CH622026A5

CH622026A5 - Adhesive, in particular for producing plywood, chipboards and fibreboards

Info

Publication number: CH622026A5
Application number: CH1620577A
Authority: CH
Inventors: Kaj G Forss; Agneta G M Fuhrmann
Original assignee: Keskuslaboratorio
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1981-03-13
Also published as: JPS5477643A; PL114593B3; FR2406658B2; NO783487L; DE2758572A1; PL210358A1; JPS6256193B2; BR7806894A; FI58788B; NO147722B; NO147722C; FI773094A7; GB1601751A; FI58788C; SE446987B; JPS61166875A; FR2406658A2; SE7810829L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klebstoff, insbesondere zur Herstellung von Sperrholz-, Span- und Faserplatten, wobei das Bindemittel aus Phenol-Formaldehydharz und nach dem Molekulargewicht fraktionierten Ligninderivaten besteht.

Aus Ligninderivaten und Phenol-Formaldehydharz hergestellte, für die Produktion von Sperrholz-, Span- und Faserplatten beabsichtigte Klebstoffe sind zuvor unter anderem durch die DK-PS 100 984, die FI-PS 735 389, die US-PS 2 786 008 und 3 185 654, sowie die Artikel «Thermosetting Adhesives for Electrodialyzed Lignosulfates», TAPPI 50, (1967), 92-94A und «Reactive Lignin-Derived Products in Phenolic High-Pressure Laminates», TAPPI 44, (1961), 823-830 beschrieben worden. Ferner sind wetterfeste aus fraktionierten Ligninderivaten und Phenol-Formaldehydharz hergestellte Bindemittel durch die FI-PS 51 105 und 51 946 der Patent-Inhaberin zuvor bekannt. Laut den in den letztgenannten Patentschriften dargelegten Erfindungen haben von den zur Herstellung des Bindemittels verwendeten Ligninderivaten, den Lignosulfonaten, bzw. Alkaliligninen, mehr als 50% ein Molekulargewicht höher als 5000. Derartige aus fraktionierten Ligninderivaten hergestellte Klebstoffe haben sich insbesondere in ihren Wetterbeständigkeitseigenschaften als den zuvor aus Ligninderivaten hergestellten Klebstoffen bedeutend überlegen herausgestellt, wobei deren Festigkeitseigenschaften vollends denjenigen der kommierziellen Phenol-Formaldehydleime gleichkommen.

Die oben erwähnten Klebstoffe, bei denen von den in ihnen enthaltenen Ligninderivaten mehr als 50% höher als 5000 im Molekulargewicht liegen, werden aus nach dem Molekulargewicht fraktionierten, aus dem Zellstoffkochvorgang gewonnenen Ligninderivaten hergestellt. Das Fraktionieren erfolgt üblicherweise durch Ultrafiltrieren der aus dem Kochvorgang abfallenden Ablauge mit Hilfe einer halb durchlässigen Membran oder nach anderen Fraktionierverfahren.

Im Streben nach dem Entwickeln der oben genannten, aus fraktionierten Ligninderivaten hergestellten Klebstoffen zur Eignung für die industrielle Grossproduktion stellt die in der Herstellung des Klebstoffes unerlässliche Fraktion mit reichlichem Gehalt an hochmolekularen Ligninderivaten einen verhältnismässig geringen Teil der Trockensubstanz in der aus dem Zellstoffkochvorgang gewonnenen Ablauge dar, da z.B. von den aus den Sulfatkochprozessen hervorgehenden Alkaliligninen gewöhnlicherweise nur etwa 25 bis 30 Gewichtsprozent ein Molekulargewicht über 5000 haben. Insofern man danach strebt, dass von den zur Herstellung des Klebstoffes verwendeten Ligninderivaten mehr als 50 Gewichtsprozent im Molekulargewicht 5000 überschreiten, kommt nur ein geringer Teil der ursprünglich in der Ablauge vorhandenen Trockensubstanz zur Verwendung, was selbstverständlich die Bedeutung dieses bekannten Verfahrens im Hinblick auf die Totalverwendung der Ablauge und des Holzes beeinträchtigt.

