DD232018A5

DD232018A5 - Formaldehydbindendes mittel

Info

Publication number: DD232018A5
Application number: DD84259887A
Authority: DD
Inventors: Efthalia V Markessini
Original assignee: Enigma Nv
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1986-01-15
Also published as: GB8401225D0; PL144282B1; PT78066B; PT78066A; HUT34048A; DK165184B; NO169848B; IL70844A0; FR2540506B1; AU570028B2; SE8400509L; DK45184D0; GB2136008A; DE3403136C2; IL70844A; CA1225630A; IT8447647A0; DK165184C; NZ206859A; MY8700455A

Abstract

Es wird ein formaldehydbindendes Mittel fuer die Verwendung in flaechenfoermigen Holzcellulosematerialien, wie Spanplatten, Sperrholz oder Tischlerplatten, in denen ein Klebstoff auf Formaldehydbasis verwendet wird, beschrieben. Das formaldehydbindende Mittel enthaelt eine organische Hydroxylverbindung und ein Amid.

Description

Die Erfindung betrifft ein formaldehydbindendes Mittel für die Verwendung in Platten, die aus Holzcellulosematerialien unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis von Formaldehyd hergestellt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Platten, wie Spanplatten und dergleichen, werden unter Verwendung von Klebstoffen aus Holzcellulosematerialien hergestellt. Die bevorzugten Klebstoffe (oder Leime) sind solche auf Basis von Formaldehyd, wie Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd- und Resorein-Formaldehyd-Harze oder Gemische davon· Es ist eine wohlbekannte Tatsache, daß unter Verwendung dieser Klebstoffe hergestellte Platten einen Formaldehydgeruch haben, der sowohl schädlich als auch unangenehm ist. Formaldehyd wird sowohl während der Herstellung derartiger Platten als auch während ihrer Lagerung und Endverwendung emittiert.

Viele Verfahren zur Verhinderung der Emission von Formaldehyd wurden vorgeschlagen, aber sie sind alle entweder unwirksam oder verschlechtern die Eigenschaften der Platten oder erfordern komplizierte Anwendungsverfahren· Einige dieser Verfahren umfassen das Besprühen oder Ueberziehen durch Streichen der aus der Presse austretenden warmen Platten mit verschiedenen Lösungen, wie Lösungen von Harnstoff und/oder

-3.8.^-0189711

Ammoniak oder von Ammoniumsalzen· Im allgemeinen sind Verfahren dieses Typs für die industrielle Anwendung nicht erwünscht, weil sie zusätzliche Verfahrensstufen erfordern und jedenfalls nicht sehr wirksam sind.

Andere Verfahren umfassen die Verwendung sehr komplizierter Gemische einer großen Anzahl von Komponenten, von denen einige natürliche Leime sind· Diese Produkte sind ebenfalls nicht sehr wirksam* Einer ihrer Hachteile beruht auf der Tatsache, daß die Eigenschaften von natürlichen Produkten nicht konstant sind·

Ein anderes Verfahren zur Verringerung des Gehaltes an freiem Formaldehyd umfaßt die Verwendung einer wäßrigen Suspension von mit einem Spezialwachs beschichteten, durch Sprühkristallisation erzeugten Harnstoffgranalien. Auch dieses Verfahren erfordert eine separate Speiseleitung, weil das Produkt nicht der Klebstofformulierung selbst zugesetzt wird·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines formaldehydbindenden Mittels, das den Formaldehydgeruch wirksam verringert, ohne die Eigenschaften der Platte zu verschlechtern, ohne die Reaktionsfähigkeit der Klebstofformulierungen zu verändern und ohne irgendwelche zusätzlichen Stufen bei der Herstellung von Spanplatten, Sperrholz oder Tischlerplatten zu erfordern·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungen auf-

zufinden, die als formaldehydbindendes Mittel die gewünschten Eigenschaften aufweisen·

Erfindungsgemäß wird ein formaldehydbindendes Mittel für die Verwendung in Platten zur Verfugung gestellt, die unter Verwendung von Klebstoffen auf formaldehydbasis aus HoIzcellulosematerialien hergestellt werdenj das erfindungsgemäße formaldehydbindende Mittel ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine Lösung von

(a) mindestens einer organischen Hydroxylverbindung mit Ausnahme von einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und

(b) mindestens einem Amid

in Wasser aufweist. Das formal dehydbindende Mittel kann auch (c)

eine organische Verbindung, die als Lösungsmittel für (a) und (b) wirkt und auch mit Formaldehyd reagiert, und/ oder (d) eine in Wasser lösliche anorganische Verbindung enthalten. Die organische Verbindung (c) ist vorzugsweise ein einwertiger aliphatischer Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Die anorganische Verbindung (d) ist vorzugsweise ein Halogenwasserstoffsalz. Selbst wenn die einzelnen Komponenten in Wasser nicht löslich sind, können sie sich in Wasser lösen, wenn ein Gemisch derselben in Was-

10 ser auf 70 ⁰C erhitzt wird.

