ES2278754T3 - Procedimiento para reducir el contenido de formaldehido y la emision de formaldehido de un tablero de particulas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para reducir el contenido y la emisión de formaldehído de un tablero de partículas de un proceso de fabricación de tableros de partículas, en el que se aplican amino resinas adhesivas, con la adición de agentes endurecedores y/o la adición de sustancias de unión a formaldehído; prensándose y enfriándose dichos tableros de partículas en prensas de funcionamiento continuo y, en el que el tablero de partículas tras el prensado y antes de enfriarse se somete a un breve secado a una temperatura comprendida entre 40 y 150ºC entre 8 y 16 horas, dependiendo de la tasa de reducción esperada del contenido y emisión de formaldehído y los parámetros del proceso de fabricación aplicados.
Description
Procedimiento para reducir el contenido de
formaldehído y la emisión de formaldehído de un tablero de
partículas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para producir un tablero y en particular un
procedimiento para reducir el contenido de formaldehído y la
emisión de formaldehído de un tablero de partículas, que va a
utilizarse en el proceso de fabricación de tableros de partículas,
prensados en prensas de carrera y funcionamiento continuo, con la
aplicación de amino resinas adhesivas.
Un procedimiento para producir un panel según la
invención se conoce a partir del documento GB 2 354 482.
Actualmente, se conocen muchos procedimientos
para reducir el contenido de formaldehído y la emisión de
formaldehído de tableros de partículas. Los principales son los
siguientes:
- -
- modificación de resinas adhesivas, normalmente mediante la reducción de la razón molar de formaldehído con respecto a urea, que conduce lo más frecuentemente a la disminución de la reactividad de la resina, pero muchas veces también a una resistencia menor de las juntas unidas mediante adhesivo y su resistencia al agua;
- -
- adición de sustancias de unión a formaldehído. Dichas sustancias, sin embargo, pueden ejercer a menudo un impacto negativo sobre las propiedades físicas y mecánicas del tablero de partículas;
- -
- mezcla de resinas de urea-formaldehído con otras resinas, por ejemplo, de resorcinol o fenólicas. Esto a su vez, está seguido de un aumento sustancial del coste de producción;
- -
- extensión del tiempo de prensado del tablero de partículas. Seguido de la disminución en la capacidad de producción;
- -
- secado de partículas hasta un contenido en humedad extremadamente bajo. Se restringe la aplicación por condiciones técnicas y precauciones de seguridad debido a la posible ignición en la secadora;
- -
- tratamiento del tablero de partículas con amoniaco gaseoso. Este procedimiento requiere cámaras herméticas especiales por razones de seguridad;
- -
- tratamiento del tablero de partículas acabado con aire caliente en cámaras especiales con intercambio de aire intensivo forzado. Este procedimiento, teniendo en cuenta la capacidad de la línea de producción real, requeriría una instalación de producción especial adicional con el fin de mantener el flujo suave de producción;
- -
- tratamiento de la superficie del tablero de partículas acabado por medio de disoluciones de sustancias que entran en reacción con formaldehído. Esto necesita instalación especial, y por otro lado existe un riesgo de que se deteriore la calidad de la superficie en tableros de partículas de este tipo.
Como se señala anteriormente, los procedimientos
conocidos, presentados para reducir el contenido y la emisión de
formaldehído de un tablero de partículas necesita o bien
sustanciales gastos financieros y funcionamiento de dispositivos e
instalaciones adicionales, o bien algunos de ellos pueden también
ejercer una influencia negativa en la eficacia de la producción por
la disminución de la capacidad de proceso y/o deteriorando la
calidad del tablero de partículas fabricado según procedimientos de
este tipo.
La esencia de la invención de reducir el
contenido de formaldehído y la emisión de formaldehído de un tablero
de partículas fabricado se basa en el procedimiento habitual que
comprende las etapas adicionales según la reivindicación 1.
Hasta la fecha, los procedimientos de
fabricación de tablero de partículas conocidos con la aplicación de
amino resinas, necesitan el enfriamiento del tablero de partículas
inmediatamente tras el prensado y antes del secado. El proceso de
enfriamiento tiene lugar en enfriadores giratorios en los que
permanece el tablero de partículas en un periodo comprendido entre
varios y unas cuantas docenas de minutos, más a menudo durante el
tiempo requerido para disminuir la temperatura de las capas internas
del tablero de partículas hasta entre 45 y 60ºC.