Dieser bekannte Klebstoff wird durch Vermischen von fraktionierten Ligninderivaten und Phenol-Formaldehydharz hergestellt. Das Phenol-Formaldehydharz wird in der Regel aus Phenol und Formaldehyd hergestellt. Reichliches Vorkommen von Methylolgruppen im Phenol-Formaldehydharz ist für das aus fraktionierten Ligninderivaten hergestellte Bindemittel von Vorteil, da es voraussichtlich ist, dass gerade diese Gruppen mit den Ligninderivaten reagieren. Es ist jedoch zu beachten, dass reichliche Verwendung von Formaldehyd in der Herstellung des Phenol-Formaldehydes die Folge hat, dass in dem erzeugten Phenol-Formaldehydharz reichlich freies Formaldehyd zugegen ist, was wegen der Flüchtigkeit und Giftigkeit des Formaldehy-des vom Standpunkt der Arbeitshygiene gefährlich ist. Die Verwendung eines derartigen freien Formaldehyd enthaltenden Phenol-Formaldehydharzes als Komponente des Klebstoffes ist somit weniger zu empfehlen und sie ist in zahlreichen Ländern untersagt.

Die vorliegende Erfindung dient dem Zweck, die oben stehend angeführten Nachteile zu beseitigen.

Die Erfindung baut auf der überraschenden, in neuesten Untersuchungen beobachteten Tatsache auf, dass man aus fraktionierten Ligninderivaten, von denen sogar nur 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise 40 Gewichtsprozent, ein Molekulargewicht über 5000 haben, einen wetterfesten Klebstoff zur Verwendung in der Herstellung von Sperrholz-, Span- und Faserplatten sowie dergleichen Erzeugnissen verwenden kann. In der Herstellung des im Bindemittel verwendeten Phenol-Formaldehydharzes verwendet man Phenol und Formaldehyd vorteilhaft im Mol Verhältnis 1:1,8 bis 1:3.

Vermöge der Erfindung braucht man die Ligninderivate nur so weit zu fraktionieren, dass mindestens 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise 40 Gewichtsprozent, von den Ligninderivaten ein Molekulargewicht über 5000 haben. Die Herstellung des erfin-dungsgemässen Klebstoffes ist hierbei bedeutend günstiger und preiswerter, z.B. im Vergleich mit derjenigen der in den FI-PS 51 105 und 51 946 angegebenen Klebstoffe, zu denen man die darin verwendeten Ligninderivate beduetend weitgehender fraktionieren muss, damit mehr als 50 Gewichtsprozent der besagten Ligninderivate ein Molekulargewicht über 5000 haben. Die Herstellung des erfindungsgemässen Klebstoffes ist aufgrund der dargestellten Tatsachen beträchtlich einfacher und weniger kostspielig als diejenige zuvor bekannter Produkte vom gleichen Type.

Die Molekulargewichtsverteilungen des Alkalilignins können mittels des gelchromatographischen Verfahrens bestimmt werden, wie z.B. angegeben von J.R. Wjitaker, Anal. Chem. 35, (1963), 12,1950-1953, K.G. Forss, und B.G. Stenlund, Paperi jaPuu, 48 (1966), 9,565-574 und 11, 673-676, sowie K.G. Forss, B.G. Stenlund und P.E. Sagfors, Applied Polymer Symposium, No. 28, (1976), 1185-1194, John Wiley & Sons, Inc., In diesen Verfahren werden die Proben durch eine Gelchromatographiesäule hindurch eluiert. Die Molekulargewichtsverteilungen werden aufgrund der Korrelation der Molekulargewichte und der entsprechenden Retentionsvolumina bestimmt. Man kann diese Korrelation aufstellen, indem man Molekülgewichte der verschiedenen Fraktionen mittels des Lichtstreuungsverfahrens oder durch Anwendung der Osmometrie oder der Ultrazentrifugiertechnik bestimmt. Diese Verfahren sind

