NL7812336A

NL7812336A - Bereiding van spaanplaat.

Info

Publication number: NL7812336A
Application number: NL7812336A
Authority: NL
Original assignee: Methanol Chemie Nederland
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1980-06-24
Also published as: EP0013447A1; NO794179L; DE2965473D1; ATE3389T1; EP0013447B1; DK533379A; FI793981A; US4282119A

Description

METHANOL CHEMIE NEDERLAND V.o.F. te Haren (Gr)

Uitvinders: Arie TINKELENBERG te Sittard

Henricus W.L.M. VAESSEN te Wijnandsrade

Kwai W. SUEN te Geleen

Anton J. van DOORN te Steenderen 1 3045

BEREIDING VAN SPAANPLAAT

De uitvinding betreft een werkwijze voor het maken van plaatmateriaal met een zeer sterk verlaagde formaldehyde-afgifte.

Het is bekend om platen te vervaardigen door cellulose bevattend materiaal met een ureum-formaldehyde of ureum-melamine-5 formaldehydehars als bindmiddel te verpersen. Een op deze wijze verkregen vezelplaat of spaanplaat staat echter gedurende zeer lange tijd geringe hoeveelheden formaldehyde af aan de lucht. Door vermindering van de hoeveelheid formaldehyde ten opzichte van de amino-verbindingen in de lijm kan de formaldehyde-afgifte van het plaat-10 materiaal worden verminderd. Het is echter gebleken dat aan deze verlaging van het formaldehydegehalte van de lijm grenzen gesteld worden, doordat deze verlaging leidt tot een vermindering van de sterkte-eigenschappen van de platen, in het bijzonder voor wat betreft de vocht- en weersbestendigheid van de plaat, zoals die o.a.

15 tot uitdrukking komt in de V-100 waarde gemeten volgens DIN 68763.

Het is gebleken dat de 'kookwaterbestendigheid', gemeten als V-100 treksterkte, in de meeste gevallen nog acceptabel is wanneer het formaldehydegehalte, uitgedrukt als mol formaldehyde per mol equivalent aminogroepen (P/NH^), wordt verlaagd tot ongeveer 0,65. Bij toe-20 passing van een lijm met een lagere molverhouding F/NH^ dan 0,65 wordt een sterk verminderde V-100 waarde gevonden. De molverhouding F/NHg van 0,65 wordt beschouwd als een grenswaarde, waar beneden de V-100 waarde zeer sterk afneemt en het in de praktijk onmogelijk is om een goede kwaliteit weersbestendige spaanplaat te verkrijgen.

78 1 23 3 6 2

Het doel van de uitvinding is het maken van plaatmateriaal met goede mechanische eigenschappen en een zeer lage formaldehyde-afgifte.

Volgens de uitvinding wordt plaatmateriaal gemaakt door 5 cellulosehoudend materiaal met een aminoplasthars op basis van formaldehyde, ureum en eventueel melamine als bindmiddel bij verhoogde temperatuur en druk tot een plaat te verpersen, waarbij men een aminoplasthars toepast waarin per mol equivalent aminogroepen tussen 0,45 en 0,65 mol formaldehyde toegepast is en waaraan tussen 2 en 20 10 gewichts-%, berekend op de hars, van een in de harsoplossing oplosbaar of dispergeerbaar proteine toegevoegd is.

De uitvinding kan toegepast worden voor het maken van plaatmateriaal met verlaagde formaldehyde-afgifte en gunstige sterkte-eigenschappen onder toepassing van ureum-formaldehydehars als bind-15 middel. Om werkelijk weersbestendige spaanplaten te verkrijgen moet echter een ureum-melamine-formaldehydehars als bindmiddel toegepast worden.

Volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt daarom als bindmiddel een aminoplasthars toegepast waarin tussen 25 20 en 45 gewichts-% melamine, berekend op de hoeveelheid ureum plus melamine, verwerkt is. De verdere toelichting zal ook voornamelijk betrekking hebben op de toepassing van ureum-melamine-formaldehyde-harsen.

