AT392758B

AT392758B - Verfahren zum herstellen eines gegebenenfalls plattenfoermigen kunstharz-druckformkoerpers sowie vorprodukt zum einsatz bei einem solchen verfahren

Info

Publication number: AT392758B
Application number: AT1061/89A
Authority: AT
Original assignee: Isovolta
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1991-06-10
Also published as: EP0426793A1; WO1990013403A1; ATE92393T1; BR9006755A; AU5550590A; JPH03506001A; ATA106189A; EP0426793B1; AU632811B2; CA2032170A1

Description

AT 392 758 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Druckformkörpers, bei dem zellulosehältige Fasern wie Holzfasern und ein Bindemittel mit einem Kondensationsharz oder -harzgemisch auf Basis von Phenolen und/oder Aminoverbindungen und Aldehyd, wie Formaldehyd, gemischt und gegebenenfalls gemeinsam mit anderen Materialien wie Deck- und/oder Zwischenschichten, unter Härtung des Bindemittels heiß veipreßt werden.

Die Erfindung betrifft ferner einen Vorprodukt, das geeignet ist, bei so einem Verfahren eingesetzt zu werden.

Ein Verfahren der vorgenannten Art ist aus der EP-Bl-0081147 bekannt. Dieses Patent bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer dekorativen Bauplatte, bei dem man auf Holzfasern eine wäßrige alkalische Lösung oder Dispersion eines Phenol-Formaldehyd-Harzes aufbringt und die so beherzten Holzfasern auf eine Restfeuchte von 2 bis 15 % trocknet Aus den beharzten und getrockneten Holzfasern wird dann eine Faser-Matte geformt die Matte mechanisch vorverdichtet und sie danach in einer oder mehreren übereinander angeordneten Schichten zu einer Kemschicht heiß verpreßt wobei man die dekorative Schicht gleichzeitig mit dem Verpressen oder nach diesem auf die Kemschicht aufbringt

Mit diesem bekannten Verfahren soll eine Bauplatte erzeugt werden, die ähnliche Eigenschaften wie die in üblicher Weise hergestellten Schichtpreßstoffplatten hat, welche durch Heißverpressen von sogenannten "Prepregs", das sind mit härtbaren Kunstharzen imprägnierte Papiere in trockenem Zustand, hergestellt werden. Solche Schichtpreßstoffplatten weisen nun aber bedingt durch die bevorzugte Orientierung der Zellstoffasem des Papiers in der Papier-Erzeugungsrichtung unter schwankenden Klimabedingungen ein in Längs- bzw. Querrichtung der eingesetzten Papiere unterschiedliches Schrumpf- und Dehnungsverhalten auf, das sich bei ihr« Anwendung nachteilig auswirken kann. Außerdem stellen die eingesetzten Papiere ein Material dar, das aus dem Rohstoff Holz durch ein relativ aufwendiges und umweltbelastendes Verfahren helgestellt wird.

Bei den nach dem aus der EP-Bl-0081147 bekannten Verfahren hergestellten Kunstharz-Druckformkörpem wird die genannte Anisotropie im Dehnungs- und Schrumpfverhalten vermieden und man kommt außerdem, da hier zu einem großen Teil statt Papieren direkt Holzfasern eingesetzt werden, global betrachtet mit einem geringeren Verfahrensaufwand als bei der üblichen Schichtpreßstoffplattenherstellung aus. Das Trocknen der beharzten Holzfasern bleibt aber weiter als aufwendiger und gegebenenfalls umweltbelastender Verfahrensschritt bestehen.