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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indessen sehr arbeitsaufwendig, und es ist daher vom praktischen Standpunkt gesehen zweckmässiger, die Gelchromatographiesäule mit Hilfe leicht erhältlicher Substanzen mit bekannten Molekulargewichten zu kalibrieren. Eine solche Substanz ist z.B. «Glukagon», dessen Molekulargewicht 3483 beträgt. Somit 5 kann man die Molekulargewichte der in der Erfindung zur Verwendung kommenden Ligninderivate auch mit «Glukagon» vergleichen. Dementsprechend haben mindestens 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise mehr als 45 Gewichtsprozent der zum erfindungsgemässen Klebstoff verwendeten Ligninderivate ein m höheres Molekulargewicht als Glukagon.

Die Wasserlösung des erfindungsgemässen Klebstoffes hat pH S bis 14. Die Ligninderivate werden in der Form von Alkalisalzen und eventuell einen Überschuss des betreffenden Alkalis enthaltend verwendet. Die Basizität des Klebstoffes ist 15 auch deswegen von Vorteil, weil ein basischer Klebstoff weniger Korrosion als ein saurer Klebstoff verursacht. Ferner setzt beim Zusatz z.B. von Natriumhydroxid zum Klebstoff das Natriumhydroxid die Viskosität des Klebstoffes herab, wodurch die Herstellung und weitere Behandlung des Klebstoffes erleichtert 20 wird.

In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung enthält der Klebstoff Harnstoff bis zu 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent bezogen auf die Menge der Trockensubstanz im Phenol-Formaldehydharz. Beim Beimi- 25 sehen des Harnstoffes zum Phenol-Formaldehydharz reagiert der Harnstoff mit dem Formaldehydüberschuss und bindet dadurch das besagte überschüssige Formaldehyd in der Mischung. Die Verwendung von Harnstoff im Klebstoff verbessert somit die Arbeitshygiene und ermöglicht die Anwendung 3u eines die Festigkeitseigenschaften des Klebstoffes verbessernden Formaldehydüberschusse in Verbindung mit der Herstellung des Phenol-Formaldehydharzes. Zusammen mit Formaldehyd bildet Harnstoff ein permanentes Polymerat und er vermehrt hierdurch auch die Festigkeit des Klebstoffes. 35

Die Ligninderivate zur Verwendung in der Herstellung des erfindungsgemässen Klebstoffes können zum Beispiel aus dem alkalischen Kochprozess eines lignozellulosehaltigen Rohstoffes erhalten werden, z.B. aus dem Sodaprozess (die Kochlösung enthält Natriumhydroxid), aus dem Sulfatprozess (die Kochlö- 40 sung enthält Natriumhydroxid, Natriumsulfid und -hydrosulfid) oder aus dem Sauerstoff-Alkaliprozess (das Kochen erfolgt mit Natriumhydroxid im Beisein von Sauerstoff).

Das Fraktionieren der Ligninderivate kann nach jedem beliebigen bekannten Fraktionierverfahren geschehen, wie z.B. 45 durch Fällen, nach dem Extraktionsverfahren oder mittels Ultrafiltration. Solche Fraktionierverfahren sind unter anderem in der US-PS 3 825 526 beschrieben worden.

Die Erfindung wird im folgenden eingehend mit Hilfe von Ausführungsbeispielen beschrieben. 50

Die Molekulargewichtsverteilungen der Alkalilignine wurden in den Ausführungsbeispielen nach folgendem Verfahren bestimmt:

Die Alkaliligninproben wurden gelchromatographisch unter 55 Verwendung von Sephadex-Säulen (150 cm Länge, 1 cm Durchmesser) analysiert. Die Alkalilignine wurden in einer Natriumhydroxid-Waserlösung aufgelöst, durch eine Sephadex-G-50-SäuIe hindurch mit NaOH (0,5 M) als Eluent eluiert. Die Eluierungsgeschwindigkeit betrug 20 ml/Stunde. 60

Die Konzentration des Lignins in den Eluentfraktionen wurden mit Hilfe von Absorbanzmessungen (280 nm)

bestimmt. Die Bestimmung des Retentionsvolumens geschah durch Wägung der Eluentfraktionen.

