DD242198A1 - Verfahren zur flaechenverleimung von holz und holzwerkstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flaechenverleimung von Holz und Holzwerkstoffen mit Aminoplastharzen. Sie wird dadurch charakterisiert, dass fuer die Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen geeignete Aminoplastharze einer Viskositaet 2 000 mPas, gegebenenfalls nach Erhoehung der Viskositaet auf 2 000 mPas durch Konzentrierung bzw. Nachkondensation oder Kombination beider Massnahmen, mit einer lagerstabilen waessrigen Loesung eines formaldehydarmen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates, vorzugsweise des Harnstoff-Formaldehyd-Molverhaeltnisses 1:0,2 bis 1:0,7, auf die Verarbeitungsviskositaet eingestellt werden. Nach dem erfindungsgemaessen Verfahren werden bei guten Verarbeitungsbedingungen, insbesondere verbesserte Lagerstabilitaet der Leime und der Leimflotte sowie ausreichenden Warte- und Einlegezeiten, hohe Festigkeitswerte erzielt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Flächenverleimung von Holz und Holzwerkstoffen mit Aminoplastharzen. Das Verfahren kann vorzugsweise für die Herstellung von Verbundplatten und Sperrholz, für die Oberflächenbeschichtung von Massivholz und Spanplatten sowie für Konstruktionsverleimungen, wie sie u.a. im Fertighausbau erforderlich sind, Anwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Flächenverleimung von Holz und Holzwerkstoffen, die unter Verwendung von Aminoplastharzen bei erhöhten Temperaturen und Drücken durchgeführt wird, stellt spezielle Forderungen an die Leimeigenschaften und an die Verleimungsbedingungen, die insbesondere durch die Lagerstabilität des Leimes, die Topfzeit der Leimflotte, die zwischen dem Auftrag des Leimes und dem Einlegen der zu verleimenden Werkstücke in die Presse liegenden Wartezeit und die vom Einlegen der Werkstücke bis zum einsetzenden Kompressionsdruck gemessene Einiegezeit charakterisiert werden.

Die Erzielung guter Lagerstabilitäten wird dadurch erschwert, daß die für die Flächenverleimung verwendeten Harze hohe Viskositäten besitzen müssen, um das Eindringen des Harzes in das Werkstück weitgehend zu verhindern. Da der Viskositätsanstieg solcher Harze mit der Lagerzeit stark zunimmt und die Verarbeitung der Flächenleime an einen bestimmten Viskositätsbereich gebunden ist, kann es leicht zur Überlagerung der Flächenleime kommen.

Die Lagerstabilität kann durch den Zusatz stabilitätsfördernder Produkte, wiez. B. Sulfite und Bisulfite (siehe DE-OS 2324440) verbessert werden.

Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist, daß verfahrensfremde, ökonomisch ungünstige Zusätze erforderlich sind. Die Verlängerung der Topfzeit der Leimflotte kann durch den Zusatz von Rhodaniden (siehe DD-WP 17065) erreicht werden. Als Nachteil ist die damit verbundene Komplizierung des durch einige Rhodanide geförderten Härtungsvorganges anzusehen. Für die Verlängerung der Warte-und Einlegezeit sind hochmolekulare stärkehaltige Produkte (siehe DE-AS 1816 698), ParaTfine und Wachselsiehe DE-OS 2909566) sowie Härter- bzw. Puffersysteme (siehe DE-OS 2516327 und DE-OS 2715820) möglich. Während die Zusatzstoffe die Verleimung ökonomisch belasten, führt der Einsatz von Härter-und Puffersystemen zur Erhöhung des technologischen Aufwandes.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die aufgetretenen Nachteile bei der Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen mit Aminoplastharzen zu vermeiden bzw. weitgehend einzuschränken und ein Verfahren zu entwickeln, das die Flächenverleimung auf technisch,und ökonomisch vorteilhafte Weise gestattet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, durch das die Flächenverleimung von Holz und Holzwerkstoffen mit Aminoplastharzen bei guter Stabilität des Leimes und der Leimflotte sowie ausreichenden Warte- und Einlegezeiten möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen geeignete Aminoplastharze einer Viskosität > 200OmPa · s, gegebenenfalls nach Erhöhung der Viskosität auf > 200OmPa · s durch Konzentrierung bzw. Nachkondensation oder Kombination beider Maßnahmen, mit einer lagerstabilen wäßrigen Lösung eines formaldehydarmen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates, vorzugsweise des Harnstoff-Formaldehyd-Molverhältnisses 1:0,2 bis 1:0,7, auf die Verarbeitungsviskosität eingestellt werden.