Der Erfindung liegt nun zunächst die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs der Beschreibung genannten Art anzugeben, bei dem man ohne einen besonderen Verfahrensschritt zur Beharzung der Holzfasern auskommt und bei dem gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung unter Einsatz gut fließfähiger Kondensationsharz-Bindemittel die genannten Nachteile des vorstehend beschriebenen bekannten Verfahrens vermieden werden können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zunächst in dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur kontinuierlichen Herstellung eines Vorpreßlings auf ein in Längsrichtung bewegtes bahnenförmiges Trägermaterial eine Schicht eines dickflüssigen Bindemittels aufgetragen wird, daß auf diese Bindemittelschicht eine Fasermasse aus zellulosehältigen Fasern, wie Holzfasern in gleichförmiger Dicke in Form einer Schüttung, eines Faserkuchens oder einer Matte aufgebracht wird, daß gegebenenfalls ein zweites bahnenförmiges Trägermaterial, auf das zuvor eine weitere Schicht des dickflüssigen Bindemittels aufgetragen wurde, mit der Bindemittelschicht nach unten auf die Fasermasse aufgebracht wird, daß der so gebildete Schichtaufbau kontinuierlich auf ein durchschnittliches mittleres Raumgewicht im Bereich zwischen 800 und 1400 kg/nr komprimiert wird, wobei während der Kompressionsphase und gegebenenfalls auch danach der Schichtaufbau auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Viskosität des Bindemittels verringert ist und das Bindemittel zumindest nahezu vollständig in das Porenvolumen der komprimierten Fasermasse eindringt und gegebenenfalls in der Folge ausgehärtet wird. Dabei können vorteilhaft als bahnenförmige Trägermaterialien, faserige Materialien wie Papiere eingesetzt werden, die gegebenenfalls mit aushärtbaren Bindemitteln imprägniert sind und die sich beim Komprimieren der Fasermasse mit dies« bleibend v«binden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das eifindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Feuchtigkeitsgehalt der eingesetzten Fasermasse von maximal 10 Gew.%, vorzugsweise von 8 Gew.%, als Bindemittel zur Erzeugung der Bindemittelschichten ein Kondensationsharz od« -harzgemisch in flüssiger Form verwendet wird, welches einen Festharzgehalt von mehr als 80 Gew.% und ein») Wassergehalt von höchstens 8 Gew.%, vorzugsweise höchstens 6 Gew.%, aufweist, und das gegebenenfalls Zuschlagstoffe wie Farbpigmente enthält.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aufheizung des Schichtaufbaus zum größten Teü erst dann vorgenommen, nachdem er während der Komprimierungsphase ein durchschnittliches Raumgewicht von zumindest 300 kg/m^ erreicht hat.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zum od« nach dem Ende der Aufheizphase d« Schichtaufbau kurzzeitig komprimiert und sein Porenvolumen dabei reduziert wird, wobei das Bindemittel im Porenvolumen gleichmäßiger verteilt wird. Dabei kann diese kurzzeitige Komprimierung des Schichtaufbaus vorteilhaft in einem Kalander erfolgen.

In einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß d« komprimierte Schichtaufbau nach dem Ende der Aufheizphase eine Kühlstrecke durchläuft -2-

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Die Erfindung betrifft ferner den während des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten komprimierten Schichtaufbau als Vorprodukt, welches bei den weiteren Verfahrensschritten zur Herstellung von Kunstharz-Druckformkörpern vorteilhaft als Vorpreßling eingesetzt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels eingehend erläutert.

In der Figur ist in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Vorpreßlings gezeigt. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen - in Produktionsrichtung (siehe Pfeil) des Herstellungsverfahrens nacheinander - aus einer Abrolleinrichtung (1) für eine erste Trägermaterialbahn (2), einem Bandförderer (3) mit einer ersten Bindemittel-Auftragsstation (4) und ein»' nachgeschalteten Holzfaser-Streuvorrichtung (5), einer Bandwaage (6), einer Abzugseinrichtung (7) für eine zweite Trägermaterialbahn (8) mit einer zweiten Bindemittel-Auftragsstation (9), einer Bandpresse (10) mit nachgeschalteten Kalander (11), sowie aus einer Kühlstation (12) und einer Ablängeinrichtung (13).

Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante werden als Auftragsmaterialien eingesetzt - Holzfasern auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 4 % getrocknet, - ein Trägermaterial bestehend aus einem Natron-Kraftpapier mit einem Flächengewicht von 200 g/m^, das mit 40 % Harzauftrag (Feststoff) eines Phenol-Formaldehydharzes imprägniert ist, • ein Bindemittel bestehend aus einem hochkonzentrierten Phenol-Formaldehydharz mit einem Festharzgehalt von 83,5 % und einem Wassergehalt von 5 %. Die Bestimmung des Festharzgehaltes erfolgt nach ein» Trocknung im Trockenschrank während 60 min bei 130 °C. Der Wassergehalt des Harzes wird nach der bekannten Methode nach Karl Fisch» bestimmt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird die Trägermaterialbahn (2) von der Abrolleinrichtung (1) kontinuierlich abgezogen und läuft über einen Bandförder» (3). Aus der über dem Bandförderer (3) angeordneten ersten Bindemittel-Auftragsstation (4) wird das eingesetzte Phenolharz-Bindemittel (14) zur Formung einer dickflüssigen Bindemittelschicht (15) einer Dicke von 0,5 mm aufgetragen. Auf diese Bindemittelschicht (15) werden dann mit Hilfe der Streuvorrichtung (5) Holzfasern in Form einer Schüttung (16) mit einer Schnitthöhe von 100 mm und einem Raumgewicht von etwa 30 kg/πΡ aufgestreut Das Flächengewicht dieses vorläufigen Schichtaufbaus wird dann anschließend mittels der Bandwaage (6) laufend kontrolliert und z. B. durch Steuerung der Streuvorrichtung konstant gehalten.