Um von der Fülldichte des Gels unabhängige Ergebnisse zu fi5 gewinnen, wurde eine relative Retentionsvolumenskala durch Anwendung von zwei Kalibrationsstreifen als interne Standarde eingeführt. Die von Blue Dextran (M = 2,10f') gelieferte Reten-

tionsvolumenspitze wurde als erster Referenzpunkt der Retentionsvolumenskala mit dem Wert 0 belegt. Der zweite Referenzpunkt, mit dem Wert 1, wurde erhalten durch Bestimmen der Retentionsspitze, welche von Sulfosalicylsäure (M = 218) geliefert wurde. (Figur 1, Sephadex G-50).

Die Kalibrierung der Säulen geschah unter gleichzeitiger Bestimmung des Verhältnisses von Molekulargewichtlogarithmus und relativem Retentionsvolumen für leicht erhältliche Stoffe mit bekanntem Molekulargewicht.

Das Kalibrieren der Sephadex-G-50-Säule fand mit Cyto-chrom-C, Glukagon und Bacitracin (M= 1423) sowie mit NaOH (0,5 M) als Eluent statt (Figuren 1 und 2).

Hierbei setzen sich die schneller als Glukagon durch die Gelchromatographiesäule hindurchlaufenden Ligninderivate (niedrigeres relatives Retentionsvermögen) aus Molekülen, deren Molekulargewicht höher als 3483 (Glukagon) ist, zusammen.

Beispiel 1

Aus einem Kiefernsulfatkochprozess (Pinus silvestris) gewonnene Sulfatablauge wurde zum Trockengehalt 33% eingedampft. Die Lösung hatte pH 12,7. Die Molekulargewichtsverteilung wurde mit Anwendung der Sephadex-G-50-Säule nach dem oben beschriebenen Verfahren bestimmt. Das erzielte Chromatogramm ist in Fig. 3 (A) dargestellt. Die Molekularge-wichtsverteilung, Figur 4 (A), wurde mit Hilfe der in Figur 2 gezeigten Kalibrierungskurve ausgerechnet. Demgemäss hatten 25,3 Gewichtsprozent der Alkalilignine in der Sulfatablauge ein Molekulargewicht über 5000 und 32,9 Gewichtsprozent hatten eines über 3483 (Glukagon).

In der Herstellung des Phenol-Formaldehydharzes wurde ein Molverhältnis 1:2,5 von Phenol zu Formaldehyd verwendet. Der Trockengehalt des Harzes war 46% und pH 11,1. Die Herstellung des Bindemittels geschah durch Beimischen des hergestellten Phenolharzes (450 g) zu der eingedampften Sulfatablauge (418 g). Die Mischung wurde 10 Minuten lang umgerührt und anschliessend wurden 132 g Füllstoffgemisch zugesetzt, bestehend aus Weizenmehl (13 g), Quebracho (32 g), Kreide (61 g) und Holzmehl (26 g). Die Viskosität des Klebstoffes betrug 240 mPa.s und pH 12,1.

Der Klebstoff wurde zur Herstellung von 3-ply-Birken-sperrholzpiatten verwendet. Die Auftragsmenge betrug 150 g/ m2, der Vorpressdruck 0,7 MPa und die Vorpresszeit 6 Minuten. Die Platten wurden bei 135° C mit Druck 1,7 MPa heissge-presst; die Presszeiten waren 2, 3 und 4 Minuten. Die Eigenschaften der Platten wurden im trockenen Zustand sowie nach erfolgtem Kochen gemäss der finnischen Norm SFS 2416 bestimmt. Die Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 1 wiedergegeben, wo jede Zahl das Mittel aus fünf Probestücken ist.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 benutzte Sulfatablauge wurde ultrafiltriert, wobei ein Alkaliligninprodukt erhalten wurde, dessen Molekulargewichtsverteilung in Figur 4 mit der Kurve B (Gelchromato-gramm in Figur 3, B) wiedergegeben ist. Demgemäss hatten 30,9 Gewichtsprozent der Ligninderivate ein Molekulargewicht höher als 5000 sowie 40,0 Gewichtsprozent höher als 3483 (Glukagon). Der Klebstoff wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, mit Anwendung des gleichen Phenolharzes. Die Viskosität betrug nach Filierzusatz 320 mPa.s.

