DE10314974A1

DE10314974A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit einer zusammenhängende lignocellulosehaltige Fasern aufweisenden formgebenden Struktur und Formkörper

Info

Publication number: DE10314974A1
Application number: DE2003114974
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Müller
Original assignee: Glunz AG
Current assignee: Glunz AG
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: DE10314974B4

Abstract

Bei der Herstellung von Formkörpern (16) mit einer zusammenhängende lignocellulosehaltige Fasern (1) aufweisenden formgebenden Struktur wird zunächst eine formstabile Vorform (8) des Formkörpers (16) hergestellt, die offene Hohlräume zwischen den Fasern (1) aufweist, indem die Fasern (1) mit einem Bindemittel (3) beleimt und zu einer Fasermatte (6) geformt werden und indem das Bindemittel (3) dann zumindest teilweise ausgehärtet wird. Anschließend wird in die Hohlräume der Vorform (8) eine Imprägnierflüssigkeit (10) eingebracht, mit der mindestens 50% der Fasern (1) der Vorform (8) erreicht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit einer zusammenhängende lignocellulosehaltige Fasern aufweisenden formgebenden Struktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf einen Formkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14, der beispielsweise durch ein solches Verfahren herstellbar ist.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Formkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sind aus der EP 1 110 687 A1 bekannt. Ziel ist es dort, leichte Faserplatten mit einer mittleren Rohdichte von unter 400 kg/m³ herzustellen, die eine glatte Oberfläche haben, welche eine direkte Beschichtung der Faserplatten ermöglicht. Die Vorform, die bei dem bekannten Verfahren hergestellt wird, ist bis auf die Beschichtung ihrer Oberflächen bereits der fertige Formkörper.

Während es im Bereich der Dämmstoffe von Interesse ist, möglichst leichte formstabile Formkörper aus lignocellulosehaltigen Fasern auszubilden, gibt es andere Anwendungen, bei denen hochdichte Formkörper mit hohen mechanischen Festigkeitswerten erwünscht sind, welche zwangsläufig auch mit einer hohen Dichte verbunden sind. Zur Herstellung solcher Formkörper in einem klassischen Herstellungsverfahren für Faserplatten müssen die Fasern mit sehr großen Mengen an Bindemitteln beleimt werden. Ein solches Verfahren ist in der EP 1 185 587 B1 beschrieben. Mit großen Bindemittelmengen bei der Beleimung von Fasern sind jedoch erhebliche Probleme bei der industriellen Verfahrensumsetzung verbunden, da die Gefahr einer Verstopfung im Rohrsystem der verwendeten Beleimungsvorrichtung besteht.

Aus der EP 1 185 587 B1 ist es auch bekannt, ein Holzfaser-Halbteil auszubilden, das neben lignocellulosehaltigen Fasern ein noch nicht vollständig ausgehärtetes Bindemittel in sehr großen Anteilen bezogen auf atro-Fasern enthält. Damit ist die Ausbildung mehrschichtiger Holzfaser-Kompaktplatten möglich, bei denen die Aushärtung des Bindemittels erst nach dem Zusammenfügen des Schichtaufbaus erfolgt. Diese Formkörper weisen jedoch keine formgebende Struktur auf, deren Fasern über seine gesamte Dicke zusammenhängen. Vielmehr ist ein solcher Zusammenhang nur innerhalb der einzelnen Schichten gegeben. Daneben können dreidimensional verformte Formkörper aus den Holzfaser-Halbteilen geformt und erst dann ausgehärtet werden. Auch bei der Herstellung der Holzfaser-Halbteile sind aber aufgrund der sehr großen Bindemittelmengen die geschilderten Schwierigkeiten bei der Beleimung der Fasern gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Formkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 aufzuzeigen, die problemlos industriell durchführbar bzw. herstellbar sind und die auch neue Anwendungsbereiche für Formkörper mit einer zusammenhängende lignocellulosehaltige Fasern aufweisenden formgebenden Struktur erschließen.

LÖSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und dem Formkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 und vorteilhafte Ausführungsformen des Formkörpers in den Unteransprüchen 15 bis 25 beschrieben.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei dem neuen Verfahren wird nach der Herstellung der formstabilen Vorform des Formkörpers eine Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume der Vorform eingebracht, mit der mindestens 50 % der Fasern der Vorform erreicht werden. Das heißt, es wird insbesondere nicht nur eine Benetzung der Oberflächen der Vorform durchgeführt. Vielmehr geht es um ein Tränken der Vorform im Volumen. Dabei dringt die Imprägnierflüssigkeit in die offenen Hohlräume der Vorform ein. Es ist also nicht beabsichtigt, die Imprägnierflüssigkeit durch eine Quellung der Fasern oder längs der Fasern einzubringen, sondern hierfür das offene Volumen der Vorform des Formkörpers zu nutzen.

Es versteht sich, dass zum Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in die Vorform ein hinreichendes offenes Volumen in der Vorform vorhanden sein muss. Gleichzeitig soll die Vorform aber auch während des Einbringens der Imprägnierflüssigkeit formstabil sein. Diese Anforderungen können im Bereich einer mittleren Rohdichte der Vorform zwischen 150 kg/m³ und der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern gewonnen werden, erfüllt werden. Unterhalb von 150 kg/m³ ist die Gefahr zu groß, dass die Vorform insbesondere beim Einbringen der Imprägnierflüssigkeit ihre Formstabilität verliert. Zur Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern gewonnen werden, hin wird das offene Volumen der Vorform immer kleiner, so dass das Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in Abhängigkeit von deren Viskosität immer mehr Zeit bzw. immer größeren Aufwand erfordert. Daher macht es Sinn, den Wert der mittleren Rohdichte der Vorform auf einen Bereich von 25 % bis 75 %, vorzugsweise von 35 bis 65 %, der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern gewonnen sind, zu begrenzen. Besonders leicht ist die Imprägnierflüssigkeit in eine Vorform einzubringen, deren mittlere Rohdichte in dem Bereich zwischen 150 und 200 kg/m³ liegt.

Die Dicke der Vorform wird bei dem neuen Verfahren typischerweise auf einen Wert im Bereich zwischen 20 und 300 mm und vorzugsweise zwischen 40 und 100 mm eingestellt. Die Vorform qualifiziert in jedem Fall als Faserplatte mit einer erheblichen Dicke und auch einer nennenswerten Biegefestigkeit und unterscheidet sich so auch unabhängig von ihrem Bindemittelanteil von imprägnierbaren Papieren.

Der Bindemittelanteil der Vorform, wobei als Bindemittel beispielsweise ein handelsübliches PMDI-Bindemittel Anwendung finden kann, beträgt in aller Regel weniger als 10 Gewichtsprozent und kann auf einen Wert im Bereich von 2–4 Gewichtsprozent bezogen auf 100 % atro-Fasern eingestellt werden. Besonders kleine Bindemittelanteile bei der Vorform sind dann möglich, wenn mit dem Imprägniermittel und durch die Weiterverarbeitung der Vorform eine zusätzliche Stabilisierung des letztendlichen Formkörpers erreicht wird. Wenn dies nicht der Fall ist, sind eher größere Bindemittelanteile bevorzugt, die auch über 4 Gewichtsprozent hinausgehen können. Alle genannten Bindemittelanteile sind bei der Beleimung der Fasern mit Industrieanlagen absolut unproblematisch.

Um insbesondere bei Imprägniermitteln auf Wasserbasis eine Quellung der Fasern durch das Imprägniermittel zu minimieren, ist es bevorzugt, die Fasern durch das Beleimen mit dem Bindemittel oder mit einem zusätzlichen Hydrophobierungsmittel vor dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume der Vorform zu hydrophobieren. Beispielsweise kann dies durch den bei der Faserplattenherstellung üblichen Einsatz von Paraffin erfolgen.

Bei dem neuen Verfahren erreicht die Imprägnierflüssigkeit mindestens 50 % der Fasern der Vorform. Bevorzugt ist es aber, wenn beim Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume der Vorform mindestens 75 % der Fasern erreicht werden. Der von der Imprägnierflüssigkeit erreichte Anteil der Fasern kann ohne weiteres auch noch höher sein und bis zu 100 % betragen.

Um das Eindringen der Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume der Vorform zu beschleunigen, kann zwischen den Hauptseiten der Vorform ein Druckgefälle vorgesehen werden, mit dem die Imprägnierflüssigkeit von der einen Hauptseite der Vorform auf die andere Hauptseite der Vorform gezogen wird. Beispielsweise kann die Imprägnierflüssigkeit auf die obere Hauptseite einer horizontal ausgerichteten Vorform aufgebracht werden, während auf deren Unterseite ein Unterdruck aufgebracht wird.

