DE1453368A1 - Verfahren zur Herstellung von Fiberplatten - Google Patents

Description

Dipl.-lng. W. PAAP Π 5 3 3 6 8 ₈ MÖNCHEN 22, ««Jl-Jl·

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH ZTWTt

Dipl.-lng. K. OUNSCHMANN PATENTANWÄLTE

Dr. Expl.

A/S DEUOPA OG IILIEBORG FABRIKER

Sandakerveien 54

Oslo, Norwegen

Patentanmeldung
Verfahren zur Herstellung von Fiberplatten

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Fiber- bzw. Faserplatten, vorzugsweise inder Bau- und Möbelindustrie angewandter Fiberplatten von einer Stärke von mindestens 4 mm durch Warmpressen von pflanzlichem Fibermaterial, dem ein durch Erhitzen härtbares Bindemittel zugesetzt ist. Es ist eine Reihe von V_er_ fahren zum Herstellen soloher Platten bekannt. Die bekannten Verfahren leiden aber alle unter verschiedenen KTaohteilen. Falls man mit kleinen Mengen von Bindemitteln und einem verhältnismäßig niedrigen Druck arbeitet, können die Platten schnell hergestellt werden, sie haben dann aber eine geringe Biegefestigkeit, und zwar eine Biegefestigkeit bei Bruch von ungefähr 100 kg/om².

Palis man kompaktere Platten mit einer größeren Biegefestigkeit herzustellen wünscht, muß man mit größeren Mengen Bindemittel und höheren Temperaturen beim Pressen arbeiten. In diesem Pail entsteht der Haohteil, daß man die Platten bis unter 100° O abkühlen muß, bevor sie aus der Presse entfernt werden können. Die Fibermasse und eventuell auoh die angewandten • Bindemittel enthalten nämlioh Wasser, das beim Pressen bia über

10O⁰C erhitzt wird und einem plötzlichen Verdampfen ausgesetzt wird, falls der Druck verringert wird, bevor die Platten bis unter 100⁰C abgekühlt sind. Dies plötzliche Verdampfen bewirkt, dass die Platten durch Dellen, Unebenheiten, Ausbuchtungen u.a. entstellt und nicht kompakt werden. Die entsprechenden Probleme hat man, falls das Bindemittel andere verdampf bare Lösungsmittel enthält. Ein Abkühlen der Platten, während sie sich unter Druck in der Presse befinden, iafc zeitraubend und verringert die Leistungsfähigkeit der Presse.

Die gEgSKKSKfeisac Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen abzuhelfen. Dies ist infolge der Erfindung durch folgende Kombinationen erreicht:

Die zu verwendende Fibermasse wird vor dem Pressen bis auf einen niedrigen Wassergehalt vorgetrocknet, vorzugsweise bis etwa 2$, und nicht über k%, Ausserdem wird ein Bindemittel verwendet, das entweder keine verdampfbaren Stoffe oder nur verdampfbare Stoffe enthält, welche an dem Härtungsverfahren teilnehmen und währenddessen gebunden werden. Die Platten werden bei Temperaturen von über 100⁰C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 120 und 15O⁰C, gepresst.

Durch das erwähnte Vortrocknen der Fibermasse und

durch den Gebrauch eines Bindemittels, das ausser denjenigen Stoffe, die an dem Härteprozess teilnehmen und während dessen gebunden werden, keine verdampfbaren Stoffe enthält, vermeidet man die Gefahr einer plötzlichen Dampfentwicklung, wenn die Platte, z.B. bei einer Temperatur über 100⁰C, von dem hohen Druck befreit wird, sodass die Platten aus der Presse entfernt werden können, sobald das Bindemittel gehärtet ist.

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Als Fibermaterial kann jedes beliebige pflanzliche Fibennaterial in defibrlerter oder lose zusammengebundender Form verwendet werden. Falls man ein defibriertes Fibermaterial verwendet, wird dies erst getrocknet und danach mit dem Bindemittel in einem üblichen Mischapparat vermengt.

Die Fibermasse kann auch zu einer lose gebundenen und porösen Platte vorgeformt sein, der alsdann das nötige Bindemittel larz vor dem Hauptpressverfahren, z.B. durch Spritzen, zugesetzt wird. Das Vorformen kann auf verschiedene Weise geschehen, z.B. durch ein Aufschlämmen der Fibermasse in Wasser mit nachfolgendem Absieben des Wassers über einer perforierten Form. Eine poröse Wallboard-Platte kann als Beispiel eines solchen Verfahrens dienen. Das Vorformen kann beispielsweise auch so vonstattengehen, dass die trockene Fibermasse durch eine pneumatische Vorrichtung auf eine Formplatte geführt wird, und dass man gleichzeitig eine geringere Menge Klebstoff einer beliebigen Art aufspritzt, um die erforderliche Festigkeit der vorgeformten Fibermasse zu erzielen, ■damit diese leichter zum Hauptpressverfahren transportiert werden kann.