Als Aminoplastharze für den Einsatz in das erfindungsgemäße Verfahren werden handelsübliche, für die Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen produzierte Melamin-Harnstoff-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehyd-Harze bevorzugt. Zum Beispiel sind Harnstoff-Formaldehyd-Harze des Molverhältnisses 1:1,2 bis 1:1,9 mit einem Festharzgehalt von 60 bis 70% und einer Viskosität von 500 bis 80OmPa · s, wie sie für die Spanplattenherstellung angeboten werden, geeignet. Es können aber auch Harze mit ähnlichen Molverhältnissen und höherer Viskosität, die speziell für die Flächenverleimung produziert werden, Verwendung finden. Die Modifizierung der Harze mit anderen Aminoplastbildnern oder Zusätzen, die für spezielle Eigenschaften oder Einsatzgebiete erforderlich sind, schränkt deren Einsatz im allgemeinen nicht ein.

Die Einstellung der für die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung notwendigen Viskosität von >2 000 mPa · s kann während der Harzherstellung erfolgen. Es ist aber auch möglich. Harze geringerer Viskosität durch Erhöhung der Festharzkonzentration oder Nachkondensation aufwerte >2000mPa seinzustellen. Im letztgenannten Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Erhöhung der Viskosität durch thermische Behandlung bei 80⁰C-IOO⁰C vorzunehmen. Harze, die den erforderlichen Viskositätswert durch natürliche Alterung erreicht haben, können ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.

Die Einstellung der Verarbeitungsviskosität, die in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet zwischen 1 500 und 500OmPa · s liegt, erfolgt mit lagerstabilen wäßrigen Lösungen formaldehydarmer HF-Kondensate, wie sie z. B. nach DD-WP 209710 erhalten werden. Nach dieser Patentschrift hergestellte Lösungen weisen bei einem Festharzgehalt von ca. 60% Viskositäten von 5 bis 1OmPa s auf und sind über mindestens 6 Monate lagerstabil. Das Harnstoff-Formaldehyd-Molverhältnis der Produkte liegt im Bereich zwischen 1:0,2 und 1:0,7. Die Mischung des Aminoplastharzes mit dem formaldehydarmen HF-Kondensat ist problemlos und kann nach den üblichen technischen Verfahren, z. B. in einem Rührwerk, sowohl beim Leimhersteller als auch beim Leimverbraucher durchgeführt werden. Die Mischung beim Leimverbraucher ist besonders dann vorteilhaft, wenn überlagerte Aminoplastharze vorliegen, die durch die Mischung mit dem formaldehydarmen HF-Kondensat der Wiederverwendung zugeführt werden können. Das für die erfindungsgemäße Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen erforderliche Mischungsverhältnis der Komponenten ist von der Viskosität der eingesetzten Aminoplastharze und der gewünschten Verarbeitungsviskosität abhängig. Im allgemeinen hat sich der Einsatz von 5 bis 15 Masse-Teilen formaldehydarmen HF-Kondensates auf 100 Masse-Teile Aminoplastharze als vorteilhaft erwiesen. Um dabei eine Verarbeitungsviskosität von beispielsweise ca. 200OmPa · szu erreichen, sind Viskositäten des Aminoplastharzes von ca. 3000 bis ca. 1000OmPa · s erforderlich.

Durch die erfindungsgemäße Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen werden bei guter Verarbeitbarkeit, die durch die verbesserte Stabilität des Leimes und der Leimflotte sowie durch ausreichende Warte- und Einlegezeiten charakterisiert ist, hohe Festigkeitswerte erreicht.·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll in nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Ein Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harz vom Molverhältnis 0,5:1,0:3,0, das 60,8% Festharz enthält und eine Viskosität von 52OmPa · saufweist, wird durch diedestillative Abtrennung von Wasser bei einem Druck von 2,7 kPa auf einen Festharzgehalt von 65,8% konzentriert, wobei sich die Viskosität auf 204OmPa · s erhöht.

