BRPI0815337B1 - LIGNOCELLULOSE WOOD MATERIALS, AND THEIR PRODUCTION PROCESS - Google Patents
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Description
[001] A presente invenção se refere a processos para a produção de materiais de madeira a partir de produtos de fragmentação contendo lignocelulose, em que esses materiais de madeira apresentam uma emissão reduzida de compostos orgânicos voláteis (VOC) e aqui, especialmente de aldeídos, mas também formaldeído. Mais precisamente, a presente invenção se refere a processos para a produção de materiais de madeira com emissão reduzida de compostos orgânicos voláteis e eventualmente formaldeído, em que é utilizada uma certa combinação de compostos, que reduzem a emissão de compostos orgânicos voláteis e formaldeído do material de madeira produzido. Além disso, a presente invenção se refere aos materiais de madeira produzíveis com este processo, especialmente placas OSB, placas de aglomerado de madeira e placas MDF. Finalmente, a presente invenção disponibiliza composições, que são adequadas no tratamento de materiais de madeira, para reduzir a emissão de formaldeído e compostos orgânicos voláteis e seu uso correspondente.[001] The present invention relates to processes for the production of wood materials from fragmentation products containing lignocellulose, in which these wood materials have a reduced emission of volatile organic compounds (VOC) and here, especially of aldehydes, but also formaldehyde. More precisely, the present invention relates to processes for the production of wood materials with reduced emission of volatile organic compounds and eventually formaldehyde, in which a certain combination of compounds is used, which reduce the emission of volatile organic compounds and formaldehyde from the material of wood produced. In addition, the present invention relates to the wood materials that can be produced with this process, especially OSB boards, chipboard boards and MDF boards. Finally, the present invention provides compositions, which are suitable in the treatment of wood materials, to reduce the emission of formaldehyde and volatile organic compounds and their corresponding use.
Estado da Técnica [002] Lignocelulose ou materiais contendo lignocelulose, tais como madeira e produtos de fragmentação de madeira e materiais de madeira produzidos a partir desses, tais como placas de materiais de madeira, contêm, entre outros, compostos orgânicos voláteis (VOC) e compostos orgânicos muito voláteis (VVOC), tal como formaldeído. Como compostos orgânicos voláteis são reunidas todas as substâncias orgânicas voláteis, cujo tempo de retenção no cromatograma gasoso se encontra entre C6 (hexano) e C16 (hexadecano). Nos compostos orgânicos muito voláteis incluem-se, entre outros, também ácido fórmico e formaldeído. A expressão aldeídos, tal como é utilizado no presenteState of the Art [002] Lignocellulose or materials containing lignocellulose, such as wood and wood fragmentation products and wood materials produced from them, such as wood material boards, contain, among others, volatile organic compounds (VOC) and very volatile organic compounds (VVOC), such as formaldehyde. As volatile organic compounds, all volatile organic substances are combined, whose retention time in the gas chromatogram is between C6 (hexane) and C16 (hexadecane). Very volatile organic compounds include, among others, formic acid and formaldehyde. The expression aldehydes, as used in the present
Petição 870180161261, de 11/12/2018, pág. 7/40Petition 870180161261, of 12/11/2018, p. 7/40
2/16 caso, não compreende apenas os compostos voláteis, mas sim, também todos os outros aldeídos, especialmente formaldeído, quando não é exposto de outro modo.2/16 case, it does not comprise only volatile compounds, but also all other aldehydes, especially formaldehyde, when not otherwise exposed.
[003] Compostos orgânicos voláteis e compostos orgânicos muito voláteis, dependendo da natureza e do estado das lignoceluloses, tais como da espécie de madeira, da duração da armazenagem, das condições de armazenagem da madeira ou dos produtos de fragmentação das lignoceluloses, estão presentes em diferente composição química e quantidades. Os VOCs originam-se, nesse caso, essencialmente de substâncias de extratos das lignoceluloses, por exemplo, da madeira ou de produtos de transformação. Representantes proeminentes desses são substâncias com alfa-pinen, beta-pinen, delta-3-carn. Esses componentes são encontrados principalmente na madeira de coníferas. Produtos de transformação, que ocorrem, por exemplo, durante a armazenagem e do beneficiamento da madeira e dos produtos de fragmentação, são por exemplo, pentanal e hexanal. Principalmente madeira de coníferas, a partir das quais são produzidas principalmente placas de aglomerado de madeira, placas de fibras de média densidade (MDF) ou placas OSB, contêm grandes quantidades de resina e gorduras, que levam à formação de compostos de terpeno orgânicos voláteis e aldeídos. Em parte, essas substâncias também são formadas através da degradação dos componentes principais da madeira, tais como lignina, celulose e hemicelulose. VOCs e aldeídos, tal como formaldeído, também podem ser formados durante o emprego de certos adesivos para a produção dos materiais de madeira.[003] Volatile organic compounds and very volatile organic compounds, depending on the nature and condition of the lignocelluloses, such as the species of wood, the duration of storage, the conditions of storage of the wood or the fragmentation products of the lignocelluloses, are present in different chemical composition and quantities. VOCs originate, in this case, essentially from substances extracted from lignocelluloses, for example, from wood or from transformation products. Prominent representatives of these are substances with alpha-pinen, beta-pinen, delta-3-carn. These components are found mainly in coniferous wood. Transformation products, which occur, for example, during the storage and processing of wood and fragmentation products, are, for example, pentanal and hexanal. Mainly coniferous wood, from which mainly chipboard boards, medium density fiber boards (MDF) or OSB boards, contain large amounts of resin and fats, which lead to the formation of volatile organic terpene compounds and aldehydes. In part, these substances are also formed through the degradation of the main components of wood, such as lignin, cellulose and hemicellulose. VOCs and aldehydes, such as formaldehyde, can also be formed during the use of certain adhesives for the production of wood materials.
