DD252345A5

DD252345A5 - Verfahren zur herstellung von platten auf der basis von pflanzenfasern, insbesondere von spannplatten oder faserplatten

Info

Publication number: DD252345A5
Application number: DD86296135A
Authority: DD
Inventors: Veikko Niinivaara; Seppo Halonen; Kari Nurmi
Original assignee: ��@��`��@��k��
Priority date: 1985-11-13
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1987-12-16
Also published as: FI854469A0; FI871548A0; FI871548L; SU1600622A3; WO1987002929A1; DK164690C; DK164690B; EP0246256B1; FI87363C; EP0246256A1; DK364587D0; FI87363B; DK364587A; DE3668134D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenfaserplatten, wie einer Spanplatte, in welchem Verfahren der Faserstoff mit einem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel beleimt wird, der beleimte Faserstoff zu einem Vorformling ausgebildet wird und der Vorformling zu einer Platte heissgepresst wird. Die Erfindung beruht auf der Anwendung einer modifizierten Staerke mit dem Leimungsmittel. Das Staerkemodifikat kann Karbamat, Ester und Aether sein. Diese Modifikate reagieren mit dem in der Platte nach der Reaktion mit dem Leim noch vorhandenen Formaldehyd, wobei die Formaldehydemission wesentlich geringer ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platten auf der Basis von Pflanzenfasern, in welchem Verfahren das Grundmaterial beleimt wird, das beleimte Material zu Vorformlingen ausgebildet und der Vorformling zu einer fertigen Platte heißgepreßt wird, wobei die Abbinde- und Härtungsreaktionen im wesentlichen während des Heißpressens erfolgen. Unter Pflanzenfasern werden in diesem umfassenden Sinn verschiedene Fasern und Späne aus Pflanzenfasern, einschließlich z. B. Holz aus Späne oder durch verschiedene Verfahren zerfasert, verstanden. Die Erfindung betrifft vor allem Verfahren, in denen sich die in der Platte verwendete Leimfraktion aus einem Leim mit Formaldehyd, wie Ureaformaldehydleim, Ureamalaminformaldehydleim und Phenolformaldehydleim, zusammengesetzt. Am häufigsten von diesen wird Ureaformaldehydleim (-harz) verwendet, welches insbesondere bei der Herstellung von Spanplatten angewandt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Harzleime auf der Basis von Formaldehyden werden bei der Herstellung von verschiedenen auf Pflanzenfasern basierenden Platten aufgrund der mit Leimen erzielten guten physikalischen Eigenschaften der Platte und des günstigen Preises verwendet. Probleme mit den Platten und bei deren Herstellung sind jedoch durch das als eine Komponente der Leimfraktion in der Platte

enthaltene Formaldehyd entstanden. Wenn für die Platte eine im Hinblick auf die Festigkeit günstige Zusammensetzung der Leimfraktion und eine optimale Dosierung gesucht werden, bleibt in der Platte nach dem Härtungsprozeß unvermeidlich eine relativ große Menge an freiem Formaldehyd zurück.

Bezüglich der Abbinde-und Härtungsreaktionen der Leimfraktion ist es vorteilhaft, daß im Leimgemisch ein gewisser Überschuß

an Formaldehydkomponente des Leims vorhanden ist. Ein Großteil dieses Überschusses entweicht der Platte während des

Herstellungsprozesses, vor allem beim Öffnen des Heißpressers. Auch während anderer Phasen des Herstellungsprozesses kann Formaldehyd in die Umgebung entweichen, allerdings in geringeren Mengen als während des Heißpressens. Das bei der Herstellung einer Platte freiwerdende Formaldehyd bildet jedoch keine unüberwindbaren Schwierigkeiten, denn die bei der Herstellung verwendeten Anlagen können zur Reinhaltung der Luft am Arbeitsplatz mit geeigneten Klimaanlagen versehen

werden.

Ein wesentliches Problem entsteht durch Formaldehyd jedoch an dem Verwendungsort der Platten, wo das in den Platten noch vorhandene Formaldehyd nach und nach aus der Platte in die umgebende Luft ausströmt. Formaldehyd kann auch aus dem Leimungsmittel infolge von Zersetzungsreaktionen freiwerden.