De toevoeging van een in de harsoplossing oplosbaar of 25 dispergeerbaar proteine blijkt bij harsen met een extreem lage molverhouding F/NH^ een onverwacht grote positieve invloed op de weersbestendigheid van de spaanplaat te hebben. Het was bekend dat door combinatie van proteinen met aminoplastlijm de weersbestendigheid van spaanplaat vergroot kan worden. Bij de gebruikelijke lijmen, 30 die een molaire verhouding F/NHg tussen 0,70 en 0,85 bezitten, bewerkt de toevoeging van een proteine slechts een beperkte graduele verbetering. Aanvraagster heeft nu gevonden dat de toevoeging van proteine aan lijmen met een zeer lage molverhouding F/NH^ een veel grotere verbetering geeft. Het is in een extreem geval zelfs gelukt 35 om een spaanplaat met een acceptabele V-100 treksterkte te maken door 78 1 23 3 6 * ' * 3 toevoeging van 10 gewichts-% proteine aan een lijm die zonder deze toevoeging leidde tot spaanplaat met een V-100 treksterkte van bijna nul.

Volgens de uitvinding kan spaanplaat met een aminoplasthars 5 als bindmiddel gemaakt worden die een unieke combinatie van extreem lage formaldehyde-afgifte en goede mechanische sterkte en weersbe-stendigheid vertoont. Verdere voordelen zijn dat geen wijzigingen in het produktieproces nodig zijn en dat als additief bruikbare proteïnen tegen lage prijs in de handel beschikbaar zijn. De weersbestendigheid 10 is zo groot dat in vrijwel alle gevallen geen extra modificering van de lijm met bijvoorbeeld fenol, resorcinol of een fenol-formaldehyde-hars nodig is.

Als additief wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding een in de harsoplossing oplosbaar of dispergeerbaar proteine gebruikt.

15 Geschikte proteïnen zijn albumine's zoals bloedalbümine, gedroogd bloed, globuline's, caseïne,gehydrolyseerd slib uit afvalwaterzuivering en eventueel partieel gehydrolyseerde celmassa verkregen uit cultures van micro-organismen. Vanwege de prijs en ruime beschikbaarheid wordt bij voorkeur bloedalbümine toegepast. De toe te passen 20 hoeveelheid kan tussen 2 en 20 gewichts-% berekend op de vaste hars, gekozen worden. De beste resultaten worden behaald bij een hoeveelheid tussen 5 en 10 gewichts-%. Het proteine wordt bij voorkeur kort vóór de verwerking in de harsoplossing ingemengd en door roeren uniform verdeeld. In de meeste gevallen is het voldoende als de proteine in 25 de oplossing gedispergeerd is.

Als bindmiddel of lijm wordt een aminoplasthars toegepast die op bekende wijze verkregen kan worden door condensatie van formaldehyde met ureum en eventueel melamine, door mengen van een ureum-formaldehydehars met een melamine-formaldehydehars of door toevoegen, 30 al dan niet onder verwarming, van een extra hoeveelheid ureum aan een ureum(melamine)formaldehydeharsoplossing. Een veel toegepaste bereidingswijze bestaat uit condensatie van formaldehyde met ureum in een verhouding tussen 1,8 : 1 en 2,5 in een neutraal tot basisch milieu gevolgd door condensatie in zwak zuur milieu, en aansluitende conden-35 satie in neutraal tot basisch milieu onder toevoeging van additionele 78 1 23 3 6 4 hoeveelheden ureum en melamine. De gewenste verhouding F/NHg kan ook bereikt worden door ureum toe te voegen aan een in de handel verkrijgbare hars met hogere F/NH0 verhouding. De effectieve molverhouding

