VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KUNSTHARZ-DRUCKFORMKÖRPERS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Druckformkörpers, bei dem in einem Imprägnierschritt Fasermaterialien, wie beispielsweise Holzfasern in Form einer Schüttung auf ein Förderband zur kontinuierlichen Herstellung eines Vorpreßlings oder einer Rohplatte aufgebracht und auf diese anschließend gegebenenfalls beidseitig Trennpapiere, die mit einem Bindemittel bestehend aus einem Kondensationsharz oder -harzgemisch auf Basis von Phenolen und/oder Aminoverbindungen und Aldehyd wie Formaldehyd beschichtet worden sind, aufkaschiert werden, und bei dem der so gebildete Schichtaufbau kontinuierlich auf ein durchschnittliches mittleres Raumgewicht im Bereich zwischen 900 und 1200 kg/m³ komprimiert und auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Viskosität des Bindemittels verringert ist, sodaß das Bindemittel vollständig in das Porenvolumen der komprimierten Fasermasse eindringt und gegebenenfalls in der Folge ausgehärtet wird.

Stand der Technik

[0002] Ein derartiges Verfahren wird in der WO 90/13403 beschrieben, welches zu Druckformkörpern führt, die beispielsweise für die Herstellung von dekorativen Kunstharz-Hochdrucklaminaten für die Außenanwendung eingesetzt werden, wobei insbesondere bei der Außenanwendung die Wasserbeständigkeit und Flammwidrigkeit von großer Bedeutung ist.

[0003] Ferner hat es sich gezeigt, daß eine durch das bekannte Herstellungsverfahren bedingte unregelmäßige Beharzung des Fasermaterials zu einem porösen Schichtpreßstoff führt, dessen Wasserbeständigkeit reduziert ist. Der dadurch bewirkte wechselnde Feuchtigkeitsgehalt im Schichtpreßstoff führt zu Spannungen im Material, welche insbesondere an den Schnittkanten zu Rißbildungen verursachen kann.

[0004] Ferner wird die Wasserbeständigkeit durch die Eigenschaften der in dem bekannten Verfahren eingesetzten Flammschutzmittel reduziert, da dem Bindemittel große Mengen an wasserlöslichen Flammschutzmitteln zugesetzt werden, welche insbesondere bei der Verwendung der duch das bekannte Verfahren hergestellten Schichtpreßstoffplatte im Naßbereich teilweise ausgelaugt werden, wodurch weitere Angriffstellen für Feuchtigkeit entstehen können.

Darstellung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das eine Schichtpreßstoffplatte mit verbesserten Gebrauchseigenschaften hinsichtlich Wasserbeständigkeit und Flammwidrigkeit bewirkt.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die losen Fasermaterialien in einem Vorimprägnierschritt, beispielsweise in der Blowline 3, mit dem Bindemittel innigst vermischt werden, wobei die Oberfläche der losen Fasermaterialien regelmäßig mit dem Bindemittel beschichtet wird, und daß anschließend diese vorimprägnierten Fasermaterialien in einem heißen Luftstrom 6 auf eine Restfeuchte von maximal 6% getrocknet werden und daß anschließend diese getrockneten, vorimprägnierten Fasermaterialien in den Imprägnierschritt eingesetzt werden.

[0007] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Vorimprägnierschritt dem Bindemittel ein festes, wasserunlösliches Flammschutzmittel, welches im Bindemittel dispergiert ist, zugesetzt werden kann und dieses Flammschutzmittel im wesentlichen aus einer wasserunlöslichen Stickstoffverbindung oder aus einer wasserunlöslichen Stickstoff-Phosphorverbindung besteht und diesem Flammschutzmittel Borate zugesetzt werden, wobei die aufgebrachte Flammschutzmittelmenge 5 - 20 Gew.% bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird weiters dadurch gelöst, daß für den Imprägnierschritt zusätzlich Fasermaterialien in loser Form und/oder in Form von Geweben, Gelegen, Matten, Vliesen oder dgl beigemengt werden und die zusätzlich beigemengten Fasermaterialien aus Glasfasern, Kunstfasern oder aus Naturfasern bestehen.

