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Verfahren zur Berotellung von Pre#platten Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren sur Herstellung von Pre#platten unter Verwendung eines Phenolharzbindemittelsystems.
Genauer gesagt bezieht siah dies. Erfindung auf ein Verfahren sur Herstellung einer
Pre#platte, welches eine Wärmenachbehandlung umfa#t, um ein Kunstharzbindemittelsystem
vollständig auszuhärten, um wasserabweisende Pre#platen herzustellen, welche ausreichende
Festigkeitseigenschaftea aufweisen, um veränderlichen Bedingungem standzuhalten.
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Bei der Technik der Pre#plattenherstellung ist es üblich, Kunstharz
lit zerkleinertem Holz zu verlangen und dann das Gemisch von Kunstharz und zerkleinertem
Holz zu einer fertigen Platte zu preisen.
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Diesen Platten fehlen Stabilität und Wasserfestigkeit.
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Zur Lösung dieses Problem sind Versuche unternommen worden, in denen
man dem system mehr Kunstharz beifügte, um bessers Stabilität und Wasserfestigkeit
zu gewinnen. Diese Platten sind unwirtschaftlich; trotzdem wird eine erhöhte Wasserfestigkeit
nicht erzielt.
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Die Erfindung ist auf ein Verfahren gerichtet, das die geschilderten
@achteile überwindet, indem ein Zweikomponenten-Kunstharzbindemittelsystem gebildet
wird, das seine vollen Eigenschaften bei einer Wärmenachbehandlung entwickelt.
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Zu diesen Zweck wird ein unvernetztes, "grünes", (im Resolzustand
befindliches) Phenolhars zur Erzielung einer guten Stabilität und Wasserfestigkeit
und ein teilvernetztes (Tortgeschrittenes", ii Resitolzustand befindliches) Phenolharz
nur Erzielung einer größeren Festigkeit und körzerer Pre#zeiten verwendet. Preßplatten,
welche gemä# dieser Erfindung hergestellt werden, sind besonders geeignet zur Verwendung
ii Freien.
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Ein unvernetztes ("grüness") Phenolharz kann definiert werden als
ein Phenolformaldehydharz von niedrigem Molekulargewicht, das 1,5 bis 2,6 Mol Formaldehyd
je Mol Phenol hat, dessen kaustischer Gehalt gering ist. das von einem Typ ist,
wie er ii allgemeinen sur Imprägnierung vonZellulosematerial verwendet wird, Teilvernetztes
("fortgeschrittenes") Harz kann bestimmt werden als ein Phenolformalidehyharz mittleren
Molekulargewichtes, das 1,5 bis 2.6 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol hat, dessen kaustischer
Gehalt 2-4 % beträgt das von einem Typ ist, wie er gewöhnlich als Bindemittel von
Hartfaserplatten und Pre#spanplatten verwendet wird.
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Im Rahmen der Erfindung ken@ek Holzschnitzel zuerst einen herkömmlichen
Zerfaserer odar eine andere Maschine zur Zerkleinerung von Holz gebracht und auf
die erwünschte Grö#e und Form zerkleinert worden. Die Holzarten, die bei der Anwendung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind alle diejenigen Arten,
die sur Bildung von fraßplatten geeignet sind, z.B. Douglastane, Wei#tanne, Hemlocktanne,
Golkkiefer oder jede beliebig. Zusammenstellung dieser Arten.
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Während das zerkleinerte Holz aus der Zerkleinerungsmaschine herausgefährt
(gesaugt) wird, kann das Harzbindemittelsystem den llolzteilchen hinzugeftigt werden.
Das Bindemittel kann aber auch zu anderen geeigneten Zeitpunkten hintugefügt werden.
Die Menge des verwendeten Harzes kann 4-25 % des Gewichtes der gesamten zerkleinerten
Holzschnitzel betragen, beläuft sich aber vorzugsweise auf etva 9 S. Das verwendete
Harz ist eine Mischung von unvernetztem Harz und von teilvernetztem Harz. Die Menge
des unvernetzten Harzes, das zusammen mit dom teilvernetzten Harz verwendet wird,
kann variiert werden von 1 Teil bis zu 20 Teilen des unvernetzte@ @@enolharzes auf
je 1 Teil des teilvernetzten Phenolharzes Es wird jedoch vorgezogen, ein Verhältnis
von 4 Teilen unvernetzten Phenolharzes zu 1 Teil teilvernetzten Phenolharzes zu
verwenden.
