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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von Materialien
auf Holzbasis, wodurch ein Klebstoffsystem, das ein Melaminaminoharz
und eine eine Säure
und ein Phenolharz umfassende Phenolharzzusammensetzung umfasst,
auf den Materialien auf Holzbasis bereitgestellt und gehärtet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Klebstoffsystem und
eine stabile Phenolharzzusammensetzung. Außerdem betrifft sie auch ein
Produkt auf Holzbasis, das durch das Verfahren erhältlich ist.
Schließlich
betrifft sie die Verwendung eines Klebstoffsystems zur Herstellung
eines Produkts auf Holzbasis.
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Hintergrund
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Beim
Verkleben von Holz ist es üblich,
ein Klebstoffsystem auf Basis eines härtbaren Harzes, wie eines Formaldehydharzes,
zu verwenden, das zum Beispiel ein Aminoharz oder ein Phenolharz
sein kann. Wichtige Eigenschaften eines Klebstoffs schließen Klebkraft,
Aushärtezeit
und -temperatur, Wasserfestigkeit und Emission von Formaldehyd ein.
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Hohe
Wasserfestigkeit ist besonders für
einige verklebte Holzprodukte, wie laminierte Balken, Sperrholz
und andere Produkte zur Verwendung im Freien, erforderlich. Melaminaminoharzklebstoffe
und auch Klebstoffe auf Phenolharzbasis werden allgemein verwendet,
wenn hohe Wasserfestigkeit erforderlich ist. Die Vorteile der Verwendung
von Klebstoffen auf Aminoharzbasis gegenüber denjenigen auf Phenolharzbasis
sind zum Beispiel ein viel weniger gefärbter Klebfilm und geringere
Umweltbelastungen, da einige Phenolharze zum Aushärten Paraformaldehyd
benötigen.
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Melaminaminoharze
sind Kondensationsprodukte aus Carbonylverbindungen, wie Aldehyden,
mit Melamin oder eine Kombination aus Melamin mit anderen Verbindungen,
die Amino-, Imino- oder Amidgruppen enthalten. Die häufigsten
Melaminaminoharze sind Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und
Melamin allein oder Melamin und Harnstoff, wobei Melamin- Formaldehyd ("MF") und Melamin-Harnstoff-Formaldehyd ("MHF") erhalten wird.
Ein MHF-Harz kann
auch durch Mischen eines MF-Harzes und eines HF-Harzes hergestellt
werden. Melaminaminoharze werden üblicherweise unter Verwendung
saurer Härtungsmittelzusammensetzungen
gehärtet.
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Die
Emission von freiem Aldehyd, insbesondere Formaldehyd, aus Klebstoffen
auf Basis von Harzen auf Melaminbasis und Harzen auf Phenolbasis
ist eine zunehmende Beunruhigung. Formaldehyd liegt in Melaminaminoharzen
auf Formaldehydbasis in unterschiedlichem Ausmaß als freier Formaldehyd vor,
wird aber auch während
des Aushärtens
von den Harzen weiter abgegeben. Dies ergibt Umweltprobleme sowohl
vor dem Aushärten
während
der Handhabung und Aufbringung des Harzes als auch Emissionsprobleme
aus den fertigen Produkten nach dem Aushärten. Phenolharze können auch
Formaldehyd während
des Aushärtens und
während
der Handhabung des Harzes abgeben.
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JP Offenlegungs-Nr. 1977-51430 offenbart
eine Klebstoffzusammensetzung zur Herstellung von Sperrholz, die
ein Melaminharz und ein Phenolharz vom Resoltyp umfasst. Jedoch
wird dort nichts über
irgendeine Verringerung der Formaldehydemission erwähnt.
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EP 0277106 A1 offenbart
ein Aminoharz, das ein Kondensationsprodukt aus Formaldehyd, Harnstoff, Phenol
und gegebenenfalls Melamin ist.
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EP 0538687 A1 offenbart
ein flüssiges
Härtungsmittel
für Phenol-Resorcinol-Formaldehydharze,
das ein Tanninharz umfasst.
