DE2832509C2

DE2832509C2 - Process for the production of chipboard

Info

Publication number: DE2832509C2
Application number: DE2832509A
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing.(grad.) 3400 Göttingen Ernst
Original assignee: DEUTSCHE NOVOPAN KG 3400 GOETTINGEN DE; Deutsche Novopan Kg 3400 Goettingen
Current assignee: Glunz AG
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE2832509B1; CH641405A5; SE433470B; DK311779A; FR2431915A1; ATA467179A; AT367080B; BE877888A; SE7906051L; FR2431915B3

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelschicht 2 bis 7% Harnstoff-Formaldehydharz und 1 bis 3% Harnstoff und 3 bis 1% Isocyanat Verwendung finden, und daß in der Deckschicht 10 bis S % Harnstoff-Formaldehydharz zusammen mit 1 bis 3% Harnstoff eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that 2 to 7% urea-formaldehyde resin and 1 to 3% urea and 3 to 1% isocyanate are used in the middle layer, and that in the top layer 10 to 5% urea-formaldehyde resin together with 1 to 3% urea can be used.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stoffe in einer Leimflotte gemischt angewandt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the individual substances in one Glue liquor can be used mixed.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelschicht etwa 2% Harnstoff-Formaldehydharz, 2% Isocyanat und 1% Harnstoff eingesetzt werden.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that about 2% in the middle layer Urea-formaldehyde resin, 2% isocyanate and 1% urea can be used.

5. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelschicht etwa 5% Harnstoff-Formaldehydharz, 1% Isocyanat und 1% Harnstoff Verwendung finden.5. The method according spoke 1 or 2, characterized in that about 5% in the middle layer Urea-formaldehyde resin, 1% isocyanate and 1% urea are used.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelschicht und/oder in der Deckschicht Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis zwischen 1:1,4 und 1:1,0 eingesetzt wird.6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that in the middle layer and / or urea and formaldehyde are used in the top layer in a molar ratio between 1: 1.4 and 1: 1.0 will.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten mit verminderter Formaldehydabspaltung durch Heißverpressen von mit Harnstoff-Formaldehydharz als Bindemittel versehenen Holzspänen, wobei als formaldehydbindendes Mittel Harnstoff zugesetzt und mitverpreßt wird.The invention relates to a process for the production of chipboard with reduced formaldehyde elimination by hot pressing of wood chips provided with urea-formaldehyde resin as a binding agent, whereby urea is added as a formaldehyde-binding agent and is also compressed.

Es ist bekannt, daß als Bindemittel für die preisgünstige Herstellung von Holzspanplatten in großem Umfange Harnstoff-Formaldehydharze eingesetzt werden. Dieses Bindemittel spaltet während der Verarbeitung und auch später Formaldehyd ab, so daß die zulässige maximale Konzentration an Formaldehyd in mit derartigen Platten ausgerüsteten Räumen od. dgl. überschritten werden kann.It is known to be used as a binder for inexpensive Manufacture of chipboard used in large quantities urea-formaldehyde resins will. This binder splits off formaldehyde during processing and also later, so that the maximum permissible concentration of formaldehyde in rooms equipped with such panels or the like. Can be exceeded.

Bei dem Verfahren der oben genannten Art (vgl. DE-OS 1653167) werden Leime auf der Grundlage von Harnstoff-Formaldehydkondensaten verwendet, die relativ geringe Mengen Formaldehyd, bezogen auf Harnstoff, einkondensiert enthalten. Dabei werden Molverhältnisse von 1:1,5 bis 1:1,8 angesprochen. Weiterhin wurde in dieser Druckschrift vorgeschlagen, Formaldehyd durch solche Stoffe zu binden, die hierfür geeignet sind, wie z. B. Harnstoff. Die Mengen dieser Zusatzstoffe sind aber beschränkt, weil durch die Zugabe zu dem Leim dessen Abbindegeschwindigkeit verringert und die Festigkeitseigenschaften der daraus hergestellten Spanplatten verschlechtert werden. In the process of the type mentioned above (see. DE-OS 1653167) glues are based on used by urea-formaldehyde condensates, which are relatively small amounts of formaldehyde, based on Contains urea condensed. Molar ratios of 1: 1.5 to 1: 1.8 are mentioned here. Furthermore, it was proposed in this publication to bind formaldehyde by substances that are suitable for this, such. B. urea. The amounts of these additives are limited, because by the addition to the glue reduces its setting speed and the strength properties of the chipboard made therefrom are deteriorated.