Unter Verwendung des Klebstoffes wurden 3-ply-Sperr-holzplatten unter gleichen Verhältnissen wie in Beispiel 1 gefertigt. Die Eigenschaften der Platten gehen aus Tabelle 1 hervor.

Beispiel 3

Das Alkaliligninprodukt wurde durch Ultrafiltrieren einer Sulfatablauge isoliert. Seine Molekulargewichtsverteilung

622 026

4

20

wurde durch Gelchromatographie bestimmt, das Chromato-gramm ist in Fig. 3, C gezeigt und die Molekulargewichtsverteilung in Fig. 4, C. Demnach hatten 36,0% von den Sulfatligninen ein Molekulargewicht über 5000, sowie 46,5 Gewichtsprozent ein Molekulargewicht über 3483 (Glukagon). Das Bindemittel 5 wurde wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Klebstoff hatte die Viskosität 420 mPa.s und pH 12,0.

Unter Anwendung des Klebstoffes wurden 3-ply-Birken-sperrholzplatten wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 1 dargestellt. 10

Beispiel 4

Durch Ultrafiltration wurde eine Alkaliligninfraktion bereitet, deren Gelchromatogramm in Fig. 3, D und die Molekulargewichtsverteilung in Fig. 4, D zu sehen ist. Demnach hatten 15 43,2 Gewichtsprozent von den Alkaliligninen mehr als 5000 Molekulargewicht und 54,1 Gewichtsprozent mehr als 3483 (Glukagon).

Der Klebstoff wurde wie in Beispiel 1 hergestellt; er hatte die Viskosität 470 mPa.s sowie pH 12,0.

Mit Verwendung des Klebstoffes wurden 3-ply-Birken-sperrholzplatten wie in Beispiel 1 gefertigt. Die Eigenschaften der Platten sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 5 25

Die in Beispiel 1 verwendete Sulfatablauge wurde ultrafiltriert, wobei eine Alkaliligninfraktion gewonnen wurde, deren Gelchromatogramm in Fig. 3, E dargestellt ist. Ihre Molekulargewichtsverteilung zeigt Fig. 4, E. Demgemäss hatten 46,9 Gewichtsprozent von den Ligninderivaten ein Molekularge- 30 wicht über 5000 und 57,7 Gewichtsprozent hatten eines über 3483 (Glukagon).

Die Alkaliligninfraktion wurde zum Herstellen von Klebstoffen wie in Beispiel 1 verwendet. Die Viskosität nach Filierzusatz betrug 560 mPa.s und pH 11,9. 35

Mit Verwendung des Klebstoffes wurden 3-ply-Sperrholz-platten wie in Beispiel 1 gefertigt. Die Eigenschaften der Platten zeigt Tabelle 1.

Beispiel 6 40

Durch Ultrafiltration wurde von der in Beispiel 1 benutzten Sulfatablauge eine hochmolekulare Alkaliligninfraktion getrennt, deren Gelchromatogramm in Fig. 3, F zu sehen ist, und die Molekulargewichtsverteilung in Fig. 4, F, wonach 53,4 Gewichtsprozent von den Alkaliligninen ein Molekulargewicht 45 höher als 5000 sowie 64,7 Gewichtsprozent eines höher als 3483 (Glukagon) hatten.

Der Klebstoff wurde wie in Beispiel 1 hergestellt. Seine Viskosität betrug 680 mPa.s bei 25° CundpH 11,8.

Der Klebstoff wurde zur Herstellung von 3-ply-Birken- 50 Sperrholzplatten unter Verwendung gleicher Umstände wie in Beispiel 1 verwendet. Die Eigenschaften der Platten sind in Tabelle I wiedergegeben.

