-
TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Holzfaserplatte für den Dach-
und Wandbau mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs
1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Holzfaserplatte
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 4.
-
STAND DER
TECHNIK
-
Eine
Holzfaserplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs
1 ist z.B. aus der WO 94/23914 bekannt. Dort wird auch ein Verfahren
zu ihrer Herstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs
4 beschrieben. Die bekannte Holzfaserplatte wird von der Anmelderin
als diffusionsoffene Wand- und Deckenplatte angeboten. Beim Dachbau
kann die Holzfaserplatte als zweite Wasser führende Schicht direkt auf die
Sparren aufgebracht werden. Bei einem Neubau wird anschließend das
Dach gedeckt, und die Fenster und Türen werden eingebaut. Danach
werden der Estrich und der Innenputz in den Neubau eingebracht.
Damit kommen neben den ohnehin schon im Mauerwerk vorhandenen Wassermengen
weitere größere Feuchtemengen
in den Neubau. Im nächsten
Schritt wird üblicherweise
die Heizung in Betrieb genommen, um den Neubau auszutrocknen. Dadurch
werden über
einen längeren Zeitraum
erhebliche Wassermengen verdunstet, die in dem Neubau nach oben
unter das Dach aufsteigen. In der warmen Jahreszeit stellt dies
kein Problem dar, weil das Dach selbst durch Sonneneinstrahlung
erwärmt
wird. In der kalten Jahreszeit jedoch ist das Dach – auch wegen
der meist noch fehlenden Dämmung – kalt.
Hierdurch kommt es zu einer Kondensation von Feuchtigkeit an den
Holzfaserplatten und den Sparren. In der Folge kann es innerhalb
weniger Wochen zu Schimmelbildung kommen. Sobald die Innendämmung des
Dachs angebracht ist, tritt dieses Problem nicht mehr auf. Bekannt
ist das Problem der Schimmelbildung an Holzfaserplatten aber auch
bei mangelhaft abgedichteten Dächern und
unbelüfteten
Kaltböden.
Es kann ebenso bei Wänden
und auch bei hinterlüfteten
Fassaden auftreten bei denen Holzfaserplatten ebenfall eingesetzt werden.
-
Zur
Vermeidung von Schimmelbildung bei Holzwerkstoffplatten, zu denen
Holzfaserplatten zählen,
ist grundsätzlich
der Einsatz verschiedener Substanzen mit fungizider Wirkung bekannt.
Viele dieser Substanzen verbieten sich jedoch für die Verwendung bei Holzfaserplatten
für den
Dachbau, weil diese dem Innenbereich eines Hauses, d.h. dem Wohnraum,
zuzurechnen sind, und Fungizide die Gesundheit von Menschen beeinträchtigen
können.
Zudem ist die von der Anmelderin vertriebene diffusionsoffene Wand-
und Deckenplatte als umweltfreundlich zertifiziert, und diese Zertifizierung
steht dem Einsatz herkömmlicher
Fungizide entgegen.
-
Borate
werden als Flammschutzmittel für
Lignocellulose haltige Baumaterialien, wie beispielsweise Isolierschüttungen
verwendet und gelten aus Umweltgesichtspunkten als weitgehend unbedenklich.
Die Konzentration, in der Borate als Flammschutzmittel eingesetzt
werden, liegen bei typischerweise 8 % atro Fasern. Von Boraten ist
es auch bekannt, dass sie eine fungizide Wirkung haben, die ab einer
Konzentration von etwa 1 % atro Fasern für einen wirksamen Schimmelschutz
ausreichend ist. Da der Bindemittelanteil atro Fasern bei Holzfaserplatten,
die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, typischerweise in
derselben Größenordnung liegt,
wie sie für
einen Schimmelschutz durch Borate erforderlich ist, und sogar kleiner
ist als die Menge, in der Borate als Flammschutz eingesetzt werden, muss
ein Verfahren zur Herstellung einer Holzfaserplatte mit einem derartigen
Schimmel- oder Flammschutz auf das Vorliegen relativ großer Boratmengen speziell
abgestimmt werden. Hiermit sind neben den Kosten für die Borate
weitere zusätzliche
Kosten verbunden.
-
Aus
der
EP 1 058 607 B1 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten bekannt, bei dem eine
sprühbare
wässrige
Dispersion, die Zinkboratpartikel und Wachs enthält, auf die Oberflächen der Holzspäne in einer
Menge zwischen 5 und 25 g Zinkborat pro kg Holzspäne aufgesprüht wird.
Weiterhin wird ein Bindemittel auf die Holzspäne aufgebracht und dann werden
die Holzspäne
heiß verpresst.
