Die
Technologien zur industriellen Herstellung dieser partikelförmigen Holzwerkstoffe
unterscheiden sich dabei grundlegend. So werden bei der industriellen
Produktion von Spanplatten Späne
als homogene Mischung oder in unterschiedlichen Partikelgrößenfraktionen
für die
Deckschicht und die Mittelschicht hergestellt und nach einer kontinuierlichen
Trocknung auf einen Feuchtegehalt unter 5 % in großen Speichern
zwischengelagert. Im Anschluss erfolgt die durchgängige oder
getrennte Beleimung von Deck- und Mittelschicht-Fraktionen mit Bindemittelrezepturen
auf der Basis von Harnstoff-Formaldehydharz (UF), Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz (MUF),
Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehydharz (MUPF), Phenol-Formaldehydharz
(PF) oder polymeren Diisocyanaten (PMDI). Über spezielle Streumaschinen
wird dann kontinuierlich auf einem Band das Spanvlies ausgebildet,
welches homogen aufgebaut sein kann oder aus mehreren Schichten
besteht, zum Beispiel aus zwei Deckschichten und einer in der Regel
abgesperrten Mittelschicht/
DE
36 39 061 A1 ,
DE
41 33 445 A1 .
Unmittelbar
vor dem Heißpressen
erfolgt eine kontinuierlich Spanvlies-Vorverdichtung und das Besäumen des
Randbereiches. Die eigentliche Platten herstellung wird dann üblicherweise
mit Conti-Pressanlagen realisiert, wo über eine definierte Presszeit-,
Pressdruck- und Presstemperatur-Steuerung die Aushärtung des Bindemittels
und das Pressen auf Enddicke erfolgt. Nach der Heißpresse
werden die Platten auf Länge
gesägt, in
speziellen Kühlsternen
oder Kühltürmen abgekühlt und
auf Nenndicke geschliffen. Wesentliches Kriterium für die erreichbare
Plattenqualität
ist die anschließende
Stapellagerung (Konditionierung, Reifeprozess) der Platten vor gegebenenfalls
nachfolgender Beschichtung, Fixmaßzuschnitt bzw. Auslieferung
an die Endkunden/Deppe, H.-J. und Ernst, K.: Taschenbuch der Spanplattentechnik;
DRW-Verlag Leinfelden-Echterdingen, 2000/.
Im
Unterschied zur Spanplattenfertigung wird bei der Herstellung von
Faserplatten nach dem Trockenverfahren das Holz in speziellen Anlagen
nach hydrothermischer Vorbehandlung unter Einwirkung hoher Drücke und
Temperaturen zerfasert. Zur Verbesserung der Wasserabweisung werden
dabei bis zu 1,5 % Hydrophobierungsmittel (z. B. Paraffin) zugesetzt.
Unmittelbar nach der Zerfaserung erfolgt in einer sogenannten Blasrohrleitung
(blow-line) die Zugabe der in Wasser dispergierten Bindmittel und
der Transport zum Trockner. Der Feststoffanteil der Bindemittel
beträgt
bei den UF-, MUF-, MUPF- oder PF-Harzen 6 bis 18 %, bei den PMDI-Harzen
etwa 3 bis 6 %, bezogen auf atro Faserstoff. Die beleimten Fasern
werden auf einen Zielfeuchtegehalt bis zu 20 % heruntergetrocknet.
Nach einer Sichtung erfolgt über
spezielle Streumaschinen dann die Ausbildung des Faservlieses, welches
dem angestrebten homogenen Charakter entsprechend in der Regel einschichtig
ausgebildet ist. Die weitere Technologie entspricht quasi der oben
beschriebenen Spanplattenherstellung. Die Temperaturen beim Pressen
erreichen an der Plattenober- und -unterseite bis ca. 260 °C, der Druck
bis 10 MPa.
Über den
Faserstoffaufschluss, die Auswahl des Bindemittels, das Temperatur-Druck-Zeit-Regime beim
Pressvorgang u. a. können
die Platteneigenschaften dem Anwendungsprofil angepasst werden.