Tabelle I 55

Vergleich der Verleimungseigenschaften von Sulfatablauge und von verschiedenen Alkaliligninfraktionen

3

2,10

80

1,38

39

4

2,09

90

1,50

82

2

2,20

88

1,43

71

3

2,42

93

1,55

89

4

2,39

98

1,71

94

2

2,35

90

1,49

88

3

2,40

92

1,68

97

4

2,42

92

1,65

98

2 2,46

2,48

98

1,58

90

3

2,55

96

1,63

93

4

2,43

99

1,70

96

2

2,57

100

1,65

99

3

2,60

100

1,76

100

4

2,58

98

1,72

92

Nach der finnischen Sperrholznorm SFS 2415 soll die Scherfestigkeit im trockenem Zustand mindestens 2,10 N/mm2 und nach erfolgtem Kochen mindestens 1,40 N/mm2 betragen, und falls diese Werte nicht erreicht werden, soll Bruch durch das Holz mindestens 50 % ausmachen. In der Praxis werden jedoch bedeutend höhere Brüche durch das Holz verlangt, d.h. über 80% auch nach erfolgtem Kochen.

Beim Betrachten der in Tabelle 1 angegebenen Eigenschaften der Platten stellt man fest, dass die Ansprüche bei den Beispielen 3 bis 6 bereits mit den Presszeiten 2 und 3 Minuten erfüllt wurden. Das Bindemittel gemäss Beispiel 2 erfordert eine längere Presszeit, um den Ansprüchen nachzukommen. Beim Beispiel 1 nützt ein Verlängern der Presszeit nicht mehr; die Leimfuge härtet nicht zur Wasserfestigkeit aus.

Beispiel 7

Als Rohmaterial für den Klebstoff wurde Sulfatlignin verwendet, in dem der Gewichtsanteil der hochmolekularen (Mw > 5000) 40 Gewichtsprozent von allen Ligninderivaten betrug und 50 Gewichtsprozent ein Molekulargewicht höher als Glukagon hatten.

Als Phenol-Formaldehydharz kam ein Produkt zur Anwendung, das aus Phenol und Formaldehyd im Molverhältnis 1:2,5 hergestellt war und 2,1 Gewichtsprozent freies Formaldehyd enthielt. Der Lösung wurden 3 Gewichtsprozent Harnstoff/ Trockensubstanz des Harzes zugegeben. Das Gemisch wurde auf 30° C erwärmt und 3 Stunden umgerührt. Der Formaldehydgehalt ging hiernach auf 0,4% herab.

Das behandelte 46 %ige Phenol-Formaldehydharz (520 g) wurde der Sulfatligninlösung (340 g) mit 30% Trockengehalt beigemischt. Der Leim hatte pH 11,8 und Viskosität 160 mPa.s. Anschliessend wurden dazu 140 g Filiermischung beigegeben, bestehend aus Weizenmehl 14 g, Kreide 56 g, Quebracho 35 und Holzmehl 35 g; die Viskosität betrug 640 mPa.s nach Umrühren während 30 Minuten.

Das Leimgemisch wurde zur Herstellung von 3-ply-Birken-sperrholzplatte verwendet. Die applizierte Menge war 150 g/ m2, Vorpresszeit 6 Minuten und -druck 0,8 MPa. Die Platten wurden bei 135° C unter Druck 1,8 MPa heissgepresst. Die Presszeiten waren 2,2'A, 3 und 4 Minuten. Die Eigenschaften der Platten wurden trocken sowie nach erfolgtem Kochen bestimmt. In der untenstehenden Tabelle II ist jede Zahl das Mittel von fünf Platten, d.h. von 25 Probestücken.