Vorzugsweise sind die organischen Hydroxyverbindungen [Komponente (a)] in Wasser oder in niederen einwertigen aliphatischen Alkoholen löslich. Beispiele von derartigen bevorzugten Hydroxylverbindungen sind bis zu 6 Kohlenstoffatomen enthaltende zweiwertige, dreiwertige und fünfwertige Alkohole, bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltende Monosaccharide, bis zu 12 Kohlenstoffatome enthaltende Disaccharide und Polysaccharide mit einer Ostwald-Viskosität von bis zu 200 mPas bei 25 ⁰C und einer Konzentration, die 37 % Refraktion entspricht. Andere Beispiele von bevorzugten Hydroxylverbindungen sind aromatische Alkohole und Phenole, die vorzugsweise allein oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben genannten zweiwertigen, dreiwertigen und/oder fünfwertigen Alkohole und/oder Monosaccharide, Disaccharide und/oder Polysaccharide verwendet werden. Die Phenole und aromatischen Alkohole können einwertige oder mehrwertige Phenole bzw. einwertige oder mehrwertige aromatische Alkoho-

30 Ie, die nur einen Benzolring enthalten, sein.

Spezifische Beispiele von geeigneten organischen Hydroxylverbindungen sind Monoethylenglycol, Diethylenglycol, Glycerin, Pentaerythrit, Fructose, Mannose, Sorbit,

Dextrose, Saccharose, Maltose, Lactose, Dextrin,- Phenol, Resorcin, Hydrochinon und dergleichen.

Vorzugsweise sind die Amide [Komponente (b)], die in dem erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittel verwendet werden, gleichfalls in Wasser oder in niederen einwertigen aliphatischen Alkoholen löslich. Besonders bevorzugt werden bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltende, aliphatische Amide und nur einen Benzolring enthaltende aromatische Amide.

Geeignete Beispiele von Amiden sind Harnstoff, Thioharnstoff, Formamid, Acetamid, Benzamid, Oxamid, Succinamid, Malonamid und dergleichen. . „ _

Gewünschtenfalls kann das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel zur Erhöhung der Löslichkeit zusätzlich Additive [Komponente (c)] enthalten, die niedere einwertige aliphatische Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol und dergleichen, sind.

Ein billigeres und wirksameres formaldehydbindendes Mittel wird erhalten, wenn anorganische Verbindungen [Komponente (d)] zugesetzt werden, die vorzugsweise Halogenwasserstoffsalze, insbesondere Halogenide von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, wie Natriumchlorid, . Kaliumchlorid und Calciumchlorid, sind.

Das Gewichtsverhältnis von organischer Hydroxylverbindung [Komponente (a) sowie Komponente (c), falls vorhanden] und anorganischer Verbindung [Komponente (d), falls vorhanden] zu Amid [Komponente (b)] beträgt vorzugsweise 10:100 bis 400:100, insbesondere 10:100 bis 200:100. Das erfindungsgemässe formaldehydbinderide Mittel

kann den üblichen Leimformulierungen in Mengen von 1 bis 10 %, vorzugsweise 3 bis ? ί, an Peststoffen des formaldehydbindenden Mittels, bezogen auf das Gewicht des flüssigen Harzes, das 65-Gew.-$ Harzfeststoffe enthält, zuge-. setzt werden.

Das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel kann 20 bis 80 Gew.-^, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%, der wirksamen Bestandteile [Komponenten (a) und (b) sowie Komponenten (c) und/oder (d), falls vorhanden] enthalten. Der Wassergehalt des formaldehydbindenden Mittels hängt von der Löslichkeit der wirksamen Bestandteile und der Menge an Wasser, die in den Leimformulierungen geduldet werden kann, ab.

Das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel kann hergestellt werden, indem man einfach die wirksamen Bestandteile und Wasser in einen Mischer gibt und mischt, bis die wirksamen Bestandteile gelöst sind. Dies kann bei Raumtemperatur oder bei einer erhöhten Temperatur bis zu 70 ⁰C erfolgen.

Das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel kann immer dann verwendet werden, wenn aus Holzcellulosematerialien unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis von Formaldehyd, wie Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd- oder Resorcin-Formaldehyd-Harzen oder Mischungen davon, Platten hergestellt werden.

Wenn man das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel verwendet, ist es möglich, Platten herzustellen, die tatsächlich weniger als 10 mg freien Formaldehyd pro 100 g der trockenen Platte, bestimmt mittels der Perforatormethode Nr. EN 120 der F.E.S.Y.P. (Federation Euro-

peenne des Syndicate des Fabricants de Panneaux de Particules), enthalten·

Die Menge der Verringerung des freien Formaldehyde hängt von vielen Paktoren ab und kann daher innerhalb weiter Grenzen schwanken. Wenn die Emission von freiem Formaldehyd hoch ist (höher als 50 mg Formaldehyd pro 100 g der trockenen Platte), kann die Verringerung hoch sein und 6Ö bis 85 % betragen. Wenn die Emission von freiem Formaldehyd verhältnismäßig gering ist, daß heißt 20 bis 50 mg freier Formaldehyd pro 100 g der trockenen Platte, beträgt die maximale Verringerung gewöhnlich 50 bis 60 %* Der erzielte Betrag der Verringerung hängt auch von der Menge des verwendeten formaldehydbindenden Mittels ab: Je mehr formaldenydbindendes Mittel verwendet wird, desto niedriger ist die Menge an freiem Formaldehyd.