-
Aus
der
DE 698 13 010
T2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Faserplatten bekannt,
bei dem Zinkborat in einem Verhältnis
von etwa 0,1 % bis etwa 3,0 % atro Fasern mit den Holzfasern kombiniert
wird, bevor die mit Bindemittel beleimten Fasern unter Einwirkung
von Dampf heiß verpresst
werden.
-
Aus
der US 2003/0071389 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Holzfaserplatten
bekannt, bei dem einer Komponente der mit den Bindemitteln versetzten
Holzfasern Kalziumborat in einer Menge von 0,1 bis 4 % bezogen auf
das Gesamtgewicht der Holzfaserplatten zugesetzt wird, bevor die
beleimten Holzfasern heiß verpresst
werden. Das Kalziumborat wird so über die gesamten Holzfaserplatten
verteilt.
-
Aus
der
US 4,212,675 ist
das Imprägnieren von
Holzfaserplatten durch Eintauchen in eine wässrige Lösung bekannt, um Flammschutzmittel
einzubringen. Hierbei wird der wässrigen
Lösung
ein oberflächenaktives
Mittel zugesetzt. Das Verfahren ist für Hartfaserplatten und andere
harte Platten, wie Spanplatten, Sperrholzplatten und massives Holz
geeignet. Als Flammschutzmittel werden Ammoniumsalze angeführt.
-
AUFGABE DER
ERFINDUNG
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Holzfaserplatte für den Dach-
und Wandbau und ein Verfahren zu ihrer Herstellung aufzuzeigen,
durch die ein ausreichender Schimmelschutz mit minimalem Aufwand,
d.h. insbesondere mit minimalem Eintrag von Fremdstoffen in die
Holzfaserplatte und minimaler Erhöhung der Kosten für die Herstellung
der Holzfaserplatte erreicht wird.
-
LÖSUNG
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Holzfaserplatte
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen Holzfaserplatte mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs
4 gelöst.
In den abhängigen
Patentansprüchen
sind bevorzugte Ausführungsformen
der neuen Holzfaserplatte und des neuen Verfahrens beschrieben.
-
BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
neue Holzfaserplatte weist Borate in einer Flächenkonzentration von nicht
weniger als einem Gramm und von nicht mehr als 25 Gramm pro Quadratmeter
auf. Diese Borate sind im Bereich der beim Verbau nach innen, d.h.
der beim Dachbau nach unten auszurichtenden Hauptseite der Holzfaserplatte
konzentriert. Aus diesem Grund ist die Menge der Borate bei der
neuen Holzfaserplatte auch als Flächenkonzentration und nicht
als Volumenkonzentration definiert. Bei einer Plattendicke der Holzfaserplatte
von 16 mm und einer Rohdichte der Holzfaserplatte von 565 kg/m3 entspricht die bei der neuen Holzfaserplatte
vorhandene Menge an Boraten weniger als 0,3 % atro Fasern. Dieser
Wert wäre
für einen wirksamen
Schimmelschutz im Volumen der Holzfaserplatte völlig unzureichend. Da die Borate
bei der neuen Holzfaserplatte jedoch an einer ihrer Hauptseiten,
und zwar der Hauptseite, an der der Schimmelbildung vorgebeugt werden
soll, konzentriert sind, reicht die Boratkonzentration dennoch aus,
um einen guten Schimmelschutz herbeizuführen. Aufgrund der vergleichsweise
geringen Gesamtmenge der Borate sind die Kosten für die neue
Holzfaserplatte gegenüber
einer Holzfaserplatte ohne Schimmelschutz nur leicht erhöht. Es ist
auch nicht notwendig, das Verfahren zu ihrer Herstellung wesentlich
zu verändern.
Letztlich ist der Eintrag an Fremdstoffen in die Holzfaserplatte
so gering, dass diese ihre Unbedenklichkeit aus Umweltgesichtspunkten
nicht verliert, zumal Borate in dieser Beziehung als grundsätzlich wenig
kritisch anzusehen sind.
-
Besonders
bevorzugt ist es bei der neuen Holzfaserplatte, wenn sich die Borate
nicht nur auf der nach innen auszurichtenden Hauptseite der Holzfaserplatte
befinden, sondern sowohl an als auch hinter der Oberfläche der
Holzfaserplatte an dieser Hauptseite vorliegen. So wird ein Abrieb
der Borate bei ihrem Handling, einschließlich des Stapelns von Holzfaserplatten,
und auch ein rasches Abwaschen der Borate unter Einwirkung von Feuchtigkeit
verhindert.
