SK11242003A3

SK11242003A3 - Spôsob redukcie emisií formaldehydu z vrstvených produktov s vyšším obsahom formaldehydu

Info

Publication number: SK11242003A3
Application number: SK1124-2003A
Authority: SK
Inventors: Robin Ljungar; Ingvar Lindh; Salme Pirhonen
Original assignee: Akzo Nobel N. V.
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2004-05-04
Also published as: ES2315346T3; DE60229111D1; SI1368168T1; DK1368168T3; JP2004522628A; CA2440349C; CN1496297A; ATE409558T1; EP1368168A1; NO20034001L; PL363912A1; WO2002072323A1; EE200300376A; CZ20032392A3; EP1368168B1; CA2440349A1; NO20034001D0; CN1320988C

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu redukcie emisii formaldehydu z vrstvených produktov s vysokým obsahom formaldehydu, ktoré majú aspoň dve vrstvy, z ktorých aspoň jedna je doska alebo dyha. Vynález sa týka tiež dosky, dyhy a podlahového materiálu vyrobitelných týmto spôsobom, vodného roztoku obsahujúceho síričitan alebo hydrogensiričitan amónny a močovinu použiteľného v rámci tohoto spôsobu a konečne spôsobu prípravy uvedeného vodného roztoku. Spôsob podľa vynálezu zahrnuje ošetrenie roztokom obsahujúcim anorganické soli síry, ktoré predchádza vzájomnému spojeniu vrstiev aspoň jedným z povrchov uvedenej dosky alebo dyhy.

Aldehydy, najmä živice na báze formaldehydu, sú široko používané v adhezívnych prípravkoch, ktoré sa používajú pri výrobe stavebných materiálov, napríklad pri výrobe obkladov, panelov na obloženie steny, krycích povalových dosák, debnenia atď.; pri výrobe bytového zariadenia, akým je napríklad nábytok, podlahový materiál atď. Tieto adhezívne kompozície spravidla obsahujú významný molárny prebytok formaldehydu. Časť tohoto prebytku formaldehydu sa uvoľní počas výroby produktu po vytvrdnutí živice. Hoci je známe, že uvoľňovanie formaldehydu z týchto produktov pokračuje aj po ukončení výroby týchto produktov. Formaldehyd predstavuje už veľa rokov zásadný problém.

V minulých rokoch bolo uskutočnených niekoľko pokusov redukovať uvoľňovanie formaldehydu ale všetky tieto pokusy mali za následok významné mechanické, chemické, ekologické alebo ekonomické nevýhody.

EP 0 027 583 popisuje spôsob redukcie emisií formaldehydu z drevotrieskovej dosky zlepovanej karbamidovou živicou.

Podľa tohoto dokumentu sa dosky ošetria amónnou zlúčeninou, ktoré podlieha tepelnému rozkladu, .ako napríklad uhličitan amónny, a následne sa lisujú. Takto ošetrené dosky sa potom stohujú a skladujú pri teplotách od 40 °C do 70 °C, pri ktorých sa môže uvoľňovať amoniak.

Okrem toho môže vrstvený podlahový materiál, akým je napríklad trojvrstvová parketová podlaha, uvoľňovať formaldehyd v dôsledku toho, že vrstvami, ktoré sú spravidla vzájomne spájané lepením adhezivom na báze formaldehydu, sú rôzne drevené vrstvy. Horná vrstva spravidla pozostáva z tvrdého dreva, stredná vrstva z mäkkého dreva alebo dosky, napríklad MDF, HDF alebo drevotrieskovej dosky, a spodná vrstva z dyhy. Horná vrstva sa spravidla ošetrí formaldehydu prostým ÚV lakom alebo olejom, úlohou ktorého je chrániť povrch a môže tiež pôsobiť ako bariéra proti uvoľňovaniu formaldehydu. Rôzne diely vzorky parkety, ako napríklad horné, spodné a hrany, vykazujú rôznu mieru uvoľňovania. Uvoľňovanie formaldehydu zo spodnej strany môže byť napríklad 20krát vyššie ako z hornej strany.

Okrem toho podlahách, ktoré existuj e spĺňajú zvýšený dopyt po parketových požadovanú

E1 hodnotu podľa komorového testu, švédsky štandard SS

V prípadoch, keď sa emisný test pre parketové podlahy uskutočňoval na vzorkoch, ktoré nemali exponovanú zadnú stranu a utesnené boky, boli získané emisné hodnoty veľmi nízke, často nižšie ako 0,05 mg/m3 (medzná hodnota pre E1 je 0,12 mg/m³) .