Zur Bewältigung der vorgenannten Probleme sind verschiedene Lösungen gesucht worden, von denen eine Verringerung des Formaldehydüberschusses gegenüber der zweiten Komponente des Leims die natürlichste ist. Eine weitere einfache Lösung besteht darin, die Gesamtmenge des Leims im Verhältnis zum Plattenmaterial zu verringern. Die ersterwähnte Maßnahme verschlechtert jedoch die optimalen Härtungsreaktionen des Leims, infolgedessen der Leim in fertigen Platten nicht die optimale Festigkeit erreicht. Wenn außer dieser die zweite vorgeschlagene Maßnahme d. h. eine Verringerung der Leimmenge im Verhältnis zum Plattenmaterial angewandt wird, entstehen Probleme hinsichtlich der endgültigen Festigkeit einer fertigen Platte.

Als ein Kompromiß zwischen Festigkeit und Formaldehydemission ist man heute bei der Spanplattenherstellung zu der Lösung gekommen, bei Verwendung des Ureaformaldehyds als Leimfraktion, im Leim HCHO/Urea ca. in einem Molverhältnis von 1,1 bis 1,2 anzuwenden, wobei der Leim in seinem Härtungsprozeß noch eine relative Festigkeit erreicht. Falls das Molverhältnis noch mehr verringert wird, verschlechtert sich die Festigkeit des Leims rapide. Bisher sind in Ureaformaldehydleimen HCHO/ Urea ca. in einem Molverhältnis von 1,4 bis 1,6 angewandt worden, welches Verhältnis ausdrücklich aufgrund der sicheren Erzielung einer guten Festigkeit gewählt wurde.

Bei der Verwendung von Ureaformaldehydleim (UF-Harz) werden bei der Spanplattenherstellung im allgemeinen ca. 8 bis 12Gew.-% Leim bezogen auf die Spanmenge (berechnet jeweils als Trockensubstanz) benutzt. Folgende Hersteilungsbedingungen können als typisch angesehen werden:

Leimmischungen:

— Deckspan;

UF-Harz (65% als Trockensubstanz) 100 Gewichtsteile

Paraffinemulsion (50% als Trockensubstanz) 8 Gewichtsteile

Härtemittel 3 Gewichtsteile

Wasser 15 Gewichtsteile

Das Härtemittel der Leimfraktion für den genannten Deckspan setzt sich typischerweise wie folgt zusammen:

Salmiak 10 Gewichtsteile

Urea 10 Gewichtsteile

Wasser 80 Gewichtsteile

— Mittelspan;

UF-Harz (65 % als Trockensubstanz) 100 Gewichtsteile

Paraffinemulsion (50 % als Trockensubstanz) 6 Gewichtsteile

Härtemittel 8 Gewichtsteile

Ammoniak (25%) 0 Gewichtsteile

Wasser 5 Gewichtsteile

Das Härtemittel der Leimfraktion für den genannten Mittelspan setzt sich typischerweise wie folgt zusammen: Salmiak 15 Gewichtsteile

Wasser 85 Gewichtsteile

2Ie Leimmenge variiert gewöhnlich innerhalb folgender Grenzen (die Zahlen drücken in Prozenten die Menge trockenen Leims bezogen auf trockenen Span aus): 3-Schichten-Platte

Deckspan 10-12%

Mittelspan 7-9%

1-Schicht-Platte 8-10%

Hinsichtlich der Feuchtigkeit des Spans bei Beginn der Beleimungsphase werden folgende Werte angestrebt: Mittelspan 0-2%

Deckspan 2-6%

Bei der Verwendung des Ureaformaldehydleims herrschen während des Heißpressens der Platte typischerweise folgende Bedingungen:

Temperatur 150-200⁰C

Preßdauer 10-14 s/mm

pro Platte

Druck 2-3MPa

Bei der Verwendung von Ureamelaminformaldehydleim (MUF-Harz) weichen die anderen Komponenten der Leimfraktion und Leimmengen ein wenig von den erstgenannten ab. Es werden gewöhnlich folgende Bedingungen angewandt:

Leimmischungen:

— Deckspan;

