DE3438735C2 - - Google Patents

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DE3438735C2
DE3438735C2 DE3438735A DE3438735A DE3438735C2 DE 3438735 C2 DE3438735 C2 DE 3438735C2 DE 3438735 A DE3438735 A DE 3438735A DE 3438735 A DE3438735 A DE 3438735A DE 3438735 C2 DE3438735 C2 DE 3438735C2
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Eberhard Dipl.-Ing. Osterloff
Detlef Dr. Seepe
Wolfgang Dr. 4150 Krefeld De Metzner
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Desowag GmbH and Co KG
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Desowag Materialschutz GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
    • C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten gemäß der Ansprüche 1 bis 7 sowie die Verwendung eines flüssigen Konzentrates für die Herstellung von Span- oder Faserplatten gemäß der Ansprüche 8 und 9.
Verfahren zur Herstellung von Span- und Faserplatten unter Verwendung von Bindemitteln, z. B. Harnstoffharzen, kondensierbaren Harzen und dgl. (oder daraus hergestellten Leimflotten), Holzspänen, Füllstoffen, Zusatz- und/oder Verarbeitungshilfsmitteln und anderen Zuschlagstoffen sowie deren Verpressung bei erhöhter Temperatur sind bereits allgemein bekannt (vgl. u. a. DE-AS 18 01 209).
Es ist auch bekannt, bei der Herstellung von Span- und/oder Faserplatten den Spänen oder Fasern einen flammhemmenden Stoff zuzufügen. Bekannte Mittel sind dabei Borate, Phosphate, Sulfate oder Borsäure. Als nachteilig hat es sich jedoch herausgestellt, daß diese Mittel oft zu einer Qualitätseinbuße der Holzwerkstoffplatten führen, wobei im wesentlichen die Funktion der Bindemittel häufig gestört wird (vgl. DE-AS 20 59 163, u. a. Spalte 3, Zeile 46-50). Gemäß DE-AS 20 59 163 wird daher vorgeschlagen, Kaolin als flammhemmenden mineralischen Stoff bei der Span- und Faserplattenherstellung zuzusetzen. Schließlich ist es weiterhin bekannt, Borverbindungen und ähnliche Salze in der Leimflotte zu lösen und zur Herstellung von Spanplatten im sogenannten Leimuntermischverfahren zu verarbeiten. Hierbei treten jedoch verschiedene Nachteile auf, z. B. saure Reaktion in wäßrigen Lösungen. Dadurch wird die Gelierzeit der Kondensationsharze derart verkürzt, daß die Bunkerstandzeiten für beleimte Späne sich zu weit verringern und es somit durch Vorhärtung des Leimes oft zu Fehlverleimungen kommt.
Weiterhin ist es bekannt, daß Borverbindungen absolut unverträglich mit bestimmten Harzen, z. B. Phenolformaldehydharzen, sind, so daß die Harze bei der Zugabe der Borverbindungen ausflocken. Zwar wird deshalb gemäß der DE-OS 23 24 046 der Zusatz von Alkoholen mit mindestens 4 C-Atomen bei der Herstellung schwerentflammbarer Spanplatten vorgeschlagen. Durch den erforderlichen hohen Gehalt an Borverbindungen als Feuerschutzmitteln ist jedoch die Qualität der Verleimung verringert.
Aus Chemical Abstracts 100 (1984) 87514a ist bereits bekannt, daß Holzmaterial durch Behandlung mit wäßrigen Mischungen aus Polyethylenglykol und Borsäure widerstandsfähig gegenüber Rißbildung und Pilzen gemacht werden kann. Eine derartige Behandlung ist jedoch nur bei feuchtem Holz, beispielsweise frisch geschlagenem Rundholz an den Schnittstellen anwendbar, wo es im Verlauf der Trocknung zur Rißbildung und Pilzbefall kommen kann. Sie gewährt nur einen temporären Schutz und ist bei der Spanplattenherstellung nicht anwendbar.
