Platte und Verfahren zu deren Herstellung

Abstract

 Bei einem Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellung von Platten wird ein ebenes Vlies (15) aus mit mindestens einem Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Spänen, Fasern oder dergl. Teilchen auf einer Transportfläche (11) gebildet, ein Wasser-Bindemittel-Gemisch (20) mit einem wärmehärtenden Bindemittel sowie einer reaktionsbeschleunigenden Komponente in Form eines Nebels unmittelbar vor dem Verpressen benetzt und dann unter Hitzeeinwirkung zwischen zwei Preßflächen zu einer Platte (14) gepreßt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Platten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Platte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

[0002] Auf dem Gebiet der Herstellung von Holzspan-, Holzfaser- oder dergleichen Platten ist es bekannt (Bisonprospekt "Endlos-Faserplatten-Anlagen" 3000-5.89-W.; DE-OS 39 02 705), daß der Bindemittelanteil bei einschichtigem Vliesaufbau im allgemeinen 8-10% oder ca. 11 bis ca. 13% und der Bindemittelanteil bei mehrschichtem Vliesaufbau ca. 6 bis ca. 8% in der Mittelschicht und ca. 11 bis ca. 13% in der(den) Deckschicht(en), jeweils bezogen auf atro (absolut trockene) Vliesteilchen, beträgt.
Es ist außerdem bereits bekannt (F. Kollmann, Holzwerkstoffe, Springer Verlag, 1966, S. 353 - 355), die Oberfläche von aus Feinteilchen wie Holzspänen bestehenden Vliesen (auch Spankuchen genannt) mit Wasser zu besprühen, um beim Fertigpressen glattere und härtere Oberflächen zu erhalten. Erhöht man die Menge des aufgesprühten Wassers zu sehr, so tritt ein Abfall der Rohdichte der äußeren Deckschicht und damit ein jäher Abfall der Querzugfestigkeit ein.

[0003] Aus der DD-PS 56 627 ist ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenvergüteten Spanpreßkörpern bekannt, wobei man einem aus zerkleinerten, organischen Faserstoffen und einem Bindemittel bestehenden Gemisch eine chemisch reaktive Substanz zusetzt und nach Durchführung einer Kaltvorpressung dieses Gemischs auf die Oberfläche des Vorpreßlings ein wärmehärtbares Kunststoffharz aufsprüht oder aufgießt, welches durch die im Spankuchen befindliche Reagens schon im kalten Zustand zur Vorkondensation gebracht wird. Dabei entwickelt sich eine gallertartige Viskosität des Kunstharzes, und es wird an der Grenzfläche zwischen Spangemisch und Kunstharz eine Barriere aus dem Kunstharz erzeugt, die ein Abfließen des Kunstharzes in die saugfähige Oberfläche des Formlings während der momentanen Verflüssigung des Kunstharzes zu Beginn des Heißpreßvorgangs verhindert.

[0004] Nachteilig ist bei dieser speziellen Plattenfertigung vor allem, daß die im Rahmen der Barrierebildung auftretenden Grenzschichten die Festigkeit der Platte wesentlich beeinträchtigen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Holzspan-, Holzfaser- oder dergleichen Platte hergestellt werden kann bzw. eine Holzspan-, Holzfaser- oder dergleichen Platte zu schaffen, die bei vergleichsweise geringem Bindemittelanteil eine hohe Biegefestigkeit, eine glatte sowie geschlossene und versiegelte Oberfläche aufweist und keine Klebetendenz an den Preßflächen besitzt.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 8 vorgesehen.

[0007] Von wesentlicher Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem, daß das Bindemittelgemisch neben Wasser und einem wärmehärtbaren Bindemittel auch eine reaktionsbeschleunigende Komponente enthält, die in Zusammenwirken mit den beiden anderen Komponenten für eine schnelle Aushärtung des Bindemittels im Preßspalt sorgt und dazu beiträgt, daß Klebeeffekte an den Preßflächen vermieden werden und eine optimal versiegelte Außenschicht erhalten wird. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, daß das eine reaktionsbeschleunigende Komponente enthaltende wärmehärtbare Bindemittel unmittelbar vor dem Preßspalt in Nebelform auf die Vliesoberfläche aufgebracht und damit vermieden wird, daß im kalten Zustand eine Vorkondensation und eine unerwünschte, die Festigkeit der hergestellten Platten beeinträchtigende Grenzschichtbildung auftritt. Überraschenderweise kann dabei der Gesamt-Bindemittelgehalt sowohl bei einem einschichtigen als auch bei einem mehrschichtigen Vliesaufbau herabgesetzt und gleichzeitig eine hohe Biegefestigkeit erzielt werden.

