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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten sowie eine beschichtete Werkstoffplatte.
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Bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus streufähigen Materialien wird ein Material, meist ein Gemisch aus Partikeln oder faserigen Stoffen und einem Bindemittel, zu einer Streugutmatte auf einem Form- oder Transportband gestreut, wobei die Streugutmatte anschließend ggf. einer nötigen Vorbehandlung und schließlich einer Verpressung zugeführt wird. Die Verpressung kann dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels Druck und Wärme erfolgen. In der Regel handelt es sich dabei um Span-, Faser- oder OSB-Platten. Die Streuung erfolgt je nach Bedarf in einer oder mehreren Lagen, wobei die Notwendigkeit für mehrere Lagen üblicherweise bei der Herstellung dickerer Platten auftritt. Aber auch bei der Herstellung von Dünnplatten können unterschiedliche Lagen gewünscht sein, besonders wenn speziell differenzierte Anforderungen zwischen der Mittelschicht und den Deckschichten bestehen sollen.
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Werden besonders biegefeste Werkstoffplatten benötigt, so werden häufig Furnierschichtplatten verwendet. Furnierschichtplatten haben durch Ihren Aufbau aus einzelnen dünnen Furnieren, welche in wechselnder Orientierung übereinander geschichtet werden, den Vorteil, dass diese auch sehr maß- und formbeständig sind. Durch die Verwendung von einer Vielzahl an Furnieren sind diese Furnierschichtplatten deutlich teurer als Span-, Faser- oder OSB-Platten.
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Aus der
DE 198 35 946 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von endlosen Furnierschichtplatten bekannt, wobei mehrere Furniertafelstränge kontinuierlich erzeugt und mit einem an den Stirnkanten kontinuierlich zusammengeführten Spanplattenstrang als Mittelstrang vor einer Presse mit Vorwärmeinrichtung zusammengeführt werden. Durch die Verwendung eines Spanplattenstrangs als Trägermaterial für die Furnierschichtstränge konnte eine hohe Biegefestigkeit mit einer deutlichen geringeren Anzahl an Furnieren erzielt werden. Die Leimfuge im Spanplattenstrang selbst und zwischen Spanplattenstrang hat sich jedoch als sehr anfällig für Scherbrüche bei einer Belastung erwiesen, so dass es zu einem Ablösen der Furniere kommen konnte. Weiterhin erwies sich die Herstellung eines kontinuierlichen Spanplattenstrangs als schwierig und zeitlich intensiv, da die einzelnen Platten des zusammengesetzten Spanplattenstranges geschliffen werden mussten.
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Aus der
CA 2 638 079 A1 ist Verfahren zur Herstellung eines Containerbodens bekannt, umfassend die Schritte: Herstellen einer OSB-Platte aus Holz geringer Dichte als Trägerplatte, wobei die Trägerplatte auf eine Dicke von 20 bis 24 mm beidseitig geschliffen wird; Aufbringen von bis zu vier Lagen an Furnierholz mit einem wetterbeständigen Bindemittel auf Formaldehydharzbasis je Flächenseite der Trägerplatte und Verpressen des Gebildes zu einer Werkstoffplatte. Es hat sich jedoch auch hier gezeigt, dass die Werkstoffplatte insbesondere an der Leimfuge zwischen Trägerplatte und der ersten Lage an Furnieren auf Grund der starken Belastung der Containerböden beispielsweise beim Beladen der Container zu einem Scherbruch neigt. Zudem ist das Verfahren zur Herstellung der Werkstoffplatte insbesondere durch das Schleifen der Trägerplatte und das lange Aushärten zu einer Werkstoffplatte sehr aufwendig und zeitintensiv.
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Aus der
DE 10 2010 029 486 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Werkstoffplatte bekannt geworden, bei der eine einschichtig orientierte Streugutmatte zu einer einschichtig orientierten Platte verpresst wird, nachfolgend diese Platten geschichtet zusammengelegt und mit Leim an den Flächenseiten zu einer mehrschichtigen Werkstoffplatte verpresst werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von beschichteten Werkstoffplatten zu vereinfachen und zu verbessern.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung die vorstehenden Nachteile zu überwinden.