Aus der DE-OS 2 553 459 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten mit verminderter Formaldehydabspaltung bekannt. Dort wird festgestellt, daß der Einsatz von formaldehydarmen Harzen,From DE-OS 2 553 459 there is also a method for the production of chipboard with reduced formaldehyde release known. There it is stated that the use of low-formaldehyde resins,

ίο deren Molverhältnis Harnstoff/Formaldehyd bei etwa 1:1,4 liegt, nicht zum Ziel führt, obwohl er eine Verbesserung bringt. Es wird auch auf die Verschlechterung der Klebeeigenschaften der formaldehydarmen Harze hingewiesen sowie auf die Unmöglichkeit,ίο whose urea / formaldehyde molar ratio is around 1: 1.4 does not lead to the goal, although it is an improvement brings. It is also due to the deterioration in the adhesive properties of the low formaldehyde Resins and the impossibility

ι s Harze mit brauchbaren Klebeeigenschaften unter dem genannten Molverhältnis herzustellen. In der herangezogenen Druckschrift wird weiter festgestellt, daß alle formaldehydbindenden Zusätze zu den Leimflotten und/oder den Spänen unerwünschte Nebenwir-ι s resins with useful adhesive properties under the to produce said molar ratio. In the cited document it is further stated that all formaldehyde-binding additives to the glue liquor and / or the chips, undesirable side effects

kungen haben, insbesondere eine verminderte Aushärtegeschwindigkeit und schlechtere Festtgkeitseigenschaftcn. Weiterhin ist die Querzugsfestigkeit beeinträchtigt und die Quellung und auch die Wasseraufnahme erhöht, so daß sich derartige Verfahren, aufhave effects, in particular a reduced curing speed and inferior strength properties. Furthermore, the transverse tensile strength impaired and the swelling and also the water absorption increased, so that such a process on

die Späne oder einen Teil davon z. B. Harnstoff aufzubringen, in der Praxis nicht durchsetzen konnten. Deshalb wird in der DE-OS 2553459 als Trägerstoff Zellulosefaser vorgeschlagen, auf die das formaldehydbindende Mittel, beispielsweise Harnstoff, aufge-the chips or part thereof e.g. B. to apply urea, could not prevail in practice. Therefore, in DE-OS 2553459 cellulose fiber is proposed as a carrier material on which the formaldehyde-binding Agents, for example urea,

Hi bracht und aufgetrocknet werden soll, bevor der Zusatz zu den mit Harnstoff-Formaldehydharz als Bindemittel versehenen Heizspänen erfolgt. Auch hierbei wird für diese Sonderbehandlung vor dem eigentlichen Heißverpressen Harnstoff als geeignetesHi brought and should be dried up before adding to the heating chips provided with urea-formaldehyde resin as a binder. Even in this case, urea is the most suitable for this special treatment before the actual hot pressing

Mittel empfohlen. Es versteht sich, daß durch diese gesonderte Behandlung der Aufwand zur Herstellung von Spanplatten wesentlich vergrößert wird. Gleichzeitig ist aber in nachteiliger Weise ein Festigkeitsabfall zu beobachten, wenngleich dieser auch nicht so groß ist, wie bei direkter Zugabe des Harnstoffes innerhalb einer Bindemittelkombination aus Formaldehydharz und Harnstoff.Medium recommended. It goes without saying that this separate treatment reduces the cost of production is significantly enlarged by chipboard. At the same time, however, there is a disadvantageous decrease in strength to be observed, although this is also not as large as when the urea is added directly within a binder combination of formaldehyde resin and urea.

Aus der DE-OS 2444002 ist ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten bekannt, bei dem als Bindemittel Isocyanat eingesetzt wird. Zusätzlich werden die Späne vor, während oder nach dem Auftrag des Bindemittels mit einem Säureamid behandelt. Als ein geeignetes Säureamid wird Harnstoff empfohlen. Durch diese Behandlungsoll die Koch- bzw. Naßfestigkeit verbessert sein. Dabei wird die mehrfache Menge Isocyanat verglichen mit Harnstoff eingesetzt. Der Harnstoff kann aber hier nicht die Wirkung haben, Formaldehyd zu binden, da Isocyanat kein Formaldehyd abgibt.From DE-OS 2444002 a method for the production of chipboard is known in which as Isocyanate binder is used. In addition, the chips are taken before, during or after the job the binder treated with an acid amide. Urea is recommended as a suitable acid amide. This treatment is said to improve the boiling or wet strength. Thereby the multiple Amount of isocyanate used compared to urea. However, the urea cannot have the effect here To bind formaldehyde, as isocyanate does not give off formaldehyde.

