PL191673B1 - Sposób zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych - Google Patents

Abstract

Sposób zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych, w którym w procesie wytwarzania płyt wiórowych prowadzonym zgodnie ze znanym standardowym sposobem o znanym przebiegu ze stosowaniem znanych aminowych żywic klejowych z dodatkiem znanych utwardzaczy i/lub z ewentualnym dodatkiem substancji wiążących formaldehyd, z prasowaniem w prasach taktowych lub ciągłego działania i chłodzeniem, znamienny tym, że uzyskane po prasowaniu płyty wiórowe, przed ich chłodzeniem, poddaje się procesowi krótkotrwałego sezonowania w temperaturze od 70-110°C przez okres od kilkunastu minut do kilkudziesięciu godzin, korzystnie od 8-16 godz., w zależności od oczekiwanej redukcji poziomu zawartości formaldehydu i jego emisji oraz zastosowanych parametrów procesu ich wytwarzania

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych, przeznaczony do stosowania w produkcji płyt wiórowych, prasowanych w prasach taktowych i ciągłego działania, wytwarzanych z zastosowaniem aminowych żywic klejowych.

Znanych jest obecnie wiele sposobów zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych, z których najważniejsze to:

- modyfikacja żywic klejowych, zwykle poprzez zmniejszenie stosunku molowego formaldehydu do mocznika, prowadzące najczęściej do obniżenia reaktywności żywic, ale niejednokrotnie również do zmniejszenia wytrzymałości spoin klejowych i ich odporności na działanie wody;

- dodawanie substancji wiążących formaldehyd, które często mogą jednak wpływać ujemnie na fizyczne i mechaniczne właściwości płyt;

- mieszanie żywic mocznikowo-formaldehydowych z innymi żywicami np. rezorcynowymi czy fenolowymi, co z kolei powoduje istotny wzrost kosztów ich produkcji;

- wydłużanie czasu prasowania płyt, co zmniejsza zdolność produkcyjną;

- suszenie wiórów do skrajnie niskiej wilgotności, którego stosowanie jest ograniczone warunkami technicznymi i względami bezpieczeństwa z uwagi na możliwość wystąpienia zapłonów w suszarniach;

- obróbka płyt gazowym amoniakiem, z którą wiąże się konieczność budowy specjalnych komór hermetycznych z uwagi na zagrożenia dla warunków bhp.;

- obróbka gotowych płyt gorącym powietrzem w specjalnych komorach, z wymuszoną intensywną wymianą powietrza, przy czym sposób ten przy obecnych zdolnościach linii produkcyjnych, dla zachowania płynności produkcji, wymagałby budowy specjalnego wydziału;

- powierzchniowa obróbka gotowych płyt roztworami substancji reagujących z formaldehydem, z czym wiąże się konieczność montażu specjalnej instalacji, a z drugiej strony możliwość pogorszenia się jakości powierzchni produkowanych tak płyt wiórowych.

Jak wskazano wyżej, opisane znane sposoby zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych wiążą się z dużymi nakładami finansowymi na dodatkowe chemikalia, wzrost zużycia energii, budowę i eksploatację dodatkowych urządzeń i instalacji, zaś niektóre z nich mogą również wpływać negatywnie na efektywność produkcji poprzez obniżenie wydajności procesu i/lub pogorszenie jakości produkowanych zgodnie z nimi płyt wiórowych.

W sposobie zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych według wynalazku, w którym w procesie wytwarzania płyt wiórowych prowadzonym zgodnie ze znanym standardowym sposobem o znanym przebiegu ze stosowaniem znanych aminowych żywic klejowych z dodatkiem znanych utwardzaczy i/lub z ewentualnym dodatkiem substancji wiążących formaldehyd, z prasowaniem w prasach taktowych lub ciągłego działania i chłodzeniem, istota rozwiązania polega na tym, że uzyskane po prasowaniu płyty wiórowe, przed ich chłodzeniem, poddaje się procesowi krótkotrwałego sezonowania w temperaturze od 70-110°C przez okres od kilkunastu minut do kilkudziesięciu godzin, korzystnie od 8 do 16 godz., w zależności od oczekiwanej redukcji poziomu zawartości formaldehydu i jego emisji oraz zastosowanych parametrów procesu ich wytwarzania.