Gleichzeitig wird von der Abzugsvorrichtung (7), die eine Vorratsrolle (17), einer Supportplatte (18) und mehrere Umlenkrollen (19) aufweist, die zweite Trägermaterialbahn (8) kontinuierlich abgezogen und bei ihrem Gleiten über die Supportplatte (18) aus d» zweiten Bindemittel-Auftragsstation (9) · in analoger Weise wie die erste Trägermaterialbahn (2) mit einer 0,5 mm dicken dickflüssigen Bindemittelschicht (20) versehen. Die so beschichtete Trägermaterialbahn (8) wird dann - mit der Bindemittelschicht (20) nach unten - im Einzugsbereich (21) der Bandpresse (10) kontinuierlich auf die Holzfaser-Schüttung (16) aufgepreßt, so daß sich nun ein Schichtaufbau (22) ergibt, der aus der Holzfaser-Schüttung (16), welche an beiden Seiten von schüttungsseitig mit Bindemittelschichten (15,20) versehenen Trägermaterialbahnen (2,8) abgedeckt ist, besteht.

Dieser Schichtaufbau (22) wird nun kontinuierlich dem Eingang der beheizten Bandpresse (10) zugeführt und in deren Einzugsbereich (21) zunächst rasch auf eine Dichte von mindestens 300 kg/m^ komprimiert. Während des Durchlaufes des Schichtaufbaus (22) durch den eigentlichen Druckbereich (23) der Bandpresse (10) w»den -von den beheizten Rollen (24 und 25) sowie von der beheizten Druckaushalteeinrichtung (26) aus über die Preßbänder (27) und über die Trägermaterialbahnen (2, 8) die beiden Bindemittelschichten (15 und 20) auf Temperaturen im Bereich zwischen 80 und 100 °C erwärmt. Bei diesen Temperaturen sinkt die Viskosität des Bindemittels auf Viskositätswerte von 100 bis 300 mPa.s ab. Bei diesen niedrigen Viskositäten dringt dann das Bindemittel unter Wirkung des Druckes in das Porenvolumen der komprimierten Holzfaserschüttung ein, wobei schon eine recht hohe Gleichförmigkeit d» Bindemittelverteilung über das Porenvolumen erreicht wird.

Der nach einer Verweildauer in der Bandpresse 5 von 2 min aus dem Bandpressen-Ausgang austretende komprimierte Schichtaufbau (22') durchläuft zwecks Vermeidung einer Abkühlung des Schichtaufbaus (221) zunächst eine weitere mit Infrarotstrahlern (28) bestückte Heizstrecke und anschließend einen Kalander (11), in welchem der komprimierte Schichtaufbau (221) kurzzeitig noch weiter stark komprimiert wird. Während dieser kurzzeitigen Komprimierung im Kalander (11) wird das Porenvolumen im Schichtaufbau so weit reduziert, daß es von der Bindemittelmenge voll ausgefüllt wird und das Bindemittel dadurch die Oberflächen der Holzfasern gleichmäßig benetzt. Am Ausgang des Kalanders (11) wird nun der fertig komprimierte Schichtaufbau (22'), der im vorliegenden Verfahrensbeispiel eine Dicke von etwa 5-7 mm hat, in der Kühlstation auf eine Temperatur von etwa 30 °C abgekühlt und danach in der Ablängeinrichtung (13) in plattenförmige Vorpreßlinge (25) unterteilt, die anschließend in üblicher Weise abgestapelt und als Vorprodukt zwischengelagert werden.

Zur Herstellung eines plattenförmigen Hochdruckformkörpers mit einer Dicke von 6 mm werden - zwischen zwei mit Melaminharz imprägnierten Dekorpapieren zwei solcher übereinandergestapelten Vorpreßlinge in einer Hochdruckpresse bei 140 °C und 70 bar während 20 min verpreßt, wobei die im Preßling enthaltenen Harze zunächst gut verfließen und in der Folge aushärten.