Wenn die wirksamen Bestandteile des-formaldehydbindenden Mittels in Kombination miteinander verwendet werden, ist die Verringerung des freien Formaldehyds überraschenderweise viel höher als die Summe der Wirkungen der separaten Komponenten, und sie haben keine nachteilige Wirkung auf die Reaktionsfähigkeit der Leimformulierung oder die Eigenschaften der Platten.

Ausführungsbeispiel

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung· Teile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

In diesem Beispiel ist die Hydroxylgruppen enthaltende organische Verbindung Glycerin, und das Amid ist Harnstoff. Hier wird das synergistische Verhalten dieser beiden Verbindungen erläutert. Verschiedene Leimformulie-

rungen werden hergestellt, und jede wird anschliessend zur Herstellung von Spanplatten verwendet.

Der Vergleich enthält keine der Komponenten des erfindungsgemässen "formaldehydbindenden Mittels.

Die Probe 1 enthält sowohl Glycerin als auch Harnstoff, die Probe 2 enthält nur Glycerin, und die Probe 3 enthält nur Harnstoff.

Es ist aus den weiter unten folgenden Tabellen ersichtlich, dass Glycerin, wenn es für sich allein verwendet wird (Probe 2), ein sehr wirksames formaldehydbindendes Mittel ist, während Harnstoff (Probe 3) eine schlechtere Verringerung des Formaldehydes und schlechtere-mechanische Eigenschaften und Wasserbeständigkeit ergibt; wenn jedoch Harnstoff in Kombination mit Glycerin verwendet wird (Probe 1), ergeben sich Werte, die denjenigen, die mit Glycerin für sich allein erzielt werden, äquivalent sind.

Man kann daher ein billigeres und weniger wirksames Produkt (Harnstoff) verwenden und es ebenso wirksam reagieren lassen als ein teureres und wirksameres Produkt (Glycerin). Die Wirksamkeit bezieht sich auf das Formaldehydabsorptionsvermögen sowie auf die Aufrechterhaltung guter mechanischer Eigenschaften und einer guten Wasserbeständigkeit ohne Veränderung der Reaktionsfähigkeit der Leimformulierung und ohne die Notwendigkeit, für seine Verwendung irgendwelche speziellen Appa-

30 raturen zu verwenden. ' .

In diesem Falle beträgt die Formaldehydreduktion in der Tat 46 %.

Die Formulierungen der verschiedenen verwendeten Proben .sind folgendermassen:

	Glycerin (100$-ig)	Probe 1	Probe 2	Probe 3
5	. Harnstoff (100^-ig)	Gew.-	Gew.-	Gew.-
	Wasser	Teile	Teile	• Teile
		270	590	-
	% Feststoffe	320	-	590
	410	410	410
10	1000	1000	1000
	59	59	59

Die verwendeten Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 1 2 3

g g g g Harnstoff-Formaldehyd-Harz 6535-ig- 3077 3077 3077 3077 (Molverhältnis F:H 1,27:1)

Härter 400 400 400 400

(Ammoniumchlorid

Paraffinemulsion 50#-ig 250 250 250 250

Ammoniak 25° Baume	5	-	5	5	-	5	-
Probe 1	-	308	308	-
.Probe 2	-	-	-	308
Probe 3	268	-	· -	—Mas— ·—
30 Wasser	4000	-	4040	4O4O
Summe	68	4040	71	62
Gelzeit in see	68

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10 und 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C,

und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der erzeugten Platten sind 40 χ 56 cm.

Die erhaltenen Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durchschnittswerte.

Vergleich 1 ' 2 .3

Dichte (kg/m³) 683 669 663 657

Biegefestigkeit (N/mm²) 19,9 18,1 17,3 16,3 Zugfestigkeit (N/mm²) . 0,73 0,72 0,71 0,63 2-Stunden-Dickenquellung (%) 5,2 4,9 4,5 5,4

24-Stunden-Dickenquellung (%) 51,4 49,9 47,4 53,1

Freier Formaldehyd 15,8 8,5 8,7 11,7

20 (mg/100 g trockene Platte)

Dies ist ein weiteres Beispiel, das das synergistische Verhalten von Glycerin und Harnstoff bei der Verringerung des freien Formaldehydes in Spanplatten erläutert, während die mechanischen Eigenschaften der Platten sowie die Wasserbeständigkeit aufrechterhalten werden.

j Der Vergleich enthält keine der Komponenten des erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittels. Probe 1 enthält beide Komponenten des erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittels, und Probe 2 enthält nur

eine der beiden Komponenten (die wirksamste der beiden Komponenten).