Okrem toho bol navrhnutý nový európsky štandard EN 717-1 pre stanovenie uvoľňovania formaldehydu, podľa ktorého budú mať všetky vzorky určené na meranie exponovanú zadnú stranu a čiastočne exponované boky. Tým sa stáva dosiahnutie extrémne nízkych hodnôt, pokiaľ sa týka uvoľňovania formaldehydu, pre výrobcov podlahových krytín ťažšie.

Ďalej sú tu požiadavky na splnenie japonského štandardu JAS SIS20, čo zahrnuje meranie v exsikátore, keď nemôžu byť zadná strana a boky vzorky zakryté, a sú teda celkom odkryté.

Stále sa teda hľadajú nové technické riešenia na zníženie emisií formaldehydu z produktov na báze dreva, ktoré obsahujú živicu na báze formaldehydu, aby tieto produkty vyhovovali novým, oveľa prísnejším štandardom na uvoľňovanie formaldehydu z týchto produktov.

Podstata vynálezu

Vynález teda poskytuje spôsob redukcie emisií formaldehydu z produktov na báze dreva obsahujúcich živice na báze formaldehydu, ktorý umožňuje riešiť vyššie uvedené problémy.

Spôsob podľa vynálezu zahrnuje ošetrenie aspoň jedného z povrchov dosky alebo dýhy obsiahnutých vo vrstvovom produkte, ktorý má aspoň dve vrstvy pred vzájomným spojením vrstiev roztokom obsahujúcim anorganické soli síry.

Výrazom „vrstvené produkty s vyšším obsahom formaldehydu sa tu rozumie vrstvený produkt obsahujúci živicu na báze formaldehydu, v ktorom sú vrstvy vzájomne spojené adhezivom na báze formaldehydu a v prípade, že jednou alebo viac vrstvami je doska, potom môže byť táto doska, ako taká, tiež spojená adhezivom na báze formaldehydu.

Vhodne sa koncentrácia anorganickej soli síry v roztoku pohybuje od približne 1 % hmotn. do približne 30 % hmotn., výhodne od približne 5 % hmotn. do približne 20 % hmotn. a najvýhodnejšie od približne 8 % hmotn. do približne 13 % hmotn.. Hoci je aplikácia soli vo forme roztoku podlá vynálezu výhodná, je možné ju, pokiaľ je to žiaduce, tiež aplikovať vo forme prášku. Z ekologických dôvodov je roztokom vhodne vodný roztok, hoci je možné použiť aj iné rozpúšťadlá, ako je voda. Roztok soli je možné aplikovať za použitia ľubovoľnej konvenčnej nanášacej techniky, akou je napríklad nanášanie pomocou valčeka, nanášanie polievaním alebo nanášanie postrekom. Množstvo použitého roztoku soli v prípade, keď je ošetrovaný iba jeden z povrchov, sa vhodne pohybuje od približne 30 g/m² do približne 90 g/m², výhodne od približne 40 g/m² do približne 80 g/m² a najvýhodnejšie od približne 55 g/m² do približne 65 g/m². Pokiaľ majú byť ošetrené obidva povrchy, potom množstvo aplikované na jednu stranu vhodne predstavuje polovicu množstva, ktoré by sa použilo v prípade, keď by sa uskutočňovalo ošetrenie iba jedného z povrchov. Aby sa vylúčilo porušenie rovnováhy vlhkosti ošetreného produktu, je nežiadúce pridávať väčšie množstvo roztoku soli.

Anorganické soli síry podľa vynálezu majú veľmi vysokú rozpustnosť vo vode, zatiaľ čo uhličitany majú skôr obmedzenú rozpustnosť vo vode. Na získanie účinného roztoku soli, ktorý by požadovaným spôsobom redukoval uvoľňovanie formaldehydu, je teda potrebné aplikovať na povrch, ktorý má byť ošetrený, väčšie množstvo roztoku uhličitanu, ako v prípade roztoku síričitanu, čo môže negatívne ovplyvniť rovnováhu vlhkosti v ošetrenom produkte, a teda aj vo finálnom vrstvenom produkte.