Inesperadamente, parecía que el calor acumulado
en el tablero o un tablero de partículas mientras se prensa, puede
utilizarse para acentuar el proceso de policondensación de resina
adhesiva, que, como debe juzgarse, no puede completarse totalmente
en la prensa debido a ciclos de prensado de tablero muy cortos. El
endurecimiento incompleto del adhesivo puede ser una causa de la
separación del formaldehído, en consecuencia, de un aumento de su
contenido y su emisión del tablero de partículas; la emisión puede
ser de larga duración, especialmente en condiciones de
almacenamiento y durante la implementación, que conduce a un aumento
considerable del contenido de humedad del tablero de partículas. El
secado breve del tablero de partículas tras el prensado, consecuente
con la esencia de la invención, reemplaza hasta cierto punto la
extensión del tiempo de prensado del tablero de partículas.
Mientras que la influencia positiva de la extensión del tiempo de
prensado sobre las propiedades higiénicas del tablero ya es un
canon en la tecnología de fabricación de tableros de partículas. Se
sabe también, sin embargo, que su aplicación práctica está limitada
debido a aspectos económicos. Por otro lado, el aumento de la
reactividad de resinas es una de las condiciones para la aplicación
de oportunidades técnicas que ofrece el sistema continuo de
prensado de tableros de partículas que se ha introducido durante el
último par de años; esto confirma adicionalmente la importancia del
endurecimiento.
Los procesos de enfriamiento y secado del
tablero de partículas hasta la fecha previstos para probar la
temperatura que va a alcanzarse antes del secado, para evitar la
hidrólisis de juntas de unión a adhesivos, para evitar en
consecuencia la disminución de la resistencia del tablero de
partículas. No se ha controlado la temperatura que se alcanza en
realidad en el enfriamiento. Se asumió que la temperatura más
deseada era la más baja posible. Por esta razón, en instalaciones
modernas, existen sistemas de enfriadores giratorios en lugar de
dispositivos individuales, por ejemplo, tres enfriadores giratorios
a los que se suministran sucesivamente los tableros de
partículas.
La invención permite la reducción drástica del
contenido de formaldehído y su emisión del tablero de partículas,
sin la necesidad de cambios significativos en las condiciones
tecnológicas y técnicas reales que predominan en las fábricas de
tableros de partículas, sin tener en cuenta el equipo de la línea de
producción, los parámetros del proceso de prensado, madera, y
productos químicos. La solución descrita anteriormente permite
estabilizar la calidad higiénica del tablero de partículas. Prevé
la producción del tablero de partículas que presenta calidad
higiénica especial, y también una eficacia de producción de tableros
de partículas más alta debido a la posible aplicación de las
características de las resinas con un aumento en la razón molar de
formaldehído con respecto a urea. Se reveló por pruebas y
aplicaciones técnicas de ensayo industrial de esta invención una
reducción del contenido de formaldehído y la emisión incluso en un
70% comparado con la fabricación de tableros de partículas de modo
convencional, es decir, enfriados tras el prensado. Los parámetros
de secado de corta duración antes del enfriamiento, es decir,
temperatura y tiempo, se fijan en función de la tasa de reducción
esperada del contenido y emisión de formaldehído, con la debida
consideración de las características de resinas adhesivas y
direcciones de aplicación.
El objetivo de la invención se presenta a
continuación en algunos ejemplos prácticos ilustrados con dibujos.
Las figuras 1 a 3 muestran diagramas comparativos de las propiedades
higiénicas del tablero de partículas, fabricado por el
procedimiento de la invención y convencional.
Para fabricar un tablero de partículas, se
utilizó resina adhesiva de urea-formaldehído; razón
molar de urea con respecto a formaldehído de 1,0:1,5. El nitrato de
amonio fue el agente endurecedor. La temperatura de prensado del
tablero de partículas: 205ºC; tasa tiempo de prensado de espesor del
tablero de partículas de 6 s/1 mm.