MUF-Harz (66% als Trockensubstanz) 100 Gewichtsteile

Paraffinemulsion (50% als Trockensubstanz) 6 Gewichtsteile

Härtemittel 5 Gewichtsteile

Ammoniak (25%) -

Wasser 15 Gewichtsteile

Härtemittel für Deckspan:

Salmiak 15 Gewichtsteile

Wasser 85 Gewichtsteile

— Mittelspan;

MUF-Harz 100 Gewichtsteile

Paraffinemulsion (59%) 6 Gewichtsteile

Härtemittel 7 Gewichtsteile

Wasser . 5 Gewichtsteile

Das Härtemittel für Mittelspan setzt sich gewöhnlich wie folgt zusammen:

Salmiak 15 Gewichtsteile

Wasser 85 Gewichtsteile

Bei Leimdosierung werden folgende Vorschriften angewandt (die Zahlen drücken in Prozenten die Mengen trockenen Harzes, bezogen auf trockenen Span aus):

Der Richtwert liegt bei 12-15%, wenn V 100-Leimüng (DIN-68763-BI3) erstrebt wird. Hinsichtlich der Feuchtigkeit der Späne werden vor der Beleimungsphase folgende Werte angestrebt:

Mittelspan 0-2%

Deckspan 2-4%

Beim Heißpressen werden folgende Bedingungen angewandt: Temperatur 150-200 X

Preßdauer 10-14s/mm

pro Platte

Drück 2-3,5MPa

Bei Verwendung von Phenolformaldehydleim (PF-Harz) bei der Beleimung einer Platte können als Richtwerte folgende Bedingungen angegeben werden: Leimmischungen (dem Leim wird bei Bedarf zur Regulierung der Viskosität und der Spanfeuchtigkeit Wasser beigemischt)

— Deck- und Mittelspan;

PF-Harz (50% als Trockensubstanz) 100 Gewichtsteile

Wasser 0-10 Gewichtsteile

Härtemittel 6-10 Gewichtsteile

Als Härtemittel wird eine 50%ige K₂CO3-Lösung verwendet:

Die Leimdosierung erfolgt nachfolgenden Vorschriften: (die Zahlen drücken in Prozenten die Mengen trockenen Harzes₍bezogen auf Trockensubstanz des Spans aus):

1-Schicht-Platte 9-11%

3-Schicht-Platte

Deckspan 10-13%

Mittelspan 8-10%

zur Verminderung einer Dickenquellung der Platte kann der Platte Paraffinemulsion zugegeben werden, welche während der Herstellung der Platte getrennt von der Zugabe des Leims auf die Späne geprüht wird. Die Paraffinmenge beträgt 0,8-1,5% festen

Wachses berechnet auf Trockengewicht des Spans. Bei der Verwendung des Phenolformaldehydleims sind die Bedingungen während des Heißpressens vorzugsweise wie folgt:

Temperatur 180-220 °C

Preßdauer mindestens

0,3 s/mm pro Platte

Druck 2-3,5MPa

Als weitere Maßnahmen zur Verringerung von Formaldehydemissionen sind dem Plattenmaterial mit freiem Formaldehyd reagierende Zusatzstoffe zugegeben worden, um so das Formaldehyd in das Plattenmaterial zu binden. Als solche Zusatzstoffe wurden bisher z. B. Ammoniak, Urea, mehrere organische Amine, wie Triethanolamin oder Diethylentriamin, sowie organische Nitrile angewandt. Man hat auch fertige Platten mit verschiedenen mit Formaldehyd reagierende Stoffe enthaltenden Stoffkombinationen beschichtet, um so das Ausströmen des Formaldehyds in die umgebende Luft zu verhindern. Ein Nachteil solcher bei der Plattenherstellung beigegebenen Zusatzstoffe war bisher jedoch ihre zu starke Reaktivität mit Formaldehyd, wobei eine Konkurrenzsituation zwischen diesen Stoffen und der zweiten Komponente der Leimfraktion bezüglich der Reaktion mit Formaldehyd entstand. Dieses hat wiederum Störungen bei dem Härtungsprozeß des Leims zur Folge gehabt, wodurch sich die Festigkeit der Platte verschlechtert hat. Das Beschichten wiederum macht einen zusätzlichen Arbeitsvorgang erforderlich, entweder bei der Herstellung der Platte oder durch Streichen am Verwendungsort.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verfugung zu stellen, durch das ein zuverlässiges Aushärten des Leims sowie eine hohe Festigkeit der Platte gewährleistet wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Pflanzenfaserplatten, wie einer Spanplatte, in welchem Verfahren der Faserstoff mit einem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel beleimt wird, der beleimte Faserstoff zu einem Vorformling ausgebildet wird und der Vorformling zu einer Platte heißgepreßt wird, zu schaffen, bei dem dem Plattenmaterial ein mit freiem Formaldehyd reagierender Zusatzstoff zugegeben wird, der mit Formaldehyd langsamer als die zweite Komponente der Leimfraktion reagiert, wobei eine die Festigkeit des Leims beeinträchtigende Konkurrenzsituation vermieden wird, wobei die Reaktivität des zugegebenen Zusatzstoffes zur Bindung des bei der Härtung des Leims übrigbleibenden freien Formaldehyds ausreicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Faserstoff bei der Plattenherstellung außer dem auf