[0008] Sowohl das wärmehärtende Bindemittel im Dreikomponentengemisch als auch die reaktionsbeschleunigende Komponente in diesem Gemisch kann aus einer handelsüblichen Komponente bestehen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines sulfonierten Polykondensationsprodukts auf Basis Melamin oder dergl., das die im erfindungsgemäßen Verwendungsfall gegebenen besonderen Anforderungen optimal erfüllt.

[0009] Bevorzugt besteht das im Wasser-Bindemittel-Gemisch enthaltene wärmehärtende Bindemittel aus dem gleichen Bindemittel, das bereits im Vlies enthalten ist, so daß quer durch die Platte hindurch nur eine einzige Art von Bindemittel vorhanden ist, wobei ein eingebrachter Härter sowohl mit dem vorher im Vlies schon enthaltenen als auch noch mit dem nachträglich aufgebrachten Bindemittel reagieren kann.

[0010] Von Vorteil kann es ferner sein, wenn die Transportfläche vor dem Aufbringen des Vlieses mit dem Wasser-Bindemittel-Gemisch benetzt wird.

[0011] Aufbringungsmengen für das Wasser-Bindemittel-Gemisch und zuvor im Vlies vorliegende Bindemittelkonzentrationen sind in Anspruch 9 angegeben. Durch diese Bemessungsregeln kann eine erhöhte Biegefestigkeit bei insgesamt herabgesetztem Bindemittelgehalt erzielt werden. Der erhöhte Bindemittelgehalt in der Außenschicht bzw. in den Außenschichten überkompensiert also den geringeren Bindemittelgehalt im Innern des Vlieses.

[0012] Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Platte besteht aus einem einheitlich gebildeten und unter Hitzeeinwirkung gepreßten Vlies, welches in einer oder beiden Außenschichten lediglich einen gezielt höheren Bindemittelgehalt aufweist. Die Platte kann aus mehreren Vlieslagen hergestellt sein. Die Außenschicht(en) und die anschließende Innenschicht(en) sind jedoch jeweils ein und derselben Vlieslage zugeordnet.

[0013] Die Erfindung kann auch so ausgeführt werden, daß bei Herstellung des Vlieses mit einem so stark herabgesetzten Bindemittelanteil gearbeitet wird, daß anschließend zwar ein Zusammenhalt der hergestellten Platte gewährleistet ist, die Biegefestigkeit einer solchen Platte für den praktischen Gebrauch aber nicht ausreichen würde. Durch Aufsprühen einer geeigneten Menge eines Wasser-Bindemittel-Gemisches vor dem Verpressen kann jedoch im Oberflächenbereich der Bindemittelanteil so erhöht werden, daß insgesamt eine wesentlich verbesserte Biegefestigkeit der Platte erreicht wird. Der hierdurch gegebene weitere Vorteil besteht darin, daß der mittlere Bindemittelgehalt der Platte ohne Festigkeitsverlust deutlich herabgesetzt ist. Dem kommt eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung zu.

[0014] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0015] Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung von Holzspan-, Holzfaser- oder dergl. Platten, und

Fig. 2

einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Platte.

[0016] Die Oberfläche eines endlosen, eine Transportfläche bildenden Transportbandes 11 wird mittels einer an ein Vorratsgefäß 21 angeschlossenen Düse 16 mit einem Wasser-Bindemittel-Gemisch 20 besprüht. Dieses Besprühen des Transportbandes stellt jedoch keine Notwendigkeit dar. In der durch einen Pfeil gekennzeichneten Transportrichtung folgt auf die Düse 16 eine Aufgabevorrichtung 17 für mit beispielsweise 5% Bindemittel versetzte Feinteilchen 18, z.B. zerfaserte Holzspäne vorgesehen, die von oben als Vlies 15 auf die mit dem Wasser-Bindemittel-Gemisch 20 befeuchtete Transportfläche 11 abgelegt werden.