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Die
Aldehydemission aus einem Klebstoffsystem kann unter Verwendung
verschiedener Zusätze,
die als Fänger
für den
Aldehyd fungieren, verringert werden. Jedoch besitzen solche Zusätze selbst
im Allgemeinen keinerlei Klebstoffeigenschaften. So kann die Qualität der Klebstoffbindung
negativ beeinflusst werden. Außerdem
können
diese Zusätze
an unerwünschten
Reaktionen mit anderen Bestandteilen des Klebstoffsystems teilnehmen,
und die Zugabe solcher Zusätze
verursacht oft auch ein komplizierteres Formulierungsverfahren.
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So
ist es wünschenswert,
ein Verfahren zum Verkleben von Materialien auf Holzbasis und ein
Klebstoffsystem, das eine geringe Aldehydemission und Klebstoffbindungen
von hoher Qualität
ergibt, bereitzustellen.
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Deshalb
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Verkleben von Materialien auf Holzbasis, das eine geringe Aldehydemission
ergibt, bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Klebstoffsystem sowie eine Phenolharzzusammensetzung,
die zur Verwendung in einem Klebstoffsystem, das eine geringe Aldehydemission
ergibt, vorgesehen ist, bereitzustellen. Schließlich ist es eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Produkt auf Holzbasis bereitzustellen,
das eine geringe Aldehydemission ergibt.
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Die Erfindung
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Überraschenderweise
ist gefunden worden, dass es möglich
ist, diese Aufgaben durch ein neues Verfahren zum Verkleben von
Materialien auf Holzbasis unter Verwendung eines neuen Klebstoffsystems
und einer neuen stabilen Phenolharzzusammensetzung zu erfüllen. Das
Verfahren gemäß der Erfindung
umfasst das Verkleben von Materialien auf Holzbasis durch Bereitstellen
eines Klebstoffsystems auf den Materialien auf Holzbasis, gefolgt
von Härten,
wobei das Klebstoffsystem ein Melaminaminoharz und eine Phenolharzzusammensetzung
umfasst, wobei die Phenolharzzusammensetzung eine Säure und
ein Phenolharz, das ein Resorcinolharz oder ein Tanninharz oder
ein Gemisch davon ist, umfasst. Das Klebstoffsystem gemäß der Erfindung
umfasst ein Melaminaminoharz und eine Phenolharzzusammensetzung,
wobei die Phenolharzzusammensetzung eine Säure und ein Phenolharz, das
ein Resorcinolharz oder ein Tanninharz oder ein Gemisch davon ist,
umfasst. Die stabile Phenolharzzusammensetzung gemäß der Erfindung
existiert als Lösung
in Wasser oder Alkohol und umfasst eine Säure und ein Phenolharz, das
ein Resorcinolharz oder ein Tanninharz oder ein Gemisch davon ist;
der Gehalt an Phenolharz beträgt
etwa 10 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse, wobei
das Phenolharz bei Raumtemperatur (20°C) für mehr als etwa zwei Wochen
lagerstabil ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein durch das
Verfahren erhältliches
Produkt auf Holzbasis, das ein Fußbodenbelag, Sperrholz, ein
laminierter Balken und ein Faser-, Span- oder Pressspanplattenmaterial
sein kann. Schließlich
betrifft die Erfindung die Verwendung eines Klebstoffsystems zur
Herstellung eines Produkts auf Holzbasis, das ein Fußbodenbelag,
Sperrholz, ein laminierter Balken und ein Faser-, Span- oder Pressspanplattenmaterial
sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Phenolharzzusammensetzung bereit,
die vor dem Mischen mit einem härtbaren
Harz lagerstabil ist.
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Mit
dem Begriff "Klebstoffsystem", wie er hier verwendet
wird, ist eine Härtungsformulierung
gemeint, die ein oder mehrere härtbare
Harze und ein oder mehrere Härtungsmittel
enthält.
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Mit
dem Begriff "Melaminaminoharz", wie er hier verwendet
wird, ist ein Aminoharz gemeint, in dem Melamin mindestens eines
der Ausgangsmaterialien ist, das verwendet wird, wenn das Harz hergestellt
wird.