Es wird wiederum festgestellt, dass nur Probe 5 1 einen Gehalt an freiem Formaldehyd ergibt, der unter 10 mg pro 100 g der trockenen Platte liegt (was der gewünschte Wert für die Klasse E 1 ist), und die einzige Probe ist, die absolut gleichwertige mechanische Eigenschaften und Wasserbeständigkeit hat. Die Verringe-10 rung des Formaldehydes beträgt tatsächlich 34 %.

Die Formulierungen der verschiedenen verwendeten Proben sind folgendermassen:

Glycerin (100%-ig) Harnstoff (100#-ig) Wasser

% Feststoffe

Probe 1	Probe 2
Gew.-Teile	Gew.-Teile
128	128
424	-
448	872
1000	1000
55,2	12,8

Die verwendeten Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 1 '< g g i

Harnstoff-Formaldehyd-Harz

6556-Ig 3077

(Molverhältnis F:H = 1,27:1)

Härter (Ammoniumchlorid, 15$-ig)

Paraffinemulsion 50#-ig Ammoniak 25° Baume

400

250 5

3077 400

250

3077 400

250 5

Vergleich

Probe 1 - 268

Probe 2 -

Wasser - 268 - -

Summe 4000 4000 4000

Gelzeit in see 66 67

Im Laboratorium werden einschichtige Platten

hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf

10 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9

und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C,

2 und der Druck beträgt 35 kg/cm .

zeugten Platten sind 40 χ 56 cm.

2 und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der er-

·

Vergleich 1 2

Dichte (kg/m³) 685 684 687

Biegefestigkeit (N/mm²) 20,7 20,6 19,4

Zugfestigkeit (N/mm²) 0,74 0,73 0,67

2-Stunden-Dickenquellung {%) 11,0 7,9 " 8,6

24-Stunden-Absorption (%) 23,5 32,2 23,7

Freier Formaldehyd 14,3 9,5 .12,3

(mg/100 g trockene Platte)

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert die Wirksamkeit von Monoethylenglycol zusammen mit Harnstoff als formaldehydbindendes Mittel.

Es werden zwei Formulierungen hergestellt: der Vergleich ohne irgendeinen der Bestandteile des erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittels und Probe I₃ die sowohl Monoethylenglycol als auch Harnstoff enthält.

Aus diesen beiden Leimformulierungen werden Platten hergestellt, und es wird auch hier bewiesen, dass mit dem erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittel unter Verwendung eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes, das normalerweise als E 2 klassifizierte Platten liefert (Vergleich), Platten erhalten werden, die als E 1 klassifiziert werden (Probe 1).

Die Verringerung des Formaldehydes beträgt in diesem Falle 37 %.

Die Formulierung der verwendeten Probe 1 ist folgendermassen:

20	Monoethylenglycol 100^-ig	25	% Feststoffe	Probe 1
	Harnstoff 100$-ig	Gew.-Teile
Wasser	360
365
275
1000
72,5

Die verwendeten Leimformulierungen sind folgenderdmassen:

30 . .

Vergleich

Harnstoff-Formaldehyd-Harz 65%-ig 3077 3077 (Molverhältnis F:H 1,27:1)

5 Härter 400 400

(Ammoniumchlorid 15#-ig)

Paraffinemulsion 50#-ig Ammoniak 25 Baume

Probe 1 Wasser Summe Gelzeit in see

Im Laboratorium werden einschichtige Platten 15 hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C, und

ρ der Druck beträgt 35 kg/cm .

ten Platten sind 40 χ 5β cm.

250	-	250
VJl	268	5
4000	268
66	—
4000
60

der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der erzeug-

Die erhaltenen Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durchschnittswerte

25

Dichte (kg/m⁵)

Biegefestigkeit (N/mm ) -r

2 Zugfestigkeit (N/mm ) 2-Stunden-Dickenquellung {%) 24-Stunden-Absorption {%) Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

"Vergleich	1
685	684
20,7	20,2
0,74	0,74
11,0	8,6
23,5	22,6
14,3	9,0

Beispiel' 4

In diesem Beispiel wird das synergistische Verhalten von Monoethylenglycol und Harnstoff erläutert.

Platten werden aus drei verschiedenen Formulierungen hergestellt: dem Vergleich, bei dem keine Bestandteile des erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittels verwendet werden, der Probe 1, worin beide Bestandteile des erfindungsgemässen formaldehydbindenden Mittels verwendet werden, und der Probe 2, worin nur einer dieser Bestandteile verwendet wird.

Es ist aus den erhaltenen Resultaten, die weiter unten wiedergegeben werden, ersichtlich, dass Probe Ij die beide Bestandteile enthält, viel wirksamer ist als Probe 2, die nur einen Bestandteil (den wirksamsten der beiden Bestandteile) enthält.

