CH443535A

CH443535A - Bindemittelgemisch zum Leimen von Schichtholzmaterial

Info

Publication number: CH443535A
Application number: CH482864A
Authority: CH
Inventors: Erhard Moren Rolf
Original assignee: Mo Och Domsjoe Ab
Priority date: 1964-04-15
Filing date: 1964-04-15
Publication date: 1967-09-15
Also published as: DE1248842B

Description

Bindemittelgemisch zum Leimen von- Schichtholzmaterial Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Binde mittelgemische zum Leimen von Schichtholzmaterial, insbesondere Furnier, Sperrholz, lamelliertem Holz, Spanplatten, und ein Verfahren zum Herstellen solcher. Bindemittelgem sche.

Zusammengesetzte Holzgebilde der genannten Arten werden gewöhnlich durch Aufbringen einer Schicht einer viskosen Lösung einer Dispersion eines hitzehärt- baren Bindemittels auf die einzelnen Holzteilchen, die dann vereinigt und einer Wärme- und Druckeinwirkung ausgesetzt werden, verleimt;

Die besten hitzehärtbaren Bindemittel für diesen Zweck basieren auf hitzehärt- baren synthetischen Harzen,, wie Harnstofformaldehyd- harzen, Phenolformaldehydharzen, Resorzinfornra-ldehyd- harzen, Melaminformaldehydharzen und Furfuroiformal- dehydharzen,

die in teilweise kondensiertem Zustand aufgebracht und mit Hilfe eines Härters und Hitze und Druck während des Verleimens gehärtet werden.

Wenn das Bindemittel in dem.' teilweise kondensierten Zustand ein Feststoff ist,. wird= gewöhnlich ein Lösungsmittel, wie Wasser, zugesetzt, um die für das Auftragen auf das Holz geeignete flüssige? Konsistenz zu erhalten.

Bei der Polykondensation der Harze wird die Reak tion daher unterbrochen; wenn das Harz noch in Wasser in kolloidaler Form löslich ist. Der Leim wird haupt sächlich an die holzverarbeitende- Industrie als wässrige Lösung geliefert, beispielsweise werden Harnstofformal- dehydharze hauptsächlich als 50= bis 70 % ige wässrigge Lösung ausgeliefert.

Sie können jedoch auch manchmal sprühgetrocknet und' als wasserlösliche Pulver ausge- liefert werden. Bei der Verwendung des,. Leims in der holzverarbeitenden; Industrie wird ein.

Härter als ein Spezialgemisch dem Harz. zur Erhöhung der Polykon= densa-tionsgeschwindigkeit zugesetzt.. In- manchen- Fällen, beispielsweise in der Sperrholzindustrie, wird auch ein Streckmittel dem., Harz. zugesetzt, um Kosten einzusparen oder die Viskosität zu erhöhen;

Derartige- Streckmittel bestehen gewöhnlich aus wasserlöslichem Polysaecharij den. Vor dem Leimen wird das Holzmaterial normaler weise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 3 bis 100 ge trocknet. Der flüssige Leim- wird dann auf das Holz auf getragen, bei der Herstellung- von Sperrholz und Schicht holz wird dies auf einer Maschine ausgeführt- Bei der Herstellung von. Spanplatten wird der Leim auf die Oberfläche der getrockneten Holzteilchen gesprüht und homogen in einer Mischmaschine über die Teilchen ver teilt.

Nachdem der Leim aufgebracht ist, wird das Holz material in einer Presse bei Drücken von 3 bis 20 kg/cm2 und Temperaturen von 20 bis 140 C gepresst. Hitze härtende Leime werden gewöhnlich bei Temperaturen im Bereich von 60 bis 140 C gepresst.

In manchen- Fällen ist jedoch der Übergang des Leims auf die Holzprodukte unzulänglich, und man er hält schwache Leimlinien. Gewöhnlich wird die Benet zung der Holzoberfläche durch das Bindemittel beträcht lich an den Stellen der Oberfläche vermindert, welche hohe Anteile an natürlichem Harz enthalten. Ein anderer Vorteil bei Verwendung der bekannten hitzehärtenden Bindemittel- ist die Neigung des geleimten Holzmaterials, sich ändernden Feuchtigkeitsbedingungen zu schrumpfen und zu quellen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein- wärme- und h:itzehärtbares Bindemittelgemisch zum Leimen von Schichtholzrnaterial; insbesondere Furnier, Sperrholz, lamelliertem Holz, Spanplatten, dem diese Nachteile nicht anhaften, Erfindungsgemäss wird' das dadurch er reicht, dass das Bindemittelgemisch als wärme- und hitze härtendes Bindemittel, Harnstoffharzleim;