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Die
Kombination eines Melaminaminoharzes mit einer Phenolharzzusammensetzung
gemäß der Erfindung
ermöglicht
es, ein Klebstoffsystem mit geringer Formaldehydemission bereitzustellen.
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Ein
weiterer Vorteil mit der vorliegenden Erfindung ist, dass Melaminaminoharze,
die einen sehr geringen Gehalt an freiem Formaldehyd aufweisen,
verwendet werden können,
um Klebstoffbindungen mit hoher Qualität zu erreichen.
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Das
Melaminaminoharz, das bei dem Verfahren verwendet wird, und das
Klebstoffsystem der Erfindung kann ein beliebiges Melaminaminoharz,
wie Melamin-Formaldehyd ("MF"), Melamin-Harnstoff-Formaldehyd
("MHF"), Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd
("MHPF"), und Kondensationsprodukte
aus Formaldehyd und Melamin zusammen mit beliebigen anderen Verbindungen,
die Amino-, Imino- oder Amidgruppen enthalten, wie Thioharnstoff,
substituiertem Harnstoff und Guanaminen, sein. Das bevorzugte Melaminaminoharz ist
MF. Das Melaminaminoharz kann auch ein verethertes Harz sein. Das "Verhältnis von
Aldehyd zu Aminoverbindung",
das das Molverhältnis
von Aldehyd zur Aminoverbindung ist, das bei der Herstellung des
Aminoharzes des beanspruchten Klebstoffsystems verwendet wird, beträgt geeigneterweise
weniger als 2,4, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 2,3, am stärksten bevorzugt
etwa 0,7 bis etwa 2. Die Menge an Melamin der Gesamtmenge an Aminoverbindungen,
die bei der Herstellung des Aminoharzes verwendet wird, beträgt geeigneterweise
etwa 10 bis 100 Mol-%, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 100 Mol-%,
am stärksten
bevorzugt etwa 50 bis etwa 100 Mol-%. Gegebenenfalls können Füllstoffe,
Verdickungsmittel oder andere Zusätze, die Aldehydfänger einschließen, dem
Aminoharz zugesetzt werden. Beispiele der Füllstoffe sind anorganische
Füllstoffe,
wie Kaolin und Calciumcarbonat, oder organische Füllstoffe,
wie Holzmehl, Weizenmehl, Stärke
und Gluten. Beispiele der Verdickungsmittel sind Polyvinylalkohol
und Celluloseverbindungen, wie Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose.
Andere Zusätze
können
zum Beispiel Polyole, Polysaccharide, Polyvinylalkohol, Acrylate
und Styrol-Butadien-Polymere sein. Homopolymere oder Copolymere
aus Vinylestern, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat,
können
auch als Bestandteile verwendet werden. Diese Polymere können auch
Nachvernetzungsgruppen umfassen. Auch Aldehydfänger, wie Harnstoff und Guanamine,
können
zugesetzt werden. Falls Bestandteile, wie Füllstoffe oder andere Zusätze, gemäß dem Vorstehenden,
vorhanden sind, kann deren Menge üblicherweise weniger als etwa
70 Gew.-%, geeigneterweise etwa 0,1 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise
etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%, am stärksten
bevorzugt etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% betragen.
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Kondensationsprodukte
verschiedener Phenolverbindungen und Aldehyde werden als Phenolharze bezeichnet.