Formaldehyd basierenden Leim eine zum Karbamat, Ester oder Äther modifizierte Stärke beigegeben wird, wobei als Modifikat einer der vorgenannten Stoffe oder eine Mischung aus zwei öder aller der Stoffe sein kann. Vor allem haben Leime mit Karbamat, oder einem überwiegenden Anteil an Karbamatmodifikat bei der Plattenherstellung auf die gewünschte Weise reagiert. Bei der Verwendung dieser Stärkemodifikation wurden keine durch sei entstandenen Beeinträchtigungen des Härtungsprozesses des Leims beobachtet, aber sie besitzen die Fähigkeit, schnell genug Formaldehyd reaktiv zu bilden, so daß der Gehalt an freiem Formaldehyd auf zugelassenem Niveau gehalten werden kann. Insbesondere ist hervorzuheben, daß das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, eine Platte so herzustellen, daß in der Leimfraktion einer Platte ein für die angestrebte Festigkeit des Leims vorteilhaftes Molverhältnis der Leimkomponenten und für die Festigkeit ausreichend Dosierung der Leimfraktion angewandt werden könnan. Trotzdem kann die Formaldehydemission auf zugelassenem Niveau gehalten werden. Als einen weiteren Vorteil durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Besserung der Festigkeit durch das nach dem Bestreuen des Plattenverformlings durchgeführte Vorpressen (Kaltpressen) erreicht.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß außer einer Menge von 8 bis 13Gew.-% des auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittels berechnet auf die Trockensubstanz des Faserstoffes eine Menge von 0,5 bis 40Gew.-%, einer modifizierten Stärke als Trockensubstanz berechnet auf Trockensubstanz des Faserstoffes, eingesetzt werden.

Zweckmäßigerweise ist eine Stärke verwendet, welche zu Karbamat, Ester oder Äther mit einer Modifizierungszahl DS von 0,01 bis 2,0 modifiziert.

Von Vorteil ist es, wenn der Anteil eines Ester- oder Äthermodifikats höchstens 50% des Meßwertes der DE-Zahl beträgt.

Nach der Erfindung wird die Stärke als eine wäßrige Lösung mit 25 bsi 72% Trockensubstanz oder in kolloider Form zugegeben.

Vorzugsweise wird die Stärke in dem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel gemischt zugegeben.

In Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Stärke beim Beleimen getrennt von der Zugabe des auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittels zugegeben.

Von Vorteil ist es, wenn die Temperatur der beim Beleimen zugegebenen Stärke bei 10-100°C, vorzugsweise 50-100°C liegt.

Vorzugsweise wird eine modifizierte Stärke verwendet, deren Partikelgröße bei der Modifizierung unter 50μπι, vorzugsweise unter 30μηη, und in der Lösungsform einer modifizierten Stärke unter 2/im beträgt.

Zweckmäßigerweise wird eine Stärke verwendet, deren pH-Wert in einem Bereich von 4 bis 12 liegt.

Es ist von Vorteil, wenn dem Faserstoff außer dem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel und der Stärke an sich bekannter Hilfsstoffe, wie Hydrophobiermittel, zugegeben werden.