Phenolharz leim, Resorzinharzleim, Melaminharzleim, Melamin- harnstofflharzieim, Melaminresorzinharzleim oder Fur- furolliarzleim oder Mischungen daraus, einen Härter für dieses Bindemittel und:

0,5 bis 60, vorzugsweise 1 bis 40, Gew. %, bezogen auf die Menge des wärmehärtbaren Bindemittels, ein den Leimübergang verbesserndes Mit tel enthält, das aus mindestens. einem. Polyalkylenglykol der Formel
EMI0002.0001
in der R1, R=, R:;

und R4 Wasserstoff oder Niederalkyl bedeuten und n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 1000 ist, Äthern solcher Glykole oder Mischungen dar aus besteht.

Geeignete wärme- und hitzehärtbare Bindemittel, die erfindungsgemäss verwendet werden können, sind Harn stoffharzleime, wie Kaurit-Leim und Urecoll , her gestellt von der Badischen Anilin- und Soda-Fabrik AG, Deutschland; Melurit KL-170 , Melurit KL-67 und Melurit K-100 , hergestellt von Phosphatbolaget, Schweden; Aerofite CB und Aerofite KI- , herge stellt von CIBA (A. R.

L.) Ltd., Duxford, England; Dynorit L-100 , hergestellt von Norsk Sprengstoff A/S, Norwegen; Phenolharnstoflharzleime wie CASCO 1545> , hergestellt von AB Casco, Schweden; Petunia , hergestellt von Petunia Handels- och Fabriks AB, Schweden; Resorzinhamstoffharze, wie Aerodux 185 und Aerodux 500M , hergestellt von CIBA (A. R.

L.) Ltd., Duxford, England; Melaminharzleime, wie Melo- lam 285 und Melolam 295 , hergestellt von CIBA (A. R.

L.) Ltd., Duxford, England; Melurit M-100 und Melurit K-450 , hergestellt von Fosfatbolaget, Schweden; Melurac , hergestellt von American Cyan- amide Co., USA und Furfurolharzleime, wie 0O Fur- set , hergestellt von The Quaker Oats Co., USA.

Geeignete Polyalkylenglykole, die erfindungsgemäss verwendet werden können, entsprechen der Formel
EMI0002.0061
in der R1, R2, R3 und R.1 Wasserstoff oder Niederalkyl bedeuten und n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 1000 ist; geeignet sind ferner Äther solcher Glykole und Mischungen daraus.

Es ist auch möglich, Mischungen der genannten Glykole wie auch Mischungen der genannten Glykole mit verschiedenem Molekulargewicht, beispielsweise eine Mischung aus 2 Polyäthylenglykolen mit Moleku- largewichten von 400 bzw. 1000 zu verwenden. Solche Mischungen können dank der Oberflächenaktivität der niederen Polyglykole nützlich sein.

Geeignete Polyalkylenglykoläther, die erfindungsge mäss verwendet werden können, kann man durch Um setzen von Äthylen und/oder Propylenoxyd mit aliphati- schen Alkoholen, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, 2-Äthylbutyl- und 2-Äthylhexyl- oder Octylalkohol oder mit aromatischen Hydroxydverbindungen, wie Phenol, Butylphenol, Octylphenol,

Nonylphenol und Dinonyl- phenol erhalten. Auch Mischmungen dieser Äther wie auch Mischungen dieser Äther, die verschiedene Mole kulargewichte haben, können verwendet werden. Solche Mischungen können dank der Oberflächenaktivität der niederen Polyglykoläther nützlich sein.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist es auch möglich, Mischungen der oben genannten Polyalkylen- glykole und Polyalkylenglykoläther als den Leimüber gang verbesserndes Mittel zu verwenden. Die Menge des den Leimübergang verbessernden Mittels beträgt gewöhnlich 0,5 bis 60 Gew. %, bezogen auf die Menge des wärmehärtbaren Bindemittels, vor zugsweise werden 1 bis 40 Gew. %, verwendet. Die besten Ergebnisse erhält man gewöhnlich mit 2-25 %.