[004] Um fato conhecido de modo geral é que todos os materiais de madeira inclusive placas de aglomerado de madeira, placas de fibras e placas OSB distribuem tanto formaldeído quanto também VOC e aldeídos ao ar ambiente. Tal como já foi citado, essas emissões são causadas tanto através de uma degradação química dentro da madeira,[004] A generally known fact is that all wood materials including chipboard, fiber boards and OSB boards distribute both formaldehyde and VOC and aldehydes to ambient air. As already mentioned, these emissions are caused both by chemical degradation within the wood,
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3/16 quanto também através da degradação química dos adesivos contendo formaldeído utilizados. No caso da emissão de VOC, ao contrário, há exclusivamente liberações condicionadas pela madeira, essas dividemse nas chamadas emissões primárias de substâncias constitutivas de madeira levemente voláteis, tais como terpenos ou produtos de degradação químicos, tais como ácido acético e as chamadas emissões secundárias ou terciárias, por exemplo, aldeídos superiores, tais como pentanal ou ácidos carboxílicos superiores. Esses produtos de degradação formam-se através de processos oxidativos de longa duração de substâncias constitutivas de madeira, tais como ácidos graxos, mas também de lignina, celulose e hemicelulose.3/16 and also through the chemical degradation of the formaldehyde-containing adhesives used. In the case of VOC emissions, on the contrary, there are exclusively releases conditioned by wood, these are divided into the so-called primary emissions of slightly volatile wood constituent substances, such as terpenes or chemical degradation products, such as acetic acid and so-called secondary emissions or tertiary, for example, higher aldehydes, such as pentanal or higher carboxylic acids. These degradation products are formed through long-term oxidative processes of wood-constituting substances, such as fatty acids, but also of lignin, cellulose and hemicellulose.
[005] Nos adesivos, tais como são atualmente utilizados na produção de materiais de madeira, tais como placas OSB, placas de fibras de média densidade e outras, incluem-se adesivos de aminoplasto, tais como adesivos de ureia-formaldeído (adesivos UF), adesivos de melamina-ureia-fenol-formaldeído (adesivos MUPF) ou adesivos de melamina-ureia-formaldeído (adesivos MUF). Outros adesivos, tais como são tipicamente utilizados em materiais de madeira, compreendem adesivos à base de diisocianatos (PMDI), adesivos de poliuretano, adesivos de fenol-formaldeído (adesivos PF) e/ou adesivos de tanino-formaldeído (adesivos TF) ou misturas destes. Na área das placas de fibras, por exemplo, são usados principalmente adesivos de aminoplasto. Uma liberação dos VOCs e do formaldeído realizam-se tanto durante a produção dos materiais de madeira, quanto também após sua produção ou durante sua aplicação. Na produção das placas de fibras, por exemplo, no tratamento termo hidrolítico dos materiais contendo lignocelulose, pode ocorrer uma degradação química parcial da madeira. Os compostos levemente voláteis, formados nesse caso, tais como aldeídos e ácidos, emitem, então, durante o processo de produção posterior ou na utilização posterior dos materiais de madeira[005] Adhesives, as they are currently used in the production of wood materials, such as OSB boards, medium density fiber boards and others, include aminoplasts adhesives, such as urea-formaldehyde adhesives (UF adhesives) , melamine-urea-phenol-formaldehyde adhesives (MUPF adhesives) or melamine-urea-formaldehyde adhesives (MUF adhesives). Other adhesives, such as are typically used in wood materials, comprise diisocyanate-based adhesives (PMDI), polyurethane adhesives, phenol-formaldehyde adhesives (PF adhesives) and / or tannin-formaldehyde adhesives (TF adhesives) or mixtures of these. In the area of fiber boards, for example, mainly aminoplast adhesives are used. A release of VOCs and formaldehyde takes place both during the production of the wood materials, as well as after its production or during its application. In the production of fiber boards, for example, in the thermo-hydrolytic treatment of materials containing lignocellulose, partial chemical degradation of wood may occur. The slightly volatile compounds formed in this case, such as aldehydes and acids, then emit during the later production process or in the later use of wood materials
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4/16 produzidos. Do mesmo modo, eles podem ter uma influência negativa sobre a resistência à colagem e, dessa maneira, influenciar negativamente as propriedades dos materiais de madeira produzidos. [006] Pelos motivos mencionados acima, o objeto da presente invenção, utilizando os aditivos químicos, limitar a emissão de VOC (especialmente dos aldeídos) e preferivelmente também a emissão de formaldeído de materiais de madeira para um baixo nível. Nesse caso, deveria interferir-se tão pouco quanto possível no processo tecnológico da produção de materiais de madeira, para evitar adaptações tecnológicas caras ou medidas de transformação. Além disso, deve ser evitada igualmente uma perturbação química do processo. Ao utilizar os adesivos contendo formaldeído convencional, seu endurecimento realiza-se sob temperaturas elevadas e pressão elevada. Outros valores característicos importantes são o valor de pH como medida para a presença de ácidos ou bases e a capacidade tampão como medida para a resistência contra a modificação do valor de pH (por exemplo, através da adição de endurecedores). Por conseguinte, uma perturbação do valor de pH necessário que, por exemplo, em adesivos de aminoplasto que endurecem acidamente se encontra entre 5 e 6 ou em adesivos PF que endurecem alcalinicamente se encontra na faixa de 8 a 9 ou em adesivos PMDI que endurecem neutralmente se encontra na faixa de 6 a 8 e da capacidade tampão presente, deve ser evitada tanto quanto possível. Além disso, um objeto da presente invenção é manter a emissão de aldeídos e VOC baixa durante todo o período, isto é, durante a produção e a subsequente utilização mais prolongada dos materiais de madeira produzidos.4/16 produced. In the same way, they can have a negative influence on the bond strength and, in this way, negatively influence the properties of the