Im Sinne der Erfindung ist es, daß ein modifiziertes Stärkeprodukt verwendet wird, dessen Viskosität in kolloider Form oder als Lösung mindestens 20-1000OcP (Brookfiled) beträgt.

Die vorgenannten Stärkederivate weisen außerdem physikalische Eigenschaften auf, durch welche sie sich z. B. für eine Anwendung im Spanplattenprozeß eignen, und welche Eigenschaften bei Stärkederivaten im allgemeinen nicht festgestellt worden sind. In der Praxis ist der Spanplattenprozeß nämlich wegen des dem Prozeß zugeführten Wassers sehr empfindlich, und so sollte auch vermieden werden, dem Prozeß zu viel Wasser zuzuführen. Andererseits muß die Viskosität der dem Prozeß zugegebenenen Chemikallösungen im richtigen Bereich liegen, damit sie mit gewöhnlichen Dosierpumpen gepumpt werden können und damit sie beim Beleimen auf eine gewünschte Weise reagieren. Passend wurde eine Viskosität im Bereich von 50-10000cP/Brookfield (mPas) festgestellt. Im allgemeinen stellt sich die Viskosität der Stärkederivate bei üblichen Betriebstemperaturen von 0-30⁰C auf diesen Bereich ein, wenn ihr Trockengehalt im Bereich von 5-20% liegt. Die Anwendung so schwacher Lösungen bedeutet in der Praxis jedoch eine zu große Einsatzmenge Wasser. Innerhalb akzeptabler Grenzen kann die Wassermenge nur gehalten werden, wenn der Trockengehalt der zugegebenen Chemikalien im Bereich von 25-72% liegt.

Dieses wurde in erfindungsgemäßen Verfahren durch Anwendung der Stärkemodifikate, Karbamat, Ester und Äther als Zusatzchemikalien erreicht.

Außer den obengenannten Viskositäten und Trockengewichten müssen die im erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Stärkederivate wirkliche Lösungen oder Kolloide sein, so daß die Partikelgröße des fertigen Stärkeprodukts unter 5μ.ηη, vorzugsweise deutlich unter 1 pirn, beträgt. Hinsichtlich der Herstellung von Stärkederivatren ist es außerdem vorteilhaft, daß die Partikelgröße des Stärkerohstoffes ca. 50μχη, vorzugsweise unter 30μ,πη, beträgt. Eine Verkleinerung der Partikelgröße auf die genannten Werte kann während der Herstellung des jeweiligen Derivates durch verschiedene, nachstehend beschriebene Verfahren erfolgen. Es wurde beobachtet, daß die Partikelgröße eines beim Beleimen angewandten Derivates eine deutliche Bedeutung für die Reaktivität des Derivates mit Formaldehyd hat.

Zwischen den drei Derivaten, dem Karbamat, Ester und Äther wurden außerdem im Herstellungsprozeß einer Spanplatte Unterschiede in ihrer Reaktivität mit der das Formaldehyd enthaltenen Leimfraktion beobachtet. Insbesondere wurde festgestellt, daß das Karbamat in der Heißpressphase der Plattenherstellung auf eine gewünschte Weise reagiert.

Karbamatderivate reagieren mit Formaldehyd in dieser Herstellungsphase schnell genug, damit der Gehalt an freiem Formaldehyd in fertiger Platte auf tragbarem Niveau bleibt, andererseits jedoch nicht so schnell, daß sie mit den Härtungsreaktionen der eigentlichen Leimfraktion konkurrieren würden. Somit ist es vorteilhaft, daß vor allem eine zum Karbamat modifizierte Stärke oder eine Derivatenmischung mit über 50% Karbamat der den Modifizierungsgrad ausdrückenden DS-Zahl, angewandt wird. Der Rest des Derivates kann aus Ester, Äther und einer Mischung der beiden bestehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Herstellung von Stärkeäther

Stärkeäther kann unter Verwendung z. B. von Äthylenoxid, Propylenoxid oder Alkylglycidyl-trimetyl-ammoniumchlor als Reagenzien hergestellt werden.

