DE3132467A1

DE3132467A1 - Verfahren zur herstellung von hartfaserplatten aus lignocellulose

Info

Publication number: DE3132467A1
Application number: DE19813132467
Authority: DE
Inventors: Amadeo Barcelona Gil Cebrian
Original assignee: Patentes y Novedades SA
Current assignee: Patentes y Novedades SA
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1982-06-03
Also published as: NO156291C; MX157313A; NO812761L; AT374518B; SE8104756L; ES8104065A1; ES494324A0; NO156291B; AR229681A1; CA1168416A; ATA330281A; SE442102B

Description

B e s c h r e i b u n g
Verfahren zur Herstellung von Hartfaserplatten aus Lignocellulose Die Erfindung betrifft die Herstellung von Hartfaserplatten auf der Basis von Lignocellulose, indem die aufgefaserte und gemahlene Cellulose mit einem Bindemittelgemisch imprägniert, das Fasermaterial getrocknet und verpreßt -wird.
Bisher wurde zur Herstellung derartiger Hartfaserplatten als Bindemittel ein Harnstoff-Formaldehydharz angewandt, welches aus einem handelsüblichen Prekondensat erhalten worden ist. Derartige Prekondensate sind als hochkonzentrierte Formaldehyd-Losungen, stabilisiert mit Harnstoff, im Handel erhältlich.
Ein Harz wird hergestellt aus dem Prekondensat durch Umsetzung mit Harnstoff oder Harnstoff und Melamin und dieses so erhaltene Harz kann für ein Bindemittelgemisch angewandt werden, mit welchem das Lignocellulose-Fasermaterial imprägniert wird, Normalerweise handelt es sich dabei um Weichholz wie Pinie, Eukalyptus, Pappel oder dergleichen aber auch um andere Hölzer und cellüloseartige Produkte wie Bagasse oder Stroh. Das imprägnierte Fasermaterial wird dann in einer entsprechenden Anlage unter Wärme verpreßt, wobei entweder die Preßplatten von Heizflüssigkeiten durchströmt sind oder aber elektrisch, insbesondere durch Hochfrequenz-Energie,beheizt sind.
Dieses bekannte Verfahren weist verschiedene Nachteile auf.
In erster Linie ist die hohe Instabilität nachteilig, da das Harz nur weniger als 48 h stabil bleibt. Ein zweiter Nachteil ist eine nicht einwandfreie Imprägnierung des Fasermaterials aufgrund der Instabilität des Harzes, d.h. dessen Polymerisationsgrad steigt mit zunehmender Zeit und macht daher eine korrekte stabile Imprägnierung des Fasermaterials unmöglich. Diese nicht einwandfreie Imprägnierung führt jedoch an den Harzfaserplatten oberflächen zur Streifenbildung. Diese Streifen ergeben nicht nur ein unregelmäßiges Aussehen der Hartfaserplatten, sondern führen auch zu Problemen bei den nachfolgenden Verfahrensstufen der Verarbeitung der Holzfaserplatten, wie Lackieren, Anstreichen, Kaschieren oder dergleichen, da die Haftung bzw. Aufnahmefähigkeit in den Streifenbereichen anders ist als in den anderen Bereichen. Schließlich kommtesaiProblemen beim Transport der imprägnierten Fasermasse, da eine nicht entsprechende Imprägnierung des Fasermaterials und die hohe Klebrigkeit des angewandten Harzes zu einem Verklumpen von Faseransammlungen führen kann und diese Faserklumpen schwere Probleme bei der Förderung (mit Hilfe von Luft oder mechanisch) bis in die Presse hervorrufen können.