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Es ist eine noch weitere Aufgabe der Erfindung beschichtete Werkstoffplatten kontinuierlich herzustellen.
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Als eine Lösung wird ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Werkstoffplatte angegeben, aufweisend die Schritte: Bereitstellen einer zumindest dreischichtigen ungeschliffenen OSB-Trägerplatte aus lignozellulose-haltigen Material und MDI als Bindemittel; Bereitstellen von Furnieren zum Beschichten der Trägerplatten, wobei die Furniere eine Dicke geringer 3 mm aufweisen; Aufbringen zumindest einer ersten Lage an Furnieren auf die Trägerplatte und Verpressen von Trägerplatte und Furnieren zu einer beschichteten Werkstoffplatte, wobei vor dem Verpressen auf zumindest eine Kontaktfläche von Furnieren und Trägerplatte MDI als Bindemittel aufgebracht wird.
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Durch die Verwendung von MDI (Methylendiphenylisocyanat) kann schnell eine wirksame Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem Furnier erreicht werden, da MDI insbesondere in glatte, harte und/oder hochverdichtete Trägerplatte eindringen kann und für eine Verankerung zwischen Trägerplatte und Furnier sorgt. Insbesondere kann ein Scherbruch in der Leimfuge zwischen Trägerplatte und Furnier vermieden werden.
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Bevorzugt ist die Trägerplatte ungeschliffen. Durch die Verwendung von ungeschliffenen Trägerplatten kann auf kosten- und zeitintensives Schleifen der Trägerplatten verzichtet werden.
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Eine alternative Ausführungsform zeichnet aus, dass die Trägerplatte eine hochverdichtete OSB-Platte ist. Eine OSB-Platte als Trägerplatte verleiht der Werkstoffplatte eine entsprechende Grundsteifigkeit. Bevorzugt ist die OSB-Platte 3-lagig oder 5-lagig aufgebaut, wobei die einzelnen Lagen orientiert oder unorientiert zueinander angeordnet sind. Eine OSB-Platte, insbesondere eine hochverdichtete OSB-Platte, ist besondere unflexibel und verleiht der Werkstoffplatte aus Trägerplatte und Furnier eine hohe Biegefestigkeit.
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Vorzugsweise wird die Trägerplatte beidseitig mit Furnieren beschichtet. Hierdurch wird die Biegefestigkeit die Werkstoffplatte, umfassend die Trägerplatte und Furniere, weiter verbessert.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass auf die Kontaktfläche zwischen Trägerplatte und Furnieren ein weiteres Mittel, insbesondere Wasser, aufgebracht wird. Durch das weitere Mittel kann die Verbindung zwischen Trägerplatte und Furnier weiter verbessert werden. Insbesondere die Verwendung von Wasser ist vorteilhaft, da dies einerseits zum Aushärten des MDI führt und andererseits das Furnier erweicht, so dass sich dieses besser an die Trägerplatte anschmiegen kann.
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Alternativ oder in Kombination wird das MDI und/oder das weitere Mittel höchstens 20 Minuten, bevorzugt höchstens 15 Minuten, besonders bevorzugt höchstens 10 Minuten vor dem Verpressen von Trägerplatte und Furnieren auf die Kontaktfläche von Trägerplatte und Furnier aufgebracht. Hierdurch kann eine Voraushärtung des Bindemittels vermieden werden, wodurch die Anhaftung der Furniere an der Trägerplatte sichergestellt werden kann
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Vorzugsweise wird die Kontaktfläche zwischen Trägerplatte und erster Lage an Furnieren bedampft und/oder vorgewärmt. Durch das Vorwärmen wird die Viskosität des auf der Trägerplatte an dessen Oberflächen haftenden MDI verbessert, so dass die Verbindung der Furniere mit der Trägerplatte weiter verbessert wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet aus, dass zumindest eine zweite Lage an Furnieren auf die erste Lage an Furnieren aufgebracht wird, wobei die Faserorientierung der Furniere von Lage zu Lage unterschiedlich ist.
