattia ja 50 kg karbamidia 1000 l:ssa liuosta, jolloin ne päällystettiin 150 g:lla liuosta/m ja sivu, pinottiin ja varastoitiin 24 tuntia 60°C lämpötilassa.

Formaldehydin haihtuminen, joka määritettiin tasapainosäädön jälkeen ilmastokammiossa, oli noin 40 % haihtumisesta vas taavassa käsittelemättömässä levyssä.

Kaikissa kokeissa määritettiin konditioinnin jälkeen vapaan formaldehydin pitoisuus FESYP-perforaattorimenetelmän mukaan (British Standard 1811). Joistakin näytteistä mitattiin paisuminen, poikkivetolujuus ja taivutuslujuus standardin DIN 68761 mukaan. Vertailunäytteinä käytettiin vastaavia ainoastaan lämpökäsiteltyjä ja konditioituja levyjä. Kukin koe suoritettiin kuudella levyllä. Mittaustulokset esitetään alla olevassa taulukossa I.

6 70686

Taulukko I

Esi- Levyn g Var. Paisu- Poikkive- Taivutus- Vapaa form- merkki paksuus suolaa lämpöt. minen tolujuus lujuus aldehydi nro /m2 °C % MPa riPa paino-% 1 12 10 60 0,016 2 12 20 60 0,011 3 16 15 40 5,6 0,75 17,0 0,012 4 16 10 60 8,9 0,35 16,0 0,017 5 16 20 60 8,9 0,36 18,6 0,012 6 16 20 60 0,013 7 18 35 60 0,009

Ref 1 12 0 60 0,032

Ref 2 16 0 60 8,6 0,32 17,2 0,030

Esimerkki 8 12 mm paksuille lastulevyille suihkutettiin vesiliuosta, joka sisälsi 200 kg aramoniumkarbonaattia 1000 l:aa liuosta kohti, n jolloin levyt päällystettiin 100 ml:11a liuosta/m ja sivu.

Sen jälkeen levyt pinottiin ja varastoitiin 24 tuntia 60°C:ssa.

Esimerkki 9 12 mm paksuille lastulevyille suihkutettiin vesiliuosta, joka sisälsi 182 kg araraoniumvetykarbonaattia ja 100 kg karbamidia 1000 Iraa kohti liuosta, jolloin levyt päällystettiin 100 ml:11a liuosta/m ja sivu. Sen jälkeen levyt pinottiin ja varastoitiin 24 tuntia 60°C:ssa.

Esimerkkien 8 ja 9 mukaisesti valmistettujen levyjen ja 12 mm paksujen, vastaavalla tavalla mutta ilman keksinnön mukaista suihkutusta vesiliuoksella valmistettujen vertailulevyjen formaldehydin haihtuminen määritettiin tasapainosäädön jälkeen (n. 10 vrk. kokeen alkamisesta) ilmastokammiossa seuraavissa olosuhteissa: Lämpötila: 23°C Suhteellinen kosteus: 45 %

Ilman kierto: 0,24/tunti 2 3

Lastulevyn kuormitus: 2,25 m /m kammion tilavuutta.

Tulos esitetään alla olevassa taulukossa II.

70686 7

Taulukko II

Levy Levyn g Var. Vapaa Haihtuminen mg esimerkin paksuus suolaa lämpöt. formaldehydi formaldehydiä mukaan nm /m2 °c paino-% /to? ilmaa 8 12 40 60 0,011 0,39 9 12 56 60 0,015 0,37

Ref 12 0 60 0,031 0,99

Claims

70686

1. Tapa vähentää formaldehydin haihtumista karbamidihartsilla sidotuista lastuleveyistä päällystämällä levyt vähintään yhden termisesti hajotettavan ammoniumsuolan liuoksella ja pinoamalla näin käsitellyt levyt konditioimista varten, tunnettu siitä, että levyt jäähdytetään puristamisen jälkeen pinossa konditioimista varten tavanomaiseen lämpötilaan, että ammoniumsuolan liuos levitetään näin jäähdytetyille levyille ja että käytetty ammoniumsuola on sellainen, että se luovuttaa ammoniakkia olennaisessa määrin 40-70°C:een lämpötiloissa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että ammoniumsuola on ammoniumkarbonaattia ja/tai ammoniumvetykarbonaattia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että liuos on väkevöity vesiliuos.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että vesiliuos myös sisältää ammoniumasetaattia pH:n säätämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että levyt päällystetään liuoksella, joka ammoniumsuolan, edullisesti ammoniumkarbonaatin ja/tai ammoniumvetykarbonaatin ohella sisältää ureaa.