In der Regel haben die Platten eine hochverdichtete Deckzone von
etwa 1 mm Dicke (Rohdichte p ≈ 1000
kg/m
3), während sie in der Mitte lockerer
gepackt sind (p ≈ 600
... 750 kg/m
3)/
DE 42 36 266 A1 ,
DE 196 06 262 C1 , /Deppe,
H.-J. und Ernst, K.: MDF – Mitteldichte
Faserplatten; DRW-Verlag Leinfelden-Echterdingen, 1996/.
Produkte
aus Holzwerkstoffen erfordern aus dekorativen Gründen und zum Schutz gegen mechanische
und chemische Beanspruchungen eine Beschichtung mit organischen Überzügen. Hierzu
kommen im Möbel-
und Innenausbau bisher überwiegend
lösemittelhaltige
Lacke zum Einsatz.
Die
sich verschärfenden ökologischen
Zwänge
und daraus resultierenden umweltgesetzlichen Regelungen zwingen
aber den Lackverarbeiter, zukünftig
auf lösemittelfreie
bzw. zumindest lösemittelärmere Beschichtungen
umzustellen. Bisher gibt es aber nur für plattenförmige Werkstücke nahezu
emissions- und abfallfreie Beschichtungsmethoden. Sie beruhen neben
der Folienbeschichtung auf dem Einsatz moderner strahlenhärtender
Flüssiglacke
in Verbindung mit zerstäubungsfrei
arbeitenden Applikationsgeräten
der Lackgießmaschine
oder der Walzenauftragsmaschine. Anders liegen die Verhältnisse
bei dreidimensionalen Teilen, die eine Spritzapplikation erfordern,
wie zum Beispiel bei aus MDF-Patten hergestellten Möbelfronten
mit gefrästen
Profilen. Hier sind dringend technische Neuerungen gesucht, die
eine breite Anwendung von Wasserlacken oder der Pulverbeschichtung
ermöglichen.
Die
wesentlichen Hemmnisse für
den Einsatz von Wasserlacken auf Holz und Holzwerkstoffen beruhen
auf deren hygroskopischen Eigenschaften. Herkömmliche Holzwerkstoffe haben
den Nachteil, dass auf Grund der starken Porosität und des hydrophilen Charakters
der Holzpartikel ein relativ hoher Anteil des Lacks in die Holzfasern
und in die Hohlräume
zwischen den Holzpartikeln penetriert. Damit verbunden ist eine
Aufrauung der Oberfläche
durch das Quellen der Fasern und das Aufrichten der freiliegenden
Faserenden. Bei UV-härtenden
Lacken kommt hinzu, dass die UV-Strahlen den in die Poren „weggeschlagenen" Lack nicht erreichen
und dieser nicht aushärtet
(mit der Folge von Spätemissionen
nicht vernetzter Monomere oder von Spaltprodukten der Fotoinitiatoren).
Durch
ausgeklügelte
Technologien wie
- • die Heißapplikation des Lackes auf
vorgewärmte
Werkstücke
(verringerter Wasseranteil) oder
- • die
forcierte Trocknung durch entwässerte
Luft, Infrarot-Strahlen (z. B. NIR-Technologie, Thermoreaktor) oder
im hochfrequenten Wechselfeld (Mikrowelle, Kondensatorfelderwärmung) /Bauch,
H.: Verfahrensvergleich HK Holz- und Kunststoffverarbeitung 34 (1999)
5, S. 48–52/
ist
es zwar möglich,
den nachteiligen Einfluss des Verdünnungsmittels Wasser zu mindern,
völlig
unterbinden kann man ihn auf diese Weise jedoch nicht, weil für den Verlauf
und die Entlüftung
des Lacks eine Offenzeit von 1 bis 2 Minuten verbleiben muss, innerhalb
der das Wasser nach wie vor auf die Holzfasern im Untergrund einwirken
kann.
