FI71688B - Foerfarande foer framstaellning av traematerial med mycket liten formaldehydavgivning - Google Patents

Description

1 71688

Menetelmä puuaineen valmistamiseksi josta erittyy hyvin vähän formaldehydiä Tämä keksintö koskee sellaisten puumateriaalien 5 valmistusta, joilla on hyvin vähäinen formaldehydi-eritys / ja joka raaka-aine on valmistettu liimaamalla vastaavat raaka-aineet kondensaatiotuotteilla virtsa-aineesta ja/tai melamiinista ja/tai fenolista sekä formaldehydistä/ mahdollisesti sekoitettuna toiseen 10 aldehydiin.

Tunnettujen teknisten ratkaisujen luonnehdinta.

On tunnettua, että formaldehydin kondensaatio-tuotteet virtsa-aineen tai melamiinin kanssa sekä kovet-tumistapahtuman aikana että myös kovettumisen päätyt-15 tyä luovuttavat (erittävät) formaldehydiä. Erityisesti liimattujen tuotteiden formaldehydieristys, jonka voi aiheuttaa jäljellä oleva vapaa tai hydrolyytti-sesti muodostunut formaldehydi, on erittäin merkityksellinen sellaisten materiaalien käsittelijälle ja käyttä-20 jälle, koska se saattaa aiheuttaa terveydellisiä vahinkoja. Edelleen on tunnettua, että jälkeenpäin tapahtuva formaldehydieritys puumateriaaleista voidaan alentaa 50-75 %:lla esikäsittelemällä liimattavat puuraaka-aineet veteen dispergoituvan polymerisaatin tai 25 vahan ja veteen sekaantuvan aineen vesidispersiolla formaldehydin sitomiseksi. Huolimatta tämän menettelyn huomattavista eduista verrattuna aikaisempiin yrityksiin vähentää jälkikäteen tapahtuvaa formaldehydieri-tystä puumateriaaleista, on osoittautunut epäkohdaksi 30 se, että esim. lastulevynvalmistuksessa, johtuen lisäaineiden koostumuksesta ja määrästä, tapahtuu huomattava kustannusten nousu. Toisena epäkohtana on se, että lisäaineiden vaikutus on sidottu niiden esiruiskut- 2 71688 tamiseen puuraaka-aineelle ja menetelmä sen vuoksi vain osittain on käytettävissä lastulevyjen valmistukseen tavallisesti käytetyissä laitoksissa ilman näiden muuttamista (DE-AS 2 740 207).

5 On olemassa tehtävä kehittää menetelmä sellais ten puumateriaalien valmistamiseksi, joilla on hyvin vähäinen formaldehydieritys, joka menetelmä ei ratkaisevasti nosta materiaalin valmistuskutannuksia ja joka kaikinpuolisesti on käyttökelpoinen.

10 Tämä tehtävä ratkaistaan menetelmällä puumateri aalien erityisesti puulastulevyjen valmistamiseksi , jotka valmistetaan liimaamalla vastaavat raaka-aineet, edullisesti puulastut kondensaatiotuotteilla virtsa-aineesta ja/tai melamiinista ja/tai fenolista sekä 15 formaldehydistä, mahdollisesti sekoitettuna toiseen aldehydiin/keksinnön mukaisesti siten, että liimattavaan puuraaka-aineeseen tai sideaineeseen liitetään formaldehydin vastaanottamiseen sopivia kondensaatio-tuotteita formaldehydiä sitovista monomeereistä, edulli-20 sesti virtsa-aineesta, melamiinista tai fenolista ja aldehydeistä, edullisesti formaldehydistä, mahdollisesti yhteydessä formaldehydiä sitovien monomeerien kanssa.