[0017] Nach der Aufgabevorrichtung 18 und unmittelbar vor dem Presseneinlauf ist eine weitere Sprühdüse 19 vorgesehen, die an den gleichen Vorratsbehälter 21 wie die gegebenenfalls vorgesehene Sprühdüse 16 angeschlossen ist und das Wasser-Bindemittel-Gemisch in Nebelform überführt und damit die Vliesoberfläche unmittelbar vor dem Presseneinlauf benetzt. Der Abstand zwischen der Düse 19 und dem Presseneinlauf ist minimiert, so daß die Zeitspanne sehr gering ist, die zwischen dem Aufnebeln des Wasser-Bindemittel-Gemisches auf das Vlies und dem Beginn des Pressens in der beheizten Presse verstreicht.

[0018] Es versteht sich, daß bei breiteren Transportbändern 11 mehrere Sprühdüsen 16 bzw. 19 nebeneinander anzuordnen sind, um über die gesamte Breite des Vlieses 15 eine gleichmäßige Benetzung mit dem Wasser-Bindemittel-Gemisch 20 zu erzielen.

[0019] In ähnlicher Weise muß sich auch die Aufgabevorrichtung 17 über die gesamte Breite der Transportfläche 11 erstrecken, damit ein über die gesamte Breite gleichmäßig dickes Vlies 15 auf der Transportfläche 11 abgelegt wird.

[0020] Die Sprühdüsen 16, 19 müssen nicht senkrecht von oben auf die Transportfläche 11 bzw. das Vlies 15 sprühen, sondern können auch unter einem Winkel bis 60° zur Vertikalen geneigt sein.

[0021] Das so oben und unten mit dem Wasser-Bindemittel-Gemisch benetzte Vlies 15 wird in eine Doppelbandpresse 22 eingeführt und darin unter Erhitzung zu einer Platte 14 gepreßt, die in Transportrichtung gesehen aus dem hinteren Ende der Doppelbandpresse 22 austritt und auf einer ebenen Unterlage 23 aufliegt.

[0022] Die Platte 14 hat den in Fig. 2 wiedergegebenen Aufbau. Beidseits einer Mittelschicht 24 mit einer Rohdichte von 650 kg/m³ und einem Bindemittelgehalt, z.B. Harnstoffharz, von 5% befinden sich dünne Außenschichten 25, 26, in denen aufgrund der Aufsprühung des Wasser-Bindemittel-GemischeS 20 ein erhöhter Bindemittelgehalt von beispielsweise 7,5% vorliegt. Aufgrund der durch den Wassergehalt mitbedingten stärkeren Zusammenpressung beträgt dort die Rohdichte etwa 850 kg/m³.

[0023] Die Außenschichten 25, 26 weisen beispielsweise eine Dicke von 0,4 mm auf.

[0024] Die Sprühdüsen 16, 19 können mit oder ohne Druckluft arbeiten und sollen auf jeden Fall dafür sorgen, daß das Wasser-Bindemittel-Gemisch in einen aus feinsten Tröpfchen bestehenden Nebel aufgelöst wird.

[0025] Der Übergang von der geringeren Bindemittelkonzentration in der mittleren Schicht 24 zu der höheren Konzentration in den Außenschichten 25, 26 ist nicht sprungartig, sondern fließend bzw. stetig, so daß die Bildung von die Festigkeit beeinträchtigenden Grenzschichten vermieden wird.

[0026] Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß als wärmehärtbare Bindemittel beispielsweise Harnstoffharze, Harnstoff-Melaminharze bzw. deren Gemische verwendet werden können. Ein alternatives Bindemittelgemisch, das im Rahmen der Erfindung ebenfalls verwendbar ist, besteht aus Wasser, einer Paraffinemulsion und einem Trennmittel, wobei gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Verhältnisse der Gewichtsprozente etwa 90:9:1 betragen. Dabei können handelsübliche Paraffinemulsionen und Trennmittel verwendet werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Platten, bei dem ein ebenes Vlies (15) aus mit mindestens einem härtbaren Bindemittel, wie z.B. Harnstoffharz, Harnstoff-Melaminharz bzw. deren Gemische mit einem anderen Kunstharz, versetzten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen Spänen, Fasern oder dergleichen Teilchen auf einer Transportfläche (11) gebildet, auf der von der Transportfläche (11) abgewandten Oberfläche mit einem Wasser-Bindemittel-Gemisch versehen und dann unter Hitzeeinwirkung zwischen zwei Preßflächen zu einer Platte (14) gepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das Wasser-Bindemittel-Gemisch ein wärmehärtendes Bindemittel sowie eine reaktionsbeschleunigende Komponente enthält oder vorzugsweise aus einem sulfonierten od.dgl. Polykondensationsprodukt auf Basis Melamin od.dgl. besteht oder anstelle eines Wasser-Bindemittel-Gemisches ein Gemisch aus Wasser, einer Paraffinemulsion und einem Trennmittel eingesetzt wird, wobei das Gemisch