Testi:

1500g Wasser und 1000g Weizenstärke werden in einen Reaktor eingesetzt. In den Reaktor wird Natriumhydroxid so hinzugegeben, daß der pH-Wert der Lösung zwischen 11,0 und 12,0 liegt. In das Reaktionsgefäß werden vorsichtig 150g Ethylenoxid hinzugegeben, zur Beschleunigung der Reaktion werden in den Reaktor auch 5g Natriumsulfat und Natriumcarbonat eingesetzt, wonach das erhaltene Produkt dreimal mitdestilliertem Wasser so gewaschen wurde, daß der Trockengehalt des Produktes der gleiche bleibt wie zu Beginn der Reaktion. Die DS-Zahl des erhaltenen Produktes betrug 0,02, und es wurde als solches bei den Spanplattentests verwendet.

Herstellung von Stärkeester

Stärkeester kann unter Verwendung z. B. von Essigsäure, Anhydrid der Essigsäure, Chloressigsäure, Maleinsäure, Anydrid der Maleinsäure, Fumarsäure oder Äthylenester der Essigsäure hergestellt werden.

Test 2:

1500g Wasser und 1000g Weizenstärke werden in den Reaktor eingesetzt. In den Reaktor wird Natriumhydroxid so hinzugegeben, daß der pH-Wert der Lösung zwischen 11,0 und 12,0 liegt. Danach wurden in das Reaktionsgefäß 260g Äthenylester der Essigsäure vorsichtig tropfend eingesetzt. Zur Beschleunigung der Reaktion werden in den Reaktor 5g Natriumsulfat und Natriumcarbonat hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 8 Stunden bei einer Temperatur von 25-3O⁰C gerührt, wonach das erhaltene Produkt dreimal mit destilliertem Wasser so gewaschen wurde, daß der Trockengehalt des Produkts der gleiche wie zu Beginn der Reaktion bleibt. Die DS-Zahl des Produktes betrug 0,04, und es wurde als solches bei den Spanplattentests verwendet.

Herstellung von Stärkekarbamat

Stärkekarbamat kann unter Verwendung von substituierten Karbamidverbindungen wie z. B. Acetylkarbamid, Thiokarbamid oder Karbonyldiamid als reagierende Komponenten hergestellt werden.

Test 3:

In das Reaktionsgefäß wurden 4000g flüssigen Ammoniaks gepumpt. Dann wurden 1000g Weizenstärke und 400g Karbonyldiamid hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 8 Stunden bei — 40°C gerührt, wonach das erhaltene Produkt dreimal mit destilliertem Wasser gewaschen und zu einer Lösung hergestellt wurde, deren Trockengehalt ca. 40Gew.-% betrug.

Die DS-Zahl des Produkts betrug 0,06 und es wurde als solches bei den Spanplattentests verwendet.

Test4:

In das Reaktionsgefäß wurden 1500g Wasser und 1000g Weizenstärke eingesetzt. Zur Beschleunigung der Reaktion wurden in das Gefäß dann 350g Thiokarbamid und 10g Kaliumacetat hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 8 Stunden bei 25⁰C bis 30⁰C gerührt, wonach das erhaltene Produkte dreimal mit destilliertem Wasser gewaschen wurde. Die DS-Zahl des Produkts betrug 0,085 und es wurde als solches bei den Tests verwendet.

Test 5:

In das Reaktionsgefäß wurden 1500g Wasser und 1000g Weizenstärke eingesetzt. Zur Beschleunigung der Reaktion wurden in das Gefäß 400g Karbonylamid und 15g Kaliumacetat hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 9 Stunden bei25°C-30°C gerührt, wonach das Produkt dreimal mit destilliertem Wasser gewaschen wurde. Die DS-Zahl des Produkts betrug 0,080 und es wurde als solches bei den Tests verwendet.

Test 6:

Dieser Test wurde wie der Test 4 durchgeführt, aber die Partikelgröße des Produkts wurde mit einer Kolloidmühle für Labors von 50/im auf unter 2/tm verkleinert. Das erhaltene Produkt wurde gewaschen und in kolloider Form bei den Tests verwendet.