wood materials produced. [006] For the reasons mentioned above, the object of the present invention, using chemical additives, is to limit VOC emissions (especially from aldehydes) and preferably also the formaldehyde emission of wood materials to a low level. In this case, as little interference as possible should be made in the technological process of producing wood materials, in order to avoid expensive technological adaptations or transformation measures. In addition, chemical disturbance of the process must also be avoided. When using adhesives containing conventional formaldehyde, they harden at high temperatures and high pressure. Other important characteristic values are the pH value as a measure for the presence of acids or bases and the buffer capacity as a measure for resistance against changing the pH value (for example, through the addition of hardeners). Therefore, a disruption of the required pH value, for example, in acid-curing aminoplast adhesives, is between 5 and 6 or in alkaline-hardening PF adhesives, is in the range of 8 to 9 or in neutrally curing PMDI adhesives is in the range of 6 to 8 and the buffer capacity present, should be avoided as much as possible. In addition, an object of the present invention is to keep aldehyde and VOC emissions low throughout the period, that is, during production and the subsequent more prolonged use of the produced wood materials.
Descrição da Invenção [007] O objeto é resolvido pelo fato, de que uma composição especial é acrescentada aos produtos de fragmentação contendo lignocelulose para, através da reação com os VOCs e os aldeídos,Description of the Invention [007] The object is solved by the fact, that a special composition is added to the fragmentation products containing lignocellulose to, through the reaction with VOCs and aldehydes,
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5/16 modificá-los de maneira tal, que eles não emitam mais dos produtos de fragmentação ou dos materiais de madeira produzidos a partir desses produtos de fragmentação. Os compostos formados nesse caso têm um peso molecular tão elevado, que eles não são mais voláteis e dessa maneira, não contribuem mais também não mais a longo prazo para as emissões de VOC ou emissões de aldeídos.5/16 modify them in such a way that they no longer emit fragmentation products or wood materials produced from these fragmentation products. The compounds formed in this case have such a high molecular weight that they are no longer volatile and thus no longer contribute any more to VOC emissions or aldehyde emissions any longer.
[008] Nesse caso, tal como foi dito, também o valor de pH e a capacidade tampão dos materiais de madeira têm um papel importante. Por conseguinte, é importante, não apenas durante o tratamento, mas também no material de madeira fabricado, manter tanto o valor de pH, como também a capacidade tampão em valores correspondentes, de maneira que ocorra a menor transformação possível para VOCs e aldeídos durante o emprego dos materiais de madeira. Nesse caso, o valor de pH deveria ser ajustado preferivelmente em uma faixa de 5 a 6 ou de 6 a 9, de acordo com o adesivo aplicado. Isto é, por exemplo, em uma ótima faixa de pH, que é mantida através da adição do aditivo de acordo com a invenção, é possível não apenas uma redução da emissão do VOC, mas sim, esse sistema também não tem qualquer influência negativa sobre os processos de beneficiamento, tal como um pré-endurecimento do adesivo, um endurecimento insuficiente, uma qualidade deficiente da colagem e outros, tal como ocorrem nas alterações do valor de pH.[008] In this case, as has been said, the pH value and buffering capacity of wood materials also play an important role. It is therefore important, not only during treatment, but also in the manufactured wood material, to maintain both the pH value and the buffering capacity at corresponding values, so that the least possible transformation for VOCs and aldehydes occurs during the use of wood materials. In this case, the pH value should preferably be adjusted in a range of 5 to 6 or 6 to 9, according to the adhesive applied. That is, for example, in an optimum pH range, which is maintained through the addition of the additive according to the invention, it is possible not only a reduction in VOC emission, but yes, this system also has no negative influence on beneficiation processes, such as pre-hardening of the adhesive, insufficient hardening, poor bonding quality and others, such as changes in the pH value.
[009] Presentemente foi verificado, que ao adicionar pelo menos dois componentes, que são selecionados de dois grupos i) até iv) diferentes uns dos outros, tal como citado abaixo, as desvantagens descritas são reduzidas ou limitadas. Através da mistura, os valores de pH e as capacidades tampão podem ser levados para um nível tecnicamente conveniente, sem ocorrer uma perturbação do processo de produção ou uma degradação química posterior dos componentes dos materiais de madeira. Ao contrário do estado da técnica, por[009] Currently it has been found that by adding at least two components, which are selected from two groups i) to iv) different from each other, as mentioned below, the disadvantages described are reduced or limited. Through mixing, the pH values and buffer capacities can be brought to a technically convenient level, without disturbing the production process or subsequent chemical degradation of the components of the wood materials. Contrary to the state of the art, for
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6/16 exemplo, o WO 2007/012350 ou DE 101 60 316, na qual é aplicado somente um componente (bissulfito), o que modifica tanto o valor de pH como também a capacidade tampão dos componentes do material de madeira fabricado, como também os componentes individuais durante a produção, essa combinação de pelo menos dois componentes permite uma limitação das modificações no valor de pH e da capacidade tampão.6/16 example, WO 2007/012350 or DE 101 60 316, in which only one component (bisulfite) is applied, which changes both the pH value and the buffering capacity of the components of the manufactured wood material, as well as the individual components during production, this combination of at least two components allows a limitation of changes in pH value and buffer capacity.