A

F/NH wordt berekend op basis van de hoeveelheid arainogroepen die 5 bij de bereiding van de lijm toegepast is, zoals te berekenen is uit de toegepaste hoeveelheden ureum, melamine en eventueel verdere aminoplast-vormende additieven zoals dicyaandiamide, thioureum, biureet, guanidine, ammoniak etc. Een mol ammoniak wordt hier gelijk gesteld met twee mol equivalent aminogroepen, In het volgens de 10 uitvinding toegepaste bindmiddel dient tussen 0,45 en 0,65 mol formaldehyde per mol equivalent aminogroepen verwerkt te zijn. Bij een verhouding F/NH2 tussen 0,45 en 0,55 is de weersbestendigheid en mechanische sterkte van de spaanplaat aan de lage kant, hoewel nog zeer veel groter dan die van niet volgens de uitvinding verkregen 15 plaat met vergelijkbare formaldehyde-afgifte. Om een optimale combinatie van sterkte en lage formaldehyde-afgifte te bereiken past men bij voorkeur een bindmiddel toe waarin tussen 0,55 en 0,60 mol formaldehyde per mol equivalent aminogroepen verwerkt is.

Kaast formaldehyde kan ook een ander aldehyde zoals acetaldehyde, 20 crotonaldehyde of isobutyraldehyde in de lijm verwerkt zijn.

Aan de harsoplossing en/of de te verlijmen materialen kunnen de verder gebruikelijke additieven toegevoegd worden, zoals hydrofoberingsmiddelen, antischuimmiddelen, fungiciden en andere de microbiële afbraak remmende middelen. De harsoplossing,~waarin 25 het proteine ingemengd is, wordt zonodig met water verdund tot de oplossing goed versproeibaar is. Het harsgehalte is dan meestal ongeveer 50 tot 60 gewichts-%. Voor, tijdens of na het inmengen van het proteine wordt een uithardingskatalysator aan de hars toegevoegd. Veelal is dit een latente katalysator, zoals ammoniumchloride, 30 eventueel gecombineerd met ammoniak.

Eventueel kunnen ook lijmen toegepast worden waarin een fenol of fenolhars aanwezig is. Voor de bereiding van harsoplossingen wordt verwezen naar de literatuur op dit gebied.

78 1 23 3 6 5

De bereiding van het plaatmateriaal vindt op bekende wijze plaats. Het cellulose bevattende materiaal zoals houtspaanders en -vezels wordt met de harsoplossing besproeid en tot een spaanmat gevormd door strooien op een geschikte ondergrond. De spaanmat wordt 5 dan bij een temperatuur tussen 150 en 200 °C en een maximale druk 2 van ongeveer 3,5 N/mm verdicht en uitgehard. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van gangbare methodieken kan bijvoorbeeld verwezen worden naar ’Technologie der Spanplatten' van H.J. Deppe en K. Ernst, Stuttgart 1964.

10 De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld, zonder tot de beschreven uitvoeringsvorm beperkt te zijn.

Voorbeeld I

Uitgaande van een in de handel verkrijgbaar cocondensaat 15 van ureum-melamine-formaldehyde (de lijmhars UMF 032, afkomstig van

Methanol Chemie Nederland), dat zelf een F/NH^ verhouding van 0.8 heeft, worden spaanplaatlijmen met een lagere F/!NH2 verhouding bereid door aan de uitgangsharsoplossing bepaalde hoeveelheden ureum o toe te voegen en de mengsels 5 minuten op 70 C te verwarmen. Op 20 deze wijze werden de lijmen A t/m E verkregen. In elke lijm werd 10 gewichts-% bloedalbumine, berekend op de hoeveelheid hars, door roeren ingemengd. De lijmen werden vervolgens gemengd met een ver-snellersysteem (1,5 gewichts-% ammoniumchloride en 0,5 gewichts-% 25%-ige ammonia, berekend op de hars vaste stof) en een hydrofobe-25 iingsmiddel (0,6 gewichts-% Mobilcer paraffine-emulsie, berekend op het droge spaangewicht (atro)) en tot de voor het versproeien gewenste viscositeit verdund met water.