Keksinnön mukaisesti liimaamiseen käytetyt kon-densaatiotuotteet virtsa-aineesta ja/tai melamiinista 25 ja/tai fenolista ovat tavallisia, erityisesti puumateriaalien valmistuksessa sideaineena käytettyjä tuotteita, joita kaupallisesti om-saatavana sekä vesiliuoksina että myös pulvereina. Formaldehydin ja virtsa-aineen kondensaateissa on näiden yhdisteiden moolisuhde ta-30 vallisesti 1,2 - 1,7. Myös silloin, kun kondensaatti sisältää muita aineosia, kuten esim. melaraiinia, fenolia tai melamiinia ja fenolia taikka muita aldehydejä kuin formaldehydiä, pysyy suhde karbonyyliryhmän tai tämän kanssa reaktiokykyisten ryhmistysten välillä alu- 3 71688 eella, joka on perusteena mainitulle formaldehydin ja virtsa-aineen moolisuhteelle.

Keksinnön mukaisesti puumateriaalien valmistukseen, joilla on hyvin vähäinen formaldehydieristys, 5 käytetyillä kondensaatiotuotteilla formaldehydiä sitovista monomeereista, kuten esim. virtsa-aineesta, melamiinista tai fenolista ja formaldehydistä tai muis- -ta aldehydeistä on tavallisiin liimoihin verrattuna pienennetty suhde karbonyyliryhmän ja tämän kanssa 10 reaktiokykyisen ryhmittymän välillä. Moolisuhde virt-sa-aine/formaldehydi-kondensaateissa, joita käytetään hyvin vähäisen formaldehydierityksen omaavien puulas-tulevyjen valmistukseen, on tarkoituksenmukaisesti 1:0,3 - 1:1,0. Jos formaldehydimäärää tästä vielä 15 vähennetään, ei voida välttää lujuuden menetystä lastulevyssä muutoin samoissa liimausolosuhteissa. Nostettaessa formaldehydiosuutta yli mainitun arvon, oli verrattavan efektin saavuttamiseksi tarpeen käyttää suurempia määriä kondensaatibtuottetta, mitä kuitenkin 20 voidaan vähentää samanaikaisella, formaldehydiä sitovan monomeerin lisäämisellä.

Kondensaatiotuotteiden käytettävyyden olennaisena edellytyksenä on formaldehydisidonnan ohella niiden varastostabiliteetti. Käyttöesimerkeissä kuvatut 25 kokeet suoritettiin tuotteilla, joita kaupassa ei ole saatavana. Formaldehydiä sitovat kondensaatiotuot-teet voidaan lisätä sekä sideaineeseen että myös liimattavaan raaka-aineeseen. Kun on kysymys lastulevyjen valmistuksesta, on tällöin mahdollista lisätä konden-30 saatti joko liimaukseen käytettyyn sideaineeseen eli liimaelimeen taikka suihkuttaa se liimaamattomiin lastuihin. Lisäyksen määrä on riippuvainen käytetyn sideaineen formaldehydierityksestä ja halutun efektin suuruudesta. Jos sideaineena käytetään lastulevyliimaa, 35 jonka FESYP-formaldehydiarvot ovat 0,06 ja 0,03, niin 4 71688 on formaldehydierityksen saman loppuarvon saavuttamiseksi ensin mainitulle liimalle tarpeen suurempi määrä keksinnön mukaista lisäainetta.

Esimerkki 1 (vertailuesimerkki) 5 Kaupallisesti tavallisesta virtsa-aine/formalde- hydi-sideaineesta valmistetaan seuraavan koostumuksen liimaa 100 kg vettä 25 kg parafiiniemulsiota (40 %:sta) 6 kg 10 15 %:sta NH^Cl-liuosta 4 kg omaava liimaliemi ja sitä sijoitettiin määrä, joka vasta 8 % hartsia, laskettuna atro kuivatusta puusta, mäntylastuille (pituus: 15-20 mm, leveys: 3-5 mm,paksuus: 0,2 - 0,4 mm). Liimatut lastut muodostettiin seu-15 raavissa olosuhteissa

puristuslämpötila 160-65°C

2 puristuspaine 1,5 N/mm puristusaika 7 min 20 mm paksuisiksi lastulevyiksi, joilla on seuraavat, 20 tavanomaisilla menetelmillä määrätyt ominaisuudet: tiheys g/cm 0,610 taivutuslujuus N/mm^ 25,1 poikittaisvetolujuus V 20 N/mm2 0,63 25 paisuminen 2 h kuluttu a , % 3,3 formaldehydieritys FESYP, % 0,035