- in Form eines Nebels unmittelbar vor einem waagerecht verlaufenden oder einem gekrümmten bzw. einem in etwa halbkreisförmigen Preßspalt einer kontinuierlich arbeitenden Presse zumindest auf die von der Transportfläche (11) abgewandte Oberfläche des Vlieses, das vor dem Eintritt in den Preßspalt vorverdichtet und/oder vorerwärmt sein kann, aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das wärmehärtende Bindemittel im Wasser-Bindemittel-Gemisch das gleiche ist, das bereits im Vlies (15) enthalten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser-Bindemittel-Gemisch 2,5 bis 50%, vorzugsweise 20 bis 40% und insbesondere etwa 30% Bindemittel enthält.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf die Vliesoberfläche je nach Vlieshöhe und/oder je nach Dicke der zu erzeugenden harten Außenschicht(en) 5 g/m² bis zu 300 g/m², insbesondere etwa 20 bis 40 g/m² Wasser-Bindemittel-Gemisch aufgebracht wird.

5. Verfahren nacheinem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wasser-Bindemittel-Gemisch eine solche Bindemittelkonzentration aufweist und in solcher Menge auf die Vliesoberfläche aufgebracht wird, daß dort ein Festbindemittelanteil von mehr als 6&, insbesondere 7%, und maximal 12%, vorzugsweise weniger als 10% und insbesondere weniger als 8%, insbesondere von etwa 7,5% vorliegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bindemittelkonzentration im einschichtigen Vlies (15) vor dem Aufbringen des Wasser-Bindemittel-Gemisches größer als 4% und kleiner als 6%, insbesondere ungefähr 5% ist und in einem mehrschichten Vlies vor dem Aufbringen des Wasser-Bindemittel-Gemisches in der Mittelschicht entsprechend gewählt ist und in der (den) Deckschicht(en) zwischen ca. 7,5 und ca. 13% beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung eines Bindemittelgemisches aus Wasser, einer Paraffinemulsion und einem Trennmittel das Verhältnis der Gewichtsprozente der Bestandteile etwa 90:9:1 beträgt.

8. Platte, insbesondere hergestellt durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus mit mindestens einem wärmehärtenden Bindemittel versetzten lignozellulose- und/oder zellulosehaltigen unter Hitzeeinwirkung zusammengepreßten Spänen, Fasern oder dergleichen Teilchen besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß in wenigstens einer Außenschicht (25, 26) der Bindemittelanteil und damit die Rohdichte gegenüber dem eine oder mehrere Schichten aufweisenden Inneren erhöht ist, wobei in der inneren Schicht die Rohdichte bei etwa 550 bis 750, vorzugsweise bei etwa 600 bis 700 und insbesondere bei etwa 650 kg/m³ liegt und bei Vorhandensein einer oder mehrerer Schichten unterhalb wenigstens einer Außenschicht in dieser Schicht 750 bis 950, vorzugsweise 800 bis 900 und insbesondere etwa 850 kg/m³ beträgt.

9. Platte nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Außenschichten (25, 26) ein Fest-Bindemittelanteil im Bereich von ca. 7,5 bis ca. 13% vorliegt, während die Bindemittelkonzentration im Inneren vorzugsweise größer als 4% und kleiner als 6% ist und insbesondere etwa 5% beträgt.

10. Platte nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ihre Biegefestigkeit größer als 50 kg/mm² ist, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 65 kg/mm² liegt und insbesondere etwa 60 kg/mm² beträgt.

Zeichnung