PROCESS FOR REDUCING THE EMISSION OF FORMALDEHYDE BY FIBRE BOARDS

Abstract: 1. A process for reducing the emission of formaldehyde from aminoplast-bonded chipboard or fiber board, characterized in that ureas or other ammonia-releasing compounds are applied in the form of an aqueous solution to the surface of the boards in their hot state immediately or shortly after their removal from the heating press.

Description: Verfahren zur Verminderung der Formaldehydabgabe von Spanplatten Für die Herstellung von Spanplatten werden Holzspäne oder andere lignocellulosehaltige Partikel mit Aminoplastenin Mengen von üblicherweise 8 bis 10 Gew.%, bezogen auf das trockene Spangut, beleimt, zu Spanmatten gestreut und unter Hitze und Druck gepresst. Die noch heissen Spanplatten werden nach dem Pressen gestapelt. Spanplatten, die Aminoplaste als Bindemittel enthalten, geben nach der Herstellung Formaldehyd über relativ lan ge Zeiträume hinweg ab. Die Formaldehydabgabe dieses Plattentyps hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie Molver ältnis von Harnstoff zu Formaldehyd in dem verwendeten Harz, Presszeit, Bindemittelaufwand, Alter der Platten usw. Der abgegebene Formaldehyd kann Werte erreichen, die das Wohlbefinden von Menschen in Räumen, in denen aminoplastgebundene Spanplatten eingebaut sind, stark beeinträchtigen. Ferner gibt es bislang keine einheitliche Meinung über die gesundheitliche Bedenklichkeit bzw. Unbedenklichkeit des abgegebenen Formaldehyds. Um die nachträgliche Formaldehydabgabe von Spanplatten zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, Harnstoff-Formaldehydharze mit niedrigem Gehalt an einkondensiertem Formaldehyd einzusetzen. Die Verwendung dieser Harze verringert die nachträgliche Formaldehydabgabe erheblich, kann sich aber auf die physikalisch-technologischen Eigenschaften negativ auswirken (s. O. Wittmann: "Formaldehyd in Harnstoff-Leimharzen für die Spanplattenherstellung" 3. Schenck-Spanplattentagung 1974, und Dr. E. Roffael: "Einfluss des Formaldehydgehaltes in Harnstoffharzen auf ihre Reaktivität und die Formaldehydabgabe damit gebundener Spanplatten" Holz als Roh- und Werkstoff 34 (1976, S. 385-390). Weiterhin ist bekannt, dass durch Beimengung von Harnstoff und/ oder Ammoniak zum Harnstoff-Formaldehydharz die Formaldehydabgabe verringert werden kann, da diese Stoffe den Formaldehyd chemisch abzubinden vermögen. Die Zugabe von derartigen Stoffen zum Harz ist nur begrenzt möglich, da mit zunehmendem Gehalt an derartigen Stoffen die Abbinde-geschwindigkeit des Harzes verlangsamt wird und die physikalisch-technologischen Eigenschaften der Platten bei konstanter Presszeit verschlechtert werden. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, den Holzspänen nach dem Beleimen feinteilige Stoffe beizumengen, die mit dem Formaldehyd chemisch reagieren (DT-OS 16 53 167). Hierbei ist nachteilig, dass der Einsatz dieser Stoffe die Festigkeitseigenschaften der Spanplatten beeinträchtigt, so dass diese Stoffe nicht in dem Umfang eingesetzt werden können, wie dies für die Reduzierung der Formaldehydabgabe not wendig wäre. Darüber hinaus ist vorgeschlagen worden, Harnstoff-FormaS dehydharze mit Gerbstoffen bzw. Gerbstoffderivaten und -abbauprodukten zu vermengen, die den Formaldehyd chemisch abfangen (DT-OS 23 17 884). Praktische Erfahrungen liegen hier jedoch noch nicht vor, wohl u.a. deshalb,weil die Gerbstoffe bzw. deren Derivate sehr teuer im Vergeich zu den Harnstoffharzen sind. Ferner ist bekannt, dass die nachträgliche Abgabe von Formaldehyd dadurch verringert werden kann, dass man die Holzspanplatten mit einem Anstrich auf Basis wässriger Kunststoffdispersionsfarbe bestimmter Zusammensetzung allseitig beschichtet. Dieses formaldehydbindende Anstrichmittel für Holzspanplatten enthält Ammoniak, Milchsäurekasein und Hydrazinhydrat in bestimmter Zusammensetzung (DT-PS 1 188 750). Das Beschichten derartig behandelter Platten mit Farbe, Tapeten oder technischen Beschichtungspapieren ist dann jedoch kaum mehr möglich, was den Einsatz dieses Verfahrens auf wenige Ausnahmefälle beschränkt. Ferner ist vorgeschlagen worden, dem Aminoplast Molekülverbindungen verschiedener Art beizumengen, die die Formaldehydabgabe verringern sollen (C. Kubitzky: "Vermeiden von Geruchsbelästigung bei Spanplatten" Sonderdruck aus "Industrie-Anzeiger" 53 (1972), Ausgabe Kunststoffe Verarbeitung und Anwendung" Verlag W. Giradet, Essen). Hierdurch werden jedoch auch die Festigkeitseigenschaften der Platten beeinträchtigt. Darüber hinaus sind die von Kubitzky vorgeschlagenen Molekülverbindungen, verglichen mit-den Harnstoffharzen, teuer. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Formaldehydabgabe von aminoplastgebundenen Span- oder Faserplatten zu vermindern, wobei die Festigkeitseigenschaften dieser Platten nicht beeinträchtigt werden dürfen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst. "Heiss" bedeutet in diesem Fall möglichst hohe Temperaturen, in einem Bereich, in dem die Platten aus der Heizpresse entnommen werden. Je höher die Plattentemperatur bei der Aufbringung ist, desto wirksamer ist die erfindungsgemässe Massnahme. Die erfindungsgemässe Behandlung ist z.B. jedoch auch noch bei 310 K wirksam. Die Festigkeitseigenschaften der so behandelten Platten werden hierdurch nicht beeinträchtigt. Die Formaldehydabgabe geht wesentlich zurück. Vorteilhafterweise geschieht das Aufbringen der Stoffe unmittelbar nach deren Entnahme aus der Heizpresse, da die Platten dann ohnehin noch heiss sind und nicht erneut erwärmt werden müssen. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Behandeln der Platten mithilfe einer wässrigen Lösung von Harnstoff oder anderen ammoniakabspaltenden Stoffen vorgenommen wurde. Das Aufbringen der Stoffe ist in diesem Fall besonders einfach, z.B. durch Aufsprühen, möglich. Sehr gute Ergebnisse wurden mit wässrigen Harnstofflösungen von 5% bis 20% erreicht, wie im Beispiel beschrieben ist. Vorteilhafterweise werden die Platten nach dem Aufbringen der Stoffe im heissen Zustand gestapelt. Die Abkühlung wrd auf diese Weise stark verzögert, wodurch der Harnstoff oder das Ammoniak genügend Zeit haben, in die Platten einzudringen und mit dem freien Formaldehyd zu reagieren. Die Menge der ammoniakabspaltenden Stoffe oder des Harnstoffs liegt bei 10 bis 100 g Feststoff/m2 Oberfläche von Spanplatten handelsüblicher Dicke, d.h. zwischen 5 und 50 mm. Diese Menge ist annähernd proportional zur Plattendicke in den Dickenbereichen, die ausserhalb dieser Abmessungen liegen. Uberdosierungen der Stoffmenge sind in weiten Bereichen unschädlich. Anhand des folgenden Beispiels wird gezeigt, wie wirksam die erfindungsgemässen Massnahmen schon bei ordnungsgemäss hergestellten Spanplatten wirkt. Diese Wirkung tritt verstärkt auf, wenn Fehler in der Fertigung zu höherer Formaldehydabgabe führen. Beispiel: Acht verschiedene harnstoff-formaldehydharzgebundene Spanplatten mit einer Plattendicke von 19 mm und einer Rohdichte von 0,7 g/cm3 wurden wie folgt hergestellt: Bindemittel = 8 % (Gew.%), bezogen auf atro Holz Feuchte vor dem Pressen = 10 % Presszeit = 5 Min. bei 1900C Vier der hergestellten Platten wurden unmittelbar nach dem Pressen mit I0%iger wässriger Harnstofflösung mit Mengen von 400 g/m2 Oberfläche besprüht und heiss gestapelt. Die anderen vier Platten wurden ohne Besprühung mit Harnstofflösung heiss gestapelt. Nach einer Woche wurden die beiden Plattentypen auf ihre Formaldehydabgabewerte geprüft. Die Bestimmung des Formaldehyds in Spanplatten erfolgt nach einer im Wilhelm-Klauditz-Institut Braunschweig entwickelten Prüfmethode (Dr. E. Roffael: "Messung der Formaldehydabgabe - Praxisnahe Methode zur Ermittlung der Formaldehydabgabe harnstoffharzgebundener Spanplatten für das Bauwesen" Holz-Zentralblatt 101(1975) 111, 1403 und 1404). Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Aus den Ergebnissen wird deutlich, dass die Besprühung mit Harnstoff eine Verminderung der Formaldehydabgabe um etwa 35% bewirkt. Plattenbe- Beleimung Nachbehandlung Formaldehydabgabe nach dem WKI-Verfahren zeichnung (mg HCHO/100 g Spanplatte) nach 24 Std. nach 48 Std. RV 1-4 8% K 375 keine 34,44 52,28 RV 5-8 8% K 375 nach dem Pressen jede 22,91 33,36 Plattenseite pro m2 mit 400g Harnstoff (100g Harnstoff in 1l Wasser) besprüht

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Verminderung der Formaldehydabgabe von aminoplastgebundenen Span- oder Faserplatten, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche der Platten im heissen Zustand Harnstoff oder andere ammoniakabspaltende Stoffe aufgebracht werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe auf die Platten unmittelbar oder in kurzem Zeitabstand nach deren Entnahme aus der Heizpresse aufgebracht werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung von Harnstoff oder artLmoni- akabspaltenden Stoffen verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine 5- bis 20%ige wässrige Harnstofflösung verwendet wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten nach dem Aufbringen der Stoffe in heissem Zustand gestapelt werden. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Harnstoff oder die ammoniakabspaltenden Stoffe in einer Menge von 10 bis 100 g Feststoff pro m2 Plattenoberfläche bei Plattenstärken zwischen 5 und 50 mm aufgebracht werden. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe aufgesprüht werden.

Inventors: MEHLHORN, LUTZ, ROFFAEL, EDMONE, DR.-ING.
Applicants: SWEDSPAN AB
Application year: 1979
Main classification: C08L97
IPC codes: B27N1, C08K5