Die Weiterbearbeitung der Vorform nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit hängt sehr stark von dem angestrebten Formkörper und der damit in Verbindung stehenden Zusammensetzung der Imprägnierflüssigkeit ab. Beispielsweise kann die Imprägnierflüssigkeit eine Lösung eines Brandschutzsalzes in Wasser sein, um eine brandgeschützte Dämmplatte herzustellen. Dann ist nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit der Wasseranteil dieser Lösung durch Trocknen zu entfernen. Dasselbe gilt, wenn die Imprägnierflüssigkeit Wasserglas ist, was ebenfalls zur Ausbildung von Platten mit brandschutztechnischen Eigenschaften genutzt werden kann. Ein Entfernen eines Bestandteils der Imprägnierflüssigkeit über die Dampfphase ist auch bei Imprägnierflüssigkeit auf der Basis organischer Lösungsmittel erforderlich.

Die Imprägnierflüssigkeit kann aber auch ein nicht ausgehärtetes dünnflüssiges Harz sein. Dieses kann nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume der Vorform direkt vollständig ausgehärtet werden. Es ist aber auch möglich, nur eine teilweise Aushärtung vorzunehmen, um das Harz ausschließlich in der Vorform zu fixieren. Die Endaushärtung des Harzes kann dann anschließend erfolgen, wenn die Vorform beispielsweise einem nachgeschalteten Umformungsprozess unterworfen wird, um ihr eine andere Form zu geben, die dem gewünschten Formkörper entspricht.

Bei einer solchen Umformung der Vorform nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit in ihre Hohlräume kann das Volumen der Vorform reduziert werden, um verbliebene Hohlräume oder nach dem Entfernen eines Teils der Imprägnierflüssigkeit wieder entstandene Hohlräume in der Vorform zu verkleinern oder gar ganz zu beseitigen. Auf diese Weise können nach dem neuen Verfahren kompakte, d. h. hochdichte Formkörper und damit auch so genannte Kompaktplatten hergestellt werden.

Auch bei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Vorform nicht verdichtet wird, wird ein Nicht-Faser-Anteil des Formkörpers typischerweise auf einen Wert > 25 Gewichtsprozent bezogen auf 100 % atro-Fasern eingestellt. Dieser Nicht-Faser-Anteil setzt sich aus dem Bindemittelanteil der Vorform und den Anteilen der Imprägnierflüssigkeit zusammen, die nicht wieder aus der Vorform ausgedampft werden.

Ein neuer Formkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenräumen seiner formgebenden Struktur, die aus mit einem Bindemittel miteinander verleimten lignocellulosehaltigen Fasern besteht, eine Imprägniersubstanz vorliegt, die mindestens 50 % der Fasern der Struktur erreicht. Diese Imprägniersubstanz ist nicht das Bindemittel, das die Fasern der formgebenden Struktur originär zusammenhält. Es kann sich aber auch bei der Imprägniersubstanz beispielsweise um ein synthetisches Harz handeln, das grundsätzlich als Bindemittel für lignocellulosehaltige Fasern Verwendung finden kann. Typischerweise sind die Imprägniersubstanz und das Bindemittel der Struktur aber unterschiedlich, womit den unterschiedlichen Formen der Aufbringung einmal auf die Fasern beim Beleimen und beim Einbringen einer Imprägnierflüssigkeit in die Hohlräume einer Vorform des Formkörpers Rechnung getragen wird.

Die mittlere Rohdichte der vorgegebenen Struktur des Formkörpers aus den Fasern und dem Bindemittel kann im Bereich zwischen 150 kg/m³ und der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern gewonnen wurden, liegen. Höhere Werte werden bei dem Formkörper dann realisiert, wenn die Vorform des Formkörpers bei dessen Herstellung im Volumen reduziert wurde. Insbesondere die bevorzugten mittleren Rohdichten der Vorform im unteren Teil der Bereiche von 25 % bis 75 % und auch von 35 % bis 65 % der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern gewonnen wurden, sind nur noch dann bei der formgebenden Struktur des Formkörpers gegeben, wenn keine oder zumindest keine starke Reduzierung des Volumens der Vorform bei der Herstellung des Formkörpers erfolgte.