Auch
die hocheffektive und umweltverträgliche Pulverbeschichtungstechnologie
hat in der Holzwerkstoffe verarbeitenden Industrie im Gegensatz
zu anderen Branchen mit intensiver Oberflächenveredlung nur vereinzelt
Anwendung gefunden. Haupthinderungsgründe sind auch hier die sich
auf die elektrostatische Abscheidung und die nachfolgende Filmbildung
konträr
auswirkenden hygroskopischen Eigenschaften aller Holzwerkstoffe.
Trockene Beschichtungsteile haben einen zu hohen elektrischen Widerstand
für die
elektrostatische Applikation, feuchte Untergründe sind zwar ausreichend leitfähig, führen aber
in der Filmbildungsphase zu Komplikationen durch austretenden Wasserdampf.
Die Pulverbeschichtung hat deshalb in der holzverarbeitenden Industrie
bisher nur vereinzelt Anwendung gefunden. Bekannt sind zwei Technologien:
- • die
versiegelnde Grundierung mit einem elektrisch leitfähigen Flüssig-Primer
und anschließender
Applikation eines thermoreaktiven Niedrigtemperatur-Pulverlacks,
- • die
Direktbeschichtung von erwärmten
MDF-Möbelelementen
mit einem UV-härtenden
Struktur-Pulverlack/Zimmermann, F.: Die Qual der Wahl; Metalloberfläche 55 (2001)
1, S. 41–45/.
Die
Pulverlackierung arbeitet völlig
lösemittelfrei
bei nahezu 50 % Auftragswirkungsgrad, wobei durch Rückgewinnung
und Wiederverwertung eine Material ausnutzung über 95 % erzielt werden kann.
Ein Problem stellen aber die beim Pulverlackhersteller und beim
Verarbeiter anfallenden Pulverlackabfälle dar.
Bei
der Pulverherstellung entstehen die Abfälle hauptsächlich durch den beim Mahlprozess
unvermeidbaren, die Qualität
des Pulverlacks aber beeinträchtigen
den Feinstanteil, der durch Windsichten abgetrennt wird und als
sogenanntes Filterpulver anfällt.
Hinzu kommen Reinigungsabfälle
beim Farbtonwechsel sowie überlagerte
Bestände.
Beim Pulverlackanwender sind es ebenfalls Reinigungsabfälle und
Altpulver. Insbesondere beim Beschichter mit kleinen Farbtonchargen
wird aus Gründen
der Zeiteinsparung oft im sogenannten „Verlustbetrieb" gearbeitet, d. h.
das Pulver wird in der Rückgewinnungsanlage
nur gesammelt und nicht in den Vorratsbehälter zurückgeführt.
Gegenwärtig ist
es übliche
Praxis, die Pulverlackabfälle
zunächst
anzusintern und dann auf Hausmülldeponien
abzulagern. Aus ökologischen
Gründen
(hoher Anteil organischer Bestandteile) muss auf die obertägige Lagerung
künftig
verzichtet werden, so dass mit einem weiteren Kostenanstieg zu rechnen
ist. Als alternative Maßnahme
für die
Entsorgung wird die Verbrennung angesehen/de Lange, G. P.: Verwerten
von Pulverlackabfall?; Schriftenreihe „Praxis-Forum", Fachbroschüre „Oberflächentechnik" 23/92, Technik +
Kommunikation Verlags GmbH Berlin 1992/.
Die
Verwendung von Pulverlack, insbesondere Pulverlack-Recyclingmaterial,
als Bindemittel zur Herstellung von Faservliesen und Faservlies-Formteilen,
bei dem Faservlies mit Bindemitteln chemisch gebunden wird, ist
insbesondere aus
DE
44 41 765 A1 bekannt. Auch
DE 39 36 974 C1 zielt darauf ab, Lackkoagulat
in diesem Sinne einzusetzen; zudem ist die Verwendung von Pulverlack
zur Herstellung eines Verbundstoffes aus
DE 693 06 557 T2 bekannt
und aus
US 5,057,166 ist
zu entnehmen, daß Epoxidharze,
Polyesterharze, Polyurethanharze oder Acrylatharze als Bindemittel
für Holzfasern
geeignet sind.
