PT1907178T - Processo para a preparação de artigos em materiais de madeira com emissão diminuta de compostos químicos - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE ARTIGOS EM MATERIAIS DE MADEIRA COM EMISSÃO DIMINUTA DE COMPOSTOS QUÍMICOS" A invenção refere-se a um processo para a preparação de um artigo em material de madeira com emissão diminuta de compostos químicos.
Os artigos em materiais de madeira como placas de aparas ou de fibras são preparados a partir de aparas ou de material em fibras e uma cola. Usualmente, no caso da preparação do artigo em materiais de madeira, a cola é aplicada sobre a madeira cominuída (aparas) ou sobre o material em fibras e em seguida os artigos em materiais de madeira obtidos, ainda húmidos, são prensados conjuntamente a temperaturas elevadas (prensagem a quente), em que a cola é endurecida. Desde há muito tempo são utilizadas resinas contendo formaldeído como agente de endurecimento e/ou agente ligante nestas colas.
As placas em materiais de madeira são frequentemente utilizadas no interior de espaços fechados. Por esse motivo é importante que as placas de aparas não emitam compostos incomodativos (p. ex. compostos com um cheiro forte) ou mesmo prejudiciais. Neste caso, os compostos emitidos podem ter origem por um lado na própria madeira ou também a partir da cola utilizada. A publicação JP 9019906 descreve um processo para a preparação de um artigo em material de madeira de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1, em que fibras de madeira coladas juntas são tratadas com bissulfito antes da colagem. 0 objetivo neste caso é o de preparar uma placa de fibras de madeira que apresente uma forte ligação e que possa ser preparada com uma utilização reduzida de resina. A publicação JP 10119010 descreve igualmente um processo para a preparação de um artigo em material de madeira, em que a madeira é tratada com bissulfito antes da colagem.
No caso da utilização de resinas contendo formaldeido para a preparação de artigos em materiais de madeira, os artigos prontos emitem quantidades de formaldeido cujas quantidades estão limitadas a valores limite extremamente baixos por regulamentações legais e imposições voluntárias da indústria. São conhecidos diferentes métodos para reduzir o teor em formaldeido e em particular a emissão de formaldeido a partir dos artigos prontos em materiais de madeira. Alguns deles são:
Modificação da cola por redução da razão molar de formaldeido relativamente aos outros componentes da resina;
Adição de substâncias ligantes de formaldeido, como carbamida;
Mistura de resinas contendo formaldeido com outras resinas, ou
Prolongamento do tempo de prensagem.
No entanto, estes métodos diminuem a eficiência do processo de produção (custos aumentados, capacidade de produção mais baixa por tempos de produção mais longos, etc.) ou têm influências físicas ou mecânicas negativas sobre o produto (diminuição da estabilidade da resina, diminuição da firmeza e da resistência a fugas de cola, etc.).
Por conseguinte, foi objetivo da presente invenção disponibilizar um processo melhorado para a preparação de um artigo em material de madeira, em que o artigo em material de madeira obtido apresente em particular uma emissão diminuta de compostos químicos e em que a eficiência do processo de preparação não seja prejudicada.
Este objetivo é solucionado através de um processo para a preparação de um artigo em material de madeira de acordo com a reivindicação 1.
De um modo surpreendente mostrou-se que com a ajuda do processo de acordo com a invenção podem ser preparados artigos em materiais de madeira melhorados, que mostram em particular quase nenhuma ou nenhuma emissão indesejada de compostos químicos (facilmente voláteis), que têm origem na própria madeira. Além, disso, as aparas de madeira ou fibras de madeira tratadas com bissulfito mostram uma reação com a cola melhorada.
Aperfeiçoamentos adicionais vantajosos do processo são objeto das reivindicações dependentes.