Esimerkki 2 30 Virtsa-aine/formaldehydi-kondensaattia,jossa moolisuhde oli 1:0,5, käytettiin lastulevyjen valmistukseen esimerkin 1 mukaisesti. Esimerkistä 1 poikkeavat olosuhteet sekä koestuksen tulokset on annettu taulukossa 1.

5 71688

Taulukko 1

Lisäyksen % atro puuta kohden Lastulevyjen ominaisuudet antotapa 5 Liimaa lisä- tihe- Taiv. Poikitt. Paisumi- FESYP- (hart- ys ys luj. vetol. nen 2 h formal-siä) g/cm3 _ ? jälk. dehyd.

N/mnr N/tm %

Esisuih- 8 2,3 0,611 25,5 0,65 3,4 0,01 kutu s 10 Liemi 8 2,3 0,612 25,9 0,64 3,5 0,01

Liemi 6,6 2,3 0,614 24,5 0,60 3,6 0,01

Esimerkki 3 15 Seosta,jossa on 40 ma-% esimerkin 1 mukaista liimaa, 40 ma-% virtsa-ainetta ja 20 ma-% vettä, käytettiin lisäaineena esimerkin 1 mukaisessa lastulevyn valmistuksessa. Esimerkistä 1 poikkeavat olosuhteet sekä koestuksen tulokset on annettu taulukos-20 sa 2.

Taulukko 2 25 Lisäyksen % atro puuta kohden Lastulevyjen aninaisuudet antotapa

Liimaa lisä- tihe- Taiv. Poikitt. Paisumi- FESYP-(hart- ys ys luj. vetol. nen 2 h formal- sia) g/an3 _ ? jälk. dehyd.

N/mrfr N/hm % 30

Esisuihk- kutus 8 2,4 0,607 26,2 0,67 3,1 0,01

Esisuih- kutus 7,4 2,4 0,607 24,9 0,61 3,3 0,01 6 71688

Esimerkki 4

Fenolista ja 37-%:ttisesta formaldehydin vesi-liuoksesta alkalisessa väliaineessa valmistettu konden-saatiotuote, jossa moolisuhde on 1:0,7, liuotettiin 5 virtsa-aineella, niin että fenolin ja virtsa-aineen moolisuhde on 1:0,5. Saatua tuotetta käytetään esimerkin 1 mukaisessa lastulevyn valmistuksessa 2,2 % atro lastua kohden esiruiskutusliimauksessa. Tällä tavoin valmistetuilla lastulevyillä oli seuraavat 10 ominaisuudet: tiheys, g/cm3 0,604 2 taivutuslujuus, N/mm 25,2 2 poikittaisvetolujuus, N/mm 0,62 paisuminen 2 h kuluttua, ma-% 3,7 15 formaldehydieritys FESYP ma-% 0,01

Esimerkki 5

Seosta, jossa oli 70 ma-% melamiini/formaldehydi-kondensaatiotuotetta (kiinteäainepitoisuus 56,8 ma-%) moolisuhdeessa 1:1,7 ja 30 ma-% virtsa-ainetta, käytet-20 tiin esimerkin 1 mukaisessa lastulevyvalmistuksessa lisäaineena lastujen ruiskuttamiseen (3,3 % atro lastua kohden).

Tällä tavoin valmistetuilla lastulevyillä oli seuraavat ominaisuudet: 25 tiheys, g/cm"* 0,610 2 taivutuslujuus, N/mm 25,1 2 poikittaisvetolujuus, N/mm 0,79 paisuminen 2 h kuluttua ma-% 3,7 formaldehydieritys FESYP ma-% 0,01