[0009] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Bindemittel ein Kondensationsharz oder -harzgemisch in flüssiger Form verwendet wird, welches einen Festharzgehalt von mehr als 80 Gew.% und einen Wassergehalt von höchstens 8 Gew-%, vorzugsweise höchstens 6 Gew.%, enthält, wobei der Harzauftrag im Vorimprägnierungsschritt zwischen 10 und 15% Festharz bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren 1a und 1b, wobei in Fig. 1a der Vorimprägnierschritt und in Fig. 1b der Imprägnierschritt angeführt ist, sowie anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0011] Dabei werden gemäß einer Vorrichtung nach Fig. 1a Holzhackschnitzel mit Wasserdampf bei ca. 170°C erweicht und im Refiner 1 bei einem Druck von ca. 4 - 5 bar zu Holzfasern zerkleinert. Diese werden kontinuierlich über das Blasventil 2 aus dem Refiner in die Blowline 3 unter hohem Druckabfall ausgetragen, wodurch eine turbulente Strömung erzeugt wird. Über eine Rohrleitung 4 wird ein Bindemittel, beispielsweise ein Phenolharz mit niedrigem Kondensationsgrad und demzufolge relativ niedriger Viskosität, in welchem ein festes Flammschutzmittel dispergiert ist, an der Stelle 5 in die Blowline 3 eingetragen. Als Flammschutzmittel kann beispielsweise ein wasserunlösliches Ammoniumpolyphosphat eingesetzt werden. Durch die turbulenten Strömungsverhältnisse in der Blowline 3 werden die Holzfasern im Vorimprägnierungsschritt mit dem mit Flammschutzmittel versehenen Bindemittel bis zu einem Auftrag von 15% bezogen auf Trockensubstanz überzogen. Dabei werden einerseits die frei schwebenden Fasern vom Bindemittel gleichmäßig an ihrere Oberfläche benetzt und andererseits werden die Partikel des Flammschutzmittels mit den Fasern verklebt, sodaß bei der Weiterverarbeitung dieser vorimprägnierten Fasern eine gleichmäßige Verteilung des Flammschutzmittels erhalten bleibt. Anschließend werden diese vorimprägnierten Fasern in das Trocknerrohr 6, welches durch ein Heißluftgebläse 7 mit heißer Luft gespeist wird, eingebracht und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von beispielsweise 4% getrocknet. Danach werden die so getrockneten Fasern über einen Zyklon 8 in einen Faserbunker 9 eingebracht und können dort bis zum Imprägnierschnitt gelagert werden.

[0012] Bei der Imprägnierung gemäß einer Vorrichtung nach Fig. 1b werden aus der Streustation 11 die vorimprägnierten Holzfasern in Form einer Faserschüttung 10 auf ein Förderband 12 aufgebracht. Dabei können den vorimprägnierten Fasern unimprägnierte Fasern anderer Art, wie beispielsweise Glasfasern, beigemengt werden. Das Flächengewicht der Faserschüttung mittels einer Waage 13 laufend kontrolliert. Anschließend wird die Faserschüttung 10 in einer Vorpresse 14, 14' vorverdichtet. Von den Vorratsrollen 16 werden Trennpapiere 15, 15' abgezogen und mit dem hochviskosen, wasserfreien Bindemittel über die Streichanlage 17, 17' einseitig beschichtet. Das Flächengewicht wird mit einer Flächengewichtseinrichtung 18, 18' kontrolliert. Die be-schichteten Trennpapiere 25, 25' werden nun an beiden Seiten am vorverdichteten Faserkuchen 19 mit den beschichteten Seiten zum Faserkuchen hin aufkaschiert. Der so gebildete Aufbau durchläuft dann eine Bandpresse 20, welche mit einer Heizzone 21 und einer Kühlzone 22 ausgestattet ist. In der Heizzone 21 dringt das Bindemittel von den Beschichtungen der Trennpapiere 25, 25' von beiden Seiten in den Faserkuchen 19 ein. Da die Fasern schon von der Vorimprägnierung her gleichmäßig mit dem Bindemittel benetzt sind, verteilt sich das Bindemittel dabei auch gleichmäßig in den Zwischenräumen zwischen den Fasern. Um eine ungewünschte Aushärtung des Bindemittels zu verhindern, wird dieser Verbund in der Kühlzone 22 auf eine Temperatur von zumindest 40°C gekühlt. Anschließend werden über die Rollen 23, 23' die Trennpapiere abgezogen, der bandförmige Verbund wird in der Ablängeinrichtung 24 in Einzelstücke abgelängt und abgestapelt. Reicht die Länge der Kühlzone 22 für die gewünschte Abkühlung nicht aus, kann zwischen der Ablängeinrichtung 24 und der Abstapelung noch ein Kühlstern eingeschaltet werden.

[0013] Zur Herstellung eines plattenförmigen, dekorativen Hochdruckformkörpers mit einer Dicke von 6 mm werden - zwischen zwei mit Melaminharz imprägnierten Dekorpapieren ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Vorpreßling als Kernmaterial in einer Hochdruckpresse bei 140°C und 70 bar während 20 min verpreßt, wobei die im Vorpreßling enthaltenen Harze gut verfließen und in der Folge aushärten.

