DE69122132T2

DE69122132T2 - Holzmehlmischung

Info

Publication number: DE69122132T2
Application number: DE69122132T
Authority: DE
Inventors: Jan Andersson
Original assignee: Casco Products AB
Current assignee: Casco Products AB
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-10-10
Also published as: DE69122132D1; FI96931C; EP0652817A1; AU8857091A; NO307328B1; ES2092578T3; FI931751A0; EP0652817B1; NO931230D0; NO931230L; SE468419B; GR3021506T3; SE9003355D0; WO1992006832A1; FI96931B; EE9400123A; DK0652817T3; FI931751A; SE9003355L; ATE142552T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Holzmehlmischung zur Herstellung von Formgegenständen aus Holz, wie Platten und Formteile. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Holzmehlmischung und deren Verwendung. Insbesondere beruht die vorliegende Erfindung auf einer Holzmehlmischung, die fein pulverisierte Holzteilchen und fein pulverisiertes Phenolharz enthält.
Die Herstellung von Platten und Formteilen aus mit Leim beschichteten cellulosehaltigen Produkten, wie Holzspäne und Holzfasern, ist allgemein bekannt. Außerdem ist es üblich, daß die daraus hergestellten Platten oder Gegenstände und die geformten Details oberflächenbehandelt werden, zum Beispiel durch Streichen oder Laminieren. Herkömmliche Spanplatten oder Faserplatten haben jedoch den Nachteil, daß die Oberfläche durch das Streichen eine rauhe Struktur erhält, insbesondere bei maschinell bearbeiteten Oberflächen, zum Beispiel nach dem Fräsen, da die Oberflächenbehandlung dazu geführt hat, daß die Fasern oder Späne "vorstehen". Damit eine akzeptable Oberfläche entsteht, muß die rauhe Oberfläche geschliffen und die Platte erneut gestrichen werden. Wenn die Anforderungen zu streng sind, kann es notwendig werden, daß die Platte einige Male geschliffen und gestrichen wird, wodurch die Oberflächenbehandlung teuer wird. Bei bestimmten komplizierten Details kann das Schleifen außerdem so schwierig sein, daß die Herstellung dieser Details unprofitabel wird. Dies trifft zum Beispiel für komplizierte Muster zu, die in die Plattenoberfläche gefräst oder auf andere Weise darin ausgebildet sind. In den meisten Fällen müssen diese dreidimensionalen Muster von Hand geschliffen werden.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Plattenmaterialien ist deren Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Die Platten quellen, wenn sie Feuchtigkeit aufhehmen. Bereits eine geringfügige Beschädigung der Deckschicht aus Farbe oder Kunststoff führt zum Eintritt der Feuchtigkeit, so daß die Platte quillt und die Oberflächenschicht reißt. Wenn die Platte in einer feuchten Umgebung angewendet werden soll, muß das Material deshalb durch ein teures Laminierverfahren oberflächenbehandelt werden, das haltbare und oftmals faserverstärkte Kunststoffschichten beinhaltet.
Es wurde nunmehr überraschenderweise festgestellt, daß die vorliegende Erfindung zu Formgegenständen aus Holz führt, die keinen der vorstehenden Mängel aufweisen.
Wie in den zugehörigen Ansprüchen aufgeführt umfaßt die Erfindung eine Holzmehlmischung, die ein Gemisch aus fein pulverisiertem Holz und fein pulverisiertem Phenolharz enthält. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung dieser Holzmehlmischung und deren Verwendung.
Die aus der erfindungsgemäßen Holzmehlmischung hergestellten Produkte erhalten eine Oberfläche, die sich einfacher behandeln läßt, wobei es durch das Holzmehl viel leichter wird, die Oberfläche des Endproduktes zu behandeln. Beim Lackieren gibt es keine Fasern oder Späne, die aus der Oberfläche "vorstehen"; die Oberfläche bleibt glatt. Somit muß sie nach dem Anstrich nicht mehr geschliffen werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese Mischung eine komplizierte Form besser ausfüllt als Späne oder Fasern, die viel größer als fein pulverisiertes Holz sind. Somit können komplizierte Details auf herkömmliche Weise geformt werden. Außerdem sind die erfindungsgemäßen Holzmehlprodukte weniger feuchtigkeitsempfindlich als Produkte aus herkömmlichen Spanplatten oder Faserplatten, die eine innere, durch die Feuchtigkeit ausgelöste Spannung aufweisen, die zur Entstehung von Rissen führt. Das erfindungsgemaße Material zeigt diese Spannung jedoch nicht. Es wurde trotz der Tatsache, daß die Mischung hauptsächlich auf fein pulverisierten Holzteilchen basiert, festgestellt, daß daraus hergestellte Platten und Details äquivalente oder bessere Festigkeitswerte als herkömmliche Spanplatten und die gleichen hervorragenden Festigkeitswerte wie sogenannte MDF-Platten (Faserplatten mit mittlerer Dichte) erzielen.
Die erfindungsgemäße Holzmehlmischung kann für die Herstellung von Formplatten und vielen unterschiedlichen Formprodukten aus Holz für verschiedene Zwecke verwendet werden. Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften ist die Mischung besonders für die Herstellung von Holzdetails für Feuchträume, zum Beispiel Küchen und Badausstattung, geeignet. Es sollen hier auch geformte Details erwähnt werden, zum Beispiel Toilettendeckel oder Küchentüren mit tiefen dekorativen Mustern in der Oberfläche.