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Vorzugsweise wird auf die Kontaktflächen zwischen der ersten Lage an Furnieren und zweiten Lage an Furnieren MDI als Bindemittel oder ein anderes Bindemittel, beispielsweise ein Formaldehydharzleim, aufgebracht. Durch die Verwendung des gleichen Bindemittels wird der Prozess insgesamt vereinfacht. Jedoch kann durch die Verwendung eines anderen Leims die Haftung zwischen der ersten Lage an Furnieren und der zweiten Lage an Furnieren verbessert werden.
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Eine alternative Ausführungsform zeichnet aus, dass das Furnier der ersten Lage und das Furnier der zweiten Lage aus unterschiedlichem lignozellulose-haltigem Material sind und insbesondere das Furnier der ersten Lage eine geringere Biegefestigkeit besitzt als das Furnier der zweiten Lage. Durch die geringe Biegefestigkeit des Furniers der ersten Lage kann sich dieses besser an die ungeschliffene Trägerplatte anschmiegen. Das biegefestere Furnier der zweiten Lage verbessert die Biegefestigkeit der Werkstoffplatte aus Furnieren und Trägerplatte.
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Alternativ oder in Kombination weist das Furnier eine Dicke geringer 2mm, vorzugsweise eine Dicke geringer 1,5mm auf. Durch eine geringe Dicke kann sich das Furnier besser an die ungeschliffene Trägerplatte anlegen.
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Bevorzugt ist das Furnier aus Bambus, besonders bevorzugt das Furnier der zweiten Lage. Bambus hat den Vorteil, dass das Furnier weniger flexibel ist und eine höhere Steifigkeit besitzt.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe wird durch eine beschichtete Werkstoffplatte angegeben, umfassend eine zumindest dreischichtige ungeschliffene OSB-Trägerplatte aus lignozellulose-haltigem Material und zumindest eine Lage an Furnieren auf der Trägerplatte, wobei als Bindemittel zwischen Trägerplatte und der zumindest einen Lage an Furnieren MDI eingesetzt ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform für die Werkstoffplatte zeichnet aus, dass zumindest zwei Lagen an Furnieren auf beide Flächenseiten der Trägerplatte aufgebracht sind.
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Vorzugsweise sind das Furnier der ersten Lage und das Furnier der zweiten Lage aus unterschiedlichem lignozellulose-haltigem Material. Bevorzugt besitzt das Furnier der ersten Lage eine geringere Biegefestigkeit als das Furnier der zweiten Lage.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen hervor.
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Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch das Verfahren zur Herstellung der Werkstoffplatte; und
- 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Werkstoffplatte.
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In 1 ist schematisch das Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Werkstoffplatte 1 dargestellt. Ausgangsstoffe für die Herstellung einer beschichteten Werkstoffplatte 1 sind eine Trägerplatte 2, Furniere 3, 4 sowie MDI, welches zumindest als Bindemittel 5 zwischen die Trägerplatte 2 und den Furnieren 3, 4 eingesetzt wird.
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Als Trägerplatte 2 können OSB-Platten verwendet werden, wobei als Bindemittel 5 bevorzugt MDI, insbesondere PMDI (Polymeres Diphenylmethandiisocyanat) verwendet wird. OSB-Platten, insbesondere hochverdichtete OSB-Platten, haben eine besonders hohe Biegefestigkeit, wodurch die Trägerplatte 2 und auch die Werkstoffplatte 1 sehr belastbar ist. Gerade bei einer Verwendung der Werkstoffplatten 1 in Containern als Containerböden ist eine hohe Biegefestigkeit und somit eine hohe Belastbarkeit notwendig. Die Trägerplatte 2 liegt als ungeschliffene Trägerplatte 2 vor, so dass diese einen Dickenunterschied und entsprechend eine natürlich Oberflächenrauigkeit im Bereich von +/- 0,3 mm aufweisen kann. Durch die Nutzung einer ungeschliffenen Trägerplatte 2 kann auf ein aufwendiges und kostenintensives Schleifen der Trägerplatte 2 vollständig verzichtet werden. Die Trägerplatte 2 kann mehrere Schichten aufweisen, bevorzugt 3 oder 5 Schichten, welche bei der Verwendung von orientierbarem Material, wie beispielsweise Strands für OSB-Platten, eine zueinander unterschiedliche Orientierung aufweisen können.