Der Bindemittelanteil der Struktur aus den Fasern und dem Bindemittel wird aber durch die Weiterverarbeitung der Vorform nicht verändert und liegt daher auch bei dem Formkörper typischerweise in dem Bereich von 2 bis 4 Gewichtsprozent bezogen auf 100 % atro-Fasern.

Auch eine Hydrophobierung der Fasern lässt sich bei den fertigen Formkörpern noch nachweisen. Dasselbe gilt für das Erreichen von mindestens 75 % und vorzugsweise aller Fasern in der Struktur durch die Imprägniersubstanz.

Mit einer chemischen Analyse der Imprägniersubstanz in den Zwischenräumen der Struktur ist auch zu erkennen, ob es sich hierbei um einen Verdampfungsrückstand einer Imprägnierflüssigkeit und/oder ein zumindest vorkondensiertes Kunstharz handelt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der neue Formkörper eine dreidimensionale, nicht-ebene Form auf, in die die Vorform während der Herstellung des Formkörpers umgeformt wurde.

Der Nicht-Faser-Anteil des Formkörpers ist dabei, wie bereits im Zusammenhang mit dem neuen Verfahren erläutert, typischerweise größer als 25 Gewichtsprozent bezogen auf 100 % atro-Fasern. Der Nicht-Faser-Anteil kann auch noch deutlich darüber hinausgehen, insbesondere auch einen Bereich von 80 Gewichtsprozent und mehr erreichen, so dass der Faser-Anteil und der Nicht-Faser-Anteil bezogen auf ihr Gewicht von derselben Größenordnung sind.

Insbesondere mit einem relativ großen Nicht-Faser-Anteil kann eine mittlere Rohdichte des Formkörpers erreicht werden, die auch deutlich über der Rohdichte des gewachsenen Holzes liegt, aus dem die Fasern gewonnen wurden. In einer speziellen Ausführungsform liegt die mittlere Rohdichte des Formkörpers mindestens 1,5 mal höher.