Aus
dem Stand der Technik ist allerdings nicht angeregt, wie man von
Faservliesen oder Faservlies-Formteilen (
DE 44 41 765 A1 ), zu plattenförmigen Holzwerkstoffen
wie Spanplatten, Platten mit orientierten Längsspan (OSB) oder Mitteldich ten
Faserplatten (MDF) gelangen könnte,
die wie oben genannt Anwendung finden und die besonderen Eigenschaften
aufweisen sollen.
Auch
die Zusammenschau der vorstehenden Schriften führt nicht zum erfindungsgemäßen Werkstoff und
dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die
Nachteile des gegenwärtigen
Standes der Technik liegen einmal in der begrenzten Anwendbarkeit der
umweltverträglichen
Wasser- und Pulverlacke aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften
gegenwärtiger
Holzwerkstoffe sowie im Fehlen wirtschaftlicher Verwertungsmethoden
für die
Pulverlackabfälle.
Aufgabe
der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu
beseitigen; insbesondere geht es darum, die Penetration wässriger
Substanzen in den Holzwerkstoff zu reduzieren und die Oberflächenglätte zu erhöhen sowie
die bei der Herstellung und Verarbeitung von Pulverlacken anfallenden
Abfälle einer
wirtschaftlichen und ökologisch
sinnvollen stofflichen Verwertung zuzuführen.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und die Merkmale des
Patentanspruches 5 gelöst.
Dabei wird zum einen ein Werkstoff aus Holzpartikeln, Bindemitteln
und Zuschlagstoffen, der als Bindemittel eine Mischung aus Pulverlackabfällen und
konventionellen UF-, MUF-, MUPF- und/oder
PF-Harzen und/oder PMDI-Klebstoffen enthält, vorgestellt, der sich dadurch
auszeichnet, dass die Pulverlackabfälle im Werkstoff inhomogen
verteilt sind, wobei deren Masse-Anteil in der Mittelzone geringer
und deren Masse-Anteil in den Außenschichten höher ist.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Werkstoffes, bei dem die ggf.
mit Zuschlagstoffen gemischten Holzpartikel getrocknet werden und
anschließend
die Pulverlackabfälle
eingearbeitet werden und danach diese Mischung zu Platten heißgepreßt wird,
zeichnet sich durch die Einarbeitung der Pulverlackpartikel mittels
elektrostatischer Zerstäuber
aus.
Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Werkstoffes bzw. des Verfahrens können aus
den Ansprüchen
2 bis 4 bzw. 6 bis 9 entnommen werden.
Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen außer in einer wirtschaftlichen
und ökologisch
sinnvollen Verwertung von Pulverlackabfällen vor allem in einer Verbesserung
der Festigkeitswerte und der Oberflächeneigenschaften der damit
hergestellten Holzwerkstoffe. Bei den erfindungsgemäßen Holzwerkstoffen
ist die Penetration von Wasser deutlich herabgesetzt. Die Holzpartikel
sind so in das Bindemittel eingebunden, dass die wasserbedingte
Quellung und Aufrichtung der Holzfasern von vornherein stark reduziert
ist. Das gewährleistet
wegen der Verringerung der notwendigen Arbeitsgänge für die Applikation und den Zwischenschliff zugleich
eine wirtschaftliche Anwendung von Wasserlacken. Bei hohem Anteil
von Pulverlackabfällen
in der Deckschicht kann bei nicht zu hohen Qualitätsanforderungen
auf eine Lackierung sogar ganz verzichtet werden. Das verminderte
Penetrationsverhalten ermöglicht
den Einsatz von leitfähigkeitserhöhenden Substanzen auf
wässriger
Basis vor einer elektrostatischen Applikation und erleichtert somit
die Anwendung von Pulverlacken für
die Obertlächenbeschichtung
erheblich.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand konkreter Ausführungsbeispiele für den vorgeschlagenen Werkstoff
und das Verfahren zu seiner Herstellung ausführlich beschrieben.