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Die Wahl der Furniere 3, 4 hängt insbesondere vom Einsatzbereich der beschichteten Werkstoffplatte 1 und den Wahlmöglichkeiten an unterschiedlichen Furnieren 3, 4 ab. Die Furniere 3, welche direkt bzw. näher an der Trägerplatte 2 angeordnet angebracht werden, sind bevorzugt aus einem flexibleren Material, so dass sich diese besser an die raue Oberfläche der ungeschliffenen Trägerplatte 2 anlegen können. Alternativ ist es auch möglich härtere Furniere 3 zu nutzen, dabei jedoch die Dicke der Furniere nicht 2 mm, vorzugsweise nicht 1,5 mm überschreiten zu lassen. Die Furniere 4, welche zur Oberfläche der Werkstoffplatte 1 hin angeordnet sind, sind bevorzugt aus einem härteren, unflexibleren lignozellulosehaltigen Material wie beispielsweise Bambus oder Hartholz, wodurch die gesamte Werkstoffplatte 1 eine hohe Biegefestigkeit und Belastbarkeit erhält.
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Als Bindemittel 5 zwischen der Trägerplatte 2 und der zumindest ersten Lage an Furnieren 3 wird bevorzugt MDI eingesetzt. MDI als Bindemittel 5 hat den Vorteil, dass dieses auch in hochverdichtete Trägerplatten 2 eindringen und sich dort verankern kann. Durch die Verwendung von MDI als Bindemittel in der Trägerplatte 2 kann bei weiterer Nutzung von MDI als Bindemittel 5 eine noch bessere Verankerung zwischen der Trägerplatte 2 und den Furnieren 3, 4 erzielt werden.
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In einer Legevorrichtung 6 werden schließlich die Trägerplatte 2, die Furniere 3, 4 sowie das MDI als Bindemittel 5 zusammengeführt. Weiterhin können neben MDI als Bindemittel 5 auch noch ein weiteres Mittel auf die Trägerplatte 2 und/oder die Furniere 3, 4 aufgebracht und/oder dem Bindemittel 5 zugemischt werden. Beispielsweise kann auf die Trägerplatte 2 und/oder die Furniere 3, 4 bzw. an deren Kontaktflächen Wasser aufgebracht werden. Das Wasser kann direkt auf die Trägerplatte 2 und/oder das Furnier 3, 4 und/oder auf die Kontaktfläche der vorgenannten Materialien aufgesprüht oder über eine Bedampfung eingebracht werden. Die Verwendung von Wasser als weiteres Mittel hat den Vorteil, dass zum einen das Furnier 3, 4 etwas erweicht und somit sich flexibler an die ungeschliffene Trägerplatte 2 anschmiegen kann, zum anderen das MDI als Bindemittel 5 mit Wasser schneller aushärtet.
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Nach der Legevorrichtungen 6 wird die Roh-Werkstoffplatte einer taktweise oder bevorzugt kontinuierlich arbeitenden Presse 7 zugeführt, so dass das Bindemittel 5 zwischen Trägerplatte 2 und Furnieren 3, 4 aushärtet und sich die einzelnen Elemente miteinander zu einer Werkstoffplatte 1 verbinden. Bei der Verwendung eines weiteren Mittels an der Kontaktfläche zwischen Trägerplatte 2 und Furnieren 3, 4, insbesondere von Wasser, sollte zwischen Aufbringen des weiteren Mittels und der Verpressung in der Presse 7 höchstens 20 Minuten, bevorzugt höchstens 15 Minuten, besonders bevorzugt höchstens 10 Minuten vergehen um eine Voraushärtung des MDI als Bindemittel 5 zu vermeiden.