Dotychczas w znanych sposobach wytwarzania płyt wiórowych z zastosowaniem żywic aminowych konieczne jest schłodzenie płyt tuż po zakończeniu ich prasowania, przed sezonowaniem. Chłodzenie odbywa się na obrotowych chłodnicach ramieniowych, na których płyty przetrzymuje się przez kilkanaście do kilkudziesięciu minut, najczęściej w czasie niezbędnym do obniżenia temperatury warstwy wewnętrznej płyt do 45-60°C.

Nieoczekiwanie okazało się, że ciepło skumulowane w płytach w procesie ich prasowania można wykorzystać do pogłębienia procesu polikondensacji żywicy klejowej, która, jak należy sądzić, nie może być w pełni zakończona w prasie ze względu na bardzo krótkie cykle prasowania płyt. Niepełne utwardzenie kleju może być przyczyną zwiększonego odszczepiania formaldehydu, a tym samym zwiększenia jego zawartości w płytach i jego emisji z nich, nawet długotrwałej, szczególnie zaś w warunkach magazynowania i następnie eksploatacji powodujących znaczny wzrost wilgotności płyt. Zgodne z istotą wynalazku krótkotrwałe sezonowanie płyt po prasowaniu, przed ich schłodzeniem, zastępuje w pewnej mierze przedłużanie czasu prasowania płyt. Wiadomo zaś, że korzystny wpływ wydłużania czasu prasowania płyt na ich właściwości higieniczne stanowi już kanon w technologii wytwarzania płyt wiórowych. Jednak wiadomo też, że jego praktyczne wykorzystanie jest ograniczone względami ekonomicznymi. Jednym zaś z warunków wykorzystania technicznych możliwości wprowadzanego

PL 191 673 B1 w ostatnich latach systemu ciągłego prasowania płyt jest zwiększenie reaktywności żywic, co dodatkowo potwierdza znaczenie procesu ich utwardzania.

W dotychczasowych procesach chłodzenia i sezonowania płyt badana była temperatura, do której należało schłodzić płyty przed sezonowaniem, aby uniknąć procesów hydrolizy spoin klejowych, a tym samym zmniejszenia wytrzymałości płyt. Nie kontrolowano zaś dotąd temperatury, do której chłodzone są płyty, przyjmowano bowiem, że korzystne jest jej jak największe obniżenie. Z tego też powodu w nowoczesnych zakładach montowane są, zamiast pojedynczych urządzeń, układy chłodnic obrotowych, np. trzy chłodnice obrotowe, na które kolejno podawane są płyty.

Sposób według wynalazku umożliwia radykalne zmniejszenie zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych bez konieczności wprowadzania istotnych zmian w aktualnych warunkach techniczno-technologicznych zakładów płyt wiórowych, bez względu na techniczne wyposażenie linii, parametry procesu prasowania, surowiec drzewny i użyte materiały chemiczne. Opisane wyżej rozwiązanie umożliwia ustabilizowanie jakości higienicznej płyt wiórowych. Zapewnia możliwość produkcji płyt o specjalnej jakości higienicznej, a także zwiększenie efektywności produkcji płyt poprzez możliwość stosowania żywic o zwiększonym stosunku molowym formaldehydu do mocznika. Badania i przeprowadzone przemysłowe próby techniczne stosowania sposobu według wynalazku wykazały bowiem możliwość ograniczenia zawartości i emisji formaldehydu nawet o 70% w stosunku do płyt wiórowych produkowanych konwencjonalnie, to znaczy chłodzonych po prasowaniu. Parametry krótkotrwałego sezonowania przed chłodzeniem, a więc temperaturę i czas, ustala się w zależności od oczekiwanej redukcji zawartości i emisji formaldehydu, z uwzględnieniem charakterystyki żywicy klejowej i receptury jej stosowania.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony bliżej w kilku przykładach realizacji objaśnionych rysunkiem, na którym na fig. 1 do fig. 3 pokazano wykresy porównawcze higienicznych właściwości płyt wytworzonych sposobem konwencjonalnym i sposobem według wynalazku, zgodnie z przykładami jego realizacji.

P r z y k ł a d I.