[0014] Das anhand der Figuren beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Vorpreßlings, welcher bei der Erzeugung eines plattenförmigen Hochdruckformkörpers eingesetzt wird, kann mit entsprechenden Abänderungen auch direkt zur Herstellung von Hochdruckformkörpern verwendet werden. Dies wird z.B dadurch realisiert, daß man in der Bandpresse 20 den Preßdruck z.B. auf 50 bar und die Preßtemperatur auf 150°C erhöht sowie die Verweildauer des Schichtaufbaus z.B. auf 10 min verlängert, sodaß das im Schichtaufbau enhaltene Bindemittel zunächst gut verfließt und in der Folge aushärtet. Aus der Bandpresse 20 wird dann eine Rohplatte abgeführt, die z. B. in einer nachgeschalteten, gekühlten Bandpresse auf 30°C abgekühlt wird. Die Rohplatte wird dann abgelängt und für den weiteren Gebrauch in bekannter Weise dekorativ lackiert.

Gewerbliche Verwertbarkeit

[0015] Derartige dekorative Hochdruckformkörper größerer Stärke (z.B. 6 und 15 mm dick) eignen sich beispielsweise für die Herstellung selbsttragender Bauteile bzw. als witterungsfeste Platten in der Außenanwendung.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz Druckformkörpers, bei dem in einem Imprägnierschritt Fasermaterialien, wie beispielsweise Holzfasernn in Form einer Schüttung (10) auf ein Förderband (12) zur kontinuierlichen Herstellung eines Vorpreßlings oder einer Rohplatte aufgebracht und anschließend gegebenenfalls beidseitig mit den Trennpapieren (25, 25'), die mit einem Bindemittel bestehend aus einem Kondensationsharz oder -harzgemisch auf Basis von Phenolen und/oder Aminoverbindungen und Aldehyd wie Formaldehyd einseitig beschichtet worden sind, kaschiert werden, und bei dem der so gebildete Schichtaufbau (19) kontinuierlich auf ein durchschnittliches mittleres Raumgewicht im Bereich zwischen 900 und 1200 kg/m³ komprimiert und auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Viskosität des Bindemittels verringert ist, sodaß das Bindemittel vollständig in das Porenvolumen der komprimierten Fasermasse eindringt und gegebenenfalls in der Folge ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die losen Fasermaterialien in einem Vorimprägnierschritt, beispielsweise in der Blowline (3), mit dem Bindemittel innigst vermischt werden, wobei die Oberfläche der losen Fasermaterialien regelmäßig mit dem Bindemittel beschichtet wird, und daß anschließend diese vorimprägnierten Fasermaterialien in einem heißen Luftstrom (6) auf eine Restfeuchte von maximal 6% getrocknet werden und daß anschließend diese getrockneten, vorimprägnierten Fasermaterialien in den Imprägnierschritt eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorimprägnierschritt dem Bindemittel ein festes, wasserunlösliches Flammschutzmittel, welches im Bindemittel dispergiert ist, zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel im wesentlichen aus einer wasserunlöslichen Stickstoffverbindung besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel im wesentlichen aus einer wasserunlöslichen Stickstoff-Phosphorverbindung besteht.

5. Verfahren nach einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flammschutzmittel Borate zugesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Flammschutzmittelmenge 5 - 20 Gew.% bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, daurch gekennzeichnet, daß für den Imprägnierschritt zusätzlich Fasermaterialien in loser Form und/oder in Form von Geweben, Gelegen, Matten, Vliesen oder dgl. beigemengt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich beigemengten Fasermaterialien aus Glasfasern bestehen.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich beigemengten Fasermaterialien aus Naturfasern bestehen.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlich beigemengten Fasermaterialien aus Kunstfasern bestehen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein lösungsmittelfreies Kondensationsharz oder -harzgemisch in flüssiger Form verwendet wird, welches einen Festharzgehalt von mehr als 80 Gew.% und einen Wassergehalt von höchstens 8 Gew-%, vorzugsweise höchstens 6 Gew.%, enthält.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -11, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzauftrag im Vorimprägnierungsschritt zwischen 10 und 15% Festharz bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.

Claims

1. A process for manufacturing a moulded block, in which in one impregnation step fibrous materials such as wood fibres for instance, are applied in form of a bulk material (10) to a belt conveyor (12) for the continuous manufacture of a rough-pressed blank or of a crude plate, and thereafter eventually on both sides are covered with intermediate layers consisting of paper (25,25') coated on one side with a binding agent consisting of a condensation resin or mixture thereof based on phenols and/or amino compounds and aldehyde, such as formaldehyde, in that the covered structure (19) formed in this way is compressed continuously to an average mean volumetric weight in the range between 900 and 1200 kg/mⁿ , and is heated to a higher temperature, at which the viscosity of the binding agent is reduced, so that the binding agent penetrates completely into the pore volume of the compressed fibre mass and is eventually subsequently cured, characterized in that the loose fibrous materials are mixed extensively in a preimpregnation step, for instance in a blow line (3), with the binding agent, in that the surface of the loose fibrous materials is coated regularly with the binding agent, and that subsequently these preimpregnated fibrous materials are dried in a hot air-flow (6) to a residual moisture of a maximum of 6% and that thereafter these dried preimpreganted fibrous materials pass to the impregnation step.