Aus der Veröffentlichung von Stegmann, G., P. Schorning und W. Kratz »Untersuchungen über die Herstellbarkeit und Eigenschaften hochkunstharzhaltiger Holzspanwerkstoffe« Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen, Nr. 1875, Köln und Opladen 1967, Seite 28, ist es bekanntgeworden, daß durch erhöhten Bindemittelgehalt von Spanplatten die Festigkeit derselben gesteigert werden kann. Damit wird angeregt, den Festigkeitsverlust von Spanplatten dann, wenn dieser festgestellt wird, durch Er-From the publication by Stegmann, G., P. Schorning and W. Kratz "Investigations on the manufacturability and properties of high-synthetic resin-containing wood-chip materials «Research report of the State of North Rhine-Westphalia, No. 1875, Cologne and Opladen 1967, page 28, it has become known that due to the increased binder content of chipboard the strength of the same can be increased. This stimulates the loss of strength of chipboard then, when this is established, by

_b-, höhung des Bindemittelgehaltes zu begegnen, wobei der erhöhte Bindemittelgehalt gleichmäßig auf die gesamte Platte verteilt wird. Andererseits ist es aus der Zeitschrift »Holz als Roh- und Werkstoff« 2y (1971), _b - to counter an increase in the binder content, the increased binder content being distributed evenly over the entire plate. On the other hand, it is from the magazine "Wood as Raw and Material" 2y (1971),

2,45 bis 50, bekannt, Harnstoff-Formaldehydharz mit Isocyanat zusammen als Bindemittel zu verwenden, um die Festigkeit von nur mit Harnstoff-Formaldehydharz verleimten Platten zu steigern. Es liegt deshalb nahe, in der gesamten Platte, dann, wenn durch die Zugabe von Harnstoff als formaldehydbindendes Mittel die Spanplattenfestigkeit bei einer Belsimung der Späne mit Harnstoff-Formaldehydharz leidet, diesen Festigkeitsverlust durch die Zugabe von Isocyanat auszugleichen. Durch den Einsatz des relativ teuren Isocyanates in der Gesamtplatte verschlechtert sich jedoch die Wirtschaftlichkeit eines solchen Vorschlages zur Herstellung von Spanplatten. ■2.45 to 50, known to use urea-formaldehyde resin together with isocyanate as a binder, to increase the strength of panels only glued with urea-formaldehyde resin. It is therefore close, in the entire plate, then if by the addition of urea as a formaldehyde-binding agent Medium the chipboard strength suffers if the chips are coated with urea-formaldehyde resin, Compensate for this loss of strength by adding isocyanate. By using the relatively expensive Isocyanates in the entire board, however, worsens the economic viability of such a proposal for the production of chipboard. ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzuenrwicksln, daß sich bei Beibehaltung der Zugabe von Harnstoff zu dem Harnstoff-Formaldehydharz formaldehydarme (praktisch formaldehydfreie) Spanplatten mit guter Wirtschaftlichkeit herstellen lassen und dabei eine Verringerung der Aushärtegeschwindigkeit und eine Verschlechterung der Festigkeitseigenschaften der damit hergestellten Spanplatten vermeiden läßt. Auch die Quellung und Wasseraufnahme soll nicht verschlechtert werden.The invention is based on the object of further developing the method of the type described above, that while maintaining the addition of urea to the urea-formaldehyde resin Produce low-formaldehyde (practically formaldehyde-free) chipboard with good economic efficiency and thereby a reduction in the curing speed and a deterioration in the strength properties the chipboard produced with it can be avoided. The swelling and water absorption should also not be impaired.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sowohl in der Mittelschicht als auch in der Deckschicht Harnstoff-Formaldehydharz und Harnstoff ohne Trägerstoff eingesetzt werden und daß in der Mittelschicht bei mäßigen Bindemittelanteilen zusätzlich Isocyanat Verwendung findet und in der Deckschicht ein hoher Bindemittelanteil von Harnstoff-Formaldehydharz und Harnstoff allein Anwendung findet. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, in der Mittelschicht den schädlichen Auswirkungen des Harnstoffzusatzes durch die Verwendung von Isocyanat zu begegnen. Das wirkt sich in zweifacher Hinsicht vorteilhaft aus. Ein.nal wird der durch den Harnstoffzusatz bedingte Abfall der Klebekraft beseitigt, weil das Isocyanat auch in sich abgeschlossene Gruppen von Harnstoffharz und Harnstoff wieder vernetzend zusammenfügt. Andererseits wird dabei kein zusätzliches Wasser eingetragen, also der Wasseranteil innen fertigungsgerecht kleingehalten. Weiterhin nutzt die Erfindung in geschickter Weise die Erkenntnis, in der Deckschicht höhere Bindemittelanteile und auch höhere Wasseranteile verkraften zu können, weil hier höhere Temperaturen einwirken und der Wasserdampf bei kurzer Preßzeit abgeführt bzw. als Wärmeträger genutzt werden kann. Außerdem kommt das der fertigungsbedingten Notwendigkeit entgegen, die in der Deckschicht zwecks höherer Verdichtung beim Pressen notwendige höhere Feuchtigkeit zur Verfügung zu stellen.According to the invention this is achieved in that both in the middle layer and in the top layer Urea-formaldehyde resin and urea are used without a carrier and that in the middle layer with moderate proportions of binder, isocyanate is also used and in the top layer a high binder content of urea-formaldehyde resin and urea alone is used. the Invention is based on the knowledge in the middle class the harmful effects of the addition of urea counter this by using isocyanate. That works in two ways advantageous. On the one hand, the drop in adhesive strength caused by the addition of urea is eliminated because the isocyanate also re-crosslinking self-contained groups of urea resin and urea put together. On the other hand, no additional water is introduced, i.e. the water content inside Small enough for production. Furthermore, the invention cleverly uses the knowledge in which Top layer to be able to cope with higher proportions of binder and also higher proportions of water, because here higher temperatures act and the water vapor is carried away with a short pressing time or as a heat transfer medium can be used. In addition, this meets the production-related necessity that in the top layer for the purpose of higher compaction during pressing, the necessary higher moisture is available to deliver.