Das den Leimübergang verbessernde Mittel kann direkt mit der flüssigen oder festen Mischung des vor kondensierten Harzes und des Härters vermischt wer den, es ist jedoch auch möglich, das den Leimübergang verbessernde Mittel getrennt dem Härter zuzusetzen. Die genannte Zugabe kann vor oder nach der Zugabe eines Lösungsmittels oder Streckmittels, die zur Erzielung einer geeigneten Konsistenz des Leimgemisches zugefügt wer den, stattfinden. Je nach dem Zustand des Leims wird vorzugsweise das folgende Mischungsschema verwendet: Flüssiges synthetisches Harz 1. Eintragen des flüssigen Harzes in den Mischer. 2. Zugabe eines Streckmittels, falls erwünscht.

3. Zugabe des Härters.

4. Zugabe des den Leimübergang verbesserten Mittels. 5. Zugabe von Wasser zur Einstellung der gewünschten Viskosität.

Festes synthetisches Harz 1. Eintragen der halben Menge Wasser in den Mischer. 2. Eintragen des synthetischen Harzes.

3. Eintragen des Restes des Wassers.

4. Zugabe des Streckmittels, wenn erwünscht. 5. Zugabe des Härtungsmittels.

6. Zugabe des den Leimübergang verbessernden Mittels. 7. Zugabe von Wasser zur Einstellung der gewünschten Viskosität.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Zugabe des den Leimübergang verbessernden Mittels mit der Zugabe anderer Mittel, wie Insektiziden, Fungi- ziden und Hammbeständig machender Mittel zu kom binieren. Es ist in der Praxis üblich, der flüssigen Harz mischung Streckmittel und Füllstoffe aus verschiedenen Gründen einzuverleiben.

Im allgemeinen sind Füllstoffe inert und die Streckmittel zeigen gewöhnlich geringere Bindemitteleigenschaften. Als Streckmittel für Bindemit- telgemische gemäss der Erfindung seien wasserlösliche Polysaccharide erwähnt, wie wasserlösliche Cellulose- derivate, Stärke, Weizen-, Roggen- oder Erbsenmehl, Dextrin und Zucker.

Die wasserlöslichen Polysaccharide werden gewöhnlich in Mengen von 5 bis 35 Gew. %, be zogen auf das Gesamttrockengewicht des Gemisches, zugegeben. Beispiele für geeignete wasserlösliche Cellu- losederivate sind Celluloseäther, wie Äthylhydroxyäthyl- cellulose, Methylhydroxyäthylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose und Carboxymethylcellulose und Celluloseester,

wie Cellulosesulfat.

Die verbesserten Bindemittelgemische gemäss der vorliegenden Erfindung ergeben die folgenden Vorteile: Die Bedingungen für eine vollständige Entfaltung der Bindekräfte zwischen dem Bindemittel und der Holz- oberfläche werden durch eine gleichmässige und voll ständige Benetzung der Holzfasern durch das Bindemit tel stark verbessert, was zu einer stärkeren Leimfuge führt. Ausserdem vermindert die Zugabe des den Leim übergang verbessernden Mittels gemäss der Erfindung beträchtlich die Neigung des Holzmaterials zum Schrumpfen und Quellen unter variierenden Feuchtig keitsbedingungen.

Das den Leimübergang verbessernde Mittel der Erfindung ersetzt auch zu einem gewissen Ausmass einen Teil des im Gemisch benötigten Wassers und vermindert daher die Wassermenge, die beim Här ten des Bindemittels verdampft werden muss, und einige der aufgeführten Mittel erhöhen auch die Viskosität des Gemisches und machen es dadurch möglich, die erfor derliche Menge des synthetischen Harzes zu vermindern. Beispiel 1 Ein Harnstoffharzleim zum Leimen von Furnier bei der Herstellung von Sperrholz wurde durch Vermischen folgender Komponenten in einem Mischer hergestellt:

1. Hannstofformaldehydharz Melurit KL-67 (67 % Feststoffgehalt), 85 Gewichtsteile.

2. Carboxymethylcellulose, hohe Viskosität (1,5 % ige Lösung), 40 Gewichtsteile.

3. Weizenmehl, 20 Gewichtsteile.

4. Hardener S-100 (50 % ige wässrige Lösung), 15 Gewichtsteile.

5. Polyäthylenglykol, Molekulargewicht 400, 20 Gewichtsteile.

Die Bestandteile wurden in der oben angegebenen Reihenfolge gemischt.