Die Phenolverbindung kann Phenol selbst, mehrwertige Phenole und
aliphatisch oder aromatisch substituierte Phenole sein. Beispiele
der Phenolverbindungen sind Alkylphenole, wie Resorcinol, Alkylresorcinol,
Kresole, Ethylphenol und Xylenol, und auch Phenolverbindungen natürlichen
Ursprungs, wie Tannine, Cardenol und Cardol. Beispiele geeigneter
Aldehyde schließen
Formaldehyd, Acetaldehyd, Glutaraldehyd, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, Isobutyraldehyd
und Furfural ein. Als Phenolharze sind hier auch Tannine selbst
eingeschlossen, ohne Kondensationsprodukte mit Aldehyden gebildet
zu haben. Beispiele der Tannine sind kondensierte Tannine, wie Bi-,
Tri- und Tetraflavanoide, und weiter kondensierte Flavanoide. Das
Phenolharz in der vorliegenden Erfindung ist ein Resorcinolharz
oder ein Tanninharz oder ein Gemisch davon. Das Phenolharz existiert
als Lösung
in Wasser oder Alkohol, wie Ethanol. Tannine können auch als feste Materialien
vorliegen. Geeigneterweise existiert das Phenolharz als wässrige Lösung mit
wechselndem Trockengehalt des Harzes. Geeigneterweise ist das Phenolharz
ein Phenolharz auf Formaldehydbasis. Bevorzugte Phenolharze auf
Formaldehydbasis in der Phenolharzzusammensetzung sind Resorcinol-Formaldehyd-("RF"), Phenol-Resorcinol-Formaldehyd-("PRF") und Tannin-Formaldehyd-Harze ("TF"). Das am stärksten bevorzugte
ist PRF. Im Fall von RF- und PRF-Harzen kann das Molverhältnis von
Formaldehyd zur Gesamtmenge an Phenolverbindungen (eines oder beide
von Phenol und Resorcinol) in dem PRF-Harz, berechnet, wie zugesetzt, wenn
die Harze hergestellt werden, etwa 0,1 bis etwa 2, geeigneterweise
etwa 0,2 bis etwa 1,5, vorzugsweise etwa 0,3 bis etwa 1 betragen.
Das Molverhältnis
von Phenol zu Resorcinol in dem PRF-Harz, berechnet, wie zugesetzt,
wenn das PRF-Harz hergestellt wird, kann etwa 0,02 bis etwa 15,
geeigneterweise etwa 0,05 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 0,1 bis
etwa 5, am stärksten
bevorzugt etwa 0,2 bis etwa 2 betragen. In einer anderen Ausführungsform
kann das PRF-Harz im Wesentlichen ein PF-Harz sein, das im Wesentlichen
kein Resorcinol enthält,
von einem Resoltyp mit Resorcinol, das darauf als Endgruppen aufgepfropft
ist.
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Beispiele
geeigneter Säuren
schließen
organische und anorganische Protonensäuren, saure Salze und Säure erzeugende
Salze ein. Als Säure
sind auch Metallsalze gemeint, die eine saure Reaktion in wässrigen
Lösungen
ergeben, hier auch als Nicht-Protonensäuren bezeichnet. Beispiele
geeigneter Nicht-Protonensäuren
schließen
Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrat und Aluminiumsulfat ein. Geeignete
organische Protonensäuren
schließen
aliphatische oder aromatische Mono-, Di-, Tri- oder Polycarbonsäuren, wie
Ameisensäure,
Essigsäure,
Maleinsäure,
Malonsäure
und Citronensäure,
ein. Auch Sulfonsäuren,
wie p-Toluolsulfonsäure, p-Phenolsulfonsäure und
Benzolsulfonsäure,
sind geeignet. Anorganische Protonensäuren können zum Beispiel Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Borsäure, Sulfaminsäure und
Ammoniumsalze, wie Ammoniumchlorid und Ammoniumsulfat, sein. Beispiele
Säure erzeugender
Salze sind Formiate und Acetate, wie Natriumformiat, Natriumacetat,
Ammoniumformiat und Ammoniumacetat. Eine starke Säure, wie
Chlorwasserstoffsäure
oder Schwefelsäure,
kann mit einem Alkylamin in der Phenolharzzusammensetzung kombiniert
werden, wodurch ein Alkylaminsalz gebildet wird. Die Phenolharzzusammensetzung
kann mehr als eine Säure
umfassen, zum Beispiel zwei, drei oder mehrere Säuren. Die Phenolharzzusammensetzung
kann auch eine Kombination aus sowohl einer organischen Säure als
auch einer anorganischen Säure
umfassen. Geeigneterweise ist die Säure in dem Phenolharz und Lösungen des
Phenolharzes löslich.