[0010] O uso de respectivamente um componente ou de misturas, que influenciam o valor de pH negativamente, isto é, deslocam o valor de pH de maneira tal, que a ótima faixa de pH para o adesivo é abandonada, como capturadores para VOCs e aldeídos está associado com as seguintes desvantagens: existe o perigo do pré-endurecimento ou da inibição do adesivo usado antes do próprio estágio de produção da ligação, tal como da compressão por calor. Além disso, existe o perigo de um endurecimento insuficiente durante a compressão por calor, especialmente quando é utilizada uma solução de sulfito com valor de pH alcalino acima de 8 ou solução de bissulfito com um valor de pH ácido abaixo de 5. Finalmente, existe o perigo de uma degradação química do adesivo e/ou de componentes da madeira e/ou substâncias constitutivas da madeira através de hidrólise com a influência de ácidos latentes e/ou lixívias livres ou latentes remanescentes no material de madeira.[0010] The use of a component or mixtures, respectively, which negatively influence the pH value, that is, shift the pH value in such a way that the optimal pH range for the adhesive is abandoned, as captors for VOCs and aldehydes are associated with the following disadvantages: there is a danger of pre-hardening or inhibiting the adhesive used before the production stage of the bond itself, such as heat compression. In addition, there is a danger of insufficient hardening during heat compression, especially when a sulfite solution with an alkaline pH value above 8 or bisulfite solution with an acid pH value below 5 is used. Finally, there is the danger of chemical degradation of the adhesive and / or wood components and / or substances constituting the wood through hydrolysis with the influence of latent acids and / or free or latent liquids remaining in the wood material.
[0011] Uma outra desvantagem do WO 2007/012350 é a limitação sobre placas de fibras, pois o bissulfito é acrescentado às aparas picadas antes do refinador, enquanto a presente invenção pode ser utilizada para todos os materiais de madeira. Uma outra desvantagem deste processo é a introdução no refinador, pois dessa maneira as perdas através da evaporação de SO2 e através da água separada por pressão são particularmente elevadas. Enquanto o WO 2007/012350 se refere exclusivamente ao formaldeído, foi possível verificar[0011] Another disadvantage of WO 2007/012350 is the limitation on fiber boards, as bisulfite is added to the chopped chips before the refiner, while the present invention can be used for all wood materials. Another disadvantage of this process is the introduction into the refiner, because in this way the losses through the evaporation of SO2 and through the water separated by pressure are particularly high. While WO 2007/012350 refers exclusively to formaldehyde, it was possible to verify
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7/16 surpreendentemente, que através da aplicação de pelo menos dois componentes, as emissões de compostos orgânicos voláteis também podem ser eficientemente reduzidas.7/16 surprisingly, that by applying at least two components, emissions of volatile organic compounds can also be efficiently reduced.
[0012] Em contrapartida, presentemente a adição do aditivo é efetuada somente após a fragmentação dos produtos de fragmentação, por exemplo, após o refinador no caso de fibras. Preferivelmente, a aplicação dos aditivos é efetuada imediatamente após a introdução do adesivo. Dessa maneira, os aditivos não servem para desintegrar a madeira.[0012] On the other hand, at present the addition of the additive is carried out only after the fragmentation of the fragmentation products, for example, after the refiner in the case of fibers. Preferably, the application of the additives is carried out immediately after the introduction of the adhesive. In this way, the additives do not serve to disintegrate the wood.
[0013] Esses problemas podem ser reduzidos através da combinação de pelo menos dois componentes, que são selecionados de dois grupos i) até iv) diferentes uns dos outros. Por conseguinte, uma vantagem essencial da presente invenção é a estabilização do valor de pH e conservação da capacidade tampão, para diminuir, dessa maneira, a emissão de VOC e aldeídos, tal como formaldeído.[0013] These problems can be reduced by combining at least two components, which are selected from two groups i) to iv) different from each other. Therefore, an essential advantage of the present invention is the stabilization of the pH value and conservation of the buffer capacity, in order to decrease, in this way, the emission of VOC and aldehydes, such as formaldehyde.
[0014] Nesse caso, os grupos i) até iv) são os seguintes:[0014] In this case, groups i) to iv) are as follows:
o grupo i) compreende sais de sulfito de hidrogênio, por exemplo, da fórmula geral MeHSO3 ou Me(HSO3)2, em que Me representa um íon de metal alcalino, metal alcalinoterroso ou amônio, tal como hidrogenossulfito de sódio, hidrogenossulfito de amônio, hidrogenossulfito de lítio, hidrogenossulfito de potássio, hidrogenossulfito de cálcio, hidrogenossulfito de magnésio e outros. [0015] Como sal de sulfito de hidrogênio utiliza-se preferivelmente o hidrogenossulfito de sódio ou hidrogenossulfito de amônio, especialmente hidrogenossulfito de amônio.group i) comprises hydrogen sulphite salts, for example, of the general formula MeHSO3 or Me (HSO3) 2, where Me represents an alkali metal, alkaline earth metal or ammonium ion, such as sodium hydrogen sulfite, ammonium hydrogen sulfite, lithium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, calcium hydrogen sulfite, magnesium hydrogen sulfite and others. [0015] As the hydrogen sulphite salt, sodium hydrogensulfite or ammonium hydrogensulfite, preferably ammonium hydrogensulfite, is preferably used.