Beim Einsatz des Produktes für die Flächenverleimung von Buchenholz werden folgende Kennwerte der Verarbeitung und der Verleimung erreicht:

Lagerstabilität des Leimes (Viskosität nach dreimonatiger Lagerung bei 20 ⁰C): 9 440 mPa s Verarbeitbarkeit der Leimflotte (100 Masse-Teile Leim, 4 Masse-Teile eines Gemisches

aus30% Ammoniumsulfat, 17% Hexamethylentetramin und 53% Harnstoff): 10 h

Wartezeit: · 38/nin

Scherfestigkeit: 4,25 MPa

Lagerungsfolge F (6 h in siedendem Wasser): · 1,84MPa

Beispiel 2

Die Viskosität eines Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harzes nach Beispiel 1 wird durch thermische Behandlung bei 9O⁰C auf 448OmPa · s erhöht. Nach Zugabe von 8 Masse-Teilen eines nach DD-WP 209710 erhaltenen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates, das bei einem Molverhältnis von 1:0,3 einen Viskositätswert von 6,2 mPa · saufweist und 60,2% Feststoff enthält, zu 100 Masse-Teilen Harz stellt sich eine Viskosität von 208OmPa · sein.

Beim Einsatz des Produktes für die Flächenverleimung von Buchenholz werden die folgenden, in Beispiel 1 erläuterten Kennwerte der Verarbeitung und der Verleimung erreicht:

Lagerstabilität des Leimes: 5 480 mPa · s

Verarbeitbarkeit der Leimflotte: 16h

Wartezeit: · 65 min

Scherfestigkeit 4,18MPa

Lagerungsfolge F: 1,87MPa

Beispiel 3

Ein Melamin-Harnstoff-Formajdehyd-Harz nach Beispiel 1 wird gemäß Beispiel 1 auf einen Festharzgehalt von 69,1% konzentriert, wobei sich die Viskosität auf 613OmPa s erhöht. Nach Zugabe von 12,5 Masse-Teilen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat nach Beispiel 2 zu 100 Masse-Teilen Harz stellt sich ein Viskositätswert von 211OmPa · sein. Beim Einsatz des Produktes für die Flächenverleimung von Buchenholz werden die folgenden, in Beispiel 1 erläuterten Kennwerte der Verarbeitung und der Verleimung erreicht:

Lagerstabilität des Leimes: 410OmPa-S Verarbeitbarkeit der Leimflotte: 21 h

Wartezeit: 78 min

Scherfestigkeit: 4,32MPa

Lagerungsfolge F: 1,79MPa

-3- Z4Z Tbö

Beispiel 4

Ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz vom Molverhältnis 1:1,78, das 67,2% Festharz enthält und eine Viskosität von 1 52OmPa · s aufweist, wird durch destillative Abtrennung von Wasser bei einem Druck von 2,7 kPa auf einen Festharzgehalt von 71,2% konzentriert, wobei sich die Viskosität auf 743OmPa · s erhöht.

Nach Zugabe von 6 Masse-Teilen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat gemäß Beispiel 2 auf 100 Masse-Teile Harz stellt sich ein Viskositätswert von 412OmPa · s ein.

Beim Einsatz des Produktes für die Flächenverleimung von Buchenholz werden die folgenden, in Beispiel 1 erläuterten Kennwerte der Verarbeitung und der Verleimung erreicht:

Lagerstabilität des Leimes: 623OmPa-S

Verarbeitbarkeit der Leimflotte: . 14 h

Wartezeit: 60 min

Scherfestigkeit: . 4,23MPa

Lagerungsfolge F: . 1,85MPa

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   Verfahren zur Flächenverleimung von Holz und Holzwerkstoffen mit Aminoplastharzen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verleimung von Holz und Holzwerkstoffen geeignete Aminoplastharze einer Viskosität > 200OmPa · s, gegebenenfalls nach Erhöhung der Viskosität auf > 2 000 mPa · s durch Konzentrierung bzw. Nachkondensation oder Kombination beider Maßnahmen, mit einer lagerstabilen wäßrigen Lösung eines formaldehydarmen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensates, vorzugsweise des Harnstoff-Formaldehyd-Molverhältnisses 1:0,2 bis 1:0,7, auf die Verarbeitungsviskosität eingestellt werden.