Para a preparação de artigos em material de madeira, as madeiras usuais de árvores de folha caduca e de coníferas, de origem única ou em mistura, são sujeitas a um processamento. Em primeiro lugar as madeiras são descascadas e cominuídas. À madeira cominuída podem ser adicionadas estilhas ou aparas. Em seguida esta mistura é peneirada e examinada, em que são eliminadas substâncias interferentes como areia, farpas, pedras ou metal. Em seguida esta mistura é lavada, em que são novamente eliminadas substâncias interferentes como areia e pedras. No passo seguinte, a madeira cominuída é aquecida e desidratada. Isto sucede de um modo preferido por prensagem. A madeira cominuída assim tratada é depois sujeita a um tratamento a vapor a uma pressão de 6 até 12 bar em atmosfera saturada de vapor de água. Adicionalmente pode ser adicionada uma solução aquosa de um sal de bissulfito à atmosfera de vapor. Os sais de bissulfito podem ser por exemplo sais alcalinos e/ou sais de amónio. De um modo preferido são utilizados sais de bissulfito de sódio e/ou de amónio. É preferido de um modo particular utilizar sais de sais de amónio. De um modo preferido a quantidade em sal de bissulfito perfaz entre 1 e 30 kg, de um modo preferido entre 3 e 12 kg, por m3 de placa produzida. A duração do tratamento perfaz de acordo com a invenção entre 3 e 8 minutos. Neste caso, quantidades maiores em bissulfito tornam necessários tempos de tratamento mais longos, para completar o decurso da reação, para que o bissulfito possa penetrar nas fibras e para assegurar uma impregnação estável.
De um modo preferido, num aperfeiçoamento da invenção, a madeira é tratada com bissulfito antes da preparação das aparas de madeira ou fibras de madeira, por exemplo no digestor, para se poder conduzir o processo de forma simples. Uma impregnação subsequente das fibras de madeira com parafina não afeta assim o efeito do processo de acordo com a invenção.
De acordo com uma forma de realização adicional, as aparas de madeira ou fibras de madeira com bissulfito são tratadas com bissulfito, por exemplo, num refinador. Com isso o processo pode ser conduzido de forma particularmente eficiente.
Sem querer estar associado a esta teoria, o tratamento da madeira cominuída com bissulfito é importante para ligar as substâncias voláteis à madeira cominuída e reprimir a formação de novo de substâncias voláteis. No caso do tratamento com bissulfito, os adutos de bissulfito podem ser formados por aldeídos, metilcetonas ou α-cetoésteres.
Adicionalmente, o bissulfito pode desenvolver o seu efeito branqueador e reagir com os corantes presentes na madeira, de modo a que possam ser obtidos artigos em materiais de madeira particularmente claros. A claridade de uma placa é um critério de qualidade importante.
No tratamento da madeira com bissulfito ocorre além disso uma impregnação levemente ácida das fibras, de modo que no caso da utilização de resinas contendo formaldeído na cola ocorre uma policondensação completa com a resina e com isso um consumo completo do formaldeído livre. Ambos os efeitos conduzem a artigos em materiais de madeira que apresentam valores de perfuração extremamente baixos e, correspondentemente, uma emissão extremamente diminuta de formaldeído.
Através de um tempo de tratamento com bissulfito de no mínimo 1,5 minutos é assegurado que a desintegração da madeira é quase completa e o tratamento subsequente com o agente de impregnação contra intumescimento por humidade não é ineficaz.
Em seguida os pedaços de madeira impregnados são cominuidos a aparas de madeira ou fibras de madeira, colados, secos e prensados. Isto efetua-se por meio de processos usuais. A cola que é utilizada para a colagem das aparas de madeira ou fibras de madeira é de um modo preferido uma resina aminoplástica. É preferido de um modo particular que seja utilizada uma resina contendo formaldeido. Esta é selecionada de um modo preferido do grupo composto por resina de ureia -formaldeido, resina de melamina - formaldeido, resina de ureia -melamina - formaldeido e resina de melamina - ureia - fenol -formaldeido. As resinas adequadas são obteníveis no mercado como soluções ou pó e a preparação e utilização de resinas adequadas também está descrita no estado da técnica. Para o processo de acordo com a invenção são preferidas de um modo particular resinas de ureia - formaldeido e resinas de ureia - melamina -formaldeido, que podem ser aplicadas nas quantidades usuais. De um modo particularmente vantajoso são utilizadas resinas pobres em formaldeido, que apresentam uma razão molar baixa de formaldeido em relação à ureia. A razão molar de formaldeido em relação à ureia perfaz de um modo vantajoso entre 0,8 : 1 até 1,05 : 1.