Okrem toho nesfarbujú vrstveného ani soli síry nemenia podľa farbu jeho vonkajšieho vynálezu finálneho povrchu, zatiaľ čo anorganické nijak inak produktu, najmä uhličitany môžu meniť farbu vonkajšej vrstvy finálneho produktu, a najmä dubových povrchov.

Vhodné anorganické soli síry zahrnujú síričitany alebo hydrogensíričitany, ako napríklad síričitany alebo hydrogensíričitany alkalických kovov alebo síričitany alebo hydrogensíričitany amónne. Výhodné sú vo vode rozpustné síričitany alebo hydrogensíričitany. Výhodne sa použije síričitan alebo hydrogensíričitan amónny a najvýhodnejšie síričitan amónny.

Spôsob redukcie množstva formaldehydu uvoľňovaného materiálmi a produktmi vyrobenými za použitia živice na báze formaldehydu je použiteľný pri všetkých živiciach na báze formaldehydu, napríklad je použiteľný na močovinoformaldehydové, malamín-formaldehydové, fenolformaldehydové živice apod., a rovnako tak na kopolyméry, zmesi a mixy z nich vyrobené.

Pri výhodnom uskutočnení vynálezu sa do roztoku anorganickej soli síry pridá močovina. Hoci samotná anorganická soľ síry obmedzuje emisie formaldehydu účinným spôsobom, pridanie močoviny do roztoku tejto soli redukciu uvoľňovania formaldehydu ešte ďalej zvyšuje. Hmotnostný pomer močoviny k soli obsahujúcej síru sa vhodne pohybuje od približne 1:10 do približne 1:1, výhodne od približne 2:10 do približne 8:10 a najvýhodnejšie od približne 3:10 do približne 6:10.

Doskou, ktorá sa má ošetriť spôsobom podľa vynálezu, môže byť ľubovoľný druh dosky, ako napríklad drevotriesková doska, doska z drviny alebo drevovláknitá doska, a môže byť spájaná lepidlami, akými sú napríklad živice na báze formaldehydu alebo iné živice.

Dyhou, ktorá má byť ošetrená spôsobom podľa vynálezu, môže byť ľubovoľný druh drevenej dyhy, výhodne neošetrenej dyhy.

Dosky alebo dyhy môžu byť pred stupňom spájania a po aplikácii roztoku soli kondiciované do požadovaného obsahu vlhkosti. Hoci na dosiahnutie výhod, ktoré vynález prináša, je postačujúce, pokiaľ a roztok soli aplikuje iba na jeden z povrchov dyhy alebo dosky, je možné, pokiaľ je to žiadúce a v závislosti od použitia, aplikovať uvedený roztok na obidva povrchy.

Vrstvy je možné spájať za použitia ľubovoľnej známej konvenčnej techniky, napríklad lepením a lisovaním.

Výhodne doska alebo dyha ošetrená spôsobom podľa vynálezu pozostáva zo zadného povrchu alebo vrstvy vrstveného produktu. Potom dochádza na výrazné obmedzenie emisie formaldehydu zo zadnej strany vrstveného produktu.

Vrstveným produktom podľa vynálehzu môže byť ľubovoľný vrstvený produkt na báze dreva. Výhodne sa jedná o podlahový materiál, výhodne parketovú podlahu a najvýhodnejšie o trojvrstvovú parketovú podlahu.

Vodný roztok soli podľa vynálezu obsahuje siričitan alebo hydrogensiričitan amónny a močovinu. Výhodne obsahuje siričitan amónny a močovinu.

Hmotnostný pomer medzi soľou a močovinou sa vhodne pohybuje od približne 1:10 do približne 1:1, výhodne od približne 2:10 do približne 8:10 a najvýhodnejšie od približne 3:10 do približne 6:10.

Vhodne je koncentrácia amónnej soli a močoviny v roztoku od približne 1 % hmotn. do približne 30 % hmotn., výhodne od približne 5 % hmotn. do približne 20 % hmont, a najvýhodnejšie od približne 8 % hmotn., do približne 13 % hmotn.

Spôsob prípravy roztoku soli podľa vynálezu zahrnuje zmiešanie soli, močoviny a vody v zmiešavacom pomere, ktorý poskytne požadovanú koncentráciu soli a močoviny v roztoku.

Pri výhodnom uskutočnení spôsobu prípravy roztoku podľa vynálezu má amónna sol pred zmiešaním s močovinou formu vodného roztoku a pre príjem roztoku s požadovanou koncentráciou soli vyžaduje prídavok ďalšieho množstva vody.