In einigen Fällen
werden geeigneterweise ein oder mehrere Zusätze, die die Löslichkeit
der Säure
in dem Phenolharz verbessern, verwendet. Solche Zusätze können Polyglycole,
wie Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Ketone, wie Aceton, und
Dialkylether, wie Ethylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonobutylether,
Propylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonomethylether und
Dipropylenglycolmonomethylether sein. Säuren, die in der Phenolharzzusammensetzung
geeignet sind, hängen
teilweise vom Typ der Struktur, die zu verkleben ist, ab. Zum Beispiel
profitieren Anwendungen, wie das Verkleben laminierter Balken, von
der Verwendung flüchtiger
Säuren,
die aus der Klebstoffschicht verdampfen. Mit dem Begriff "flüchtige Säure" ist hier eine Säure mit
einem geringen Siedepunkt und/oder mit einem hohen Dampfdruck bei
Raumtemperatur gemeint. Diese Säuren
sollten geeigneterweise einen Dampfdruck von mehr als 10 mm Hg bei
einer Temperatur von bis zu 60°C
aufweisen. Beispiele der organischen flüchtigen Säuren schließen Ameisensäure, Essigsäure und
Brenztraubensäure
ein. Geeignete anorganische Säuren
schließen
zum Beispiel Chlorwasserstoffsäure
ein. Vorzugsweise wird Ameisensäure
als flüchtige
Säure verwendet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ergibt eine Kombination aus einem MF-Harz mit einer Phenolharzzusammensetzung,
die ein PRF-Harz und Ameisensäure
umfasst, ein Klebstoffsystem, das geringe Formaldehydemission ergibt.
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Die
Phenolharzzusammensetzung kann gegebenenfalls Füllstoffe, Verdickungsmittel
oder andere Zusätze
umfassen. Diese können
anorganische Füllstoffe,
wie Kaolin und Calciumcarbonat, oder organische Füllstoffe,
wie Holzmehl, Weizenmehl, Stärke
und Gluten, sein. Beispiele der Verdickungsmittel sind Polyvinylalkohol
und Celluloseverbindungen, wie Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose.
Andere Zusätze können zum
Beispiel Polyole, Polysaccharide, Polyvinylalkohol, Acrylate und
Styrol-Butadien-Polymere sein. Homopolymere oder Copolymere aus
Vinylestern, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat, können auch
als Zusätze
verwendet werden und auch Aldehydfänger, wie Harnstoff und Guanamine.
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Die
Phenolharzzusammensetzung sollte vorzugsweise lagerstabil sein,
was bedeutet, dass im Wesentlichen kein Härten des Phenolharzes in der
Phenolharzzusammensetzung selbst stattfinden sollte. Ein Indikator
für die
Lagerstabilität
ist der Gelbildungsgrad, der entweder gleichmäßig in der ganzen Phenolharzzusammensetzung
oder als Klumpen gelierter Teilchen in der Zusammensetzung auftritt.
Gelbildung in der ganzen Zusammensetzung ergibt eine erhöhte Viskosität. Die Phenolharzzusammensetzung
wird als lagerstabil betrachtet, wenn sie nicht gemäß dem Vorstehenden
geliert ist und wenn sie in der Auftragvorrichtung funktioniert,
die für
das Auftragen der Zusammensetzung auf die Materialien auf Holzbasis
verwendet wird.
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Die
stabile Phenolharzzusammensetzung gemäß der Erfindung ist bei Raumtemperatur
(20°C) mehr als
etwa zwei Wochen, vorzugsweise mehr als etwa einen Monat, am stärksten bevorzugt
mehr als etwa sechs Monate lagerstabil.