Test7:

Dieser Test wurde wie der Test 1 durchgeführt, aber die Reaktion wurde nach dem Waschen wie im Test 4 fortgesetzt, wobei ein Produkt erhalten wurde, dessen DS-Zahl bezüglich des Äthers 0,02 und des Karbamats 0,069 betrug. Das Produkt wurde gewaschen und als solches bei den Tests verwendet.

Test8:

DieserTest wurde wie der Test 3 durchgeführt, aber die Partikelgröße des Produkts wurde mit einer Kolloidmühle für Labors von 50/um auf unter 2/u.m verkleinert und das Produkt wurde in kolloider Form bei den Tests verwendet.

Test 9:

DieserTest wurde wie der Test 5 durchgeführt, aber die Partikelgröße des Produkts wurde mit Wärmebehandlung und einer Kolloidmühle für Labors auf unter 1 /im verkleinert, so daß es beinahe im Zustand einer wirklichen Lösung war.

Im nachstehenden Beispiel werden verschiedene Faktoren bei der Herstellung einer Spanplatte erläutert, unter deren Verwendung das Verhalten der in den oben angeführten Tests 1 bis 9 hergestellten Stärkederivaten bei der Spanplattenherstellung untersucht wurden. Bei der Plattenherstellung wurden 13% des in den Tests 1 bis 9 beschriebenen Stärkederivats, bezogen auf die Leimmenge (atro/atro), zugegeben.

Beispiel 1

Herstellungsfaktoren bei der Plattenherstellung:

— Raumgewicht 670 kg/m³

— Dicke 16 mm

— Molverhältnis des Harzes HCHO/Urea 1,2

— Harzprozent: in Mittelspan Leim 8% atro/atro, in Deckspan 11% atro/atro

— die Platten sind nach Standards SFS 3516 und DIN 52360-52365 getestet Die Testresultate sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Test:	Zugegebenes Stärkederivat: 1 2 3 4	13,5	13,8	13,7	CJt	6	7	8	9	Normale Platte (ohne Stärke)
Biegefestigkeit N/mm²	13,9	0,55	0,62	0,64	13,7	14,2	13,9	14,1	14,0	14,2
Querzugfestigkeit N/mm²	0,60	6,4	6,0	5,9	0,59	0,61	0,57	0,60	0,59	0,56
Dickenquellung in % mit Wasserlösungs test von 2 Stunden nach dem Test	6,2	8,5	7,6	7,3	6,1	6,3	6,0	5,8	6,1	5,8
Formaldehydgehalt mg/100 g* (FESYP)	9,7	8,1	8,6	8,7	7,3	7,5	6,5	6,3	6,1	22
Feuchtigkeit der Platten in % bezogen auf Trockengewicht	9,6	9,3	8,1	8,7	8,6	8,1	9,5

In der nachfolgenden Tabelle 2 ist der erhaltene Formaldehydgehalt als Funktion der Menge des zugegebenen Stärkederivats angegeben.

Tabelle 2

Formaldehydgehalt

mg/100g* (FESYP) 6,3 6,9 7,2 7,5 9,1 10,5

zugegebenes Stärkederivat gemäß dem Test in % bezogen auf Leimungsmittel

Atro/Atro 13 12 11 10 9 8

* Der Formaldehydgehalt ist gemäß von dem Verband der Europäischen Spanplattenhersteller empfohlenen Verfahren gemessen.

In der nachfolgenden Tabelle 3 sind Resultate der Tests angegeben, in denen Viskositäten der verschiedenen Modifikate mit verschiedenen Partikelgrößen und mit bestimmtem Trockengehalt, ermittelt wurden.

Tabelle 3

Koe 1 2 3 4 5

Viskositäten der Dispersion cP(Brookfield) Trockengehalt 30 % durchschn. Partikel-Größe 50μπη 400 430 200 350 280

Viskositäten der Lösung cP(Brookfield) durchschn. Partikelgröße unter 2 μηπ

Trockengehalt 50% 122000 92000 5000 8000 9500 11000

Die Testresultate sind mathematische Mittelwerte der Testwerte von 10 Parallelplatten.