Dieser Leim wurde zur Fabrikation eines fünfschich tigen 10 mm Birkensperrholzes (2 X 1,6 mm und 3 X 2,6 mm) verwendet. Der Leim wurde mittels einer Maschine aufgetragen. Es wurde gefunden, dass der Leim dieser Formel auf der Furnieroberfläche, mit der gleichen Leimzusammensetzung aber ohne Polyäthylen- glykol verglichen, bessere Benetzungseigenschaften be sass. Beim Messertest ergab der Polyglykol enthal tende Leim einen Bindemittelfaktor von 7,3, während der Leim ohne Polyglykol einen solchen von 5,3 ergab.

Beispiel 2 Ein Hamstoffharzleim zum Verleimen von Furnier bei der Fabrikation von Sperrholz wurde nach der fol genden Formel hergestellt: 1. Harnstofformaldehydharz ( Kaurit-Leim W flüssig ), 100 Gewichtsteile.

2. Roggenmehl, 5 Gewichtsteile.

3. Heisshärter 100 (Härter), 10 Gewichtsteile. 4. Polyäthylenglykol, Molekulargewicht 1000, 10 Gewichtsteile.

5. Wasser, 10 Gewichtsteile.

Die Bestandteile wurden in der oben angegebenen Reihenfolge gemischt.

Der Leim wurde für die Fabrikation von 4 mm Fichtensperrholz (3 Schichten, 3 X 1,6 mm) verwendet. Es wurde gefunden, dass der Leim dieser Formel, mit dem gleichen Leimgemisch aber ohne Polyäthylenglykol verglichen, auf der Furnieroberfläche bessere Benet- zungsesgenschaften hatte. Das gemäss diesem Rezept verleimte Sperrholz wies ausserdem im Vergleich mit der Kontrollprobe eine bessere Dimensionsstabilität auf, und das Sperrholz blieb auch bei der Lagerung bei relativ hoher und niedriger Feuchtigkeit eben. Die erhaltene Leimfuge wurde geprüft und erwies sich als wasserbe ständig.

Beispiel 3 Ein Phenolharzleim zum Verleimen von Furnieren bei der Fabrikation von Sperrholz wurde gemäss der folgenden Formel hergestellt: 1. P'henolformaldchydharz ( Casco 1545 ), 210 Gewichtsteile.

2. Hardener 2604 , 65 Gewichtsteile.

3. Polyäthylenglykol, Molekulargewicht 4000, 10 Gewichtsteile.

4. Natriumpentachlorophenat als Fungizid, 1 Gewichtsteil.

5. Wasser, 20 Gewichtsteile.

Die Bestandteile wurden in der oben angegebenen Reihenfolge in einem Mischer gemischt.

Dieser Leim wurde für die Fabrikation von 10 mm Sperrholz (5 Schichten; 2 X 1,6 mm und 3 X 2,6 mm) verwendet. Die beiden Oberflächenfurniere waren 1,6 mm Sapelli-Furniere und die drei inneren Furniere waren 2,6 mm Fichtenfurniere.

Es wurde gefunden, dass der Leim dieser Formel, mit der gleichen Zusammensetzung aber ohne Polyäthylen- glykol verglichen, bessere Benetzungseigenschaften auf der Furnieroberfläche aufwies. Ein Pilzbefall wurde nicht beobachtet, wenn das gemäss diesem Rezept ver leimte Sperrholz in einem Blister-Kasten mit100% relativer Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 50 C auf einer Seite und mit60% relativer Feuchtigkeit bei einer Temperatur von 20 C auf der anderen Seite des Sperrholzes behandelt wurde. Die Kontrollplatte zeigte Pilzbefall.

Beispiel 4 Melaminresorzinleim zum Verleimen von Furnieren bei der Fabrikation von Sperrholz wurde gemäss dem Rezept in Beispiel 3 hergestellt mit der Ausnahme, dass 105 Gewichtsteile Aerodux 185 (Resorzinformal- dehydharz) und 105 Gewichtsteile Melolam 285 (Mel- aminformaldehydharz) anstelle des Phenolformaldehyd- harzes verwendet wurden.