Através do tratamento da madeira cominuída com bissulfito podem no entanto também ser utilizadas colas com uma razão molar mais elevada de formaldeido em relação à ureia do que o mencionado acima. Também os artigos em materiais de madeira com isso preparados apresentam valores de perfuração extremamente baixos, que cumprem todas as normas actuals. Com estas resinas também podem ser preparadas placas da classe El, que em comparação a resinas pobres em formaldeido são mais reactivas e mais baratas. 0 processo de acordo com a invenção tem também a vantagem de, na cola, poderem ser utilizadas resinas usuais sem aditivos ligantes de formaldeido, que podem ter influências físicas ou mecânicas negativas sobre o produto final. No entanto a cola utilizada pode conter - caso seja desejável - substâncias adicionais ligantes de formaldeido. A par da resina aminoplást ica, a cola pode compreender aditivos adicionais como por exemplo agentes de endurecimento para a aceleração do endurecimento, agentes hidrofóbicos, sais inertes, agentes de ajuste de pH, estabilizadores, fungicidas ou biocidas.
De um modo conveniente, a colagem efetua-se de modo a que a madeira cominuída provida com a cola seja prensada a temperaturas de 120 até 250 2C. Sob estas condições a resina aminoplástica endurece rapidamente e obtêm-se artigos em materiais de madeira com boas propriedades mecânicas, que são consideravelmente insensíveis à influência da humidade.
Exemplo de realização
Foram preparadas duas placas de fibras SI e VI de acordo com o processo descrito acima por utilização de uma resina de formaldeido - ureia com uma razão molar de formaldeido em relação à ureia de 1 : 1,08, com a única diferença de na preparação da placa de fibras VI a madeira cominuída não ter sido tratada com bissulfito antes da impregnação. O tratamento da madeira cominuída com bissulfito efetuou-se a uma pressão de 8,5 bar, com uma quantidade de bissulfito de 3 kg por m3 de madeira cominuída e durante um espaço de tempo de 3,5 minutos. Ao tratamento prévio da madeira segue-se o humedecimento com um agente de impregnação húmido conhecido e em seguida a prensagem.
Na tabela 1 são mostrados os valores de perfuração (determinados de acordo com a norma DIN EN 120 - Materiais em madeira - Determinação do teor em formaldeido) de ambas as placas de fibras SI e VI.
Tabela 1
Os valores da tabela 1 mostram que através do tratamento da madeira cominuída com bissulfito são obtidos artigos em materiais de madeira que apresentam uma emissão de formaldeido extremamente diminuta. Além disso a placa de fibras SI apenas emite quantidades extremamente diminutas de outros compostos químicos. Adicionalmente a placa de fibras SI era claramente mais clara do que a placa de fibras VI.
Claims (7)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para a preparação de um artigo em material de madeira compreendendo aparas de madeira ou fibras de madeira coladas entre si, caracterizado por a madeira ser tratada com bissulfito antes da colagem, a uma pressão de 6 até 12 bar em atmosfera saturada de vapor de água ou em ar saturado em vapor de água durante um espaço de tempo de 3 até 8 minutos.
- 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que a madeira é tratada com bissulfito, por exemplo num digestor, antes da preparação das aparas de madeira ou fibras de madeira.
- 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que aparas de madeira ou fibras de madeira com bissulfito são tratadas com bissulfito por exemplo num refinador.
- 4. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o bissulfito é adicionado numa quantidade de 1 até 30 kg por m3 de madeira, de um modo preferido numa quantidade de 3 até 12 kg por m3 de madeira.
- 5. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o bissulfito é selecionado de bissulfito de sódio e bissulfito de amónio.
- 6. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a madeira tratada com bissulfito é transformada em aparas de madeira ou fibras de madeira e as aparas de madeira ou fibras de madeira são coladas com uma resina aminoplástica.
- 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que as aparas de madeira ou fibras de madeira são coladas com uma resina aminoplástica, que é selecionada do grupo composto por resina de ureia - formaldeido, resina de melamina formaldeido, resina de ureia - melamina - formaldeido e resina de melamina - ureia - fenol - formaldeido.
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