In Chemical Abstracts 83 (1975) 19 53 52k wird die Herstellung von Aminoharzen mit verringertem Gehalt an freiem Formaldehyd beschrieben, indem während oder nach der Polymerisation der Aminoformaldehydharze ein β-Hydroxyamin eingearbeitet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten zu finden, die bei einem geringen Gehalt an Borverbindungen bereits einen verbesserten, dauerhaften Schutz gegen Fäulnis, verbesserte mechanische Eigenschaften sowie eine verringerte Formaldehydabgabe entsprechend den gesetzlichen Vorschriften aufweisen, ohne daß besonders formaldehydarme Amino-Formaldehydharze als Bindemittel eingesetzt werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin- Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol- Harnstoff-Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte 1-3 Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht (atro) der eingesetzten Späne und/oder Fasern eines flüssigen Konzentrates, bestehend aus 50-80 Gew.-Teilen, vorzugsweise 55-70 Gew.-Teilen, Borsäure und 50-20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 45-30 Gew.-Teilen, einer wasserlöslichen Verbindung oder eines wasserlöslichen Verbindungsgemisches, die bzw. das mindestens einen Alkohol, vorzugsweise einen primären Alkohol mit C₁- C₆, vorzugsweise C₂-C₄, und mindestens ein wasserlösliches aliphatisches Amin oder Polyamin und/oder ein Alkanolamin mit C₁-C₆, vorzugsweise C₂-C₄, enthält, sowie 0-50 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5-25 Gew.-Teilen, Wasser, zugefügt und in an sich bekannter Weise miteinander vermischt, vor der Verpressung zur Plattenformung angeordnet, gestreut und/oder vorgeformt und nachfolgend unter Verwendung eines Preßdruckes von 8-60 dN/cm², vorzugsweise 12-40 dN/cm², und einer Temperatur von 120-230°C, vorzugsweise 140- 200°C, verpreßt wird.
Nach dem Verfahren beträgt der Festharzgehalt der Leimflotte 35-65 Gew.-%, vorzugsweise 45-55 Gew.-%, und die Leimflotte wird in einer Menge von 4-30 Gew.-Teilen, vorzugsweise 6-20 Gew.-Teilen (berechnet als Festharz und bezogen auf 100 Gew.-Teile atro Späne und/oder Fasern) den Holzspänen und/oder Fasern zugegeben.
Das flüssige für die Verbesserung der Eigenschaften der Span- oder Faserplatten verwendete Konzentrat ist in ähnlicher Zusammensetzung als Holz- und Flammschutzmittel, insbesondere für Anstriche, aus der DE-PS 21 40 051 bekannt. Nach dem Aufstreichen oder Aufsprühen auf Holz, insbesondere Stamm- und Schnittholz, oder andere zu schützende Gegenstände bildet sich unter Verwendung des flüssigen Konzentrates ein lackartiger Überzug, der bei einem Beflammen aufbläht und eine flammhemmende poröse Borsäureanhydrid-Kohlenstoffschicht entstehen läßt.
Ein flüssiges Konzentrat aus Borsäure und einem wasserlöslichen Amin oder Polyamin allein ist jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erzielung der Verbesserung der Eigenschaften nicht ausreichend. Vielmehr muß zusätzlich mindestens eine organisch gebundene Hydroxylgruppe in dem Amin oder Polyamin (z. B. Aminoalkohol) oder ein flüssiger Alkohol vorhanden sein.
Überraschend wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß der Einsatz eines entsprechenden Konzentrates in der beanspruchten Gewichtsmenge, insbesondere als Zusatzstoff für bestimmte Leimflotten bzw. Bindemitteln, zur Verbesserung der Eigenschaften der Span- oder Faserplatten führt.
Als wasserlösliche Verbindung oder wasserlösliches Verbindungsgemisch, die bzw. das mindestens einen Alkohol, vorzugsweise einen primären Alkohol, mit C₁-C₆, vorzugsweise C₂-C₄, und mindestens ein wasserlösliches aliphatisches Amin oder Polyamin und/oder ein Alkanolamin mit C₁-C₆ enthält, sind Gemische von aliphatischen, tertiären, sekundären und/oder primären Alkoholen wie tert. Butanol, Isopropanol, vorzugsweise jedoch primäre Alkohole, bevorzugt Methanol, Ethanol, n-Propanol, n-Butanol, Glycerin und/oder Glykol und aliphatische Amine, vorzugsweise Propylamin, 1,2-Propylendiamin und/oder Lösungen von Ethylamin geeignet.
Das Verbindungsgemisch sollte ein molares Verhältnis von Alkoholgruppen zu Amingruppen von 4 : 1 bis 1 : 4, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 aufweisen.