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Wie oben angegeben, lassen sich die unvernetsten Kunstharse, die
bei der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, kennzeichnen als niedermolekulargewichtiges
Phenolformaldehydharz, das 1, 1,5 - 2,6 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol hat, dessen
kaustischer Gehalt gering ist, das von einem Typ ist, wie er gewöhnlich sur Imprägnierung
von Zellulosematerial verwendet wird. Typische Beispiele der unvernetzten Earse,
die
zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden von der Pacific
Resins and Chemicals Company Seattle, Washington, unter dem Handelsnamen Amres 13932
verkauft. Ein anderes Beispiel ein unvernetzten Kunstharzes, das sich zur Verwendung
bei der vorliegende Erfindung eignet, wird unter dem Handelanamen Poly Phen L 118
von der national Polychemicals, Inc.
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Wilmington, Massachusetts, verkauft.
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Die teilvernetzten Kunstharze, welche sich bei der vorliegenden Erfindung
verwenden lassen, sind gekennzeichnet als ein Phenolformaldehydharz mittleren Molekulargewichtes,
das 1, - 2,6 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol hat, dessen kaustischer Gehalt 2 - 4
% beträgt, das von einei Typ ist, wie er gewöhnlich als Bindemittel in Hartfaserplatten
und PrV spanplatten verwendet wird. Typische Beispiele teilvernetzter Kunstharze,
die sur Verwendung bei der vorliqenden Erfindung geeignet sind, werden unter den
Handelsnamen Amres 6121 und Amres 6130 von der Pacific Resins and Chemicals Company,
Seattle, Washington, verkauft. Während die oben genannten Kunstharze bei der vorliegenden
Erfindung gut verwendbar sind, sollte darauf hingewiesen werden, daß andere unvernetzte
und teilvernetzte Kunstharze ohne weiteres verwendet werden
können
bei der vorliegenden Erfindung, so lange die Kunstharze den Anforderungen entsprechen,
wie sie für die unvernetzten und teilvernetzten Kunstharze dargelegt worden sind.
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Wenn das Kunstharzsystem und das zerkleinerte Holz gründlich vermischt
worden sind, werden sie zu einem herkömmlichen Trockner weiterbefördert und dann
in eine herkömmliche Mattenformanlage eingeführt. Die Formungsanlage besteht aus
einem Verfilzerkopf oder Formen, welcher einem Förderband eine vorherbestimmte Menge
zerkleinerten Holzes zuführt. Die Mattenatruktur wird dann gestutzt und in die gewünschte
Größe zugeschnitten. Die verfilzten Matten in diser Verfassung können unmittelbar
in eine Presse gebracht oder ftir eine spätere Verwendung gelagert werden.
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Die verfilzten Matten werden in eine übliche Pre#vorrichtung eingeführt,
die obere und untere geheizte Pre#walzen besitzt. Die Matte wird zwischen die geheizten
Pre#-walzen gebracht, die auf 150 - 260° C erhitzt sind, vorzugeweise aber auf etwa
2050 C, und zwar ftlr die Dauer von etwa 3 bis 15 Minuten, aber vorzugsweise etwa
8 Minuten. Der für diesen Preßarbeitsgang verwendete Druck kann schwanken zwischein
etwa 1,4 kp/cm2 und etwa 105 kp/cm2, je nach der hersustellenden
Dichte
der Preßplatte. Diu Presse kann mit Anschlägen versehen sein, um der Fertigplatte
eine vorherbestimmte Dicke und natürlich eine vorherbestimmte Dichte zu geben. Dementsprechend
wird nur ein ausreichender Druck verwendet, um die Presse bis zu den AnschlAgen
zu schließen.
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Nachdem die Preßplatten von der Presse entfernt worden sind, werden
sie für 2 1/2 bis 6 Stunden in einen Umlauftrockner gebracht. Die Temr§-atur des
Trockners wird zwischen 150 - 1830 C gehalten. Es sollte beachtet werden, daß die
obere Grenze dieses Bereiches von der dem Material innewohnenden Feuergefährlichkeit
gesetzt wird. Folglich können sich die Preßplatten, wenn eine ZU hohe Temperatur
eingehalten wird, entzünden.
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Es wird angenommen, daß das Arbeitsprinzip er vorliegenden Erfindung
auf folgendem Mechanismus beruht: Das unvernetzte Kunstharz durchtränkt das zerkleinerte
Holz und füllt die Zellenwände und verleiht dadurch dem zerriebenen Holz Stabilität.
Auch erhält das zerkleinerte Holz infolge der Durchtränkung mit Kunstharz eine höhere
Wasserfestigkeit.