Als Bindemittel verwendet man erfindungsgemäss vorzugsweise einen in einer monomeren Verbindung gelösten, ungesättigten Polyester, der eine reaktive Vinylgruppe enthält. Als zweites Beispiel, für verwendbare Bindemittel kann eine flüssige Mischung von Epoxyverbindungen erwähnt werden. Das Bindemittel wird zweckmässig einem Härtemittel oder einem Aktivator zugesetzt.

Mit einem ungesättigten Polyester soll hier ein Veresterungserzeugnis aus Di-Carboxylsäurenmit Polyalkoholen, vorzugsweise Dialkoholen, verstanden werden, wo ein Teil der Di-Carboxylsäuren eine reaktive Doppelbindung in Alpha- Beta-Stellung enthält.

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Dies Veresterungserzeugnis wird danach in einer monomeren Verbindung aufgelöst, die eine reaktive Vinylgruppe enthält. Die am häufigsten vorkommenden Alpha-Beta-ungesättigten Di-Carboxylsäuren sind Maleinsäuren und Fumarsäure, während typische Beispiele anderer Di-Carboxylsäuren, die keine reaktive Doppelbindung enthalten, Phtalsäure, Isofalsäure, Tetrachlorphtalsäure und Adipinsäure sind. Typische Beispiele für die in Frage kommenden Polyalkohole sind Ethan-, Propan- und Butan-Diol, sowie Di- und Triethylenglycol, als gleichzeitiges monomeres Lösungsmittel und Reaktionsteilnehmer sind Styren, Alpha-Methylstyren, Vinyltoluen, Diallylphtalat und Methylmethakrylat die häufigsten.

Wegen des Lösungsmittels ist ein ungesättigtes

Polyester-Bindemittel flüssig, und gleichzeitig reagiert das Lösungsmittel mit der Estermischung zu einer unschmelzbaren Verbindung unter dem Einwirken des Aktivators und/oder der Wärme. Ein typischer Aktivator ist Benzoylperoxyd; andere Stoffe, die gewöhnlich zum Härten in ähnlichen Verfahren gebraucht werden, können aber auch in Betracht kommen.

Die Epoxyharze, die auch bei dem erfindungsgemässen Verfahren gebraucht werden können, müssen von einem sogenannten lösungsfreien Typ sein, und unter diesen Epoxysystemen gibt es mehrere handelsübliche. Als Beispiel kann erwähnt werden, dass man Epoxyharz durch die Kondensation von Epichlorhydrin und Diphenylpropan und durch üeberführung desselben zur flüssigen Form durch den Zusatz einer monomeren Epoxyverbindung, z.B. Dipentendioxyd oder Triisobutylenoxyd, die gleichzeitig an der Härtereaktion teilnehmen können, herstellen kann. Damit die flüssige Mischung der Epoxyverbindungen härtet, wird gleich vor dem Gebrauch ein

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Härtemittel zugesetzt, das monomere Di- oder Triamine oder ein flüssiges Polyamin sein kann.

Wie schon oben gesagt, arbeitet man erfindungsgemäss vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 120 und 150⁰C. Niedrigere Temperaturen können aber auch in Betracht kommen, es muss aber in dem Falle längere Zeit und/ oder mehrere, bzw. ein stärkerer Aktivator angewandt werden, um die vollkommene Härtung des Bindemittels zu erzielen. ,

weiteres

!·.<_· ?.i Bin/Kennzeichen der Erfindung" ist die Kasshterung der Platten mit einer Deckschicht auf der einen oder auf beiden Seiten. Derartige Deckschichten müssen gewöhnlich besonders dicht und verschleiss-stark sein und können aus Papier, Textil oder Furnier hergestellt sein, die im Voraus mit einem Plasticbindemittel, vorzugsweise einem Härteplastic vom Melaminharztyp, imprägniert sind. Als andere Beispiele solcher Deckschichten können Folien oder Platten aus Plast oder Metall erwähnt werden.. Falls die Pressmasse verdampfbare Stoffe, z.B. Wasser oder Lösungsmittel, enthält, entsteht hinter der Deckschicht ein Dampfdruck, der ein Ausbeulen derselben und/oder ein schlechtes Haften der Deckschicht an der Fiberplatte bewirkt.

Bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung kaehierter Fiberplatten, z.B.kaschierter Spanplatten oder Holzfiberplatten, muss daher dies Verfahren in zwei Arbeitsgängen auf die Weise erfolgen, dass die Fiberplatten in einem besonderen Verfahren hergestellt werden, bevor das Kaehierungsverfahren eingeleitet wird. Zwischen diesen beiden Verfahren muss man auch oft die Fiberplatte schleifen oder sie anderweitig bearbeiten, um eine ebene und ^Vv glatte Oberfläche zu erzielen, bevor die Deckschicht aufgetragen

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6AD ORIGINAL

Bei dem erfindungsgemässen- Verfahren kann das Pressen und Kassieren der Platte in einem Arbeitsgang ausgeführt werden. Vor dem Pressen der Pressmasse zu einer Platte wird die Deckschicht

entweder auf die eine oder auf beide Seiten der Pressmasse gelegt, und während des Pressens werden die Deckschichten gleichzeitig dauernd fest an<die Platte gedrückt, und Nachteile durch Ausbeulen

und/oder fehlende Luftfestigkeit werden vermieden.