[0016] Compostos do grupo ii) sais de sulfito compreendem sais de sulfito, por exemplo, compostos da fórmula geral MeSO3 ou Me(SO3)2, em que Me representa um íon de metal alcalino, metal alcalinoterroso ou amônio e eventualmente estão presentes dois íons de Me, tal como nos sulfitos de metais alcalinos ou de amônio. Sais de sulfito adequados[0016] Compounds of group ii) sulfite salts comprise sulfite salts, for example, compounds of the general formula MeSO3 or Me (SO3) 2, where Me represents an alkali metal, alkaline earth metal or ammonium ion and eventually two are present Me ions, as in the alkali metal or ammonium sulfites. Suitable sulfite salts
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8/16 são especialmente sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de magnésio, sulfito de cálcio, sulfito de amônio, de modo muito particular, sulfito de amônio.8/16 are especially sodium sulfite, potassium sulfite, magnesium sulfite, calcium sulfite, ammonium sulfite, in particular, ammonium sulfite.
[0017] Esses componentes dos grupos i) e ii), dos sais de sulfito de hidrogênio e sais de sulfito, convertem-se, por exemplo, rapidamente com compostos de aldeído, tal como formaldeído, formando, por exemplo, compostos de adição de hidrogenossulfito de formaldeído ou sulfito de formaldeído pouco solúvel. Por esse meio, as emissões diminuem de forma muito efetiva e a curto prazo. Além disso, os componentes mencionados têm propriedades antioxidantes e dessa maneira, podem suprimir as emissões de VOC, que são causadas pela oxidação. Além disso, os componentes apresentam propriedades de tamponamento e permitem estabilizar o valor de pH do material de madeira e também o adesivo endurecido e, com isso, evitar uma hidrólise tanto do material de madeira, como também do adesivo. O sulfito, tal como também componentes de sulfito de hidrogênio, reagem, além disso, com ligações duplas isoladas, tais como estão contidas, por exemplo, em terpenos, graxas ou ácidos graxos, através da redução ou adição com esses compostos.[0017] These components of groups i) and ii), of the hydrogen sulfite salts and sulfite salts, convert, for example, quickly with aldehyde compounds, such as formaldehyde, forming, for example, formaldehyde hydrogen sulphite or poorly soluble formaldehyde sulphite. In this way, emissions are reduced very effectively and in the short term. In addition, the mentioned components have antioxidant properties and in this way, they can suppress VOC emissions, which are caused by oxidation. In addition, the components have buffering properties and allow to stabilize the pH value of the wood material and also the hardened adhesive and, thus, prevent hydrolysis of both the wood material and the adhesive. Sulfite, as well as hydrogen sulfite components, also react with isolated double bonds, such as are contained, for example, in terpenes, greases or fatty acids, by reducing or adding them.
[0018] Em uma forma de concretização preferida, neste processo de acordo com a invenção, tanto pelo menos um sal de hidrogenossulfito, como também pelo menos um sal de sulfito são acrescentados aos produtos de fragmentação. No caso dos sais empregados dessa maneira, trata-se preferivelmente de hidrogenossulfito de amônio e/ou de hidrogenossulfitos de sódio ou sulfito de sódio e/ou sulfito de amônio. O emprego de uma combinação de sulfito de amônio/hidrogenossulfito de amônio é preferido de modo muito particular.[0018] In a preferred embodiment, in this process according to the invention, both at least one hydrogen sulfide salt and at least one sulfite salt are added to the fragmentation products. In the case of salts used in this way, it is preferably ammonium hydrogen sulfite and / or sodium hydrogen sulfite or sodium sulfite and / or ammonium sulfite. The use of an ammonium sulfite / ammonium hydrogen sulfite combination is particularly preferred.
[0019] Através da combinação adequada de sulfito e hidrogenossulfito, é possível alcançar o valor de pH desejado e atuar[0019] Through the appropriate combination of sulfite and hydrogen sulfide, it is possible to reach the desired pH value and act
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9/16 nessa faixa como tampão. Especialmente por isso, são vantajosas, por exemplo, misturas equimolares dos sulfitos/hidrogenossulfitos para registrar uma capacidade tampão na faixa neutra. Particularmente uma mistura 1:1 de sulfito de amônio/hidrogenossulfito de amônio mostrouse como sendo particularmente adequada. Mas também podem ser aplicadas outras combinações na faixa entre 1:3 até 3:1, especialmente se por esse meio é possível obter um ótimo valor de pH para a próxima condução do processo. Isso podem ser facilmente efetuado através de medições adequadas no adesivo empregado (por exemplo, medições do tempo de gelificação, medições do tempo de endurecimento) no estágio preliminar.9/16 in this range as a buffer. For this reason, for example, equimolar mixtures of sulfites / hydrogensulphites are advantageous for recording buffer capacity in the neutral range. In particular, a 1: 1 mixture of ammonium sulfite / ammonium hydrogen sulfite was shown to be particularly suitable. But other combinations in the range of 1: 3 to 3: 1 can also be applied, especially if it is possible to obtain an optimum pH value for the next process. This can easily be done through suitable measurements on the adhesive used (for example, gelling time measurements, hardening time measurements) at the preliminary stage.
[0020] O grupo iii) compreende ureia e derivados de ureia, tais como monometilolureia, metilenoureia. Preferivelmente, utiliza-se ureia.[0020] Group iii) comprises urea and urea derivatives, such as monomethylolurea, methylene urea. Preferably, urea is used.