Die Erfindung bringt nun ein Verfahren, welches obige Nachteile nicht besitzt. Erfindungsgemäß wird ein Bindergemisch angewandt, welches hergestellt wird aus einem klebfreien Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Feststoffgehalt von 60 bis 70 %, vorzugsweise etwa 65 %, wobei die Viskosität bei 25. 0C beispielsweise für ein Harz mit einem Feststoffgehalt von 65 ffi 0,15 bis 0,30 Pa.s (150 bis 300 cP) beträgt,während der Anteil an freiem Formaldehyd unter 1 %, vorzugsweise zwischen 0,45 und 0,65 46 liegt. Diesem Harz werden 25 bis 30 Gew.-96 Wasser zugesetzt sowie etwa 0,2 % Katalysator in Form von Ammoniumchlorid und -sulfat. Das erhaltene Bindergemisch hatte einen Feststoffgehalt von etwa 50 % und eine Viskosität bei 25 °C von 30 mPa.s.
Die erfindungsgemäß hergestellten Hartfaserplatten weisen gegenüber den bekannten Platten verschiedene Vorteile auf, nämlich homogenes Aussehen der Oberfläche und des Inneren der Platte. Diese Homogenität macht innere Formungen möglich. Die erfindungsgemäße Platte zeichnet sich durch gröfere Biegefestigkeit und größere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Lockern von Schrauben aus.
Wie bereits darauf hingewiesen, soll das für die Herstellung des Bindergemischs angewandte Harz einen Feststoffgehalt zwischen 60 und 70 %, vorzugsweise etwa 65 %1haben.Bei einem Feststoffgehalt von 65 % liegt seine Viskosität bei 25 °C bei 0,15 bis 0,30 Pa.s.
In manchen Fällen kann es wirtschaftlich interessant sein, ein ähnliches Harz mit geringerem Feststoffgehalt anzuwenden, z.3. dann, wenn das Harz in unmittelbarer Nähe von seinem Herstellungsort verwendet werden soll.
Die damit verbundenen geringfügig höheren Einstandskosten aufgrund der größeren Dichte können kompensiert werden durch Herabsetzung des Energiebedarfs für die Konzentrierung des Harzes. Ein solches Harz mit einem Feststoffgehalt von 60 % besitzt bei 25 °C eine Viskosität von 80 bis 140 mPa.s.
Trotz der geringen Viskosität würde dies für Harze mit ähnlichen Feststoffgehalten und Anteilen an Formaldehyd und Harnstoff bedeuten, daß sie einen geringeren Polymerisationsgrad und einen höheren Gehalt an freiem Formaldehyd besitzen. Es ist daher überraschend, daß die Formaldehydwerte unter 1 %, insbesondere zwischen 0,45 und 0,65 % liegen. Die Bestimmung geschieht wie üblich nach dem Verfahren mit kaltem Sulfitn.
Das Bindergemisch verhält sich beim Imprägnieren des Fasermaterials so, als ob es nicht klebrig wäre, so daß es nicht zu einem Zusammenklumpen von Fasern kommt, die bei der Förderung schwere Probleme aufwerfen warden und es auch nicht zu Unregelmäßigkeiten hinsichtlich mechanischer Eigenschaften und Aussehen der Hartfaserplatten kommt, wenn derartige Klumpen in die Presse gelangen.
Für die Imprägnierung des trockenen Fasermaterials mit Harz benötigt man eine Dosiervorrichtung zur Einstellung der entsprechenden Mengenverhältnisse von Fasermaterial und Harzmischung. Das Gewichtsverhältnis von trockenem Harz zu trockenem Fasermaterial soll zwischen 0,07 und 0,11 liegen.
Die Erfinderung wird anhand folgenden Beispiels weiter erläutert.
Beispiel Es wurde ein Bindergemisch eines Harnstoff-Formaldehyd harzes mit einem Feststoffgehalt von 65 46- und einer Viskosität von 0,225 Pa.s bei 25 0c und einem Anteil an freiem Formaldehyd von 0,5 % hergestellt,in dem 100 Gew.-Teile dieses Harzes mit 28 Gew.-Teilen Wasser und 2 Gew.-Teilen einer 10 96-igen Ammoniumsulfat-Lösung versetzt wurden, worauf 1,8 Gew.-Teile einer 10 96-igen Ammoniumchlorid-Lösung eingerührt wurden. Diese Harzlösung gelierte bei 100 0C in 2 min und zeigte bei 20 °C eine gute Lagerfähigkeit; ihre Viskosität betrug 30 mPa.s und der Harz-Feststoffgehalt 50 %.