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Der
Gehalt an Phenolharz in der Phenolharzzusammensetzung beträgt etwa
1 bis etwa 80 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse, geeigneterweise
etwa 5 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 65 Gew.-%,
und am stärksten
bevorzugt etwa 20 bis etwa 60 Gew.-%. Der Gehalt der Säure in der
Phenolharzzusammensetzung hängt
von dem ursprünglichen
pH-Wert des Phenolharzes selbst ab, das in der Phenolharzzusammensetzung
verwendet wird. Der Gehalt der Säure,
einschließlich
ihrer Salze, in der Phenolharzzusammensetzung kann bis zu etwa 50
Gew.-%, geeigneterweise etwa 0,5 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise
etwa 1 bis etwa 40 Gew.-% und am stärksten bevorzugt etwa 2 bis
etwa 30 Gew.-% betragen. Falls andere Bestandteile, wie Füllstoffe
oder andere Zusätze,
vorhanden sind, kann deren Menge üblicherweise weniger als etwa
70 Gew.-%, geeigneterweise etwa 0,1 bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise
etwa 1 bis etwa 60 Gew.-%, am stärksten
bevorzugt etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% betragen. Der pH-Wert der Phenolharzzusammensetzung
beträgt
geeigneterweise etwa 0 bis etwa 6, vorzugsweise etwa 0 bis etwa
4, sogar noch bevorzugter etwa 0,1 bis etwa 3 und am stärksten bevorzugt
etwa 0,3 bis etwa 2.
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Der
pH-Wert des Klebstoffsystems wird die Härtungsgeschwindigkeit des Klebstoffsystems
beeinflussen und kann danach gewählt
werden. Der pH-Wert des Klebstoffsystems kann etwa 0 bis etwa 7,
vorzugsweise etwa 0 bis etwa 5 und am stärksten bevorzugt etwa 0 bis
etwa 4 betragen.
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In
Abhängigkeit
von den Materialien auf Holzbasis, die zu verkleben sind, sowie
dem Weg der Bereitstellung des Klebstoffsystems auf den Materialien
auf Holzbasis können
die bevorzugten Gewichtsverhältnisse von
Aminoharz zu Phenolharz variieren. Das Gewichtsverhältnis von
Aminoharz zu Phenolharz in dem Klebstoffsystem kann etwa 0,1 bis
etwa 30, bezogen auf die Trockenmasse, geeigneterweise etwa 0,2
bis etwa 10 betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Gewichtsverhältnis von
Aminoharz zu Phenolharz, bezogen auf die Trockenmasse, in dem Klebstoffsystem
vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 2. Unter den geeigneten Verwendungen
für diesen
Bereich ist zum Beispiel die Herstellung eines laminierten Balkens.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Gewichtsverhältnis von
Aminoharz zu Phenolharz, bezogen auf die Trockenmasse, in dem Klebstoffsystem
vorzugsweise etwa 2 bis etwa 10. Unter den geeigneten Verwendungen
für diesen
Bereich ist zum Beispiel die Herstellung eines Fußbodenbelags.
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Die
Härtungstemperatur
für das
Klebstoffsystem der vorliegenden Erfindung beträgt in der Klebfuge geeigneterweise
etwa 0 bis etwa 120°C.
Wenn keine Hochfrequenzhärtung
verwendet wird, beträgt
die Härtungstemperatur
vorzugsweise etwa 5 bis etwa 80°C,
am stärksten
bevorzugt etwa 10 bis etwa 40°C.
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Die
Materialien auf Holzbasis gemäß dem Verfahren
der Erfindung können
von einer beliebigen Art sein, die durch ein Klebstoffsystem verbunden
werden kann, wobei Fasern, Späne
und Teilchen eingeschlossen sind. Geeigneterweise sind die Materialien
auf Holzbasis Schichten in einem Fußbodenbelag, wie Parkettfußboden,
die Schichten in Sperrholz, Teile in laminierten Balken oder Fasern,
Späne und
Teilchen zur Herstellung von Faser-, Span- oder Pressspanplattenmaterial.
Vorzugsweise sind die Materialien auf Holzbasis Teile in laminierten
Balken.
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Bei
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann das Klebstoffsystem
durch getrenntes Auftragen des Aminoharzes und der Phenolharzzusammensetzung
auf die Materialien auf Holzbasis bereitgestellt werden. In einer
anderen Ausführungsform
kann das Verfahren der Erfindung das Mischen des Aminoharzes und der
Phenolharzzusammensetzung, um das Klebstoffsystem herzustellen,
und anschließend
das Bereitstellen des Klebstoffsystems auf den Materialien auf Holzbasis
umfassen.