Die Dicke des Formkörpers liegt auch dann, wenn seine Vorform während der Herstellung des Formkörpers im Volumen reduziert wurde, in einem typischen Bereich von 3 bis 60 mm. Es ist also ganz klar, dass es hier nicht um nachträglich imprägnierte Papiere geht, die bereits bekannt sind, die aber in der Regel keinen Bindemittelanteil bei der formgebenden Struktur aufweisen sowie immer einerseits eine geringere Dicke haben und andererseits aufgrund ihrer deutlich geringeren Biegefestigkeit nicht als formstabil bezeichnet werden können. Der bevorzugte Bereich der Dicke des neuen Formkörpers liegt in einem Bereich von 5 bis 20 mm.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen und konkreten Arbeitsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
1 zeigt ein Flussdiagramm zur Durchführung des neuen Verfahrens,
2 zeigt ein Querschnittsdetail einer Vorform, die bei dem Verfahren gemäß 1 zunächst hergestellt wird, und
3 zeigt einen nach dem Verfahren gemäß 1 hergestellten Formkörper im Querschnitt.
FIGURENBESCHREIBUNG
Bei dem in 1 skizzierten Verfahren werden zunächst Fasern 1 in einer Beleimvorrichtung 2 mit einem Bindemittel 3 beleimt. Die Fasern 1 sind zuvor auf bekannte Weise aus Holz als Ausgangsmaterial gewonnen worden. Bei dem Bindemittel 3 handelt es sich um ein PMDI-Bindemittel üblicher Zusammensetzung, das in einem Bindemittelanteil von etwa 3 % bezogen auf 100 % atro-Fasern aufgebracht wird. Zusätzlich wird in der Beleimungsvorrichtung 2 Paraffin zur Hydrophobierung der Fasern 1 eingesetzt. Die beleimten Fasern 1 gelangen dann in eine Fasermattenformvorrichtung 5, in der aus den beleimten Fasern eine Fasermatte 6 geformt wird. Der Bindemittelanteil der Fasermatte 6 wird in einer Aushärtevorrichtung 7 zumindest teilweise ausgehärtet. Dabei entsteht eine Vorform 8 für einen herzustellenden Formkörper. Die Rohdichte der Vorform 8 und ihre Dichteverteilung über ihre Dicke werden in den Vorrichtungen 5 und 7 festgelegt. Beispielsweise kann die Aushärtevorrichtung 7 eine Heißpresse sein, bei der der Zeitverlauf des Abstands und der Temperatur der Pressplatten das Dichteprofil der Vorform 8 beeinflussen. Ein typischer Wert der mittleren Rohdichte der Vorform 8 liegt zwischen 150 und 400 kg/m³, wobei der Bereich zwischen 150 und 200 kg/m³ bevorzugt ist. Als nächstes wird die Vorform 8 in einer Imprägniervorrichtung 9 mit einer Imprägnierflüssigkeit 10 imprägniert. Hierzu kann die Imprägnierflüssigkeit 10 auf eine obenliegende Hauptseite 11 der Vorform 8 aufgebracht werden, während gleichzeitig an der gegenüberliegende untere Hauptseite 12 der Vorform 8 ein Unterdruck angelegt wird, um die Imprägnierflüssigkeit 10 in die Vorform 8 einzusaugen. Dabei kann das Imprägnieren der Vorform 8 in der Imprägniervorrichtung 9 so geführt werden, dass das offene freie Volumen der Vorform 8 im Wesentlichen mit der Imprägnierflüssigkeit 10 gefüllt wird. Die Verfahrenssteuerung kann aber auch so erfolgen, dass die Hohlräume in der Vorform 8 "nur" mit der Imprägnierflüssigkeit 10 gespült werden, um ihre Wände zu benetzen, während die überschüssige Imprägnierflüssigkeit 10 in die Vakuumkammer 13 unterhalb der Vorform 8 mit der Pumpe 14 abgesaugt wird. Anschließend gelangt die imprägnierte Vorform 8 in eine Endbearbeitungsvorrichtung 15. Die Endbearbeitungsvorrichtung 15 kann Lösungsmittel, beispielsweise Wasser oder auch ein organisches Lösungsmittel, das Bestandteil der Imprägnierflüssigkeit 10 war, wieder aus der Vorform 8 ausdampfen, so dass nur eine gewünschte Imprägniersubstanz in den Hohlräumen der Vorform 8 zurückbleibt. Die Endbearbeitungsvorrichtung 15 kann zusätzlich oder alternativ auch dazu genutzt werden, ein mit der Imprägnierflüssigkeit 10 in die Hohlräume der Vorform 8 eingebrachtes Kunstharz ganz oder teilweise auszuhärten. Dies kann unter Wärmeeinwirkung und/oder Eintrag elektromagnetischer Strahlung geschehen. Zusätzlich kann ein äußerer Druck aufgebracht werden, der das Volumen der Vorform 8 verringert. Wenn Kunstharze, die mit der Imprägnierflüssigkeit 10 in die Vorform 8 eingebracht werden, in der Endbearbeitungsvorrichtung 