Der Begriff "fein pulverisierte Holzteilchen" steht für Holzteilchen mit einer Teilchengröße, so daß die Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von ≤ 0,5 mm passieren. Es ist bevorzugt, wenn 75 Gew.-% der fein pulverisierten Holzteilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm passieren, und es ist besonders bevorzugt, wenn 95 % der Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm passieren. Die fein pulverisierten Holzteilchen können aus Abfällen der Holzindustrie bestehen. Wenn zum Beispiel Spanplatten hergestellt werden, wird das feinkörnige Holz aussortiert, da es zu Dampfblasen und einer geringen Festigkeit der Spanplatten führt. Diese Holzteilchen können bei der erfindungsgemäßen Holzmehlmischung verwendet werden. Die Teilchen können auch Holzmehl sein, das beim Schleifen getrockneter Holzspäne entsteht, und eine weitere Rohmateriälquelle ist Schleifstaub von der Herstellung von Spanplatten und Faserplatten. Da dieser Staub von Platten aus verleimten Spänen stammt, ist er mit gehärtetem Aminoharz und in den meisten Fällen auch mit Paraffin imprägniert. Der Schleifstaub hat üblicherweise einen Harzgehalt von 10 bis 15 Gew.-%. Da der Staub ein Abfallprodukt darstellt, das bisher nur für die Verbrennung gedacht war, wird er bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet.
Der Harzgehalt der Holzmehlmischung beträgt 1 bis 25 Gew.-%, und die fein pulverisierten Holzteilchen bilden somit 99 bis 75 Gew.-% der Mischung. Es ist häufig nicht erforderlich, daß 25 Gew.-% Harz verwendet werden, und es werden bessere Ergebnisse erreicht, wenn der Harzgehalt 1 Gew.-% übersteigt. Geeignete Werte für das Gemisch lauten 2 bis 20 Gew.-% Harz und 98 bis 80 Gew.-% fein pulverisierte Holzteilchen. Bevorzugte Werte sind 3 bis 18 Gew.-% Harz und 97 bis 82 Gew.-% fein pulverisierte Holzteilchen und besonders bevorzugte Werte lauten 4 bis 15 Gew.-% Harz und 96 bis 85 Gew.-% fein pulverisierte Holzteilchen. Die angegebene Menge der fein pulverisierten Holzteilchen umfaßt die darin enthaltene Feuchtigkeit.
Das bei dieser Holzmehlmischung verwendete Harz besteht aus trockenem, fein pulverisiertem Phenolharz. Das hat einige Vorteile, zum Beispiel das leichte Mischen mit den feinkörnigen Holzteilchen. Andererseits wäre es schwierig, ein flüssiges Harz mit den fein pulverisierten Holzteilchen zu mischen, da die Harzmenge derartig gering ist. Das würde den Zusatz von Wasser erfordern, wodurch anschließend Trocknungs- und Schleifverfähren notwendig werden. Das fein pulverisierte Harz-Holz-Gemisch hat hervorragende Lagereigenschaften, wohingegen bei der herkömmlichen Spanplattenherstellung verwendete, mit Leim beschichtete Späne nur wenige Stunden aufbewahrt werden können. Das Phenolharz führt auch zu Formprodukten aus Holz, die die E1-Forderung für die Freisetzung von Formaldehyd erfüllen, und zu Produkten mit hervorragender Wasserbeständigkeit. Das fein pulverisierte Phenolharz kann Novolakharz oder Resolharz sein. Es kann außerdem sprühgetrocknet oder gemahlen werden, die Verwendung von sprühgetrocknetem Harz ist jedoch bevorzugt. Außerdem ist es erwünscht, wenn die Teilchengröße des Phenolharzes möglichst gering ist und in der gleichen Größenordnung wie die der Holzteilchen liegt.
Der Feuchtigkeitsgehalt der hergestellten Holzmehlmischung stellt einen wichtigen Faktor dar. Ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt ergibt schlechte Festigkeitswerte der Endprodukte, wohingegen ein geringerer Feuchtigkeitsgehalt zu einer besseren Festigkeit führt. Der Feuchtigkeitsgehalt sollte zwischen 0 und 15 Gew.-% des hergestellten Pulvergemischs, geeigneterweise zwischen 0 und 10 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 0 und 5 Gew.-% liegen. Die fein pulverisierten Holzteilchen sollten möglichst trocken sein, bevor sie mit dem Harz gemischt werden, und sie sollten geeigneterweise einen Feuchtigkeitsgehalt von 0 bis 5 Gew.-% aufweisen.
Die erfindungsgemäße Holzmehlmischung wird hergestellt, indem die fein pulverisierten Holzteilchen und das fein pulverisierte Phenolharz in den vorstehend angegebenen Mengen mit herkömmlichen Pulvermischern zu einem homogenen Gemisch gemischt werden. Es kann auch geeignet sein, wenn geringe Mengen herkömmlicher Zusätze zugegeben werden, wie Hydrophobierungsmittel, Formtrennmittel und Mittel zur Regelung der elektrischen Leitfähigkeit. Die hergestellte Holzmehlmischung kann leicht aufbewahrt und zu jedem Anwender gebracht werden. Die Holzmehlmischung kann zu Platten und Formteilen gepreßt werden, zum Beispiel unter Anwendung herkömmlicher Verfahren, die herkömmliche Heißpressen zur Herstellung von Spanplatten bzw. geformten Holzspanprodukten einschließen. Die Temperatur beim Formen beträgt geeigneterweise 100 bis 225ºC, und ein Druck von 1 bis 7,5 MPa ist geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der folgenden nicht begrenzenden Beispiele detaillierter beschrieben. In den Beispielen bedeuten "Teile" und "Prozent" Gewichtsteile und Gewichtsprozent, wenn es nicht anders aufgeführt ist.