El contenido de formaldehído en un tablero de
partículas enfriado convencionalmente tras el prensado fue de 10,3
ing/100 mg de tablero totalmente seco, mientras que la emisión de
formaldehído - aproximadamente de 14,9 mg/1 kg de tablero totalmente
seco (t.d.b). En el procedimiento de la invención se redujo la
adición del agente endurecedor al adhesivo sobre las capas de la
superficie un 50%.
Conforme a la invención, se secó el tablero
antes del enfriamiento durante 16 horas; mientras que la temperatura
en la capa interna del tablero de partículas durante el
almacenamiento para el secado breve, fue de entre 95 y 100ºC. El
contenido y emisión de formaldehído se redujeron hasta 4,1 mg/100 mg
de tablero totalmente seco y 8,1 mg/1 kg de tablero totalmente
seco, respectivamente. Por tanto, el contenido y emisión de
formaldehído cambió positivamente tras el secado; mientras que
otras propiedades del tablero de partículas estuvieron al mismo
nivel que en la producción convencional. Se ilustra el ejemplo en la
figura 1:
1: valores para el secado del tablero antes del
enfriamiento.
2: valores para el tablero fabricado de un modo
convencional (enfriado tras el prensado).
La resina adhesiva
urea-formaldehído 1,0:1,2 se utilizó para esparcir
cola en partículas. El agente endurecedor aplicado contenía
sustancias de unión a formaldehído conocidas. El prensado se llevó a
cabo a 218ºC, a una tasa de tiempo de prensado de espesor del
tablero de partículas de 11 s/1 mm. El contenido de formaldehído en
el tablero de partículas fabricado según el procedimiento
convencional ascendió a 4,5 mg/100 g de tablero totalmente seco;
mientras que la emisión de formaldehído - 6,8 mg/1 kg de tablero
totalmente seco. Tras el secado breve de 8 horas tras el prensado,
y antes del enfriamiento de la capa interna del tablero de
partículas a 80-85ºC, el contenido y emisión de
formaldehído se redujo hasta 2,0 mg/100 mg de tablero totalmente
seco y 5,6 mg/1 kg de tablero totalmente seco, respectivamente. La
tasa de hinchamiento del tablero de partículas tras el remojo en
agua disminuyó alrededor del 25%. En la figura 2 se ilustra la
calidad higiénica del tablero de partículas fabricado según el
ejemplo
descrito.
descrito.
Se utilizaron resina de
urea-formaldehído-melamina con
cloruro de amonio como agente endurecedor. El tablero se prensó a
185ºC, a una tasa tiempo de prensado de espesor de tablero de 8 s/1
mm. El contenido de formaldehído en el tablero enfriado antes del
secado convencional ascendió a 8,4 mg/100 g de tablero totalmente
seco, mientras que la emisión de formaldehído era de 12 mg/1 kg de
tablero totalmente seco. Tras el secado breve de 6 horas tras el
prensado, y antes del enfriado, en la capa interna del tablero a
90ºC, se redujeron el contenido y la emisión de formaldehído hasta
5,9 mg/100 mg de tablero totalmente seco y 9,7 mg/1 kg de tablero
totalmente seco, respectivamente. Otras propiedades, incluyendo la
prueba V 100 de resistencia al agua, no cambiaron. En la figura 3
se ilustra la calidad higiénica del tablero fabricado según ejemplo
descrito.
Claims (3)
1. Procedimiento para reducir el contenido y la
emisión de formaldehído de un tablero de partículas de un proceso de
fabricación de tableros de partículas, en el que se aplican amino
resinas adhesivas,
con la adición de agentes endurecedores y/o la
adición de sustancias de unión a formaldehído;
prensándose y enfriándose dichos tableros de
partículas en prensas de funcionamiento continuo y, en el que el
tablero de partículas tras el prensado y antes de enfriarse se
somete a un breve secado a una temperatura comprendida entre 40 y
150ºC entre 8 y 16 horas, dependiendo de la tasa de reducción
esperada del contenido y emisión de formaldehído y los parámetros
del proceso de fabricación aplicados.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que se adopta una etapa de sistema de capas, presentando una
placa base y una capa similar a una película impregnada con resina
que se aplica sobre un dispositivo de prensado con temperatura y
presión en ambos lados de tal manera que el sistema de capas se pega
de esta manera.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el tablero tras el prensado, antes del
enfriamiento, se somete al secado a una temperatura comprendida
entre 70 y 110ºC.
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