15 nur unvollständig ausgehärtet werden, ist ein resultierender Formkörper 16 ein Halbzeug, das noch weiterverarbeitet werden kann, indem ihm beispielsweise in einer Heißformpresse beim endgültigen Aushärten eine dreidimensionale Form verliehen wird. Der Formkörper 16 kann aber auch eine fertige Kompaktplatte sein, deren Volumen gegenüber der Vorform 8 stark reduziert ist und bei der die eingesetzten Kunstharze voll ausgehärtet sind. Der Formkörper 16 kann weiterhin eine Dämmplatte sein, deren Volumen gegenüber der Vorform 8 nicht reduziert ist und bei der mit Hilfe der Imprägnierflüssigkeit 10 ein Brandschutzsalz in das Volumen des Formkörpers 16 eingebracht ist. Auch bei Wasserglas als Imprägnierflüssigkeit 10 können Brandschutzwärmedämmplatten auf der Basis von lignocellulosehaltigen Fasern 1 als Formkörper 16 hergestellt werden.
2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Vorform 8. Die Vorform 8 besteht aus Fasern 1, die an Kreuzungspunkten 17 mit hier nicht separat dargestelltem Bindemittel miteinander verleimt sind, wobei Hohlräume 18 zwischen den miteinander verleimten Fasern 1 verbleiben. Die Hohlräume 18 sind offen, d. h. miteinander vernetzt. Zumindest gilt dies für das wesentliche Volumen der Hohlräume 18 innerhalb der Vorform 8. In diese Hohlräume 18 wird das Imprägniermittel 10 gemäß 1 eingebracht und erreicht dabei zumindest den wesentlichen Anteil der Fasern 1. Da die Fasern 1 mit dem Paraffin 4 gemäß 1 hydrophobiert sind, wird eine unerwünschte Quellung der Fasern in dem Imprägniermittel 10 weitgehend verhindert.
3 zeigt einen Querschnitt durch einen Bereich des Formkörpers 16. Der Formkörper 16 weist eine formgebende Struktur 19 aus durch ihre Verleimung mit Bindemittel aneinanderhängenden lignocellulosehaltigen Fasern 1 auf. Die Zwischenräume 20 der Fasern 1 sind bei dem Formkörper 16 zumindest teilweise mit einer Imprägniersubstanz 21 gefüllt, die auf das Imprägniermittel 10 gemäß 1 zurückgeht. Im vorliegenden konkreten Fall sind die Zwischenräume 20 vollständig mit ausgehärtetem Phenolharz als Imprägniersubstanz 21 gefüllt und das Volumen der formgebenden Struktur 19 ist gegenüber dem Ausgangsvolumen der Vorform 8 reduziert, da beim Aushärten des Phenolharzes die Vorform 8 unter hohem Druck zwischen ihren Hauptflächen 11 und 12 zusammengepresst wurde.
Nachstehend werden noch zwei konkrete Arbeitsbeispiele zu der vorliegenden Erfindung gegeben, die diese ebenfalls weiter erläutern und beschreiben.
Arbeitsbeispiel 1: Feuerschutzdämmplatte
Aus beleimten lignocellulosehaltigen Fasern mit einem Bindemittelanteil von 4 % atro-Fasern unter Zusatz von Paraffin wird Vorform in einer Dicke von 80 mm und mit einer mittleren Rohdichte von 200 kg/m³ hergestellt. Diese Vorform wird mit Wasserglas getränkt, wobei das Wasserglas durch ein Druckgefälle in die Vorform eingesaugt wird. Das von der Vorform 8 abtropfende Wasserglas wird entfernt. Das von der Vorform gehaltene Wasserglas wird unter Einwirkung mäßig erhöhter Temperaturen getrocknet. Die mittlere Rohdichte der so erzielten Feuerschutzdämmplatte liegt bei 400 kg/m³. Der Feuerschutz durch das Wasserglas ist über das gesamte Volumen der Dämmplatte gegeben.
Arbeitsbeispiel 2: Kompaktformkörper
Eine Vorform wird aus lignocellulosehaltigen Fasern und PMDI als Bindemittel in einem Bindemittelanteil von 3 % bezogen auf 100 % atro-Fasern hergestellt. Die Dicke dieser Vorform betrug 40 mm. Die mittlere Rohdichte lag bei 200 kg/m³. Als Imprägnierflüssigkeit wurde die Vorform mit einem in einem Lösungsmittel gelösten unvernetzten Phenolharz getränkt. Das Lösungsmittel wurde mittels Durchströmungstrocknung entfernt. Dabei wurde das Phenolharz vorkondensiert, um es in den Hohlräumen der Vorform 8 zu fixieren. Anschließend wurde die Vorform 8 in einer Heißpresse unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck verformt, um die Form des gewünschten Formkörpers zu erhalten und um das Volumen der Vorform zu verringern. Dabei wurde ein 10 mm starker kompakter Formkörper mit einer Dichte von 1400 kg/m³ erhalten, der eine extreme mechanische Festigkeit aufwies.