Beispiel 1

900 g Schleifstaub (Größe: 95 % Staub passieren durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm) und 100 g spruhgetrocknetes Phenolharz wurden in einem herkömmlichen Mischer zu einem homogenen Gemisch gemischt. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug 3 Gew.-% des gesamten Gemischs.
Danach wurde das Gemisch 8 min bei 175ºC in einer herkömmlichen Heißpreßform zu einer Platte mit 16 mm geformt. Für die Platte wurden die nachstehenden Werte bestimmt:
Dichte: 863 kg/m³
Perforatorwert: 2 mg Formaldehyd/100 g Platte
Biegefestigkeit (MOR): 31,6 MPa
Festigkeit der inneren Bindung (IB): 1,19 MPa

Beispiel 2

880 g Schleifstaub (Größe: 95 % Staub passieren durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm) und 120 g spruhgetrocknetes Phenolharz wurden in einem herkömmlichen Mischer zu einem homogenen Gemisch gemischt. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug 4 Gew.-% des gesamten Gemischs.
Danach wurde das Gemisch 8 min bei 175ºC in einer herkömmlichen Heißpreßform zu einer Platte mit 16 mm geformt. Für die Platte wurden die nachstehenden Werte bestimmt:
Dichte: 806 kg/m³
Quelldicke: 12,6 % (48 h bei 20ºC in Wasser gelagert)
Festigkeit der inneren Bindung (IB): 1,62 MPa