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Getrenntes
Auftragen schließt
zum Beispiel Auftragen des Aminoharzes auf ein oder mehrere Materialien
auf Holzbasis und Auftragen der Phenolharzzusammensetzung auf ein
oder mehrere Materialien auf Holzbasis ein, auf die vorher kein
Aminoharz aufgetragen worden ist. Danach werden die Materialien
auf Holzbasis, auf die nur Aminoharz aufgetragen worden ist, und
die Materialien auf Holzbasis, auf die nur Phenolharzzusammensetzung
aufgetragen worden ist, miteinander verbunden, wobei ein Mischen
der zwei Bestandteile bereitgestellt wird, wobei ein Klebstoffsystem
gebildet wird, das gehärtet
werden kann. Getrenntes Auftragen schließt zum Beispiel auch Auftragen
des Aminoharzes auf ein oder mehrere Materialien auf Holzbasis und
Auftragen der Phenolharzzusammensetzung auf dieselben Materialien
auf Holzbasis ein. Das Aminoharz und die Phenolharzzusammensetzung
können
vollständig übereinander,
teilweise übereinander
oder ohne miteinander in Kontakt zu sein aufgetragen werden. Die
Oberfläche
des Materials auf Holzbasis, auf die sowohl Aminoharz als auch Phenolharzzusammensetzung
aufgetragen worden ist, wird danach mit einer anderen Oberfläche eines
Materials auf Holzbasis verbunden, auf die auch sowohl Aminoharz
als auch Phenolharzzusammensetzung aufgetragen worden sein kann,
wodurch ein gutes Mischen des Aminoharzes und der Phenolharzzusammensetzung
bereitgestellt wird, wobei ein Klebstoffsystem gebildet wird, das
gehärtet
werden kann. Getrenntes Auftragen des Aminoharzes und der Phenolharzzusammensetzung
kann in beliebiger Reihenfolge auf die Materialien auf Holzbasis,
die zu verkleben sind, durchgeführt
werden.
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Geeignete
Mengen der Bestandteile, die aufzutragen sind, können unter anderem in Abhängigkeit
von der Zufuhrgeschwindigkeit eines beweglichen Substrats im Bereich
von 100-500 g/m2 liegen.
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Das
Auftragen des Aminoharzes und der Phenolharzzusammensetzung oder
des Gemisches aus beiden auf ein Material auf Holzbasis kann unter
Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens, das im Fachgebiet
bekannt ist, wie Spritzen, Streichen, Extrudieren, Walzenauftragen,
Gießlackieren
usw., durchgeführt
werden, wobei Formen, wie Tröpfchen,
ein oder mehrere Stränge,
Perlen oder eine im Wesentlichen zusammenhängende Schicht, gebildet werden.
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Im
Fall des Zusammenklebens von Holzmaterialien in Form von Fasern,
Spänen
oder Teilchen wird das Aminoharz und die Phenolharzzusammensetzung
geeigneterweise als Gemisch aufgetragen, das die Materialien auf
Holzbasis mit dem Klebstoffsystem überzieht.
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Das
Produkt auf Holzbasis gemäß der Erfindung
ist geeigneterweise ein laminierter Balken, Sperrholz, eine Faser-,
Span- oder Pressspanplatte oder ein Fußbodenbelag. Vorzugsweise ist
das Produkt auf Holzbasis ein laminierter Balken.
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Die
Erfindung wird jetzt in Verbindung mit den folgenden Beispielen
weiter beschrieben werden, die jedoch nicht als Beschränkung des
Umfangs der Erfindung interpretiert werden sollten.