-
Grundsätzlich ist
die Gefahr, dass die Borate beispielsweise durch an der Innenseite
der Holzfaserplatten kondensierendes Wasser ab- und ausgewaschen
werden, so dass sie unwirksam werden, relativ gering, weil die Wasserlöslichkeit
von Boraten stark temperaturabhängig
ist und bereits bei einer erniedrigten Temperatur von 10 °C nur noch
bei etwa 100 g/l liegt. Auch Witterungseinflüsse auf der Baustelle sind
daher nicht mit der sofortigen Gefahr verbunden, dass die Borate
aus ihrem Bereich an der beim Verbau nach innen ausgerichteten Hauptseite der
Holzfaserplatten verloren gehen.
-
Um
dem Verwender einen eindeutigen Hinweis darauf zu geben, welche
der beiden Hauptseiten der Holzfaserplatte beim Verbau nach innen
auszurichten ist, kann die entsprechende Hauptseite mit einer Markierung
versehen sein. Der einseitige Zusatz der Borate im Bereich zu einer
Hauptseite der Holzfaserplatten ist normalerweise nicht sichtbar.
Er kann jedoch durch Farbstoffe, die z.B. den Boraten direkt zugeschlagen
werden, sichtbar gemacht werden. Es ist auch möglich, die Hauptseiten mit
aufgedruckten Hinweisen auf ihre vorzunehmende Ausrichtung zu versehen.
Im einfachsten Fall werden die neuen Holzfaserplatten so auf Paletten
gestapelt, wie es ihrer später
vorzunehmenden Ausrichtung entspricht, d.h. z.B. mit ihren beim
Dachbau nach unten auszurichtenden Hauptseiten nach unten. Wenn
diese Orientierung der Holzfaserplatten beibehalten wird, ist keine
Markierung an den Holzfaserplatten selbst notwendig.
-
Bei
dem neuen Verfahren zur Herstellung der Holzfaserplatte werden die
Borate in einer Flächenkonzentration
von nicht weniger als 1 Gramm und nicht mehr als 25 Gramm pro Quadratmeter
auf eine Hauptseite des Faserkuchens, der zu der Holzfaserplatte
verpresst wird, oder der Holzfaserplatte selbst aufgebracht, wobei
diese Hauptseite die beim Verbau nach innen auszurichtende Hauptseite
der Holzfaserplatte ausbildet. Die Borate können also schon vor dem Heißverpressen
auf den Faserkuchen oder erst nach dem Heißverpressen auf die schon im
Wesentlichen fertige Holzfaserplatte aufgebracht werden. Bevorzugt
ist jedoch das Aufbringen auf den Faserkuchen, weil hierdurch eine
stärkere
Einbindung in das an die später
innere Hauptseite angrenzende Volumen der Holzfaserplatte erfolgt.
-
Die
Borate können
beispielsweise durch Berieseln des Faserkuchens mit trockenen Boraten oder
durch Aufwalzen oder Aufsprühen
der Borate auf den Faserkuchen oder die Holzfaserplatte aufgebracht
werden. Günstig
ist es, wenn die Borate beim Aufbringen in Form einer Lösung, insbesondere
einer Lösung
in Wasser, vorliegen. Das verdampfende Wasser lässt die Borate zurück und führt zu keiner Fremdstoffbelastung
der Holzfaserplatte.
-
In
der derzeit am meisten bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahren
werden die Borate in Form einer Lösung in Wasser von oben auf
den Faserkuchen aufgesprüht,
wobei das mit den Boraten aufgebrachte Wasser beim einschließenden Heißverpressen
der Faserplatten verdampft wird. Die zurückbleibenden Borate sind dann
so in das Volumen der Holzfaserplatte nahe ihrer unteren Hauptseite
eingebunden, das ein ungewolltes Auswaschen durch Kondensationswasser
oder das Handling der Holzfaserplatten oder direkte Witterungseinflüsse auf die
Holzfaserplatten auf einer Baustelle zuverlässig verhindert wird.
-
Wenn
die Borate von oben auf den Faserkuchen vor dem Heißverpressen
aufgebracht werden, ist es bevorzugt, dass die Holzfaserplatte nach
dem Heißverpressen
gewendet und mit ihrer die Borate aufweisenden Hauptseite nach unten
weiter bearbeitet, d.h. beispielsweise verpackt und transportiert, wird.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Holzfaserplatte mit anderen
identischen Holzfaserplatten zu einem Stapel gestapelt wird, in
dem die beim Dachbau nach unten auszurichtende Hauptseite der Holzfaserplatten
jeweils unten liegt. Allein dadurch sind die Borate vor Witterungseinflüssen, beispielsweise
Regen auf den Stapel, geschützt.