Pri ďalšom výhodnom uskutočnení spôsobu prípravy roztoku soli podľa vynálezu má amónna sol aj močovina pred vzájomným zmiešaním formu vodného roztoku pre prípravu vodného roztoku podľa vynálezu s požadovanou koncentráciou soli.

Vynález bude ďalej ilustrovaný pomocou nasledujúcich príkladov, ktoré majú iba ilustratívny charakter a nijak neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený priloženými patentovými nárokmi. Diely a percentá by mali byť, ak nie je stanovené inak, považované za diely hmotnostné, resp. percentá hmotnosti.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Roztok síričitanu amónneho použitý v príkladoch podľa vynálezu sa pripravil zmiešaním 19,7 kg roztoku síričitanu amónneho (35 % hmotn. až 36 % hmotn.) a 3,0 kg močoviny s vodou za vzniku 10 % hmotn. vodného roztoku soli.

Roztok uhličitanu amónneho použitý v kontrolných príkladoch sa pripravil zmiešaním 31,6 kg močoviny, 40,0 kg hydrogenuhličitanu amónneho a 28,4 kg uhličitanu amónneho s vodou za vzniku 27,8 % hmotn. vodného roztoku soli .

Príklad 1 (referenčný)

Dyhy z dreva ihličnanu (2 mm silné) sa nalepili na obidve strany jadrového materiálu z borovice pomocou termosetovej močovino-formaldehydovej živice a tvrdivá.

Príklad 2 (kontrolný)

Dyhy z dreva ihličnanu (2 mm silné) sa na obidvoch stranách napred ošetrili roztokom uhličitanu amónneho a potom sa nechali 4 h sušiť, a potom sa zlepili a lisovali rovnakým spôsobom ako v príklade 1.

Príklad 3

Dyhy z dreva ihličnanu (2 mm silné) sa na obidvoch stranách napred ošetrili anorganickým roztokom síričitanu, nechali sa uschnúť a potom sa zlepili a lisovali rovnakým spôsobom ako v príklade 2.

Príklad 4 (kontrolný)

Postup z príkladu 1 sa zopakoval s tou výnimkou, že sa po zlepení a zlisovaní vzorka nechala 15 minút kondiciovať pri teplote okolia a potom sa zadná strana (strana orientovaná smerom od línie lepenia) dyhy postrikala roztokom uhličitanu amónneho.

Príklad 5

Postup z príkladu 4 sa zopakoval s tou výnimkou, že sa zadná strana dyhy postriekala roztokom síričitanu amónneho.

Uvoľňovanie formaldehydu z vzoriek pripravených podľa vyššie opísaných príkladov sa meralo pomocou emisnej fotonky Field and Laboratory Emission Celí (FLEC) po 24 h kondiciovaní. Výsledky sú zhrnuté v nižšie uvedenej tabuľke 1.

Dýh

Príklad ošetrenie

Tabulka	1
Koncentrácia	aplikované	emisie po
solného	množstvo	24 h
roztoku	solného	pg/m²h
% hmotn.	roztoku, g/m² na ošetrenú stranu

733 bez ošetrenia napred ošetrené

27,8 roztokom uhličitanu amónneho napred ošetrené roztokom < 10 siričitanu amónneho

Ako je zrejmé z tabuľky

1, uvoľňovanie formaldehydu z vzoriek obsahujúcich ošetrené dyhy bolo spravidla výrazne nižšie ako pri vzorkoch obsahujúcich neošetrené dyhy. Okrem toho ošetrenie dyh roztokom vynálezu poskytuje dokonca vyššie zníženie uvoľňovania formaldehydu ako ošetrenie dyh roztokom uhličitanu amónneho. Toto zlepšenie sa stáva ešte zrejmejším pri zvážení skutočnosti, že koncentrácia použitého roztoku síričitanu amónneho predstavovala iba približne jednu tretinu množstva roztoku uhličitanu a aplikované množstvo (g/m²) roztoku síričitanu amónneho bolo menšie ako aplikované množstvo roztoku uhličitanu amónneho.