Die in diesem Falle erhaltene Verringerung des Formaldehyds beträgt 32 %.

Die Formulierungen der verschiedenen verwendeten Proben sind folgendermassen:

Probe 1 Probe 2

Gew.-Teile Gew.-Teile

Monoethylenglycol 100^-ig	30	% Feststoffe	230	580
Harnstoff 100^-ig	350	-
Wasser	420	420
1000	1000
58	58

Die Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich

Harnstoff-Formaldehyd-Harz

65%-ig ³°^{77 3O77 3O77}

(Molverhältnis P:H =1,27:1)

Härter

(Ammoniumchlorid 15%-ig) 400 400 400

Paraffinemulsion 50#-ig Ammoniak 25 Baume Probe 1 . Probe 2 Wasser Summe Gelzeit in see

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten be-

20 trägt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C,

ρ und der Druck beträgt 35 kg/cm . D erzeugten Platten sind 40 χ 56 cm.

250	-	250	250	-
5	-	5	5	268
268	268	-
4000	-	4000
70	-	76
4000
71

2 und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der

, Die erhaltenen Resultate sind in der folgen-25 den Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durchschnittswerte.

Dichte (kg/m )

2 Biegefestigkeit (N/mm ) Zugfestigkeit (N/mm²) 2-Stunden-Dickenquellung (%) 24-Stunden-Absorption (%) Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Vergleich	1	2
688	688 f	687
17,6	17,6	17,5
0,55	0,60	0,56
) 6,7		4,7
20,1	20,1	19,5
15,0	10,3	12,3

Beispiel· 5

In diesem Beispiel werden die Verwendung eines Harzes mit einem anderen Molverhältnis sowie verschiedene Zugabemengen des formaldehydbindenden Mittels selbst erläutert.

Das verwendete formaldehydbindende Mittel hat die folgende Formulierung:

10	Glycerin 100$-ig	Gewichtsteile
	Harnstoff 100^-ig	270
	Wasser	318
		412
	% Peststoffe	1000
15	58,8

Die in den verschiedenen Proben verwendeten Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 12 3

g g g g

Harnstoff-Formaldehyd-Harz 65%-±s (Molver- . 3077 3077 3077 3077 hältnis F:H = 1,4:1)

Härter „ 293 380 380 380

(Ammoniumchlorid 15^-ig)

Paraffinemulsion 50^-ig 250 Ammoniak 25° Baume 5

Formaldehydbindendes Mittel 30 Wasser 375

Summe 4000

Gelzeit in see 73

Im Laboratorium werden einschichtige Platten

250	250	250
5	5	5
154	215	375
134	73	—
4000	4000	4087
73	72	75

hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C^ und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der erzeugten Platten sind 40 χ 56 cm.

Dichte (kg/nr) Biegefestigkeit (N/mm ) 15 Zugfestigkeit (N/mm ) 2-Stunden-Dickenquellung (%) 24-^rStunden-Dickenquellung Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Es wird festgestellt, dass die mechanischen

Eigenschaften und die Wasserbeständigkeit der Platten gleichwertig sind und dass die Verringerung des Formalde-

hyds 41 % im Falle von Probe 1, 55 % im Falle von Probe und 57 % im Falle von Probe 3 beträgt.

Beispiel 6

In diesem Beispiel werden sechs verschiedene Typen von Polyalkoholen, zwei verschiedene Typen von Amiden, ein einziges Additiv und verschiedene Verhältnisse von Alkohol zu Amid, die einen Bereich von 57,5/100 bis 385/IOO umfassen, erläutert.

Die verschiedenen Typen von formaldehydbindenden Mitteln, die verwendet werden, sind folgendermassen:

Vergleich	1	2	3
680	687	685	688
22,0	22,5	22,3	21,6
0,61	0,63	0,66	0,64
(*) 10,1	9,3	8,8	9,5
{%) 20,6	21,8	21,0	• 21,5
22,2	13,0	10,1	9,5

Probe 1 Probe 2 Probe 3 Probe 4 Probe 5 Probe .6

Dextrose	230	-	-	-	-	-
Diethylenglycol	-	330	-	-	-	-
Monoethylenglycol	-		260	-	-	110
Glycerin	-			500	-	-. .
Saccharose	-	-	-	-	-	110
Sorbit		-	-	-	l40	-
Methanol	-	-	200	-	l40	80
Harnstoff	400	300	-	130	350	330
Thioharnstoff	-	-	170	-	-	-
Wasser	370	370	370	370	370	370
Summe	1000	1000	1000	1000	1000	1000
% Peststoffe	63	63	63	63	63	63
Gewichtsverhältnis Alkohol/Amid	57,5/100	110/100	270/100	385/IOO	80/100	91/100

- 19 Alle oben erwähnten Zahlen sind Gewichtsteile.