Wie aus den Resultaten der Tabelle 1 hervorgeht, wurden mit den nach den Tests 1 bis 9 hergestellten Stärkederivaten sehr gute Eigenschaften gegenüber den durch übliche Verfahren ohne Stärkezusatz hergestellten Platten erzielt. Durch diese Stärkederivatzusätze können vor allem Spanplatten mit niedrigem Formaldehydgehalt hergestellt werden. Bemerkenswert ist außerdem, daß in den Tests, in denen Karbamat zur Modifzierüng der Stärke verwendet wurde, der Formaldehydgehalt in den Platten niedriger ist als bei Ester- oder Äthermodifikaten.

Aus den Resultaten der Tabelle 2 wird ersichtlich, daß der Gehalt an emittierendem und freiem Formaldehyd mit der Menge des zugegebenen Stärkederivats sinkt. Die sogenannte El-Grenze liegt nach dieser Testserie bei ca. 9% Stärkederivat, berechnet auf Leimungsmittel (atro/atro).

Aus der Tabelle 3 wird überraschenderweise ersichtlich, daß gerade Karbamatmodifikate mit kleinen Partikelgrößen niedrigere Viskositäten aufweisen als Ester-und Äthermodifikate. Ferner wird beobachtet, daß auch ein Mischmodifikat aus Äther und Ester eine niedrige und brauchbare Viskosität aufweist.

Des weiteren ist aus den Resultaten der Tabelle 1 zu ersehen, daß auch die kleine Partikelgröße einen positiven Einfluß auf die Senkung des Formaidehydgehalts hat.

In der obigen Darlegung der Erfindung hat man sich auf die Herstellung einer Spanplatte beschränkt, aber für einen Fachmann ist es selbstverständlich, daß die Erfindung auch auf die Herstellung von Platten aus anderen Pflanzenfasermaterialien, wie aus Sägemehl, Stroh und Bagasse, angewandt werden kann.

Das Stärkederivat kann während der üblichen Herstellung der Platte entweder in die eigentliche Leimfraktion eingemengt oder separat beim Beleimen der Späne zugegeben werden. Bei separater Zugabe ist es vorteilhaft, daß die Temperatur der Stärke

erhöht ist, vorzugsweise auf 55-100^cC. Gute Ergebnisse werden aber auch erzielt, wenn das Stärkederivat bei niedrigerer

Temperatur zugegeben wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Pflanzenfaserplatten, wie einer Spanplatte, in welchem Verfahren der Faserstoff mit einem auf Formaldehyd basierendem Leimungsmittel beleimt wird, der beleimte Faserstoff zu einem Vorformling ausgebildet wird und der Vorformling zu einer Platte heißgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faserstoff außer dem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel eine zum Karbamat, Ester oder Äther modifizierte Stärke oder eine Mischung dieser Modifikate zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer Menge von 8 bis 13Gew.-% des auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel berechnet auf die Trockensubstanz des Faserstoffes eine Menge von 0,5 bis 40Gew.-%, vorzugsweise jedoch 5 bis 25Gew.-%, einer modifizierten Stärke als Trockensubstanz berechnet auf Trockensubstanz des Faserstoffes, eingesetz werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stärke verwendet wird, welche zu Karbamat, Ester oder Äther mit einer Modifizierungszahl DS von 0,01 bis 2,0 modifiziert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil eines Ester- oder Äthermodifikats höchstens 50% des Meßwerts der DE-Zahl beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke als eine wäßrige Lösung mit 25 bis 72% Trockensubstanz oder in kolloider Form zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke in dem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel gemischt zugegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke beim Beleimen getrennt von der Zugabe des auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittels zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der beim Beleimen zugegebenen Stärke bei 10-100⁰C, vorzugsweise bei 50-100⁰C liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine modifizierte Stärke verwendet wird, deren Partikaigröße bei der Modifizierung unter 50/Am vorzugsweise unter 30/im und in der Lösungsform einer modifizierten Stärke unter 2μπ\ beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stärke verwendet wird, deren pH-Wert in einem Bereich von 4 bis 12 liegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Faserstoff außer dem auf Formaldehyd basierenden Leimungsmittel und der Stärke an sich bekannte Hilfsstoffe, wie Hydrophobiermittel, zugegeben werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein modifiziertes Stärkeprodukt verwendet wird, dessen Viskosität in kolloider Form oder als Lösung mindestens 20-1000OcP (Brookfield) beträgt.