MANUFACTURE OF WOOD PARTICLE BOARDS WITH A VERY LOW EMISSION OF FORMALDEHYDE

Abstract: 1. Manufacture of wood material having a very low emission of formaldehyde, preferably of wood chip board having been manufactured by glueing respective raw materials, preferably wood chips, together with known condensation products from urea and formaldehyde, if desired admixed with other aldehydes, characterized in that condensation products from urea and formaldehyde in a molar ratio 1,0:0,3 to 1,0:1,0, perhaps in addition with a formaldehyde binding monomer are added to the wood raw material to be glued or to the binder.

Description: Herstellung von Holzwerkstoffen mit sehr geringer Formaldehydabgabe Die Erfindung betrifft die Herstellung von Holzwerkstoffen mit sehr geringer Formaldehydabgabe, die durch Verleimung entsprechender Rohstoffe mit Kondensationsprodukten aus Harnstoff und/oder Melamin und/oder Phenol sowie Formaldehyd, ggf' im Gemisch mit einem anderen Aldehyd, hergestellt werden. Charakteristik der bekannten technischen Loesungen Es ist bekannt, dass Kondensationsprodukte des Formaldehyds mit Harnstoff bzw, Melamin sowohl waehrend des Aushaertungs vorganges als auch nach dessen Beendigung Formaldehyd abgeben. Besonders die Formaldehydabgabe aus dem verleimten Werkstoff, die durch restlichen freien oder hydrolytisch gebildeten Formaldehyd verursacht werden kann, ist fuer die Verarbeiter und Verbraucher derartiger Werkstoffe von ausserordentlicher Bedeutung, da sie zu gesundheitlichen Schaeden fuehren kann. Es ist weiterhin bekannt, dass die nachtraegliche Formaldehydabgabe aus Holzwerkstoffen durch die Vorbehandlung der zu verleimenden Holzrohstoffe mit einer waessrigen Dispersion eines in Wasser dispergierbaren Polymerisates oder Wachses und eines wasservertraeglichen Mittels zur Bindung von Form- aldehyd um 50-75 % gesenkt werden kann. Trotz der erheblichen Vorzuege dieser Verfahrensweise gegenueber frueheren Versuchen zur Verringerung der nachtraeglichen Fornialdehydabgabe aus Holzwerkstoffen stellte sich als nachteilig heraus, dass z.B. bei der Spanplattenherstellung, bedingt durch die Zu sammensetzung und Menge der Zusatzprodukte, ein erheblicher Kostenanstieg eintritt. Ein weiterer Nachteilbesteht darin, dass die Wirkung des Zusatzproduktes an dessen Vorspruehung auf den Rolzrohstoff gebunden ist und das Verfahren damit nur fuer einen Teil der zur Herstellung von Spanplatten ueberlicherweise verwendeten Anlagen ohne deren Veraenderung anwendbar ist (DE-AS 2 740 207). Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen mit sehr geringer Formaldehydabgabe zu entwickeln, das die Kosten der Werkstoffherstellung nicht entscheidend erhoeht und allseitig anwendbar ist. kiese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Holzwerkstoffen, vorzugsweise Holzspanplatten, die durch Verleimung entsprechender Rohstoffe, vorzugsweise von Holzspaenen, mit Kondensationsprodukten aus Harnstoff und/oder Melamin und/oder Phenol sowie formaldehyd, gegebenenfalls im Gemisch mit einem anderen Aldehyd, hergestellt werden, erfindungsgemaess dadurch geloest, dass dem zu verleimenden Holzrohstoff oder dem Bindemittel zur Formaldehydaufnahme geeignete Kondensationsprodukte aus formaldehydbindenden Monomeren, vorzugsweise Harnstoff, Melamin oder Phenol und aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd, gegebenenfalls in Verbindung mit einem formaldehydbindenden