[0021] A ureia reage igualmente com formaldeído formando monoe dimetilolureia. Essa reação ocorre de forma muito lenta e permite, dessa maneira, uma diminuição a longo prazo do nível de formaldeído nos materiais de madeira. O emprego exclusivamente de ureia, contudo, não é conveniente, pois a reação com formaldeído é efetuada muito lentamente e se trata de uma reação de equilíbrio, de maneira que o formaldeído também pode ser novamente cedido em um momento posterior.[0021] Urea also reacts with formaldehyde to form mono and dimethylolurea. This reaction takes place very slowly and thus allows a long-term decrease in the level of formaldehyde in wood materials. The use of exclusively urea, however, is not convenient, since the reaction with formaldehyde is carried out very slowly and it is a equilibrium reaction, so that formaldehyde can also be transferred again at a later time.
[0022] Em uma outra forma de concretização preferida, uma combinação de um componente do grupo iii) e pelo menos de um componente dos grupos i) e ii) é acrescentada aos produtos de fragmentação no processo de acordo com a invenção. Com base nos diferentes modos de reação ou tempos de reação dos componentes acrescentados em relação ao formaldeído e VOC, uma emissão de VOC e formaldeído pode ser modificada tanto a curto prazo como também a longo prazo e com isso, as propriedades dos materiais de madeira podem ser otimizadas.[0022] In another preferred embodiment, a combination of a component of group iii) and at least one component of groups i) and ii) is added to the fragmentation products in the process according to the invention. Based on the different reaction modes or reaction times of the components added in relation to formaldehyde and VOC, an emission of VOC and formaldehyde can be modified both in the short term and also in the long term and with this, the properties of wood materials can be optimized.
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10/16 [0023] O grupo iv) compreende hidróxidos de metais alcalinos, metais alcalinoterrosos e amônio. Preferivelmente, utilizam-se hidróxido de sódio e hidróxido de amônio. Outros hidróxidos adequados incluem hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio, hidróxido de cálcio. Esse componente hidróxido do grupo iv) é necessário, em primeira linha, para ajustar o valor de pH, mas pode impedir a degradação hidrolítica de adesivos de endurecimento ao ácido, tais como adesivos UF, MUF, MUPF. Em formas de concretização preferidas, acrescentam-se aos produtos de fragmentação pelo menos em cada caso um componente dos grupos i) e ii) diferentes entre si, ureia e/ou hidróxidos de metais alcalinos, metais alcalinoterrosos o amônio. Por esse meio, obtêm-se uma otimização das capacidades tampão dos materiais de madeira obtidos e um valor de pH particularmente adequado. Por esse meio, os processos de degradação dos materiais de madeira e dos adesivos contidos nesses diminuem no decorrer do tempo.10/16 [0023] Group iv) comprises hydroxides of alkali metals, alkaline earth metals and ammonium. Preferably, sodium hydroxide and ammonium hydroxide are used. Other suitable hydroxides include potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide. This hydroxide component of group iv) is necessary, in the first line, to adjust the pH value, but it can prevent the hydrolytic degradation of acid hardening adhesives, such as UF, MUF, MUPF adhesives. In preferred embodiments, at least in each case, a component of groups i) and ii) different from each other, urea and / or hydroxides of alkali metals, alkaline earth metals or ammonium are added to the fragmentation products. Hereby, optimization of the buffer capacities of the wood materials obtained and a particularly suitable pH value are obtained. By this means, the degradation processes of the wood materials and adhesives contained in them decrease over time.
[0024] De modo particularmente preferido, utiliza-se uma combinação de um sal de sulfito de hidrogênio, de um sal de sulfito e eventualmente de ureia ou derivado de ureia.[0024] Particularly preferably, a combination of a hydrogen sulphite salt, a sulphite salt and possibly urea or urea derivative is used.
[0025] Preferivelmente, o pelo menos um sal de sulfito de hidrogênio é acrescentado em uma quantidade de 0,1% em peso, em relação à lignocelulose atro. A quantidade de sal de sulfito de hidrogênio é preferivelmente de 0,1% em peso a 5% em peso, em relação à lignocelulose atro. A quantidade de sal de sulfito é igualmente de pelo menos 0,1% em peso, em relação à lignocelulose atro, tal como 0,1% em peso a 5% em peso. Preferivelmente, são utilizadas quantidades, em cada caso, de 0,2% em peso a 1,5% em peso, de sulfito ou sulfito de hidrogênio, por exemplo, de uma mistura com cerca de 50% de teor sólido com 1% dosada para madeira atro. A quantidade de ureia encontra-se preferivelmente na faixa de 0,5% em peso a 5% em peso, em relação à lignocelulose atro. A quantidade de hidróxido de metal[0025] Preferably, at least one hydrogen sulfite salt is added in an amount of 0.1% by weight, in relation to the lignocellulose atro. The amount of hydrogen sulphite salt is preferably from 0.1% by weight to 5% by weight, in relation to the lignocellulose atro. The amount of the sulfite salt is also at least 0.1% by weight, relative to the lignocellulose atro, such as 0.1% by weight to 5% by weight. Preferably, amounts are used, in each case, from 0.2% by weight to 1.5% by weight, of hydrogen sulphite or sulphite, for example, of a mixture with about 50% of solid content with 1% metered. for atro wood. The amount of urea is preferably in the range of 0.5% by weight to 5% by weight, in relation to the lignocellulose atro. The amount of metal hydroxide
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11/16 alcalino, metal alcalinoterroso e amônio encontra-se preferivelmente na faixa de 0,1% em peso a 3% em peso, em relação à lignocelulose atro. [0026] A presente invenção se refere, além disso, a composições, que a seguir também são designadas como solução capturadora, para o tratamento de materiais de madeira e para a redução da emissão de compostos orgânicos voláteis (VOC) e aldeídos abrangidos por esses, mas também de formaldeído compreendendo pelo menos em cada caso um componente de:11/16 alkaline, alkaline earth metal and ammonium are preferably in the range of 0.1% by weight to 3% by weight, in relation to lignocellulose atro. [0026] The present invention also relates to compositions, which are also referred to below as capturing solution, for the treatment of wood materials and for the reduction of the emission of volatile organic compounds (VOC) and aldehydes covered by these , but also of formaldehyde comprising at least in each case a component of:
i) sal de sulfito de hidrogênio ii) sal de sulfito eventualmente com a outra adição de pelo menos um componente de iii) e/ou iv):i) hydrogen sulphite salt ii) sulphite salt possibly with the other addition of at least one component of iii) and / or iv):
iii) ureia e derivados de ureia e iv) hidróxido de metal alcalino, metal alcalinoterroso ou amônio.iii) urea and urea derivatives; and iv) alkali metal hydroxide, alkaline earth metal or ammonium.