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In 2 ist der Aufbau einer Werkstoffplatte 1 in einem Querschnitt dargestellt. Die hier dargestellt Werkstoffplatte 1 weist einen zu den Flächenseiten symmetrischen Aufbau auf und die Trägerplatte 2 ist beidseitig an den Flächenseiten mit Furnieren 3, 4 beschichtet. Die Furniere 3, 4 sind der Übersicht wegen nur als eine Lage dargestellt. Die Furniere 3, 4 können in vertikaler Richtung aus mehreren Lagen übereinander aufgebaut sein und in horizontaler Richtung aus mehreren Furnieren 3, 4 zusammengesetzt sein. Die Verwendung des Begriffes Furnier 3, 4 ist nicht nur auf ein Furnier oder eine Lage an Furnieren beschränkt, sondern kann auch für mehrere Furniere oder mehrere Lagen an Furnieren stehen.
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Das Furnier 3 ist bevorzugt aus einem flexibleren Material als das Furnier 4, so dass sich dieses Furnier 3 besser an die ungeschliffene Trägerplatte 2 anschmiegen kann. Es können durch die Verwendung von flexibleren lignozellulose-haltigen Materialien für das Furnier 3 diese mit einer Dicke von bis zu 3 mm ausgeführt werden. Die Furniere 4 sind bevorzugt aus einem lignozellulose-haltigem Material mit einer hohen Biegefestigkeit und Steifigkeit, wie beispielsweise Bambus, wodurch der gesamten Werkstoffplatte 1 eine hohe Biegefestigkeit verliehen wird. Die Furniere 4 haben eine Dicke geringer 3 mm, bevorzugt geringer 2 mm. Alternativ können für die erste Lage an Furnieren 3 auch Furniere mit einer hohen Steifigkeit verwendet werden, wenn diese eine Dicke geringer 2 mm, bevorzugt geringer 1,5 mm aufweisen. Die Furniere 3 und 4 können somit auch aus dem gleichen lignozellulose-haltigem Material sein.
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Die Orientierung der Furniere 3, 4 insbesondere die Orientierung der Hauptfaserrichtung, kann von Lage zu Lage innerhalb einer Sorte an Furnieren 3, 4 oder auch erst beim Wechsel von den Furnieren 3 auf die Furniere 4 unterschiedlich, bevorzugt in einem Muster alternierend sein, wodurch die Biegefestigkeit der Werkstoffplatte 1 weiter erhöht wird.
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Sowohl die Trägerplatte 2 als auch die Furniere 3, 4 können vor dem Aufbringen des Bindemittels 5 und der Furniere 3, 4 einer Vorbehandlung unterzogen werden. So können die Trägerplatte 2 als auch die Furniere 3, 4 mittels einer Vorwärmung beispielsweise in Form einer Mikrowelle oder einer Bedampfung vorgewärmt werden, um den anschließenden Füge- und Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Auch eine Besprühung mit Wasser wäre denkbar, da dies die Aushärtung von MDI als Bindemittel 5 ebenfalls beschleunigt.
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An den Kontaktflächen von Trägerplatte 2 und Furnieren 3 wird MDI als Bindemittel 5 aufgebracht, um eine gute Verankerung zwischen der Trägerplatte 2, bei welcher ebenfalls MDI als Bindemittel 5 verwendet wurde, und den Furnieren 3 zu erzielen. MDI als Bindemittel 5 kann durch seinen chemischen Aufbau insbesondere in glatte, harte und/oder hochverdichtete Trägerplatten 2 eindringen und sich dort verankern. Die Verankerung wird weiterhin dadurch unterstützt, dass bei der Herstellung, insbesondere bei der kontinuierlichen Herstellung von Trägerplatten 2 mit MDI als Bindemittel sich an der Oberfläche der Trägerplatte 2 eine dünne Schicht aus MDI ausbildet.
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Als Bindemittel 5 zwischen den Furnieren 3, 4 kann ebenfalls MDI eingesetzt werden, wodurch der gesamte Herstellprozess für die Werkstoffplatte 1 vereinfacht wird, da nur ein Bindemittel 5 zum Einsatz kommt. Alternativ wäre es auch denkbar, dass zwischen den Furnieren 3, 4 ein Formaldehydharzleim als Bindemittel 5 anstatt MDI fungiert. Mit der Nutzung eines weiteren Bindemittels 5 wie ein Formaldehydharzleim kann sich die Verbindung der Furniere 3, 4 untereinander verbessern und somit weiter zu einer verbesserten Biegefestigkeit der beschichteten Werkstoffplatte 1 beitragen.