In der Mittelschicht findet vorzugsweise 2 bis 7% Harnstoff-Formaldehydharz und 1 bis 3 % Harnstoff und 3 bis 1 % Isocyanat Verwendung, während in der Deckschicht 10 bis 15% Harnstoff-Formaldehydharz zusammen mit 1 bis 3% Harnstoff eingesetzt werden. Die angegebenen Stoffe können einzeln oder in einer Leimflotte gemischt Anwendung finden. Für besonders niedrige Formaldehydabspaltung werden in der Mittelschicht etwa 2% Harnstoff-Formaldehydharz, 2% Isocyanat und 1% Harnstoff eingesetzt. Zur Verbesserung des Quellverhaltens kann in die Mittelschicht etwa 5% Harnstoff-Formaldehydharz mit 1% Isocyanat und 1% Harnstoff eingebracht werden. In the middle layer, 2 to 7% urea-formaldehyde resin and 1 to 3% urea and 3 to 1% isocyanate are used, while 10 to 15% urea-formaldehyde resin together with 1 to 3% urea are used in the top layer. The specified substances can be used individually or mixed in a glue liquor. For particularly low formaldehyde elimination, around 2% urea-formaldehyde resin, 2% isocyanate and 1% urea are used in the middle layer. To improve the swelling behavior, about 5% urea-formaldehyde resin with 1% isocyanate and 1% urea can be introduced into the middle layer.

In der Mittelschicht und/oder in der Deckschicht können Harnstoff und Formaldehyd im Molverhältnis zwischen 1:1,4 und 1:1,0 eingesetzt werden. Überraschenderweise lassen sich damit doch Platten mit den gewünschten Eigenschaften herstellen. Setzt man solche Harze nur in den äußeren Schichten, also in denIn the middle layer and / or in the top layer, urea and formaldehyde can be used in a molar ratio between 1: 1.4 and 1: 1.0 can be used. Surprisingly it can be used to produce panels with the desired properties. If you set such Resins only in the outer layers, i.e. in the

ίο Deckschichten ein, dann nutzt man die dort einwirkende höhere Temperatur über eine relativ längere Zeit, als dies vergleichsweise in der Mittelschicht der Fall ist. Daher kommt es in den äußeren Schichten auch bei diesen formaldehydarmen Harztypen nochίο cover layers, then you use the one acting there higher temperature over a relatively longer period of time than is comparatively high in the middle class Case is. This is why it still occurs in the outer layers of these low-formaldehyde resin types

is zu einer zufriedenstellenden Verklebung. Setzt man die formaldehydarmen Harztypen in der Mittelschicht ein, so wird ein Ausgleich durch die Anwesenheit des Isocyanats geschaffen, d. h. dem Abfall der mechanischen und hygroskopischen Eigenschaften wird durchis a satisfactory bond. If you set the low-formaldehyde resin types in the middle layer are compensated for by the presence of the Isocyanate created, d. H. the drop in mechanical and hygroscopic properties is caused by

den Zusatz von Isocyanat entgegengewirkt. Darüber hinaus bindet das Isocyanat auch den als Formaldehydfänger eingesetzten Harnstoff.counteracted the addition of isocyanate. In addition, the isocyanate also binds the formaldehyde scavenger used urea.