Monomeren, zuge fuegt werden. Die im Sinne der Erfindung zur Verleimung eingesetzten Kondensa- tionsprodukte aus Harnstoff und/oder Melanin und/oder Phenol sind die ueblichen, als Bindemittel insbesondere fuer die Herstellung von Holzwerkstoffen verwendeten Produkte, die sowohl als waessrige Loesungen als auch als Pulver im Handel sind. Bei Kondensaten aus Formaldehyd und Harnstoff liegt das Molverhaeltnis dieser Verbindungen gewoehnlich zwischen 1.2 und 1.7. Auch wenn das Kondensat weitere Bestandteile, wie zB. Melamin, Phenol oder Melamin und Phenol bzw. andere Aldehyde als Formaldehyd enthaelt, bleibt das Verhaeltnis zwischen der Carbonylgruppe und der mit dieser zur Reaktion befaehigten Gruppierung meist in dem Bereich, der dem genannten Molverhaeltnis Formaldehyd/Harnstoff zugrunde liegt. Die erfindungsgemaess zur Herstellung von Holzwerkstoffen mit sehr geringer Formaldehydabgabe eingesetzten Kondensations- produkte aus formaldehydbindenden Monomeren, wie z.B. Harnstoff, Melamin oder Phenol, und Formaldehyd oder anderen Aldehyden haben ein im Vergleich zu den ueblichen Leimen verringertes Verhaeltnis zwischen der Carbonylgruppe und der mit dieser zur Reaktion befaehigten Gruppierung. Z.B. liegt das Molverhaeltnis von Harnst off/?ormaldehyd-Kondensaten, die zur Herstellung von Holzspanplatten mit sehr geringer Formaldehydabgabe Verwendung finden, zweclonaessigerweise zwischen 1:0,3 und 1: :1*0. Wird die Formaldehydmenge darueber hinaus verringert, sind Festigkeitsverluste der Spanplatte bei sonst gleichen Verleimungsbedingungen nicht auszuschliessen, Bei Erhoehung des Formaldehydanteils ueber den genannten Wert waeren zur Erreichung vergleichbarer Effekte groessere Mengen des Kondensationsproduktes erforderlich, die jedoch durch gleich zeitige Zugabe eines formaldehydbindenden Monomeren verringert werden koennen. Wesentliche Voraussetzung fuer die Verwendbarkeit der Konden- sationsprodukte ist neben der Formaldehydbindung deren Lagerstabilitaet. Die in den Anwendungsbeispielen beschriebenen Versuche wurden mit Produkten durchgefuehrt, die nicht handelsueblich sind, Die formaldehydbindenden Kondensationsprodukte koennen sowohl dem Bindemittel als auch dem zu verleimenden Rohstoff zugefuegt werden. Bezogen auf die Herstellung von Spanplatten ergeben sich daraus die Moeglichkeiten, dass Kondensat entweder dem zur Verleimung vorgesehenen Bindemittel bzw. der Leimflotte zuzusetzen oder die unbeleimten Spaene einzuspruehen. Die Menge des Zusatzes ist von der Formaldehydabgabe des verwendeten Bindemittels und der Groesse des gewuenschten Effektes abhaengig. Werden z.B. Spanplattenleime mit RESYP-Pormaldehyd-Werten von 0,06 und 0,03 % als Bindemittel eingesetzt, so ist zur Erreichung des gleichen Endwertes der Formaldehydabgabe fuer den erstgenannten Leim die groessere Menge des erfindungsgemaessen Zusatzproduktes erforderlich. Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) Aus einem handelsueblichen Harnstoff/Formaldehyd-Bindemittel wird eine Leimflotte der Zusammensetzung Leim 100 kg Wasser 25 kg Paraffinemulsion (40 %-ig) 6 kg 15 %-ige EH4Cl-Loesung4 kg bereitet und in einer Menge von 8 % Harz, bezogen auf atro Holz, auf Eiefer-Sckneidspaene (Laenge: 15-20 mm, Breite: 3-5 mm, Dicke: 0,2-0,4 mm) aufgebracht. Die beleimten Spaene werden unter den Bedingungen Presstemperatur 160-650c Pressdruck 1,5 Presszeit 7 min. zu Spanplatten von 20 mm