Die
zugehörigen
Tabellen geben die Eigenschaften wieder für
Tabelle 1 Holzwerkstoffplatte
aus Feinstspänen
und Pulverlackabfällen
Tabelle
2 Spanplatte mit einer Bindemittelkombination
Tabelle 3 Mitteldichte
Faserplatte (MDF) mit einer Bindmittelkombination
Werkstoffbeispiel 1:
Dieses
Beispiel beinhaltet eine Holzwerkstoffplatte aus Feinstspänen und
Pulverlackabfällen
als Bindemittel gemäß Anspruch
1 bis 3. Als Ausgangsmaterial dienen Holzpartikel, wie sie bei der
Holzbearbeitung durch Sägen,
Fräsen
und Schleifen entstehen, von denen gröbere Partikel durch Siebfraktionierung
abgetrennt wurden. Bei den eingesetzten Pulverlackabfällen handelt
es sich um das bei der Pulverproduktion im Staubfilter als Abfall
anfallende sogenannte Filterpulver. Tabelle
1 Holzwerkstoffplatte aus Feinstspänen und Pulverlackabfall
| Holzpartikel: | Feinstspäne, 80 %
Nadelholz, 20 % Laubholz |
| Pulverlackabfall: | Hybrid-Filterpulver
(ca. 50 % Polyester/50 % Epoxidharz) |
| Hydrophobierung: | keine |
| Pressparameter: | Heizplattentemperatur
180 °C,
spezifischer
Pressdruck 2,5 N/mm2 |
| Plattendicke: | 10
mm |
- 1) bezogen auf atro Holzpartikel
In
Tabelle 1 sind ausgewählte
physikalische Eigenschaften für
drei verschiedene Zusammensetzungen angegeben. Es ist deutlich zu
erkennen, dass mit zunehmendem Anteil von Pulverlackabfällen die
Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene ansteigt und sich die Dickenquellung
durch geringere Wasseraufnahme reduziert. Vorzugsweise ist ein Anteil
von 20...50 % Pulverlackabfall als Bindemittel zu empfehlen.
Werkstoffbeispiel 2:
Das
zweite Beispiel beschreibt eine durch die Kombination mit konventionellen
Leimharzen vorteilhaft modifizierte Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
6. Die Grundkomponente bilden Refiner-Faserspäne. Als Bindemittel dienen
ein industrieübliches
UF-Harz und Pulverlackabfälle
aus der Anlagenreinigung. In Tabelle 2 sind ausgewählte Eigenschaften
für eine
Spanplatte ohne Pulverlackanteil mit 10 Masse-% UF-Harz (Probe 20)
als Vergleichsgröße und für zwei erfindungsgemäße Werkstoffplatten
mit unterschiedlichen Masseanteilen des Pulverlackabfalls wiedergegeben. Tabelle
2 Spanplatte mit einer Bindemittelkombination aus UF-Harz und Pulverlackabfall
| Holzpartikel: | Faserspäne, Holzart
Kiefer |
| Leimharz: | Harnstoff-Formaldehydharz
(UF) |
| Pulverlackabfall: | Reinigungspulver
aus Beschichtungsanlage,
ca. 50 % Polyester und 50 % Epoxidharz |
| Hydrophobierung: | 0,5
Masse-% Festparaffin (bezogen auf atro Holzpartikel) |
| Pressparameter: | Heizplattentemperatur
180 °C,
spezifischer
Pressdruck 2,5 N/mm2 |
| Plattendicke: | 10
mm |
- 1) bezogen auf atro Holzpartikel
Durch
das Zumischen von Pulverlackabfällen
reduziert sich die Dickenquellung deutlich. Die Kombination mit
herkömmlichen
Leimharzen hat den Vorteil, dass aus dem Werkstoff hergestellten
Produkte auch bei Erwärmung über die
Glasumwandlungstemperatur des vernetzten Pulverlacks formstabil
sind. Die Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene liegt auf einem
hohen Niveau, die geringfügige Abnahme
bei Probe 20 ist auf die niedrige Rohdichte sowie eine verkürzte Presszeit
zurückzuführen.