Nach erfolgtem Kochen Tabelle II

Press

Trocken

Bruch

Scher-

Bruch

60 Eigenschaften von 3-ply-Birkensperrholzplatten

zeit scher durch dasfestigkeit durch das

Nach erfolgtem Kochen

Min.

festigkeit

Holz

N/mm2

Holz %

Presszeit

Trocken

Prozent

N/mm2

Prozent

n/mm2

%

(Minuten)

N/mm2

1 2

1,80

57

0,55

8

«s 2

3,31

93

1,58

81

3

1,84

70

0,63

14

2'/z

2,95

100

1,62

92

4

1,98

73

0,71

12

3

3,06

98

1,88

94

2 2

2,00

63

1,37

38

4

3,21

97

1,66

91

5

622 026

Auch mit den Presszeiten, die kürzer als normal waren (2 und Th Minuten) wurden bei diesem Klebstoff gute Resultate erzielt.

Beispiel 8

Zum Herstellen des Klebstoffes wurden Alkalilignin verwendet, worin der Gewichtsanteil der hochmolekularen (Mw > 5000) 48% von allen Ligninderivaten betrug und 59 Gewichtsprozent ein höheres Molekulargewicht als Glukagon hatten.

Das Phenol-Formaldehydharz war im Molverhältnis 1:2,2 hergestellt und enthielt freies Formaldehyd 1,7%. Dem Harz wurden 5% Harnstoff/Trockensubstanz im Harz zugegeben. Das Gemisch wurde bei Zimmertemperatur 5 Stunden gerührt. Danach war die freie Formaldehydmenge auf 0,08 % herabgegangen. Das Harz-Harnstoff-Gemisch wurde einer Alkalilignin-Iösung mit 42% Trockengehalt zugegeben (432 g 51 %iges Harz

Tabelle III

Eigenschaften von Spanplatten bei Anwendung kombinierter Kontakt- und Hochfrequenzerhitzung pro 524 g Ligninlösung). 44 g 50%ige Natriumhydroxydlösung wurde zugesetzt. Das Gemisch wurde während 30 Minuten umgerührt, der pH war 11,8. Die Viskosität betrug bei 25° C 320 mPa.s.

Es wurden Spanplatten unter Verwendung des hergestellten Klebstoffes gefertigt. Dazu wurden hiernach ferner 10% Paraffinemulsion als Trockengewicht berechnet/Trockensubstanz im Leim zugegeben.

Mit Verwendung des Klebstoffes wurden Spanplatten von 15,20 und 30 mm Stärke und mit Nennraumgewicht von 750 g/ m3 hergestellt. Die in die Späne eingespritzte Klebstoffmenge betrug 10 Gewichtsprozent auf die Trockensubstanz bezogen. Zum Heisspressen der Spanplatten wurde Kontakt- und Hochfrequenzerhitzung benutzt. Die Temperaturen der Pressplatten betrugen 180° C und der Pressdruck 2,65 N/mm2. Die Presszeiten und die Eigenschaften der Platten gehen aus der folgenden Tabelle III hervor.

Plattenstärke verwen s/mm

Biegefestig

Zerreiss-

Dicken-

V-100

mm dete

keit festigkeit quellung

N/mm

Presszeit

N/mm2

2h

24 h

Minuten

Prozent

15

4'/2

18

19,8

0,47

2,3

11,5

0,21

20

5

15

19,2

0,52

1,8

10,8

0,19

30

5'/2

11

19,2

0,49

2,2

11,1

0,23

DIN

17,7

0,34

g6,0

S12,0

68761

Forderung

Die Platten erfüllten gut die von der deutschen Norm DIN 68761 gestellten Ansprüche an phenolverleimte Spanplatten. Die Platten waren völlig formaldehydfrei nach dem Heisspressen.

Beispiel 9

Für den Klebstoff wurde ein Phenol-Formaldehydharz zubereitet, mit Molverhältnis Phenol:Formaldehyd = 1:3. Nach erfolgter Herstellung enthielt es 4,8% freies Formaldehyd. Dem Harz wurden 10% Harnstoff zugesetzt und das Gemisch wurde etwa 4 Stunden bei 25° C umgerührt. Das Gemisch durfte anschliessend nach 24 Stunden stehen, wonach das freie Formaldehyd bestimmt wurde. Es war auf 0,1 % herabgegangen.