Zudem wir ein Hinweis darauf gegeben, in welcher Orientierung die
Holzfaserplatten zu verbauen sind.
-
Ein
anderer oder zusätzlicher
Hinweis auf die sinnvolle Orientierung der neuen Holzfaserplatten beim
Verbau kann im Rahmen ihrer Herstellung dadurch gegeben werden,
dass zusammen mit den Boraten ein Farbstoff auf die eine Hauptseite
des Faserkuchens oder der Holzfaserplatte aufgebracht wird, die
die beim Verbau nach innen auszurichtende Hauptseite der Holzfaserplatte
ausbildet.
-
Die
bislang angegebene Obergrenze für
die Flächenkonzentration
der Borate von nicht mehr als 25 g/m2, die
bei einer 16 mm dicken Holzfaserplatte von 565 kg/m3 Rohdichte
weniger als 0,3 % atro Fasern entspricht, muss nicht ausgeschöpft werden,
um den gewünschten
Schimmelschutz bereitzustellen. Dieser wird auch mit maximal 20
g/m2 für
sehr lange Zeiträume
erreicht. Selbst bei 8 bis 10 g/m2 kann
mit einem Schimmelschutz bei einem noch nicht isolierten Dach von
etwa einem halben Jahr gerechnet werden. Ein in aller Regel bereits
völlig
ausreichender Schimmelschutz von mindestens zwei Monaten wird bereits
mit etwa 6, d.h. 5 bis 7 g/m2 zuverlässig erreicht.
Eine darunter liegende Flächenkonzentration der
Borate vermag nur einen verkürzten
Schutz zu bewirken. Eine Flächenkonzentration
von weniger als 2 g/m2 ist bereits im Wesentlichen
wirkungslos.
-
Als
Borate zur Verwendung bei der neuen Holzfaserplatte und deren Herstellung
kommen vor Allem anorganische Borate, insbesondere Alkali-, Erdalkali-
und/oder Ammoniumborate, in Frage. Diese Borate sind einerseits
kostengünstig
verfügbar und
andererseits unter Umweltgesichtspunkten weitestgehend unbedenklich.
Mit Umweltgesichtspunkten ist hier sowohl der Einfluss der Holzfaserplatte auf
das Wohnklima in einem angrenzenden Wohnraum als auch die Recyclebarkeit
der Holzfaserplatte gemeint.
-
Als
in günstiger
Weise für
die neue Holzfaserplatte und das Verfahren zu deren Herstellung verwendbar
haben sich kommerzielle Flammschutzmittel auf der Basis von anorganischen
Boraten erwiesen, die jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung
in außergewöhnlich geringer
Konzentration und damit entgegen den Herstelleranweisungen verwendet
werden.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung
genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer
Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ
zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erzielt werden müssen.
Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten
Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander
sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen.
Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls
abweichend von den gewählten
Rückbeziehungen
der Patentansprüche
möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in
separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung
genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso
können in
den Patentansprüchen
aufgeführte
Merkmale für weitere
Ausführungsformen
der Erfindung entfallen.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter
bevorzugter Aus- führungsbeispiele
weiter erläutert
und beschrieben.
-
1 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine neue Holzfaserplatte.
-
2 zeigt
ein Ablaufdiagramm zu dem neuen Verfahren zur Herstellung der neuen
Holzfaserplatte; und
-
3 skizziert
einen Stapel aus neuen Holzfaserplatten.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
Die
in 1 im Querschnitt wiedergegebene Holzfaserplatte 1 ist
neben dem Wandbau speziell zur Verwendung im Dachbau vorgesehen
und hier entsprechend mit einer Dachneigung dargestellt. Die Holzfaserplatte 1 weist
eine typische Dicke von 12 bis 20 mm und eine typische mittlere
Rohdichte von 530 bis 600 kg/m3 auf. Die
Holzfaserplatte 1 bildet beim Dachbau eine diffusionsoffene
Schicht, durch die also Wasserdampf hindurch treten kann. Beim Auftreten
sehr großer
Wasserdampfmengen an der beim Dachbau nach unten, innen gerichteten
Hauptseite 2 der Holzfaserplatte 1, können diese
jedoch nicht sofort auf die gegenüberliegende, nach oben, außen gerichtete
Hauptseite 3 abdiffundieren. Bei kalten Außentemperaturen
und deshalb kalter Holzfaserplatte und gleichzeitig großem Anfall
an Luftfeuchtigkeit an der Innenseite des Dachs können so
Fälle auftreten, in
denen sich Kondensationswasser an der unteren Hauptseite 2 der
Holzfaserplatte 1 niederschlägt. Damit dieses Kondensationswasser
bzw. die mit ihm verbundene überschüssige Feuchtigkeit
der Holzfaserplatte 1 an ihrer unteren Hauptseite 2 zu
keiner Schimmelbildung führt,
sind anorganische Borate 4 vorgesehen, die die Holzfaserplatte 1 an
und hinter ihrer Oberfläche 5 an
ihrer unteren Hauptseite 2 aufweist. Die Borate 4 liegen
also an der Oberfläche 5, aber
auch innerhalb des sich daran angrenzenden Volumens der Holzfaserplatte 1 vor,
nicht jedoch an deren oberer Hauptseite 3, wo kein Schimmelschutz benötigt wird.