Do wytwarzania płyt wiórowych użyto mocznikowo-formaldehydową żywicę klejową o stosunku molowym mocznika do formaldehydu 1,0:1,5 Jako utwardzacz zastosowano saletrę amonową. Temperatura prasowania płyt wynosiła 205°C, współczynnik czasu prasowania 6 s/mm grubości płyty. Zawartość formaldehydu w płytach chłodzonych konwencjonalnie po prasowaniu wynosiła 10,3 mg/100 g z.s.p., zaś emisja formaldehydu wynosiła około 14,9 mg/kg z.s.p.. W przykładzie według wynalazku zmniejszono o 50% dodatek utwardzacza do kleju na warstwy zewnętrzne.

Zgodnie z wynalazkiem płyty sezonowano przed chłodzeniem przez 16 godz., zaś temperatura w wewnętrznej warstwie płyt podczas formowania ich w stosy do krótkotrwałego sezonowania wynosiła 95-100°C. Zawartość i emisja formaldehydu zmniejszyły się odpowiednio do 4,1 mg/100 g z.s.p. i 8,1 mg/kg z.s.p.. Tak więc poziom zawartości i emisji formaldehydu zmienił się po sezonowaniu korzystnie, zaś pozostałe właściwości płyt kształtowały się na takim samym poziomie jak przy produkcji konwencjonalnej. Przykład objaśnia wykres zamieszczony na fig. 1.

P r z y k ł a d II.

Do zaklejania wiórów użyto mocznikowo-formaldehydowej żywicy klejowej o stosunku molowym mocznika do formaldehydu 1,0:1,2. Stosowany dla niej utwardzacz zawierał znane substancje wiążące formaldehyd. Prasowanie płyt przeprowadzono w temperaturze 218°C, przy współczynniku czasu prasowania 11 s/mm grubości płyty. Zawartość formaldehydu w płytach produkowanych konwencjonalnie wynosiła 4,5 mg/100 g z.s.p., zaś jego emisja wynosiła 6,8 mg/kg z.s.p.. Dzięki krótkotrwałemu sezonowaniu płyt po prasowaniu a przed chłodzeniem, przez 8 godz. w temperaturze 80-85°C w warstwie wewnętrznej płyt, zawartość formaldehydu i jego emisja obniżyły się odpowiednio do 2,9 mg/100 g z.s.p. i do 5,6 mg/kg z.s.p.. Wytrzymałość płyt nie zmieniła się. Wartość spęcznienia płyt po moczeniu w wodzie zmniejszyła się o 25%. Jakość higieniczną płyt otrzymanych zgodnie z opisanym przykładem objaśnia wykres pokazany na fig. 2.

P r z y k ł a d III.

Użyto żywicy mocznikowo-formaldehydowo-melaminowej z utwardzaczem w postaci chlorku amonowego. Płyty prasowano w temperaturze 185°C przy współczynniku czasu prasowania wynoszącym 8 s/mm grubości płyty. Zawartość formaldehydu w płytach chłodzonych przed sezonowaniem konwencjonalnym wynosiła 8,4 mg/100 g z.s.p., zaś jego emisja 12 mg/kg z.s.p.. W płytach sezonowanych krótkotrwale po prasowaniu, lecz przed chłodzeniem przez okres 6 godz. przy temperaturze wewnętrznej warstwy płyt na poziomie 90°C, zawartość formaldehydu zmniejszyła się do 5,9 mg/100 g z.s.p.,

PL 191 673 Β1 zaś jego emisja do 9,7 mg/kg z.s.p.. Pozostałe właściwości płyt, w tym odporność na działanie wody według testu V100, nie uległy zmianie. Jakość higieniczną płyt wiórowych otrzymanych według powyższego przykładu według wynalazku ilustruje wykres na fig. 3.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób zmniejszenia zawartości formaldehydu i jego emisji z płyt wiórowych, w którym w procesie wytwarzania płyt wiórowych prowadzonym zgodnie ze znanym standardowym sposobem o znanym przebiegu ze stosowaniem znanych aminowych żywic klejowych z dodatkiem znanych utwardzaczy i/lub z ewentualnym dodatkiem substancji wiążących formaldehyd, z prasowaniem w prasach taktowych lub ciągłego działania i chłodzeniem, znamienny tym, że uzyskane po prasowaniu płyty wiórowe, przed ich chłodzeniem, poddaje się procesowi krótkotrwałego sezonowania w temperaturze od 70-110°C przez okres od kilkunastu minut do kilkudziesięciu godzin, korzystnie od 8-16 godz., w zależności od oczekiwanej redukcji poziomu zawartości formaldehydu i jego emisji oraz zastosowanych parametrów procesu ich wytwarzania.