Speziell
für den
Einsatz als Korpusteil im Möbelbau
kann die im vorgenannten Beispiel beschriebene Spanplatte in ihrem
Eigenschaftsprofil den spezifischen Anforderungen dadurch angepasst
werden, dass die Platte dreischichtig aufgebaut wird, wobei für die Mittelschicht
gröbere
Späne und
für die
beiden Deckschichten Feinspäne
verwendet werden.
Die
dreischichtige Spanplatte hat dann eine besonders glatte Oberfläche, wenn
gemäß Anspruch
8 die Deckschichten einen höheren
Anteil von Pulverlackabfällen
enthaften, zum Beispiel 30 Masse-% oder mehr. Die Oberfläche enthält durch
den höheren
Bindemittelanteil außerdem
stark hydrophobe Eigenschaften. Die Wasseraufnahme und das Aufrauen
der Oberfläche
sind dadurch deutlich reduziert, was das Lackieren mit Wasserlacken
erleichtert. Ebenso ist die Behandlung mit nichtfilmbildenden, leitfähigkeitserhöhenden Substanzen
auf wässriger
Basis als Vorbehandlung vor der elektrostatischen Pulverbeschichtung
möglich.
Werkstoffbeispiel 3:
Als
Werkstoffbeispiel 3 wurde eine Mitteldichte Faserplatte (MDF) mit
einer Bindmittelkombination aus Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz
(MUF) und Epoxidharz-Filterpulver ausgewählt. Ausgewählte charakteristische Werkstoffeigenschaften
sind in Tabelle 3 wiedergegeben, wobei zum Vergleich mit Probe Nr.
30 eine MDF-Platte mit konventioneller Zusammensetzung aufgenommen
wurde. Die Proben 31 und 32 unterscheiden sich im Pulverlackrestanteil,
Probe 33 enthält
als Bindemittel nur Pulverlackabfall.
Durch
das Zumischen werden gegenüber
der konventionellen Vergleichsplatte praktisch alle Eigenschaften
verbessert. Querzug- und Biegefestigkeit nehmen mit steigendem Anteil
von Pulverlackabfall zu, die unerwünschte Feuchtigkeitsaufnahme
und Dickenquellung dagegen ab. Besonders kommt die Qualitätsverbesserung
bei den Oberflächeneigenschaften
zum Ausdruck. Die Plattenoberfläche
ist sowohl im unbehandelten Zustand als auch nach einer Wassereinwirkung
deutlich glatter. Tabelle
3 Mitteldichte Faserplatte mit einer Bindemittelkombination aus
MUF-Harz und Pulverlackabfall
| Holzpartikel: | Faserstoff,
Holzart Kiefer |
| Leimharz: | Melamin-Harnstoffharz
(MUF) |
| Pulverlackreste: | Filterpulver
Epoxidharz |
| Hydrophobierung: | 1
Masse-% Festparaffin (bezogen auf atro Holzpartikel) |
| Pressparameter: | Plattentemperatur
190°C, spezifischer
Pressdruck 3 N/mm2 |
| Plattendicke: | 10
mm |
Verfahrensbeispiel 1:
Das
Verfahrensbeispiel 1 erläutert
das Herstellungsverfahren für
eine Holzwerkstoffplatte gemäß Werkstoffbeispiel
1. Die bei der Holzbearbeitung anfallenden Säge- und Faässpäne werden gesiebt und auf eine
Restfeuchte < 10
% getrocknet. Danach erfolgt das Einarbeiten der Pulverlackabfälle mittels
einer mechanischen Mischeinrichtung, z. B. einem Pflugscharmischer.
Aus der Materialmischung wird dann ein Spanvlies geformt, das dann
heiß gepresst
wird. Die notwendige Masse ergibt sich aus der Zielrohdichte, der
Dicke der Rohplatte und deren Grundfläche.