Die Konzentration der Borate 4 an der unteren Hauptseite 2 ermöglicht es,
der Holzfaserplatte 1 einen ausreichenden Schimmelschutz
mit bezogen auf atro Fasern der Holzfaserplatte 1 sehr geringen
Mengen an Boraten 4 zu verleihen. Beispielsweise kann mit
einer Flächenkonzentration
von etwa 6 g/m2 an Boraten 4, was
atro Fasern weniger als 0,1 % bedeutet, ein ausreichender Schimmelschutz
für einen
Belastungszeitraum von mindestens 3 Monaten bewirkt werden.
-
2 skizziert
die Herstellung der neuen Holzfaserplatte 1 gemäß 1.
Auf einem Faserkuchen 6 aus mit Bindemitteln beleimten
Lignocellulose haltigen Fasern wird eine Lösung 7 aus den Boraten 4 in
Wasser von oben aufgesprüht,
bevor der Faserkuchen 6 in einer Heißpresse 8 unter Einwirkung
von erhöhtem
Druck und erhöhter
Temperatur zu der Holzfaserplatte 1 verpresst wird. Bei
der Holzfaserplatte 1 hinter der Heißpresse 8 ist die
Hauptseite 2, an der die Borate 4 vorliegen, nach
oben orientiert. In einem Wender 9, beispielsweise einem
so genannten Sternwender, wird die Holzfaserplatte 1 anschließend um
180° gewendet,
so dass die Hauptseite 2 mit den Boraten 4 danach
nach unten zeigt. Statt bereits auf den Faserkuchen 6 aufgesprüht zu werden, könnte die
Lösung 7 auch
nach der Heißpresse 8 auf die
noch warme Holzfaserplatte 1 aufgesprüht werden, bevor diese in dem
Wender 9 gewendet wird.
-
3 skizziert
einen Stapel 10 aus mehreren Holzfaserplatten 1 auf
einer Unterlage 11. Jede der Holzfaserplatten 1 weist
die Borate im Bereich ihrer nach unten weisenden Hauptseite 2 auf.
Hierdurch sind die Borate 4 bei den Holzfaserplatten 1 innerhalb
des Stapels 10 vor Witterungseinflüssen weitgehend geschützt. Durch
die Einbettung der Borate 4 in die Holzfaserplatten 1,
so dass die Borate 4 nicht nur auf der Oberfläche 5 der
Holzfaserplatten 1 vorliegen, sind sie zudem vor Abrieb
von den Holzfaserplatten 1 geschützt. Die Einbettung steht auch
einem einfachen Auslaugen der Borate 4 mit Regenwasser
oder an der Hauptseite 2 kondensierendem Wasser entgegen.
Dabei macht es sich auch vorteilhaft bemerkbar, dass die Wasserlöslichkeit
der Borate bei reduzierten Temperaturen nur gering ist. Neben der
Auszeichnung der Seiten 2 der Holzfaserplatten 1 in
dem Stapel 10 dadurch, dass sie nach unten gewandt sind,
kann der Verwender der Holzfaserplatten 1 auch dadurch
auf die notwendige Orientierung der Holzfaserplatten 1 beim
Dachbau hingewiesen werden, das zusammen mit den Boraten 4 ein
Farbstoff aufgebracht wird, der die Hauptseite 2 der Holzfaserplatten
von ihrer boratfreien Hauptseite 3 unterscheidet.
-
- 1
- Holzfaserplatte
- 2
- Hauptseite
- 3
- Hauptseite
- 4
- Borat
- 5
- Oberfläche
- 6
- Faserkuchen
- 7
- Lösung
- 8
- Heißpresse
- 9
- Wender
- 10
- Stapel
- 11
- Unterlage