Der nach Durchkühlung aus der Presse entnommene und abgekühlte plattenförmige Hochdruckformkörper hat eine Biegefestigkeit von 140 N/mm^, eine Zugfestigkeit von 70 N/mm^ und eine Wasseraufnahme von ca. 0,8 %. -3-

Claims

AT 392 758 B Das anhand der Figur beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Vorpreßlings, welcher bei der Erzeugung eines plattenförmigen Hochdruckformkörpers eingesetzt wird, kann mit entsprechenden Abänderungen auch direkt zur Herstellung Hochdruckformkörper verwendet werden. Dies wird dann z. B. so realisiert, daß man in der Bandpresse den Preßdruck z. B. auf 70 bar und die Preßtemperatur auf 150 °C erhöht sowie die Verweildauer des Schichtaufbaus z. B. auf 6 min verlängert, so daß das im Schichtaufbau enthaltene Kunstharz-Bindemittel zunächst gut verfließt und in der Folge aushärtet. Aus der Bandpresse wird dann eine Rohplatte abgeführt, die in einer nachgeschalteten gekühlten Bandpresse auf 30 °C abgekühlt wird. Die so erhaltene Rohplatte wird nun äbgelängt und für den weiteren Gebrauch in bekannter Weise dekorativ lackiert oder beschichtet. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Druckformkörpers, bei dem zellulosehältige Fasern wie Holzfasern und ein Bindemittel mit einem Kondensationsharz oder -harzgemisch auf Basis von Phenolen und/oder Aminoverbindungen und Aldehyd, wie Formaldehyd, gemischt und gegebenenfalls gemeinsam mit anderen Materialien wie Deck- und/oder Zwischenschichten, unter Härtung des Bindemittels heiß verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Herstellung eines Vorpreßlings (29) oder einer Rohplatte auf ein in Längsrichtung bewegtes bahnenförmiges Trägermaterial (2) eine Schicht des dickflüssigen Bindemittels aufgetragen wird, daß auf diese Bindemittelschicht (15) eine Fasermasse aus zellulosehältigen Fasern wie Holzfasern in gleichförmiger Dicke in Form einer Schüttung (16), eines Faserkuchens oder einer Matte aufgebracht wird, daß gegebenenfalls ein zweites bahnenförmiges Trägermaterial (8), auf das zuvor eine weitere Schicht des dickflüssigen Bindemittels aufgetragen wurde, mit der Bindemittelschicht (20) nach unten auf die Fasermasse aufgebracht wird, daß der so gebildete Schichtaufbau (22) kontinuierlich auf ein durchschnittliches mittleres Raumgewicht im Bereich zwischen 800 und 1400 kg/m komprimiert wird, wobei während der Kompressionsphase und gegebenenfalls auch danach der Schichtaufbau (22) auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Viskosität des Bindemittels verringert ist und das Bindemittel zumindest nahezu vollständig in das Porenvolumen der komprimierten Fasermasse eindringt und gegebenenfalls in der Folge ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bahnenförmige Trägermaterialien faserige Materialien wie Papiere, die gegebenenfalls mit aushärtbaren Bindemitteln imprägniert sind, eingesetzt werden, und die sich beim Komprimieren der Fasermasse mit dieser bleibend verbinden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Feuchtigkeitsgehalt der eingesetzten Fasermasse von maximal 10 Gew.%, vorzugsweise von 8 Gew.% als Bindemittel zur Erzeugung der Bindemittelschichten 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.%, aufweist und das gegebenenfalls Zuschlagstoffe wie Farbpigmente enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung des Schichtaufbaus (22) zum größten Teil erst dann vorgenommen wird, nachdem er während der Komprimierungsphase ein durchschnittliches Raumgewicht von zumindest 300 kg/m^ erreicht hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest nach dem Ende der Aufheizphase der Schichtaufbau (22') kurzzeitig komprimiert und sein Porenvolumen dabei reduziert wird, wobei das Bindemittel im Porenvolumen gleichmäßiger verteilt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzzeitige Komprimierung des Schichtaufbaus (22') in einem Kalander erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der komprimierte Schichtaufbau (22") nach dem Ende der Aufheizphase eine Kühlstrecke durchläuft. -4- 5 AT 392 758 B
8. Vorprodukt, hergestellt während des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt der im Laufe des Verfahrens hergestellte komprimierte Schichtaufbau (22’) ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-