1: Faser
2: Beleimvorrichtung
3: Bindemittel
4: Paraffin
5: Fasermattenformvorrichtung
6: Fasermatte
7: Aushärtevorrichtung
8: Vorform
9: Imprägniervorrichtung
10: Imprägnierflüssigkeit
11: Hauptseite
12: Hauptseite
13: Unterdruckkammer
14: Pumpe
15: Endbearbeitungsvorrichtung
16: Formkörper
17: Kreuzungspunkt
18: Hohlraum
19: Struktur
20: Zwischenraum
21: Imprägniersubstanz

Claims

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit einer zusammenhängende lignocellulosehaltige Fasern aufweisenden formgebenden Struktur, wobei zunächst eine formstabile Vorform des Formkörpers hergestellt wird, die offene Hohlräume zwischen den Fasern aufweist, indem die Fasern mit einem Bindemittel beleimt und zu einer Fasermatte geformt werden und indem das Bindemittel dann zumindest teilweise ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in die Hohlräume (18) der Vorform (8) eine Imprägnierflüssigkeit (10) eingebracht wird, mit der mindestens 50 % der Fasern (1) der Vorform (8) erreicht werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Rohdichte der Vorform (8) auf einen Wert im Bereich zwischen 150 kg/m³ und der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern (1) gewonnen werden, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der mittleren Rohdichte der Vorform (8) im Bereich von 20 bis 75 % und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 65 % der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern (1) gewonnen werden, liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Vorform (8) auf einen Wert im Bereich zwischen 20 bis 300 mm und vorzugsweise zwischen 40 und 100 mm eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindemittelanteil der Vorform (8) auf einen Wert im Bereich von 2 bis 4 Gewichtsprozent auf 100% atro-Fasern eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) durch das Beleimen mit dem Bindemittel (3) oder mit einem zusätzlichen Hydrophobierungsmittel vor dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in die Hohlräume (18) der Vorform (8) hydrophobiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in die Hohlräume (18) der Vorform (8) mindestens 75 % und vorzugsweise alle Fasern (1) der Vorform (8) mit der Imprägnierflüssigkeit (10) erreicht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in die Hohlräume (18) der Vorform (8) durch Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen den Hauptseiten (11, 12) der Vorform (8) beschleunigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in die Hohlräume (18) der Vorform (8), ein Bestandteil der Imprägnierflüssigkeit (10) über die Dampfphase von der Vorform (8) entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in die Hohlräume (18) der Vorform (8), ein Bestandteil der Imprägnierflüssigkeit (10) zumindest vorkondensiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform (8) nach dem Einbringen der Imprägnierflüssigkeit (10) in ihre Hohlräume (18) in die Form des gewünschten Formkörpers (16) umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umformen der Vorform (8) in die Form des Formkörpers (16), das Volumen der Vorform (8) reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht-Faser-Anteil des Formkörpers (16) auf einen Wert größer als 25 Gewichtsprozent auf 100% atro-Fasern eingestellt wird.
Formkörper mit einer formgebenden Struktur, die aus mit einem Bindemittel miteinander verleimten lignocellulosehaltige Fasern besteht und die Zwischenräume zwischen den miteinander verleimten Fasern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenräumen (20) der Struktur (19) eine Imprägniersubstanz (21) vorliegt, die mindestens 50 % der Fasern (1) der Struktur (19) erreicht.
Formkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Rohdichte der Struktur (19) aus den Fasern (1) und dem Bindemittel (3) im Bereich zwischen 150 kg/m³ und der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern (1) gewonnen wurden, liegt.
Formkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der mittleren Rohdichte der Struktur (19) aus den Fasern (1) und dem Bindemittel (3) im Bereich von 20 bis 75 % und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 65 % der Dichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern (1) gewonnen wurden, liegt.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindemittelanteil der Struktur (19) aus den Fasern (1) und dem Bindemittel (3) im Bereich von 2 bis 4 Gewichtsprozent auf 100 % atro-Fasern liegt.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1) der Struktur (19) hydrophobiert sind.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniersubstanz (21) in den Zwischenräumen (20) der Struktur (19) mindestens 75 % und vorzugsweise alle Fasern (1) der Struktur (19) erreicht.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniersubstanz (21) in den Zwischenräumen (20) der Struktur (19) ein Verdampfungsrückstand einer Imprägnierflüssigkeit (10) ist.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägniersubstanz (21) in den Zwischenräumen (20) der Struktur (19) ein zumindest vorkondensiertes Kunstharz ist.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (19) eine dreidimensionale, nicht-ebene Form aufweist.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nicht-Faser-Anteil des Formkörpers (16) größer als 25 Gewichtsprozent auf 100 % atro-Fasern ist.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass seine mittlere Rohdichte mindestens 1,5 mal so groß ist wie die Rohdichte des gewachsenen Holzes, aus dem die Fasern (1) gewonnen wurden.
Formkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass seine Dicke im Bereich zwischen 3 bis 60 mm und vorzugsweise zwischen 5 und 20 mm liegt.