Bevorzugt werden jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung Alkanolamine oder Aminoalkohole mit C₂-C₄ eingesetzt. Als besonders geeignet hat sich der Einsatz von Monoethanolamin erwiesen. Die Aminoalkohole, vorzugsweise Monoethanolamin, werden nach einer bevorzugten Ausführungsform in Kombination mit Borsäure oder Boraten, vorzugsweise Orthoborsäure und/oder aliphatischen Alkohol(en) und/oder aliphatischen Amin(en) verwendet.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Span- oder Faserplatten weisen nicht nur den angestrebten verbesserten Schutz gegen Fäulnis, sondern auch verbesserte Eigenschaften wie eine verringerte Dickenquellung, eine erhöhte Querzugfestigkeit und/oder eine Erhöhung der Biegefestigkeit je nach Art und Menge des verwendeten Kunstharzbindemittels in der Leimflotte auf.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Formaldehydabgabe der hergestellten Span- oder Faserplatten verringert wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform enthält die Leimflotte und/oder das anwendungsfertige Bindemittel je nach Art und Menge des Bindemittels 1-6 Gew.-%, vorzugsweise 2-5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoff- oder Festharzanteil des Bindemittels), mindestens eines Härters. Dabei werden an sich bekannte Härtungsmittel, z. B. Ammoniumchloridlösung, Ameisensäure und andere ähnlich wirkende Säuren oder Salzlösungen, z. B. Ammoniumsalzlösungen, verwendet.
Die Preßzeiten in Abhängigkeit von dem verwendeten Bindemittel und der angewandten Temperatur betragen 0,08-2 min/mm, vorzugsweise 0,12- 0,50 min/mm.
Nach einer Ausführungsform werden der Mischung zur Herstellung der Spanplatten mindestens ein Hydrophobierungsmittel, vorzugsweise auf der Basis von Paraffinemulsion oder Heißwachs, in einer Menge von 0,1-2 Gew.-%, vorzugsweise 0,3-1 Gew.-%, bezogen auf atro Holzspäne und/oder Fasern, zugegeben.
Als Rohstoffe für die Span- oder Faserplatten sind an sich bekannte Rohstoffe, wie Holzspäne und Fasern, insbesondere Holzspäne aus Laub- und Nadelhölzern, wahlweise gemischt, in üblicher Fraktion oder Spangrößen aus Faserholz oder Abfällen, sowie Zusätzen von Sägemehl und Papier, sowie Spänen und/oder cellulosehaltigen Fasern aus Einjahrespflanzen (Reisschalen, Stroh, Flachs, Schilf, Bagasse, Maisstengel u. ä.) auch granulierte Bio-Masse (Nadeln, Blätter, Stengel, Rinde u. ä.) sowie Recyclingabfälle mit Kunststoff- und Gummianteilen, Müllfasern und anderen organischen Substanzen, einschließlich des Schleifstaubes der hergestellten Platten, geeignet.
Nach einer Ausführungsform werden dem Leim mindestens ein Streckmittel, vorzugsweise als Zusatzmittel für den Leim, insbesondere Holzmehl, Kokosnußschalenmehl, Walnußschalenmehl, Borkenmehl und/oder Stärke in einer Menge von 0,1-3 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-2 Gew.-% (bezogen auf die Leimflotte) zugefügt.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Platten kann bevorzugt mit anschließender Verdichtung, Verpressung in Einetagenanlagen, Mehretagenanlagen, Durchlaufpressen, Spezialpressen für Spanformteile, Kalanderanlagen, bei möglicher gleichzeitiger Beschichtung der Platten oder Formteile in einem Arbeitsgang unter Verwendung von Furnieren, harzgetränkten Papieren, Folien, Metallen und Textilien und dgl. erfolgen.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines flüssigen Konzentrates bestehend aus 50- 80 Gew.-Teilen, vorzugsweise 55-70 Gew.-Teilen Borsäure und/oder Alkaliborate, vorzugsweise Orthoborsäure und 50-20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 45-30 Gew.-Teilen, einer wasserlöslichen Verbindung oder eines wasserlöslichen Verbindungsgemisches, die bzw. das mindestens einen Alkohol, vorzugsweise einen primären Alkohol, mit C₁-C₆, vorzugsweise C₂-C₄, und mindestens einem wasserlöslichen aliphatischen Amin oder Polyamin und/oder Alkanolamin mit C₁-C₆, vorzugsweise C₂- C₄, enthält, sowie 0-50 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5-25 Gew.-Teilen, Wasser als Zusatzmittel zur ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin- Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol-Harnstoff- Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren der vorgenannten Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte für die Herstellung von Span- oder Faserplatten.