Die Erfindung wird im Folgenden durch ein paar Beispiele erläutert.

1. Holzmehl wird bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 2$ (festgestellt durch übliches Trocknen durch 20 minutenlange, infrarote Bestrahlung) vorgetrocknet. Danach wird ein Bindemittel aus durch Kondensieren von Maleinsäure, Phtalsäure mit Propylenglycol, sowie 35$ Styren als reaktives Monomer hergestelltem, ungesättigtem Polyester eingeführt. Dazu kommt 1% Benzoylperoxyd als Aktivator oder Härtemittel. Das Holzmehl und das Bindemittel werden in einer geeigneten Mischvorrichtung im Verhältnis J5;l nach. Gewicht vermischt, was also 25$ Polyester ergibt, und wird in der Presse

ο angebracht und unter einem Druck von 100 kg/cm und bei einer Temperatur von 135°C komprimiert. Presszeit 5 Min. Unmittelbar nach beendetem Pressen kann die Presse geöffnet werden, und die Platte ist fertig. Sie ist sehr kompakt und hat eine harte, feste Kante, die nach Beschneiden und Verputzen keiner besonderen Kantenleiste bedarf. Die hergestellte Platte hat folgende Daten:

Biegefestigkeit : βΟΟ kg/cm²

Elastizitätsmodul: 70.000 kg/cm² Sp. Gewicht; 1.3²I-

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2. Eine poröse Wallboard-Platte mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0.25 wird bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von k% vorgetrocknet. Danach wird ungesättigter Polyester von .der gleichen Art wie in Beispiel 1 in einer Menge von ~$0% des Gesaratgewichtes aufgespritzt. Danach wird die Platte mit einem Melaminimprägnierten Dekortpapier belegt, und die Platte wird bei einem Druck von 75 kg/cm und einer Temperatur von l45°C 8 minutenlang komprimiert. Die Platte hat einen im Wesentlichen homogenen Aufbau, der keinen lästigen Spannungsvariationen unter verschiedenen Bedingungen unterworfen ist. Nachteile durch mangelhafte Klebrigkeit zwischen der Platte und dem Dekortpapier sind vermieden. Die hergestellte Platte hat folgende Daten:

ο Biegefestigkeit : 800 kg/cm Elastizitätsmodul: 70.000 kg/cm²

Sp. Gewicht; 1.25

5. Verfahren wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass man bei einer Temperatur von 110⁰C 12 minutenlang presst. 4. Verfahren wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass man ein lösungsmittelfreies Epoxysystem als Bindemittel benutzt und dies in einer Menge von j50# zusetzt. Die hergestellte Platte hat folgende Daten:

Biegefestigkeit : . 800 kg/cm

Elastizitätsmodul: 70.000 kg/cm Sp. Gewicht: 1.27

Die Erfindung ist nicht an die Herstellung ebener Platten gebunden, sondern kann auch zur Herstellung einfach gekrümmter oder doppelt gekrümmter Platten oder schalenförmiger Fibergegenstände dienen.

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Claims (9)

1. A/S Denofa og LMleborg Fabriker,
   Oslo.

   PATENT AN SPRÜCHE

   Verfahren zur Herstellung biegefester, vorzugsweise in der Bau- und Möbelindustrie angewandter Fiberplatten von einer Stärke von mindestens 4 mm, durch Warmpressen pflanzlichen Fibermaterials, dem ein warmhärtendes Bindemittel zugesetzt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Kombinationen:

   a. Das Fibermaterial wird vor dem Warmpressen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von unter 4# votgetrocknet.

   b. es wird ein Bindemittel rerwend*^, das keine anderen verdampfbaren Stoffe enthält als diejenigen, die am Härteverfahren teilnehmen und während desselben gebunden werden,

   c. das Pressen findet bei einer Temperatur über 100⁰C statt, vorzugsweise bei einer TEmperatur von 120 bis 150⁰C.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein ungesättigter Polyester benutzt wird, der in einer monomeren, eine reaktive Vinylgruppe enthaltenden Verbindung gelöst ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass als Bindemittel eine flüssige Mischung von mit einem Härtemittel

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   U53368.

   versetzten Epoxyverbindungen angewandt wird.
4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

   1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fibermaterial eine poröse liberplatte benutzt wird, welche bis auf einen in Anspruch 1 angegebenen Feuchtigkeitsgehalt vorgetrocknet und danach mit einem Bindemittel in flüssiger Form, z. B. durch Aufspritzen, belegt wird, um schließlich warmgepreßt zu werden.
5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der obenstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die .eine oder beide Seiten des zu pressenden Fibermaterials mit einer Deckschicht belegt werden, welche aus gegebenenfalls plasticimprägniertem Papier, Textil, !Furnier oder dgl. oder aus Metallfolie oder dgl. besteht, wonach das Ganze in einem einzigen Verfahren gepreßt wird und die Deckschicht oder die Deckschichten dauerhaft mit der ]?iberplatte verbunden werden.
6. Der Patentanwalt
8. '^d
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