Das
Verdichten erfolgt mit einem maximalen spezifischen Pressdruck von
2,5 N/mm2 bei einer Heizplattentemperatur
von 180 °C.
Um Anklebungen durch den Pulverlack zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Pressbleche
vorher mit einem Trennmittel einzusprühen.
Verfahrensbeispiel 2:
Verfahrensbeispiel
2 erläutert
die Herstellung der im Werkstoffbeispiel 2 beschriebenen erfindungsgemäßen Spanplatte,
die als Bindemittel die Kombination eines herkömmlichen UF-Leimharzes mit
Pulverlackabfällen
enthält.
Im
Fertigungsprozess werden die eingesetzten Refiner-Faserspäne auf einen
Feuchtegehalt von 8–12 %
getrocknet und dann mit einem UF-Harz beleimt. Zugleich oder danach
werden die Pulverlackabfälle
trocken eingearbeitet. Vorteilhaft ist es, sie zu zerstäuben und
dabei triboelektrisch oder durch Korona aufzuladen, was ihre Haftung
an den Holzpartikeln verbessert.
Die
Kombination mit herkömmlichen
Leimharzen hat den ökonomischen
Vorteil, dass der Pressprozess nach kürzerer Zeit abgeschlossen und
die Aushärtung
des Pulverlacks in die Abkühlphase
im Stapel verlagert werden kann. Der beschriebene Werkstoff erreicht
seine Festigkeitseigenschaften im gewählten Beispiel mit einer Presszeit
von 6 min, wenn er anschließend
im Stapel allmählich
von 180 auf 150 °C
abkühlt.
Die
Presszeit kann weiter verkürzt
werden, wenn dem Pulverlackabfall entsprechend Anspruch 9 vorher
Beschleuniger, wie sie für
hochreaktive Pulverlacke üblicher
Weise Verwendung finden, zugemischt werden. Die Zugabe kann auch
während
des Mischprozesses mit den Holzpartikeln erfolgen. Für den vorgenannten
Plattenaufbau verkürzt
z. B. die Zugabe von 5 % 2-Methylimidazol den Aushärteprozess
auf 15 min.
Verfahrensbeispiel 3:
Nachfolgend
wird die Herstellungsmethode einer Mitteldichten Faserplatte (MDF),
wie sie im Werkstoffbeispiel 3 beschrieben ist, erläutert. Die
auf bekannte Weise mittels Defibrator aufbereiteten Fasern werden
in einer sogenannten Blasrohrleitung (blow-line) durch Einsprühen eines
in Wasser dispergierten UF- und/oder MUF-Harzes in konventioneller
Weise beleimt, allerdings in geringerer Menge als bei herkömmlichen MDF-Platten
ohne Pulverlackabfällen
als Bindemittel. Vorzugsweise nach der Trocknung erfolgt die Zugabe der
Pulverlackabfälle
entweder durch elektrostatisches Einsprühen oder durch mechanischen
Untermischen.
Aus
der Mischung wird dann ein Faservlies geformt, das zunächst durch
Kaltpressen vorverdichtet und dann heiß verpresst wird. Die Temperatur
der Heizplatte muss oberhalb der höchsten Mindestvernetzungstemperatur
aller in den Pulverlackabfällen
enthaltenen Bindemittelsysteme liegen, was bei den gewählten 180°C immer erfüllt ist.
Im
hier dargestellten Beispiel einer MDF-Platte mit der Zielrohdichte
750 kg/m3 und einer Fertigdicke von 10 mm
beträgt
die Werkstoffmenge 9 kg/m2, die Heißplattentemperatur
190 °C und
der maximale spezifische Pressdruck 3 N/mm2.
Nach einer den Aushärtebedingungen
der verwendeten Pulverlackabfälle
angepassten Presszeit wird die Platte entnommen und unter Verwendung
einer thermischen Isolierung langsam innerhalb von 30 min auf 150 °C abgekühlt. Danach
kann der Abkühlprozess
durch technische Kühlung
beschleunigt werden.