[0027] No caso do sal de sulfito ou sal de sulfito de hidrogênio tratase preferivelmente daqueles derivados de sódio e amoníaco. No caso do composto hidróxido trata-se preferivelmente de hidróxido de sódio. [0028] Uma outra forma de concretização preferida, se refere a uma composição da natureza mencionada acima, na qual pelo menos um sal de sulfito de hidrogênio e sal de sulfito é empregado em combinação com ureia e/ou derivado de ureia.[0027] In the case of the sulfite salt or hydrogen sulfite salt, it is preferable to treat those derived from sodium and ammonia. In the case of the hydroxide compound, it is preferably sodium hydroxide. [0028] Another preferred embodiment relates to a composition of the nature mentioned above, in which at least one hydrogen sulfite salt and sulfite salt is used in combination with urea and / or urea derivative.
[0029] A solução capturadora pode ser aplicada na produção de todos os materiais de madeira, sendo que a adição conforme o processo de acordo com a invenção é convenientemente efetuada através de instalações comuns na indústria para a dosagem de adesivos, tais como tambor de colagem, Colagem tipo “blow-line” ou colagem a seco. Além disso, de acordo com a invenção, a adição da solução à esteira através de bocais é possível diretamente antes da prensa quente. Preferivelmente, o aditivo não é misturado com o adesivo, mas sim,[0029] The capturing solution can be applied in the production of all wood materials, and the addition according to the process according to the invention is conveniently carried out through common facilities in the industry for the dosage of adhesives, such as glue drum , Blow-line bonding or dry bonding. Furthermore, according to the invention, the addition of the solution to the conveyor through nozzles is possible directly before the hot press. Preferably, the additive is not mixed with the adhesive, but rather,
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12/16 antes ou depois de aplicar o adesivo este é acrescentado aos produtos de fragmentação imediatamente antes da prensagem a quente. Nesse caso, este não é limitado apenas aos adesivos contendo formaldeído, mas sim, estende-se também a todos os outros adesivos termo- ou duroplásticos, que podem ser aplicados nos materiais de madeira, tal como, por exemplo, PMDI.12/16 before or after applying the adhesive it is added to the fragmentation products just before hot pressing. In this case, it is not limited only to adhesives containing formaldehyde, but also extends to all other thermo- or duraplastic adhesives, which can be applied to wood materials, such as, for example, PMDI.
[0030] É dada particular preferência a uma composição contendo a 90% em peso, de sulfito de amônio a 90% em peso, de hidrogenossulfito de amônio a 90% em peso, de hidrogenossulfito de sódio a 90% em peso, de sulfito de sódio a 90% em peso, de ureia a 10% em peso, de hidróxido de sódio, sendo que os componentes dos grupos i) e ii) estão presentes em uma quantidade de pelo menos 0,1% em peso.[0030] Particular preference is given to a composition containing 90% by weight, 90% by weight of ammonium sulphite, 90% by weight of ammonium hydrogen sulphite, 90% by weight of sodium hydrogen sulphite, sodium at 90% by weight, urea at 10% by weight, sodium hydroxide, the components of groups i) and ii) being present in an amount of at least 0.1% by weight.
[0031] Finalmente, a presente invenção põe materiais de madeira à disposição, que podem ser obtidos conforme o processo de acordo com a invenção. Esses materiais de madeira destacam-se por uma emissão reduzida de compostos orgânicos voláteis, especialmente dos aldeídos inclusive formaldeído. Nesse caso, trata-se especialmente de placas de fibras, tais como placas de HDF ou MDF ou OSB.[0031] Finally, the present invention makes wooden materials available, which can be obtained according to the process according to the invention. These wood materials stand out for their reduced emission of volatile organic compounds, especially aldehydes including formaldehyde. In this case, these are especially fiber boards, such as HDF or MDF or OSB boards.
[0032] A seguir, a invenção é detalhadamente ilustrada com auxilio de exemplos, sem limitá-la a esses.[0032] Next, the invention is illustrated in detail with the aid of examples, without limiting it to them.