Als Fasermaterial wurde von Pinierrund Pappelschnitzeln in einer Menge von 90 : 10 ausgegangen. Das Fasermaterial wurde zuerst mit einer Paraffinemulsion vorbehandelt, und zwar wurde auf das trockene Fasermaterial 1 % Paraffin-Feststofie aufgebracht.
Auf 6 kg Fasermaterial mit 5 % Feuchte wurden 0,912 kg Bindermischung angewandt.
Das so erhaltene trockene Produkt wurde wie folgt auf eine Hartfaserplatte verarbeitet, und zwar auf einer Laboratoriumspresse auf eine Plattengröße von 0,5 . 0,5 m0 Es wurde kalt vorgepreßt unter einem Druck von 150 N/cmz während 60 s. Vor dem Heißpressen wurden die Kanten auf 450 , 450 mm beschnitten.
6,912kg des imprägnierten Fasermaterials reichten aus für eine 17 mm starke Platte obiger Dimension, welche ein Raumgewicht von 720 kg/m3 besaß.
Das Heißpressen der kalt vorgepreßten Platte erfolgte zwischen zwei elektrisch auf 180 0c beheizte Platten unter einem Preßdruck von 230 N/cm2 mit automatischer Entltlftung bzw. Auswurf. Die Preßzeit betrug 6 min.
Nach den Sandstrahlen der Hartfaserplatte zeigte diese folgende Eigenschaften: Stärke 16,10 mm Raumgewicht 715 kg/m3 Biegefestigkeit - 3 450, N/cm2 Zugfestigkeit 82 N/cm2 Wasseraufnahme bei 20 oC 10,5 , Quellung in Wasser bei 20 oC 3,7 % Widerstandsfähigkeit gegen das Herausschrauben einer Schraube aus der Fläche 145 kg Widerstandsfähigkeit gegen das Herausschrauben einer Schraube aus der -Kante 115 kg Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man Hartfaserplatten der gewünschten Dichte herstellen. Sie variieren dann in geringem Ausmaß hinsichtlich Zugfestigkeit und Biegefestigkeit. Diese Eigenschaften nehmen mit abnehmendem Raumgewicht ab und steigen mit steigendem Raumgewicht.
Anstelle eines Harnstoff-Formaldehydharzes kann man auch ein Harz verwenden, dessen Harnstoffgehalt ganz oder teilweise durch Melamin und/oder ersetzt ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Hartfaserplatten durch Imprägnieren eines trockenen Lignocellulose-Fasermaterials mit einer Harz-Bindermischung und Pressen, dadurch g e k e n n z e ic h n e t , daß man eine Harz-Bindermischung anwendet, die hergestellt worden ist aus einem klebfreien Harnstoff-Formaldehydharzmit einem Feststoffgehalt von 60 bis 70 96, vorzugsweise etwa 65 %, dessen Viskosität bei einem Feststoffgehalt von 65 % bei 25 O 0,15 bis 0,30 Pa.s beträgt und der Gehalt an freiem Formaldehyd unter 1 %, vorzugsweise zwischen 0,45 und 0,65 96 liegt, 25 bis 30 Gew.-% Wasser - bezogen auf Harz - und etwa 0,2 % Katalysator in Form von Ammoniumchlorid und/oder -sulfat, wobei die Bindermischung einen Harz-Feststoffgehalt von etwa 50 96 und eine Viskosität bei 25 CC von <30 mPa.s hat 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß man das imprägnierte Fasermaterial zuerst kalt vorpreßt und dann heiß preßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß man auf das Fasermaterial eine Paraffin-Emulsion in solcher Menge aufbringt, daß auftrockenes Fasermaterial etwa 1 Gew.-% Paraffin kommt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß man so viel Bindermischung verwendet, dafl das Gewichtsverhältnis trockenes Harz zu trockenem Fasermaterial zwischen 0,07 und 0,11 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e -k e n n z e i c h ne t , daß man eine Bindermischung verwendet, in dessen Harz 1 bis 15 % des Harnstoffgehalts durch Melamin und/oder Dicyandiamid ersetzt ist.