Príklad 6

Dyha z dreva ihličnanu na použitie pri výrobe 14 mm trojvrstvovej parketovej podlahy s lepenými bokmi by sa na obidvoch stranách napred ošetrila roztokom síričitanu amónneho. Dyha sa kondiciovala do približne 7% obsahu vlhkosti a až potom sa nalepila na borovicové jadro pomocou termosetovej močovino-formaldehydovej živice a tvrdivá. Čelná jaseňová lamela sa nalepila na horný povrch jadra pomocou rovnakej zmesi močovino-formaldehydovej živice a tvrdivá.

Príklad 7 (kontrolný)

Príklad 6 sa zopakoval s tou výnimkou, že sa dyha dreva ihličnanu napred ošetrila roztokom uhličitanu amónneho.

Príklad 8 (referenčný)

Vzorka parketovej podlahy sa pripravila rovnakým spôsobom ako v príkladoch 6 a 7 s tou výnimkou, že sa použitá dyha z dreva ihličnanu neošetrila žiadnym roztokom soli.

Vzorky pripravené podlá všetkých príkladov 6,7 a 8 sa po lisovaní a ochladení na tepltou okolia a po ošetrení hornej vrstvy lakom alebo olejom obalili plastom nepropúšťajúcim formaldehyd. Uvolňovanie formaldehydu sa meralo v 1 m³ komore podlá švédskeho štandardu SS 270236 (SS 1988) pri exponovanej čelnej a zadnej strane a uzatvrených bokoch. Získané výsledky sú zhrnuté v nižšie uvedenej tabulke 2.

Tabuľka 2

Príklad ošetrenie

Koncentrácia aplikované emisie

Dýh solného množstvo mg formaldehydu/m roztoku solného vzduchu % hmotn.

roztoku g/m² na ošetrenú stranu

6	napred ošetrené roztokom síričitanu amónneho	10	29	0, 02
7	napred ošetrené roztokom uhličitanu amónneho bez ošetrenia	27,8	31	0, 02 0,05

Je celkom zrejmé, že predbežné ošetrenie dyh roztokom anorganického síričitanu podľa vynálezu neočakávane znižuj e emisie formaldehydu efektívnejšie, bez použitia väčších množstiev koncentrovanejšieho solného roztoku.

Použitie väčšieho množstva solného roztoku by malo za následok dodávanie väčšieho množstva vody do dyh, čo by mohlo negatívne ovplyvniť rovnováhu vlhkosti v produkte.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob redukcie emisii formaldehydu z vrstvených produktov s vyšším obsahom formaldehydu majúcich aspoň dve vrstvy, z ktorých je aspoň jednou vrstvou doska alebo dyha, vyznačujúci sa tým, že je pred vzájomným spojením vrstiev aspoň jeden z povrchov uvedenej dosky alebo dyhy ošetrený roztokom obsahujúcim anorganické soli síry.
2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedeným roztokom je vodný roztok.
3. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 alebo 2, v y z n ačujúcisa tým, že uvedený roztok obsahuje anorganickú sol síry v koncentrácii od približne 5 % hmotn. do približne 20 % hmotn.
4. Spôsob podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, v y značujúcisa tým, že anorganickou soľou síry je síričitan alebo hydrogensíričitan amónny.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, v y značujúcisatým, že roztok ďalej obsahuje močovinu.
6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer močoviny ku anorganickému síričitanu sa pohybuje od približne 3:10 do približne 6:10.

Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov,
7 .

vyznačujúci sa tým, že doska alebo dyha spracovaná spôsobom podlá ktoréhokoívek z nárokov 1 až 6 tvorí rubový povrch alebo vrstvu vrstveného produktu.
8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, v y značujúcisa tým, že vrstveným produktom je podlahový materiál.
9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačuj úci sa tým, že materiálom je parketová podlaha.

10. z Doska nárokov pripravitelná 1 až 6. spôsobom podľa ktoréhokoľvek 11. Dyha pripravitelná spôsobom podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6.

12.

Podlahový materiál pripravitelný spôsobom podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9.

13.

Podlahový materiál podľa nároku 12, vyznačuj ú c i sa t ý m, že uvedeným materiálom je parketová podlaha.
14. Vodný roztok použiteľný pri uskutočňovaní spôsobu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa t ý m, že obsahuje síričitan amónny alebo hydrogensíričitan amónny a močovinu.
15.

Vodný roztok podľa nároku 14, vyznačuj úci sa tým, že obsahuje síričitan amónny.
16. Vodný roztok podlá ktoréhokoľvek z nárokov 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer močoviny k síričitanu sa pohybuje od približne 3:10 do približne 6:1.