Exemplo 1Example 1
Produção de HDF pobre em emissão [0033] De acordo com processos conhecidos, foram produzidas placas de HDF, sendo que nos materiais de madeira de acordo com a invenção, introduziu-se por dosagem uma mistura 1:1 de solução de sulfito de amônio (a 35%) e solução de hidrogenossulfito de amônio (a 70%, fração de 45% de SO2) diretamente por um bocal separado naProduction of low emission HDF [0033] According to known processes, HDF plates were produced, and in the wood materials according to the invention, a 1: 1 mixture of ammonium sulfite solution ( 35%) and ammonium hydrogen sulfite solution (70%, 45% SO2 fraction) directly through a separate nozzle in the
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13/16 ”blow-line”. Os valores obtidos para a distribuição do formaldeído determinados de acordo com a EN 120 ou EN 717-2 são mostrados na tabela 1.13/16 "blow-line". The values obtained for the distribution of formaldehyde determined according to EN 120 or EN 717-2 are shown in table 1.
Tabela 1Table 1
diminuem nitidamente.decrease sharply.
Exemplo 2Example 2
Produção de placas de aglomerado de madeira pobres em emissão [0035] De acordo com processos conhecidos, foram produzidas placas de aglomerado de madeira. Nesse caso, uma mistura 1:1 de solução de sulfito de amônio (a 35%) e solução de hidrogenossulfito de amônio (a 70%, fração de 45% de SO2) foi introduzida por dosagem no tambor de colagem através de um bocal separado. Nesse caso, foram usados 4 kg de solução para 100 kg de adesivo. Além disso, a ureia foi acrescentada em uma quantidade de 0,5% em peso à madeira atro. Em seguida, a distribuição de formaldeído das amostras foi determinada de acordo com a EN 120 e determinada com o método do dessecador de acordo com JIS A 5908.Production of low emission chipboard [0035] According to known processes, chipboard boards were produced. In this case, a 1: 1 mixture of ammonium sulfite solution (35%) and ammonium hydrogen sulfite solution (70%, 45% SO2 fraction) was introduced by dosing into the glue drum through a separate nozzle. . In this case, 4 kg of solution for 100 kg of adhesive were used. In addition, urea was added in an amount of 0.5% by weight to the lumber. Then, the formaldehyde distribution of the samples was determined according to EN 120 and determined using the desiccator method according to JIS A 5908.
[0036] Os valores são mostrados na tabela 2.[0036] The values are shown in table 2.
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14/1614/16
Tabela 2Table 2
Na tabela 2 é evidente, que a distribuição de formaldeído pode ser reduzida.Table 2 shows that the distribution of formaldehyde can be reduced.
Exemplo 3Example 3
Produção de OSB pobre em emissão [0037] De acordo com processos conhecidos foram produzidas placas OSB, sendo que nos materiais de madeira de acordo com a invenção, uma mistura de 1:1 de solução de sulfito de amônio (a 35%) e solução de hidrogenossulfito de amônio (a 70%) em uma quantidade de 1% em relação à madeira atro foi acrescentada por dosagem aos produtos de fragmentação. Esta solução foi acrescentada através da camada de cola (Fa. Coil, Canadá) tanto nas ripas da camada de cobertura, como também nas ripas da camada central. O adesivo para a camada de cobertura (adesivo MUPF) e o adesivo para a camada central (PMDI) foi dosado através de bocais separados.Production of low emission OSB [0037] According to known processes, OSB plates were produced, and in the wooden materials according to the invention, a 1: 1 mixture of ammonium sulfite solution (35%) and solution of ammonium hydrogen sulfite (70%) in an amount of 1% in relation to the atro wood was added by dosage to the fragmentation products. This solution was added through the glue layer (Fa. Coil, Canada) both in the strips of the covering layer, as well as in the strips of the central layer. The adhesive for the covering layer (MUPF adhesive) and the adhesive for the central layer (PMDI) were dosed through separate nozzles.
[0038] Os valores obtidos para a distribuição do aldeído determinados de acordo com a DIN EN ISO 16000 são mostrados na tabela 3.[0038] The values obtained for the aldehyde distribution determined in accordance with DIN EN ISO 16000 are shown in table 3.
[0039] Em comparação com isso, a tabela 4 mostra os resultados de uma placa de controle, que não foi tratada com a composição de acordo com a invenção.[0039] In comparison with this, table 4 shows the results of a control board, which was not treated with the composition according to the invention.
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15/1615/16
Tabela 3Table 3
Resultados da determinação do aldeído da placa OSB de acordo com a invençãoResults of the determination of the aldehyde of the OSB plate according to the invention
Tabela 4Table 4
Resultados da determinação do aldeído da amostra de referênciaResults of the determination of the aldehyde in the reference sample
Na comparação da quantidade total de VOC durante um período de 28 dias, foram obtidos os seguintes valores:When comparing the total amount of VOC over a 28-day period, the following values were obtained:
Tabela 5Table 5
[0040] Tal como é evidente nos exemplos, de acordo com a invenção é possível reduzir nitidamente as emissões de VOC, mas também as emissões de formaldeído com auxílio da composição de acordo com a invenção. Os materiais de madeira obtidos dessa[0040] As is evident from the examples, according to the invention it is possible to significantly reduce VOC emissions, but also formaldehyde emissions with the aid of the composition according to the invention. The wood materials obtained from this
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16/16 maneira, destacam-se no uso posterior por emissões reduzidas de VOC e aqui especialmente por emissão reduzida de aldeído. Mas a emissão de formaldeído também é reduzida.16/16 way, they stand out in their later use for reduced VOC emissions and here especially for reduced aldehyde emission. But formaldehyde emissions are also reduced.
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