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Darüber hinaus bewirkt das unvernetzte Phenolharz auch ein gewisses
Zusammenhalten. Das teilvernetzte Kunstharz ist in erster Linie ein Bindeharz und
überzieht das zerkleinerte
Holz. Dies bewirkt kurze Pre#zeiten und
gute Festigkeitseigenschaften. Wenn demnach die verfilzte Matte in die Presse gebracht
und der Preßzyklus durchgeführt ist, ist das teilvernetzte Phenolharz wahrscheinlich
vollständig ausgehärtet, und das unvernetzte Phenolharz ist wahrscheinlich nur teilweise
ausgehärtet (vernetzt). Die ausgehärtete Platte wird in eine Trockenkammer gebracht,
damit das unvernetzte Kunstharz im Innern der Platte vollständig ausgehärtet wird.
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Folglich sind dio Gesamteigenschaften der fertigen Platte jeder anderen
Preßplatte überlegen, die entweder nur mit unvernetztem oder nur mit teilvernetztem
Phenolharz hergestellt wird.
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Um @@ Art und We. e, in welcher diese Erfindung ausgeführt w , weiter
su veranschaulichen, wird das folgende Beispiel gegeben.
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Beispiel In diesem Beispiel wurde eine Hischung aus 80% Goldkiefer
und 20% Weißtanne als Grundmasse verwendet. Das Holsschnitzelmaterial wurde zuerst
in einen herkömmlichen Zerfaserer gebracht und serfassrt. Das Kunstharz wurde dem
Holz-Material an der Ausgangsöffnung des Zerfaserers hinzugefügt. Die auf das Gewicht
der Grundmasse berechnete
Menge des verwendeten Kunstharzes betrug
9 % Phenolharz, bestehend aus 4 Teilen unvernetzten Harzes auf 1 Teil teilvernetzten
Phenolharzes. Beide Harze wurden zu 50 % als Festsubstanz verwendet. Die Grundinasse
und das Harzsystem wurden dann in der normalen Weise getrocknet und verfilzt.
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Die Masse wurde su einer Matte verfilzt, welche eins Platte von einer
Dichte von 0,64 g/cm3 ergeben würde. Die Matten wurden dann für acht Minuten in
eine Presse gebracht, und zwar bei 2050 C und einem Druck von 7 kp/cm2. Nach dem
Preßzyklus wurde die Platte 3 1/2 Stunden lang bei 171° C wärmebehandelt, Pre#platten,
die entsprechend diesen erfindungsgemä#en Verfahren hergestellt wurden, sind im
Laboratorium getestet worden und haben die in der folgenden Tabelle angegebenen
Ergebnisse gezeitigt. (Tabelle siehe nächste Seite!) Wie aus den in der Tabelle
aufgeführten Ergebnissen ersichtlich ist, ist die Bruchfestigkeit fUr die Kombination
von unvernetztem und teilvernetztem Kunstharz-höher alsjeder der anderen, welche
warmgepre#t, aber ungetempert sind.
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Beachtlich ist vor allem, daß die Wasseraufnahme und die prosentuale
Dickenzunahme in der Mitte und an den Rändern der Platte bei der wärmebehandelten
Kombination viel gerin-
Tabelle Harzsystem Behandlung Bruchfe-
Wasser- Dickenzunahme stigkeit auf- Mitte% Rand% kp/cm2 nahme unvernetztes mit Wärme-
289,0 8,5 3,8 5,5 und teilver- behandlung netztes Phenol- warmgepre#t harz im Verhältnis
4 : 1 unvernetztes ohne Warme- 246,0 t1,5 4,0 10,4 und teilver- behandlung netztes
Phenol- warmgepre#t harz im Verhältnis 4 : 1 warmgepre#t teilvernetztes ohne Wärme-
282,0 15,1 6,5 10,7 Phenolharz behandlung unvernetztes ohne Wärme- 109,5 15,3 4,5
21,1 Phenolharz behandlung warmgepre#t ger ist als bei den anderen, welche nur warngepre#t
sind.
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Demnach gibt in dieser Erfindung die Kunstharzkombination mit der
suf das Pressen folgenden Wärmebehandlung der Preßplatte Gosamteigenschaften, die
besser sind als jene, welche bei anschließender Verwendung von nur einem der beiden
Harze
entwickelt werden. Wie man aus den obigen Daten erkennen kann, ist es ohne weiteres
offensichtlich, daß die mit dem Kombinationsharzsystem hergestellten Platten Eigenschaften
zeigen, die denen überlegen sind, welche die ohne die Harzkombination hergestellten
Platten besitzen.