Die in den verschiedenen Proben verwende-5 ten Leimformulierungen sind folgendermassen:

	Vergleich	-	1	2	3	4	5	6
	g	-	g	g	g	g	' " g ' ' '	g
Harnstoff-Formaldehyd-Harz	3077	-	3077	3077	3077	3077	3077	3077
65%-ig (Molverhältnis P:H =		-
1,27:1)		-
Härter	400	-	500	500	500	500	500	500
(Ammoniumchlorid, 15%-ige		268
Lösung)		4000
Paraffinemulsion 50$-ig	250	65	25O	25O	250	250	250	250
Ammoniak 25° Baume	5	-	-	. -	-	-	-
Formaldehydbindendes Mittel
Probe 1	307	-	-	-	-	-
Probe 2	-	307	-	-	-	-
Probe 3	-	-	307	-	-	-
Probe 4	-	-	-	307	-	-
Probe 5	-	-	-	-	307	-
Probe 6	-	-	-	-	-	307
Wasser	-	-	-	-		-
Summe	4134	4134	4134	4134	4134	4134
Gelzeit in see	66	65	67	66	62	69

- 21 -

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg .Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C,

ρ und der Druck beträgt 35 kg/cm . D:

erzeugten Platten sind 40 χ 56 cm.

2 und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der

Die erhaltenen Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durch- - schnittswerte:

Vergleich	1	2	3	4	5	6. ...
688	689	687	685	690	685	692
19,6	19,5	18,3	19,5	20,1	19,3	19,4
0,71	0,69	0,67	0,73	0,7**	0,72	0,70
) 7,0	6,5	5,0	5,5	6,1	6,5	6,2
) 19,7	19,3	20,0	19,8	19,5	20,1	19,9
16,1	8,9	8,6	11,0	9,0	9,8	8,5

Dichte (kg/nr) Biegefestigkeit (N/mm ) Zugfestigkeit (N/mm ) 2-Stunden-Dickenquellung (%) 24-Stunden-Dickenquellung (%) Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Formaldehydverringerung {%) - 45 47 32 44 39 4'7

Die oben zusammengestellten Resultate beweisen, dass alle verwendeten Proben Werte ergeben, die dem Vergleich äquivalent sind, während die Verringerung des Formaldehyds in der Grössenordnung von 32 bis 47 % liegt.

Beispiel 7

In diesem Beispiel werden drei verschiedene Typen von Hydroxylgruppen enthaltenden organischen Verbindungen, nämlich Dextrin, Phenol und Resorcin, verwendet .

Ein einwertiger Alkohol, der als Additiv wirkt und von Methanol verschieden ist, wird ebenfalls erläutert, nämlich Ethylalkohol.

Probe 1 Probe 2 Probe 3 Probe 4

Monoethylenglycol	230	-	-	-
Dextrin	-	l40	-	-
Phenol	-	-	130 ,	-
Resorcin	-	-	-	130
Methanol	-	140	130	130
Ethanol	80	-	-	-
Harnstoff	350	350	370	370
Wasser	340	370	370	370
	1000·	1000	1000	1000
% Feststoffe	66	63	63	63

Alle- oben aufgeführten Zahlen sind Gewichtsteile. Die Proben von formaldehydbindenen Mitteln werden in diesem Beispiel verwendet, um einen Teil des

verwendeten Harzes zu ersetzen.

Die verwendeten Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 1 2 3 ¹^

g g g g ' g

Harnstoff-Formaldehyd- 3077 2770 2770 2770 2770 Harz (Molverhältnis F:H = 1,27:1)

Härter 400 500 400 450 400

(Ammoniumchlorid, 15^-ige Lösung)

Paraffinemulsion 50#-ig 250 250 250 250 250

15 Ammoniak 25 Baume 5

Formaldehydbindendes Mittel

Probe 1 - 307

Probe 2 307

Probe 3 - 307

Probe 4 ' - - - - 307

Wasser · ' 268

Summe 4000 3827 3727 3777 3727

Gelzeit in see 65 64 62 63 63

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm.

Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C, und der Druck beträgt 35 kg/cm' sind 40 χ 56 cm.

2 beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der gepressten Platten

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durchschnittswerte.

Vergleich	1	2	3	.4
702	698	695	705	710
20,1	19,5	19,7	20,0	20,8
' 0,75	0,70	. 0,75	0,73	0,72
7,1	6,8	6,5	6,3	6,6
20,3	21,5	21,3	21,8	21,3
13,1	9,6	9,2	8,2	10

Dichte (kg/m⁵)

ο Biegefestigkeit (N/mm )

Zugfestigkeit (N/mm²) 2-Stunden-Dickenquellung (%) 24-Stunden-Dickenquellung (%) Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Formaldehydverringerung (50 27 30 37 24 rv>

- 2β -

Die oben angegebenen Resultate beweisen, dass alle Proben Werte haben, die denjenigen der Vergleichsprobe j die kein formaldehydbindendes Mittel enthält, äquivalent sind, obgleich das letztere in den anderen Formulierungen eine äquivalente Menge Harnstoff-Formaldehyd-Harz ersetzt. Die Verringerung des Formaldehydes variiert in diesem Beispiel von 24 bis 37 %.