Die gefundenen Werte zeig ten die gleichen Unterschiede zwischen dem gemäss dem Rezept mit Polyäthylenglykol verleimten Sperrholz und dem gemäss dem gleichen Rezept aber ohne Polyäthylen glykol verleimten Sperrholz wie in Beispiel 3.

Beispiel 5 In dem Rezept gemäss Beispiel 1 wurde das Poly- äthylenglykol durch Tripropylenglykol ersetzt. Die er haltenen Werte zeigten den gleichen Unterschied zwi schen dem gemäss dem Rezept mit Tripropylenglykol ver leimten Sperrholz und dem gemäss dem gleichen Rezept aber ohne Tripropylenglykol verleimten Sperrholz wie Beispiel 1.

Beispiel 6 In der Rezeptur gemäss Beispiel 1 wurde das Poly- äthylenglykol durch Äthylpolyglykol (Polyäthylenglykol- monoäthyläther) mit einem Durchschnittsmolekularge- wicht von 200 ersetzt.

Die gefundenen Werte zeigten den gleichen Unterschied zwischen dem gemäss der Rezeptur mit Äthylpolyglykol verleimten Sperrholz und dem nach der gleichen Rezeptur aber ohne Äthylpolyglykol ver leimten Sperrholz wie im Beispiel 1.

Beispiel 7 Bei der Fabrikation von Spanplatten aus Holzspänen wurden die getrockneten Holzspäne zunächst einer Ober- flächenbehandlung mit einer Paraffinwachsemulsion unterzogen und dann mit einem Leim imprägniert, der 55 Gew. % Harnstofformaldehydharz (Melurit KL- 170): und 10 Gew. % Polyäthylenglykol 400 enthielt.

Die aus dem Polyäthylenglykol enthaltenden Leim hergestellte Spanplatte- zeigte bessere Dimensionsstabili- tät und geringeres Quellen und Schrumpfen bei einer Wechselbehandlung mit feuchter und trockner Luft als eine Spanplatte, die mit einem einfachen. 55.%igen Harnstofformaldehydharz verleimt worden war:

Claims

PATENTANSPRUCH, I Bindemittelgemisch zum Leimen von Schichtholz- material, insbesondere Furnier; Sperrholz, lamelliertem Holz, Spanplatten, dadurch gekennzeichnet, dass es als wärme- und hitzehärtendes Bindemittel Harnstoffharz- leim, Phenolharzleim, Resorzinharzleim;

Melamnharz- leim, Melaminhamstoffharzleim, Melaminresorzinharz- leim oder Furfurolharzleim oder Mischungen daraus, einen Härter für dass genannte Bindemittel und 0;

5 bis 60 Gew. %, bezogen auf die Menge des wärmehärtbaren Bindemittels, ein- den Leimübertritt verbesserndes Mittel enthält, das aus mindestens einem Polyalkylenglykol der Formel EMI0004.0046 in der R1, R2, R3 und R4 Wasserstoff oder Niederalkyl bedeuten und n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 1000 ist,

Athem solcher Glykole oder Mischungen dar aus besteht. UNTERANSPRi'ICHE 1. Bindemittelgemisch nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass es das den Leimübertritt ver- bessernde Mittel in einer Menge von 1 bis 40 Gew. enthält.

z. Bindemittelgemisch nach Unterspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass es das den Leimübertritt ver bessernde Mittel in eine Menge von 2 bis 25 Gew. enthält. 3. Bindemittelgemisch nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das den Leimübertritt verbessernde Mittel aus einer Mischung zweier Polyalkylenglykole mit ver schiedenen Molekulargewichten besteht.

4. Bindemittelgemisch nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass es zusätzlich 5 bis 35 Gew. %, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Gemisches, wasserlös liches Polysaccharid enthält. 5. Bindemittelgemisch nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass es zusätzlich 5 bis 35 Gew. %, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des Gemisches, wasserlösliches Polysaccharid enthält.

PATENTANSPRUCH 1I Verfahren zum Herstellen des Bindemittelgemisches gemäss Patentanspruch- I, dadurch gekennzeichnet, dass man das den Leimübertritt verbessernde Mittel zu dem wärme- und hitzehärtbaren Bindemittel und dem Härter gibt. UNTERANSPRUCH 6. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass man das Leimübertritt verbessernde Mittel zu dem wärmehärtbaren Bindemittel gibt, wenn sich das letztere in ungehärtetem oder teilweise gehärte tem Zustand befindet.