2. A process according to claim 1, characterized in that in the preimpregnation step is added to the binding agent a solid water insoluble flame retardant which is dispersed in the binding agent.

3. A process according to claim 2, characterized in that the flame retardant consists essentially of a water insoluble nitrogen compound.

4. A process according to claim 2, characterized in that the flame retardant consists essentially of a water insoluble nitrogen-phosphorus compound.

5. A process according to one of claims 2 to 4, characterized in that borates are added to the flame retardant.

6. A process according to one of claims 2 to 5, characterized in that the quantity of the applied flame retardant is 5 - 20 %-wt. in relation to the dried fibrous material.

7. A process according to one of claims 1 to 6, characterized in that for the impregnation step fibrous materials in loose and/or woven or laid form, mats, fleeces or the like are additionally mixed.

8. A process according to claim 7, characterized in that the additionally mixed fibrous materials consist of glass fibres.

9. A process according to claim 7, characterized in that the additionally mixed fibrous materials consist of natural fibres.

10. A process according to claim 7, characterized in that the additionally mixed fibrous materials consist of synthetic fibres.

11. A process according to one of claims 1 - 10, characterized in that as binding agent a solvent-free condensation resin or mixture thereof in liquid form, which has a content of solid resin of more than 80 %-wt. and a water content of a maximum of 8 %-wt., preferably a maximum of 6 %-wt., is used.

12. A process according to one of claims 1 - 11, characterized in that the resin applied in the preimpregnation step is between 10 and 15% solid resin in relation to the dried fibrous material.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un corps moulé par compression à base de résine synthétique dans lequel, lors d'une étape d'imprégnation, des matériaux en forme de fibres tels que, par exemple, des fibres de bois, sont appliqués sous la forme d'une couche en vrac (10) sur une bande transporteuse (12) pour la fabrication en continu d'une préforme ou d'une plaque brute, suivi par la lamination, éventuellement sur les deux faces, de papiers de séparation (25, 25') revêtus sur l'une de leurs faces avec un liant composé d'une résine de condensation ou d'un mélange de résines à base phénolique et/ou amino et d'aldéhyde tel que le formaldéhyde, et dans laquelle la structure stratifiée ainsi obtenue (19) est comprimée en continu à une masse par unité de volume moyenne comprise dans la gamme de 900 à 1200 kg/m³ puis est chauffée à une température plus élevée à laquelle la viscosité du liant est diminuée de sorte que le liant pénètre complètement dans le volume constitué par les pores de la masse de fibres comprimées pour être éventuellement durci par la suite, caractérisé en ce que les matériaux composés de fibres lâches sont mélangés de façon intensivement avec le liant lors d'une étape de préimprégnation, réalisée par exemple dans une conduite de soufflage (3) de sorte que la surface des matériaux composés de fibres lâches soit revêtue de façon uniforme avec le liant et en ce que, ensuite, les matériaux en forme de fibres préimprégnés sont séchés dans un courant d'air chaud (6) jusqu'à une humidité résiduelle d'un maximum de 6% et en ce que, ensuite, les matériaux en forme de fibres préimprégnés et séchés sont utilisés dans l'étape d'imprégnation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute, lors de l'étape de préimprégnation, un agent ignifuge solide et insoluble dans l'eau, au liant, et qui est dispersé dans le liant.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent ignifuge est composé essentiellement d'un composé azoté insoluble dans l'eau.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent ignifuge est composé essentiellement d'un composé phosphoré-azoté, insoluble dans l'eau.

5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute à l'agent ignifuge du borate.

6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la quantité de l'agent ignifuge qui est appliqué constitue 5 à 20% en poids du matériau fibreux sec.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on mélange additionellement, lors de l'étape d'imprégnation, des matériaux en forme de fibres lâches et/ou des fibres en forme de tissus, en forme de fibres posées, de nattes, en forme de fibres non-tissées ou similaire.

8. Procéde selon la revendication 7, caractérisé en ce que les matériaux en forme de fibres ajoutes additionellement comprennent des fibres de verre.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les matériaux en forme de fibres ajoutés additionellement comprennent des fibres naturelles.

10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau en forme de fibres ajouté additionellement comprennent des fibres en matière synthétique.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on utilise, en tant que liant, une résine de condensation ou un mélange de résine de condensation dépourvu de dissolvant, sous forme liquide, avec une teneur en résine solide supérieure à 80% en poids et avec une teneur en eau d'un maximum de 8% en poids, et de préférence d'un maximum de 6% en poids.

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la quantité de résine appliquée lors de l'étape de préimprégnation est de 10 à 15% de résine solide, par rapport au matériau fibreux sec.

Zeichnung