In der Zeichnung äst eine dreischichtige Spanplatte dargestellt, bestehend aus der Mittelschicht 1 und denIn the drawing, a three-layer chipboard is shown, consisting of the middle layer 1 and the

beiden Deckschichten 2. Die Deckschichten 2 weisen eine höhere Verdichtung auf, weil sie mit höheren Feuchtigkeitsgehalten eingesetzt werden und im übrigen auch eine andere größenordnungsmäßige Zusammensetzung der Holzspäne besitzen. Die Bindemittel-two outer layers 2. The outer layers 2 have a higher compression because they are with higher Moisture contents are used and, moreover, a different composition of the order of magnitude of wood chips own. The binder

anteile sind so verteilt, wie dies schon beschrieben wurde.proportions are distributed as already described.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Ausführungsbeispiele:The following exemplary embodiments serve to further explain the invention:

1. 8,40 kg Mittelschichtspäne mit einer Feuchte von 5% werden in einem Mischer mit 0,96 kg einer wäßrigen Lösung besprüht, die 0,32 kg Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Molverhältnis von 1:1,3 und 0,16 kg Harnstoff enthält. Danach werden 0,16 kg Diphenylmethandiisocyanat auf die Späne gesprüht.1. 8.40 kg of middle layer chips with a moisture content of 5% are sprayed in a mixer with 0.96 kg of an aqueous solution containing 0.32 kg of urea-formaldehyde resin with a molar ratio of 1: 1.3 and 0.16 kg of urea contains. Then 0.16 kg of diphenylmethane diisocyanate are sprayed onto the chips.

4,32 kg Deckschichtspäne mit einer Feuchte von 8% werden mit 1,12 kg einer wäßrigen Lösung besprüht, die 0,48 kg Harnstoff-Formaldehydharz mit einem MoIverhältnis von 1:1,2 und 0,08 kg Harnstoff enthält.
Mittel- und Deckschichtspäne werden zu einem dreischichtigen Formling aufgeschüttet und in einer beheizten Presse bei einer Temperatur von 170° C und einer Preßzeit von 5 Minuten zu einer 20 mm dicken Platte im Format 1 X 1 m² verpreßt.4.32 kg of top layer chips with a moisture content of 8% are sprayed with 1.12 kg of an aqueous solution containing 0.48 kg of urea-formaldehyde resin with a molar ratio of 1: 1.2 and 0.08 kg of urea.
Middle and top layer chips are poured into a three-layer molding and pressed in a heated press at a temperature of 170 ° C. and a pressing time of 5 minutes to form a 20 mm thick sheet 1 × ^{1 m 2.}

2. Es wird verfahren wie im Beispiel 1, nur daß die Mittelschichtspäne mit 0,48 kg einer wäßrigen Lösung besprüht werden, die 0,32 kg Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Molverhältnis von 1:1,4 und 0,16 kg Harnstoff enthält. Anschließend erfolgt eine Besprühung mit 0,08 kg Diphenylmethandiisocyanat.2. The procedure is as in Example 1, except that the middle layer chips with 0.48 kg of an aqueous Solution to be sprayed containing 0.32 kg of urea-formaldehyde resin with a molar ratio of 1: 1.4 and 0.16 kg of urea. This is followed by spraying with 0.08 kg Diphenylmethane diisocyanate.

3. Es wird verfahren wie unter Anspruch 1, nur daß f,o die Mittelschichtspäne mit 1,12 kg einer wäßrigen Lösung besprüht werden, die 0,40 kg Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Molverhältnis 1:1, 0,08 kg Harnstoff und 0,08 kg Diphenylmethandiisocyanat enthält.3. The procedure is as in claim 1, except that f, o the middle layer chips with 1.12 kg of an aqueous Sprayed solution containing 0.40 kg of urea-formaldehyde resin with a molar ratio 1: 1 contains 0.08 kg of urea and 0.08 kg of diphenylmethane diisocyanate.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of chipboard with reduced formaldehyde release by Hot pressing of wood chips provided with urea-formaldehyde resin as a binder, whereby urea is added and compressed as a formaldehyde-binding agent, characterized in that that both in the middle layer and in the top layer urea-formaldehyde resin and urea are used without a carrier, and that in the middle class with moderate Binder proportions isocyanate is also used and in the top layer a high proportion of binder of urea-formaldehyde resin and urea alone is used.