Beispiele
1. Beispiel für ein flüssiges Konzentrat
Eigenschaften der Platten
2. Beispiel für ein flüssiges Konzentrat
Eigenschaften der Platten
3. Beispiel für ein Konzentrat
Eigenschaften der Platten
4. Beispiel für ein Konzentrat
Borsäure
60%
Diethylaminoethanol 25%
Wasser 15%

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten unter Verwendung von Holzspänen, Holzteilchen und/oder Fasern, einem Bindemittel, einem Hydrophobierungsmittel sowie Zusatzstoffen und/oder Verarbeitungshilfsmitteln, wobei die Späne mit dem Bindemittel und den Zusatzstoffen in an sich bekannter Weise vermischt oder behandelt und zu Platten verpreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin- Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol-Harnstoff- Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte 1-3 Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht (atro) der eingesetzten Späne und/oder Fasern eines flüssigen Konzentrates, bestehend aus 50-80 Gew.-Teilen Borsäure und/oder Alkaliborate und 50-20 Gew.-Teilen einer wasserlöslichen Verbindung oder eines wasserlöslichen Verbindungsgemisches, die bzw. das mindestens einen Alkohol mit C₁-C₆ und mindestens ein wasserlösliches aliphatisches Amin oder Polyamin und/oder ein Alkanolamin mit C₁-C₆ enthält, sowie 0-50 Gew.-Teilen Wasser, zugefügt und in an sich bekannter Weise miteinander vermischt, vor der Verpressung zur Plattenformung angeordnet, gestreut und/oder vorgeformt und nachfolgend unter Verwendung eines Preßdruckes von 8-60 dN/cm² und einer Temperatur von 120-230°C verpreßt werden.
2. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin- Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol-Harnstoff- Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte 1-3 Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht (atro) der eingesetzten Späne und/oder Fasern eines flüssigen Konzentrates, bestehend aus 55-70 Gew.-Teilen Borsäure und/oder Alkaliborate und 45-30 Gew.-Teilen einer wasserlöslichen Verbindung oder eines wasserlöslichen Verbindungsgemisches, die bzw. das mindestens einen primären Alkohol mit C₂-C₄ und mindestens einem wasserlöslichen aliphatischen Amin oder Polyamin und/oder einem Alkanolamin mit C₂-C₄ enthält, sowie 5-25 Gew.-Teilen Wasser, zugefügt und in an sich bekannter Weise miteinander vermischt, vor der Verpressung zur Plattenformung angeordnet, gestreut und/oder vorgeformt und nachfolgend unter Verwendung eines Preßdruckes von 12-40 dN/cm² und einer Temperatur von 140-200°C verpreßt werden.
3. Verfahren zur Herstellung von Span- und Faserplatten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Festharzgehalt der Leimflotte oder des anwendungsfertigen Bindemittels 45-55 Gew.-% beträgt, und die Leimflotte oder das anwendungsfertige Bindemittel in einer Menge von 6-20 Gew.-Teilen, (berechnet als Festharz und bezogen auf 100 Gew.-Teile atro Späne und/oder Fasern) den Holzspänen und/oder Fasern zugegeben wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimflotte und/oder das anwendungsfertige Bindemittel 2-5 Gew.-%, (bezogen auf den Feststoff- oder Festharzanteil des Bindemittels) mindestens eines Härters enthält.
5. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßzeiten 0,12-0,50 min/mm (Minuten pro mm Plattendicke), betragen.
6. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung zur Herstellung der Spanplatten mindestens ein Hydrophobierungsmittel auf der Basis von Paraffinemulsion oder Heißwachs in einer Menge von 0,3 bis 1 Gew.-%, bezogen auf atro Holzspäne und/oder Fasern, zugegeben wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Span- oder Faserplatten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leim mindestens ein Streckmittel in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-%, (bezogen auf die Leimflotte), zugefügt wird.
8. Verwendung eines flüssigen Konzentrates, bestehend aus 50-80 Gew.-Teilen Borsäure und/oder Alkaliborate und 50-20 Gew.-Teilen einer wasserlöslichen Verbindung oder eines wasserlöslichen Verbindungsgemisches, die bzw. das mindestens einen Alkohol mit C₁-C₆ und mindestens ein wasserlösliches aliphatisches Amin oder Polyamin und/oder ein Alkanolamin mit C₁-C₆ enthält, sowie 0-50 Gew.-Teilen Wasser als Zusatzmittel zur ein Harnstoff- Formaldehydharz, Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol-Harnstoff-Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte für die Herstellung von Span- oder Faserplatten.
9. Verwendung eines flüssigen Konzentrates nach Anspruch 8, bestehend aus 55-70 Gew.-Teilen Borsäure und/oder Alkaliborate und 45-30 Gew.- Teilen einer wasserlöslichen Verbindung oder einem wasserlöslichen Verbindungsgemisch, die bzw. das mindestens einen primären Alkohol mit C₂-C₄ und mindestens ein wasserlösliches aliphatisches Amin oder Polyamin und/oder ein Alkanolamin mit C₂-C₄, enthält, sowie 5-25 Gew.-Teilen, Wasser als Zusatzmittel zur ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Phenol- Harnstoff-Formaldehydharz und/oder ein Gemisch von einem oder mehreren dieser Harze mit Isocyanat, allein oder in Kombination mit Tanninharzen als Bindemittel enthaltenden Leimflotte für die Herstellung von Span- oder Faserplatten.
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