Application of Collagen Extracted from Chrome Shavings for Innovative Polycondensation Adhesives

Abstract

This research is aimed at determining the possible usefulness (ecologic, efficiency, and economic) of collagen material, after de-chroming, to modify polycondensation adhesives for application in woodworking industry. The de-chroming technology of leather chromium waste was proposed in our previous work.1 In this work, condensation adhesives based on urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde were modified with protein hydrolysates. It is known that collagen hydrolysate of chrome-tanned leather waste added to dimethylol urea clearly limits formation of relatively unstable oxy-methylene bridges which may be regarded as potential source of formaldehyde emissions. The aim of this study was to verify the change of glue joint properties in following ways:– influence of collagen hydrolysate on shear strength properties of glued joints under action of water and high humid conditions; increasing the water-resistance of glued materials,– development of adhesive mixtures suitable for gluing of wood at higher moisture content,– influence of collagen hydrolysate on lowering the formaldehyde emissions from wood based panels.The intended source of protein hydrolysates was solid waste from leather production (e.g. chromium shavings and chippings, hypodermic and adipose ligament, leather chippings, gelatin production and food packing). These various analytical investigations confirmed significant reduction of formaldehyde emission from wood based panels, increased water-resistance of glued materials, and conforming shear strength properties of glued joints. Application of collagen from de-chromed waste allows improvement of ecologic and economic parameters (e.g. eliminating of harmful effects on the environment and lowering of costs at keeping required quality) of bonding processes in the woodworking industry. RESUMENEsta investigación tiene por objeto determinar la posible utilidad (ecológica, eficiente y económíca) del material colagénico, luego del descromado, para modificar adhesivos policondensados para su aplicación en la industria de la madera. La tecnología de descromado de residuos de cuero al cromo se propuso en nuestro anterior trabajo1. En este trabajo, adhesivos de condensación basados en urea-formaldehído y fenol-formaldehído fueron modificados con hidrolizados de proteínas. Se sabe que el colágeno hidrolizado de residuos de cueros curtidos al cromo añadido a dimetilol urea claramente limita la formación de puentes relativamente inestables de oximetileno que pueden ser considerados como fuente potencial de emisiones de formaldehído. El objetivo de este estudio fue comprobar el cambio del conjunto de propiedades de la cola de las siguientes maneras:- Influencia del hidrolizado de colágeno en las propiedades de resistencia al corte de juntas encoladas bajo la acción del agua y condiciones de alta humedad; aumento de la resistencia al agua de los materiales encolados.- El desarrollo de mezclas de adhesivos adecuados para el encolado de la madera con mayor contenido de humedad,- Influencia de hidrolizado de colágeno en la reducción de las emisiones de formaldehído de los tableros de madera.La fuente de hidrolizados de proteínas son los residuos sólidos de la producción de cuero (por ejemplo, virutas y residuos de cromo, tejido hipodérmico y ligamento adiposo, carnichos de cuero, producción de gelatina y envasado de alimentos). Estas investigaciones analíticas diferentes confirmaron una reducción significativa en la emisión de formaldehído en los tableros de madera, el aumento de la resistencia al agua de los materiales pegados, y conformidad en las propiedades de resistencia al corte de las juntas encoladas. La aplicación de colágeno a partir de residuos descromados permite la mejora de los parámetros ecológicos y económicos (por ejemplo, la eliminación de los efectos nocivos sobre el medio ambiente y la reducción de los costos manteniendo la calidad requerida) de los procesos de unión en la industria de la madera.