De zo verkregen bindmiddeloplossingen worden toegepast voor het maken van ongeveer 16 mm dikke spaanplaat uit van stof ont-30 dane houtspaaanders (70 gewichts-% spar, 30 gewichts-% beuk). Hiertoe worden de spaanders in een geschikte menger (Lödige) besproeid met bindmiddeloplossing en daarna op de gebruikelijke wijze tot een mat gestrooid, die tot platen van 40 x 40 cm en een dichtheid van onge- 3 o veer 720 kg/m° verperst wordt bij een perstemperatuur van 180 c, 78 1 23 3 6" 6 een perstijd van 13 sec per mm dikte en een maximale persdruk van 2 3,4 N/mm . De V-100 treksterkte van de platen, d.w.z. de treksterkte loodrecht op het plaatoppervlak na 2 uur onderdompeling in kokend water, werd gemeten volgens DIN 68763. De formaldehyde-afgifte werd 5 bepaald volgens de gemodificeerde WKI (Roffael) methode. Hierbij wordt een spaanplaatmonster bij 40 °c in een fles boven een verzadigde keukenzoutoplossing gehangen. De zoutoplossing wordt met bepaalde intervallen van 24, 24, 120, 24 en 24 uur, ververst. De in totaal in de zoutoplossingen opgenomen formaldehyde wordt bepaald en 2 10 uitgedrukt in mg formaldehyde per m spaanplaat.

De eigenschappen van de lijmen A t/m E en van de daarmee gemaakte spaanplaten zijn samengevat in de tabel.

II. Vergelijkende proeven

Voorbeeld I werd herhaald, echter met het verschil dat aan 15 de lijm geen bloedalbumine werd toegevoegd en dat ook een lijm met een P/NHg verhouding van 0,70 werd gemaakt. De lijmen (K* t/m P4) werden eveneens toegepast voor het maken van spaanplaat.

De verkregen resultaten zijn eveneens samengevat in de tabel.

78 1 23 3 6 7

Tabel proef lijmtype F/NHg bloed- belijmings- treksterkte F-afgifte albumine graad V-lOO, gew.-% gew.-% op N/ram^ mg/m 5 atro spaan 1 A 0,8 10 14 0,43 4800 2 B 0,65 10 14 0,36 1700 3 C 0,60 10 14 0,30 1350 4 D 0,55 10 14 0,24 950 10 5 E 0,50 10 14 0,20 450 6 K* 0,80 - 13 0,34 5000 7 L* 0,70 - 14 0,32 2200 8 M* 0,65 - 14 0,24 1800 9 N* 0,60 14 0,18 1400 15 10 0* 0,55 - 15 0,10 1000 11 P* 0,50 - 15 0,04 500 ^vergelijkende proeven.

78 1 23 3 6

Claims

8 3045

1. Werkwijze voor de bereiding van plaatmateriaal door cellulose-houdend materiaal met een aminoplasthars op basis van formaldehyde, ureum en eventueel melamine als bindmiddel bij verhoogde temperatuur en druk tot een plaat uit te harden, met het kenmerk, 5 dat men een aminoplasthars toepast waarin per mol equivalent aminogroepen tussen 0,45 en 0,65 mol formaldehyde toegepast is en waaraan tussen 2 en 20 gewichts-%, berekend op de hars, van een in de harsoplossing oplosbaar of dispergeerbaar proteïne toegevoegd is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men een aminoplasthars toepast waarin tussen 25 en 45 gewichts-% melamine, berekend op de hoeveelheid ureum plus melamine, verwerkt is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat men een aminoplasthars toepast waarin per mol equivalent aminogroepen 15 tussen 0,55 en 0,60 mol formaldehyde toegepast is.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat tussen 5 en 10 gewichts-%, berekend op de hoeveelheid aminoplasthars, proteïne aanwezig is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat bloed- 20 albumine als proteïne toegepast wordt.

6. Spaanplaat, verkregen met de werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-5. 78 1 23 3 6