Beispiel 8

In diesem Beispiel wird nur ein Typ von formaldehydbindendem Mittel verwendet, und das Harz ist ein Phenol-Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz.

Das verwendete formaldehydbindende Mittel hat die folgende Formulierung:

Gewichtsteile

Monoethylenglycol 300

Harnstoff 330

Wasser · 370

20 1000'

Die verwendeten Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 1

Phenol-Melamin-Harnstoff-

Formaldehyd-Harz 63%-ig 56OO 5600

Härter (15,5^-ige wässrige

Ammoniumchloridlösung)	840	840
Paraffinemulsion 50^-ig	150	150
Formaldehydbindendes Mittel	-	56Ο
Summe	6590	7150
Gelzeit in see	73	79

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf 25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse, beträgt 200 ⁰C,

2 und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der

erzeugten Platten betragen 40 χ 56 cm.

Vergleich	!· ···
705	695
26,2	25,9
0,27-	0,26
2,7.	2,6
7,1	6,2
12,0	11,3
12,8	7

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt; es handelt sich um Durchschnittswerte. ' .

Dichte (kg/m³)

15 Biegefestigkeit (N/mm )

Zugfestigkeit (N/mm )

Zugfestigkeit VlOO (N/mm²) 2-Stunden-Dickenquellung (%) 24-Stunden-Dickenquellung {%) 20 Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Formaldehydverringerung {%) - 45

Die oben aufgeführten Resultate beweisen, dass das erfindungsgemässe formaldehydbindende Mittel auch für Phenol-Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harze verwendet werden kann und die Emission von freiem Formaldehyd beträchtlich verringert, ohne die Eigenschaften der Platten nachteilig zu beeinflussen

.

Beispiel 9

In diesem Beispiel enthält das verwendete' formaldehydbindende Mittel eine anorganische Verbindung '

[Komponente (d)], die in diesem Falle Natriumchlorid ist.

Das verwendete formaldehydbindende Mittel hat 5 die folgende .Formulierung:

	Gewichtsteile
Monoethylenglycol 100%-ig	270
Harnstoff 100^-ig	318
10 Natriumchlorid 100#-ig	50
Wasser	362 -
Summe	1000
% Peststoffe	63,8

15 Die in den verschiedenen Proben verwendeten

Leimformulierungen sind folgendermassen:

Vergleich 1

20 Harnstoff-Formaldehyd-Harz 3077 2770 (Molverhältnis F:H = 1,27:1)

Härter	400	-	450
(Ammoniumchlorid, 15^-ige		268
Lösung)		4000	-
25 Paraffinemulsion 50#-ig	250	65	250
Ammoniak 25 Baume	5	-
Formaldehydbindendes Mittel	307
Wasser	-
Summe	3777
30 Gelzeit in see	64

Im Laboratorium werden einschichtige Platten hergestellt, indem man jede dieser Formulierungen auf

25 kg Holzschnitzel sprüht. Platten werden bei 10, 9 und 8 Sekunden/mm gepresst. Die Dicke der Platten beträgt 17,3 mm. Die Temperatur der Presse beträgt 200 ⁰C,

und der Druck beträgt 35 kg/cm . :

pressten Platten sind 40 χ 56 cm.

und der Druck beträgt 35 kg/cm . Die Abmessungen der ge-

Vergleich	··]_
695	699
19,9	19,5
0,71	0,73
7,0	6,6
20,5	20,8
17	9,5

10

Dichte (kg/m³)

Biegefestigkeit (N/mm )

2 Zugfestigkeit (N/mm )

15 2-Stunden-Dickenquellung

24-Stunden-Dickenquellung (%) Freier Formaldehyd (mg/100 g trockene Platte)

Formaldehydverringerung {%) - 44

Die Resultate beweisen, dass die das formaldehydbindende Mittel enthaltende Probe Werte ergibt, die denjenigen der Vergleichsprobe äquivalent sind, und zwar trotz der Tatsache, dass das formaldehydbindende Mittel einen Teil des Harnstoff-Formaldehyd-Harzes in der Formulierung ersetzt. Die Verringerung des Formaldehyds beträgt 44 %.

Claims

- 30 - . . Erfindungsanspruch

1 bis 4 Kohlenstoffatomen löslich ist·

1. Formaldehydbindendes Mittel für die Verwendung in Platten, die aus Holzcellulosematerialien unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis von Formaldehyd hergestellt werden, gekennzeichnet dadurch, daß es eine Lösung von

(b) mindestens einem Amid in Wasser aufweist·

2. Formaldehydbindendes Mittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es zusätzlich (c) eine organische Verbindung enthält, die als Lösungsmittel für (a) und (b) wirkt und auch mit Formaldehyd reagiert*

3· Formaldehydbindendes Mittel nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (c) ein einwertiger aliphatischer Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist·

4· Formaldehydbindendes Mittel nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß es außerdem (d) eine in Wasser lösliche anorganische Verbindung enthält.