Staerke verarbeitet, die die folgenden, nach ueblichen Methoden bestimmten Eigenschaften aufweisen: Dichte g/cm3 0,610 Biegefestigkeit N/mm2 25,1 Querzugsfestigkeit V 20 N/mm2 0,63 Quellung nach 2 h % 3,3 Formaldehydabgabe FESYP % 0,035 Beispiel 2 Ein harnstoff/Formaldehyd-Kondensat des Molverhaeltnisses 1:0,5 wird bei der Herstellung von Spanplatten gemaess Beispiel 1 eingesetzt. Vom Beispiel 1 abweichende Bedingungen sowie die Ergebnisse'der Auspruefung enthaelt Tab. 1. Tabelle 1: % pro Zugabe des atro Holz Charakteristik der Spanplatten Zusatz Leim Zu- Dichte Biege- Quer- Quellung RESYP- (Harz) satz g/cm festig- zug- nach 2 h Formal- keit2 festig- dehyd N/mmê keit % N/mmê Vorspruehen 8 2,3 0,611 25,5 0,65 3,4 < 0,01 Flotte 8 2,3 0,612 25,9 0,64 3,5 < 0,01 Flotte 6,6 2,3 0,614 24,5 0,60 3,6 < 0,01 Beispiel 3 Ein Gemisch aus 40 Ma.-% Leim gemaess Beispiel 1, 40 Ma,- Harnstoff und 20 Ma.-% Wasser wird bei der Spanplattenherstellung gemaess Beispiel 1 als Zusatzprodukt verwendet. Vom Beispiel 1 abweichende Bedingungen sowie die Ergebnisse der Auspruefung enthaelt Tab. 2. Tabelle 2: % pro Zugabe des atro Holz Charakteristik der Spanplatten Zusatz Leim Zu- Dichte Biege- Quer- Quellung RESYP- (Harz) satz g/cm festig- zug- nach 2 h Formal- keit2 festig- dehyd N/mmê keit % N/mmê Vorspruehen 8 2,4 0,607 26,2 0,67 3,1 0,01 Vorspruehen 7,4 2,4 0,607 24,9 0,61 3,3 0,01 Beispiel 4 Zu einem aus Phenol und 37 %iger waessriger Formaldehydloesung im alkalischen Medium hergestellten Kondensationsprodukt vom Molverhaeltnis 1:0,7 wird mit Harnstoff geloest, dass das Molverhaeltnis Phenol zu Harnstoff 1: :0,5 betraegt. Das erhaltene Produkt wird bei der Spanplattenproduktion gemaess Beispiel 1 in einer Menge von 2,2 % pro atro Span zum Vor- spruehen Beleimung eingesetzt. Die auf dieser Weise hergestellten Spanplatten weisen folgende Eigenschaften auf: Dichte g/cm3 2 0,604 Biegefestigkeit N/mm 2 25,2 Querzugfestigkeit m/mm 0,62 Quellung nach 2 h Ma.-% 3,7 Formaldehydabgabe FESYP Xa.-% 0,01 Beispiel 5 Ein Gemisch aus 70 Ma.-% eines Melamin/Formaldehd-Konden- sationsproduktes (Feststoffgehalt 56,8 Ma.-%) vom Molverhaeltnis 1:1,7 und 30 Ma.-% Harnstoff wird bei der Spanplattenproduktion gemaess Beispiel 1 als Zusatzprodukt zum Bespruehen der Spaene verwendet (3,3 % pro atro Span). Die auf diese Weise hergestellten Spanplatten weisen folgende Eigenschaften auf: Dichte g/cm3 2 0,610 Biegefestigkeit N/mm 2 25,1 Querzugfestigkeit N/mm 0,79 Quellung nach 2 h Ma.-% 3,7 Formaldehydabgabe FESYP Ma.-% 0,01

Claims: 1. Manufacture of wood material having a very low emission of formaldehyd, preferably of wood chip board having been manufactured by glueing respective raw materials, preferably wood chips, together with known condensation products from urea and formaldehyde as a binder, if desired admixed with other aldehydes, without any addition of alkali metal halogenides, characterized in that condensation products from urea and formaldehyde in a molar ratio 1,0 : 0,3 to 1,0 : 1,0, perhaps in addition with a formaldehyde binding monomer are added to the wood raw material to be glued or to the binder.

Inventors: BARSE, JOACHIM, ESSER, GERHARD, DR., KIESSLING, WOLF, DR., LIPPERT, BERND, DIPL.-CHEM., PAPSTEIN, HAGEN, DR., ROESSING, PETER, STEINKE, ULRICH, DR., WINTER, HARALD, DR., Rössing, Peter
Applicants: LEUNA-WERKE AG
Application year: 1981
Main classification: C08L97
IPC codes: C08L97