Die Alkaliligninfraktion, deren Eigenschaften im Beispiel 8 angeführt sind, wurde zur Herstellung des Klebstoffes verwendet. Zu 640 g der Alkaliligninlösung mit 42% Trockengehalt wurde 360 g des oben genannten Phenol-Formaldehyd-Harn35

40

50

§0,15

stoffharzes mit 50% Trockengehalt zugegeben. Das Verhältnis von Lignin zum Phenol-Formaldehydharz betrug 60:40. Das Bindemittel hatte einen pH von 11,0.

Der Klebstoff fand zur Herstellung von formaldehydfreien Spanplatten Verwendung.

Die Klebstoffmenge war 8% als Trockensubstanz auf das Gewicht der trockenen Mittelspäne bezogen auf 10% vom Gewicht der Oberflächenspäne. Die Späne wurden ferner mit 50%iger Paraffinemulsion in einer Menge von 1 % Trockengewicht auf das Gewicht der trockenen Späne bezogen, besprüht. Unter Verwendung des Klebstoffes wurden 15 mm starke Dreischicht-Spanplatten mit Raumgewicht von 750 kg/m3 hergestellt. Die Temperatur der Pressplatten betrug 215° C, der Pressdruck 2,96 MPa und die Presszeit 20 s/mm. Nach erfolgtem Heisspressen wurden die Platten bei 180° C nachgehärtet.

Die Eigenschaften der Platten sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Eigenschaften von Spanplatten mit Anwendung von Nachhärtung

Platte No.

Stärke mm

Raumge- Biegewicht festig-

kg/m3

keit N/mm2

Zerreiss-festigkeit N/mm2

Dicken quellung

2h

Prozent

V100 N/mm2

24 h

15,08 15,10

15.08

15.09

16.10

760 758 756 762 755

20,6

20.3 20,5 20,9

19.4

0,47 0,46 0,55 0,54 0,46

2.4

2.5 1,9 2,8 2,5

9,8 10,2 10,5 11,0 10,8

0,18 0,19 0,21 0,20 0,15

Die Platten kamen den Ansprüchen der Norm DIN 58761 nach. Es war kein Formaldehydgeruch während der Herstellung verspürbar und das Formaldehyd wurde nicht nachträglich von den Platten freigesetzt.

65 Die in den Ausführungsbeispielen angegebenen Viskositätswerte sind mit einem Brookfield-Viscometer bei 25° C mit 50 r/ min gemessen worden.

Das Trockengewichtsverhältnis der im Klebstoff enthalte-

622 026

nen Ligninderivate zum Phenol-Formaldehydharz kann zum Beispiel in der Spanne von 90:10 bis 20:10 variieren. Ferner kann das Verhältnis zwischen Phenol und Formaldehyd im Phenolharz zum Beispiel in der Spanne von 1:1,4 bis 1:3

variieren. Weiterhin kann man dem Klebstoff an sich bekannte Füllstoffe, wie zum Beispiel Kreide, Holzmehl, Quebracho, Weizenmehl, usw., zusetzen.

C

3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Klebstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 45 Gewichtsprozent der verwendeten Ligninderivate ein höheres Molekulargewicht als Glukagon haben.

2. Klebstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Ligninderivate in Form eines basischen Alkalisalzes vorliegen.

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PATENTANSPRUCH

Klebstoff, insbesondere zum Herstellen von Sperrholz-, Span- und Faserplatten, welcher Phenol-Formaldehydharz und nach dem Molekulargewicht fraktionierte Ligninderivate ausgewählt aus Alkaliligninen, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 35 Gewichtsprozent der verwendeten Ligninderivate ein Molekulargewicht höher als 5000 haben, und dass die Lösung des Klebstoffes in Wasser ein pH von 8 bis 14 aufweist, mit Ausnahme des Gegenstandes des Patentanspruches des Hauptpatents.

UNTERANSPRÜCHE

3. Klebstoff nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem Harnstoff in einer Menge von 1 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent, auf die Trockensubstanzmenge des Phenol-Formaldehydharzes bezogen, enthält.