5· Formaldehydbindendes Mittel nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (d) ein wasserlösliches Halogenwasserstoffsalz ist#

6· Formaldehydbindendes Mittel nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (d) ein wasserlösliches Halogenid eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls ist.

7. Pormaldehydbindendes Mittel nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (d) Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Calciumchlorid ist·

8. Pormaldehydbindendes Mittel nach einem der Punkte 1 bis 7» gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (a) in Wasser oder in einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit

9· Pormaldehydbindendes Mittel nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (a) aus bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltenden zweiwertigen, dreiwertigen und fünfwertigen Alkoholen, bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltenden Monosacchariden, bis zu 12 Kohlenstoffatome enthaltenden Disacchariden und Polysacchariden mit einer Ostwald-Yiskosität bis zu 200 mPas bei 25 ⁰G und einer Konzentration, die 37 % Refraktion entspricht, gewählt ist·

10· Pormaldehydbindendes Mittel nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (a) aus aromatischen Alkoholen und Phenolen gewählt ist·

11· Pormaldehydbindendes Mittel nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (a) aus nur einen Benzolring enthaltenden einwertigen und mehrwertigen aromatischen Alkoholen sowie einwertigen und mehrwertigen Phenolen gewählt ist» „

12· Pormaldehydbindendes Mittel nach einem der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (b) in Wasser oder in einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen löslich ist·

13, gekennzeichnet dadurch, daß das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) plus Komponenten (c) und (d), falls vorhanden, zu Komponente (b) 10:100 bis 400:100 beträgt.

13· Pormaldehydbindend.es Mittel nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (b) aus bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltenden aliphatischen Amiden und nur einen Benzolring enthaltenden aromatischen Amiden gewählt ist·

14, gekennzeichnet dadurch, daß es 20 bis 80 Gew.-% der wirksamen Bestandteile enthält·

14· Formaldehydbindendes Mittel nach einem der Punkte 1 bis

15· Formaldehydbindendes Mittel nach einem der Punkte 1 bis

16· Verfahren zur Herstellung des formaldehydbindenden Mittels nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß man

(a) mindestens eine organische Hydroxylverbindung mit Ausnahme von einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,

(b) mindestens ein Amid sowie

(c) gegebenenfalls mindestens eine organische Verbindung, (V) die als Lösungsmittel für (a) und (b) wirkt und auch

mit Formaldehyd reagiert, und

(d) gegebenenfalls eine in Wasser lösliche anorganische Verbindung

und Wasser bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 70 ⁰G mischt.

17· Verfahren nach Punkt 16, gekennzeichnet dadurch, daß man als Komponente (c) einen einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verwendet.

18· Verfahren nach Funkt 16 oder 17» gekennzeichnet dadurch, daß man als Komponente (d) ein wasserlösliches Halogenwasserstoff salz verwendet.

19· Verfahren nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß man als Komponente (d) ein wasserlösliches Halogenid eines Alkalimetalle oder eines Brdalkalimetalls verwendet·

20· Verfahren nach Punkt 19, gekennzeichnet dadurch, daß man als Komponente (d) Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Calciumchlorid verwendet.

21· Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (a) in Wasser oder in einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen löslich ist.

22. Verfahren nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (a) aus bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltenden zweiwertigen, dreiwertigen und fünf wertigen Alkoholen, bis zu 6 Kohlenstoff a tome enthaltenden Mono sacchari den, bis zu 12 Kohlenstoff atome enthaltenden Di sacchari den und Polysacchariden mit einer Ostwald-Viskosität bis zu 200 mPas bei 25 ⁰G und einer Konzentration, die 37 % Refraktion entspricht, gewählt ist·

23» Verfahren nach Punkt 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (a) aus aromatischen Alkoholen und Phenolen gewählt ist» ^ - ,

24· Verfahren nach Punkt 23» gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (a) aus nur einen Benzolring enthaltenden einwertigen und mehrwertigen aromatischen Alkoholen sowie einwertigen und mehrwertigen Phenolen gewählt ist·

25· Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 24» gekennzeichnet dadurch, daß die Komponente (b) in Wasser oder in einwertigen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen löslich ist·

26· Verfahren nach Punkt 25» gekennzeichnet dadurch, daß Komponente (b) aus bis zu 6 Kohlenstoffatome enthaltenden aliphatischen Amiden und nur einen Benzolring enthaltenden aromatischen Amiden gewählt ist·

27· Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 26, gekennzeichnet dadurch, daß das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) plus Komponenten (c) und (d), falls vorhanden, zu Komponente (b) 10:100 bis 400:100 beträgt.

28· Verfahren nach einem der Punkte 16 bis 27, gekennzeichnet dadurch, daß das formaldehydbindende Mittel 20 bis 80 Gew»-% der wirksamen Bestandteile enthält·