Beispiel 3

800 g Schleifstaub (Größe: 95 % Staub passieren durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm) und 200 g sprühgetrocknetes Phenolharz wurden in einem herkömmlichen Mischer zu einem homogenen Gemisch gemischt. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug 4 Gew.-% des gesamten Gemischs.
Danach wurde das Gemisch 8 min bei 175ºC in einer herkömmlichen Heißpreßform zu einer Platte mit 16 mm geformt. Für die Platte wurden die nachstehenden Werte bestimmt:
Dichte: 1130 kg/m³
Quelldicke: 10,6 % (48 h bei 20ºC in Wasser gelagert)
Festigkeit der inneren Bindung (113): 2,08 MPa

Beispiel 4

930 g Schleifstaub (Größe: 95 % Staub passieren durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm) und 70 g sprühgetrocknetes Phenolharz wurden in einem herkömmlichen Mischer zu einem homogenen Gemisch gemischt. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug 4 Gew.-% des gesamten Gemischs.
Danach wurde das Gemisch 8 min bei 175ºC in einer herkömmlichen Heißpreßform zu einer Platte mit 16 mm und abgerundeten Kanten geformt. Für die Platte wurden die nachstehenden Werte bestimmt:
Dichte: 1003 kg/m³
Festigkeit der inneren Bindung (IB): 1,24 MPa

Beispiel 5

900 g Holzstaub (Größe: 95 % Staub passieren durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm) und 100 g sprühgetrocknetes Phenolharz wurden in einem herkömmlichen Mischer zu einem homogenen Gemisch gemischt. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug etwa 4 Gew.-% des gesamten Gemischs.
Danach wurde das Gemisch 8 min bei 175ºC in einer herkömmlichen Heißpreßform zu einer Platte mit 16 mm und abgerundeten Kanten geformt. Für die Platte wurden die nachstehenden Werte bestimmt:
Dichte: 888 kg/m³
Perforatorwert: 6,0 mg Formaldehyd/100 g Platte
Biegefestigkeit (MOR): 28,7 MPa
Wie aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich haben die aus der erfindungsgemäßen Holzmehlmischung hergestellten Platten bessere Festigkeitswerte als Spanplatten und Festigkeitswerte, die denen der sogenannten MDF-Platten äquivalent sind.

Claims

1. Holzmehlmischung zur Herstellung von Formgegenständen aus Holz, wie Platten und Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aus

98 bis 80 Gew.-% fein pulverisierten Holzteilchen und

2 bis 20 Gew.-% pulverisiertem Phenolharz enthält, und daß die fein pulverisierten Holzteilchen eine Teilchengröße aufweisen, so daß die Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von ≤ 0,5 mm passieren.

2. Holzmehlmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aus

96 bis 85 Gew.-% fein pulverisierten Holzteilchen und

4 bis 15 Gew.-% fein pulverisiertem Phenolharz enthält.

3. Holzmehlmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 75 Gew.-% der Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm passieren.

4. Holzmehlmischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 95 Gew.-% der Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm passieren.

5. Holzmehlmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fein pulverisierten Holzteilchen aus Schleifstaub von der Herstellung von Spanplatten und Faserplatten bestehen.

6. Holzmehlmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fein pulverisierten Holzteilchen aus Abfall der Holzindustrie oder aus Holzmehl bestehen, das beim Schleifen getrockneter Späne entsteht.

7. Verfahren zur Herstellung einer Holzmehlmischung zur Herstellung von Formgegenständen aus Holz, wie Platten und Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß 98 bis 80 Gew.-% Holzteilchen mit einer Teilchengröße, so daß die Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von ≤ 0,5 mm passieren, und

2 bis 20 Gew.-% fein pulverisiertes Phenolharz zu einem homogenen Gemisch gemischt werden.

8. Verwendung der Holzmehlmischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Formplatten.

9. Verwendung der Holzmehlmischung nach Anspruch 1 zur Herstellung von Preßprodukten aus Holz.