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Beispiele
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Beispiel
1: Drei verschiedene Phenolharzzusammensetzungen wurden hergestellt:
PRF-Harz und pTSA (die vorliegende Erfindung), Tannin und pTSA (die
vorliegende Erfindung) und PF-Harz
und pTSA. Das PRF-Harz wies einen Gehalt an Trockenmasse von 55
Gew.-% auf. Das Tannin war von einem Typ, der aus Quebrachoholz
extrahiert wurde, und lag als festes Pulver vor. Das PF-Harz war
von einem Resoltyp mit einem Gehalt an Trockenmasse von 47 Gew.-%. Tabelle 1
| Phenolharzzusammensetzung | Phenolharzgehalt, Gew.-% | pTSA-Gehalt,
Gew.-% | Stabilität |
| PRF
+ pTSA | 48 | 6,4 | Ausgezeichnet |
| Tannin
+ pTSA | 36 | 22,7 | Ausgezeichnet |
| PF
+ pTSA | 45 | 27,8 | Ungenügend (< 1 Woche) |
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Es
wird gefolgert, dass:
- – ein PF-Harz vom Resoltyp
keine stabile Phenolharzzusammensetzung bildet
- – PRF
und Tanninharz stabile Phenolharzzusammensetzungen bilden.
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Beispiel
2: Ein MF-Harz wurde mit einer Phenolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung kombiniert. Das MF-Harz wies ein Formaldehyd zu Melamin-Verhältnis von
2 auf. Das PRF-Harz wies einen Gehalt an Trockenmasse von 55 Gew.-%
auf und das Molverhältnis
von Formaldehyd zu Phenol und Resorcinol beim Herstellen des Harzes
betrug 0,53. Das Gewichtsverhältnis
MF zu PRF betrug 1,2. Die stabile Phenolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasste Ameisensäure
in einer Menge von 20 Gew.-%. Das vorstehende Klebstoffsystem wurde
mit einzelnen Harz-MF- und PRF-Systemen
mit herkömmlichen
Härtungsmitteln,
d.h. auf Säurebasis
und auf Paraformaldehydbasis, verglichen. Hier wies das MF-Harz
ein Formaldehyd zu Melamin-Verhältnis
von 2 auf, das PRF-Harz wies einen Gehalt an Trockenmasse von 55
Gew.-% auf und das Molverhältnis
von Formaldehyd zu Phenol und Resorcinol beim Herstellen des Harzes
betrug 0,61. Die Formaldehydemission wurde während 150 Minuten als direkte
Emission aus 5 g eines Gemisches (vor dem Härten) aus dem MF- und PRF-Harz
mit den jeweiligen Härtungsmitteln
und dem MF-Harz mit der Phenolharzzusammensetzung gemäß der Erfindung
gemessen.
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Die
Formaldehydemission aus verklebten Strukturen wurde auch gemäß einem
internen Verfahren (IAR 129) auf Grundlage von JAS MAFF992 geprüft. Für jedes
Klebstoffsystem wurden fünf
Lagen (150 × 150 mm)
Fichte mit 380 g/m
2 eines Gemisches aus
Klebstoffsystembestandteilen zusammengeklebt: MF mit herkömmlichem
Säurehärtungsmittel,
PRF mit herkömmlichem
Paraformaldehydhärtungsmittel
und MF-Harz mit der Phenolharzzusammensetzung gemäß der Erfindung.
Das Laminat wurde bei 0,8 MPa 12 Stunden bei 20°C gepresst und anschließend eine
Woche bei 20°C
bei 65% relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert. Stücke von 25 × 10 × 75 mm
wurden ausgeschnitten und in eine 4 Liter-Kammer eingebracht, in
die auch ein kleiner Behälter
mit 20 ml Wasser gestellt wurde. Nach 18 Stunden bei 23°C wurde der
Gehalt an Formaldehyd in dem Wasser gemessen. Tabelle 2
| | Direkte
Formaldehydemission (mg/l) | Formaldehydemission (IAR
129, mg/l)) | Wasserfestigkeit
Norm EN 301 |
| MF
+ (PRF + Ameisensäure) | 0,06 | 4,9 | best. |
| MF
+ Säurehärtungsmittel | 0,33 | 5,8 | best. |
| PRF
+ Paraformaldehyd- | 0,13 | 9,8 | best. |
| härtungsmittel | | | |
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Es
wird gefolgert, dass die vorliegende Erfindung geringere Formaldehydemission
ergibt als beim Verwenden eines MF-Harzes oder eines PRF-Harzes
allein mit herkömmlichen
Härtungsmitteln.