DK159248B

DK159248B - Fremgangsmaade til fremstilling af brandsikre spaanplader og andre formdele af traespaaner

Info

Publication number: DK159248B
Application number: DK596984A
Authority: DK
Inventors: Karl Schnee; Heinrich Leenders
Original assignee: Kunnemeyer Hornitex
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1984-12-13
Publication date: 1990-09-24
Also published as: DK596984D0; GB2152063A; CH665995A5; ATA392284A; FI74647C; DE3346908A1; AU3688084A; FR2557006A1; SE461773B; FI844992L; FI74647B; DK596984A; DE3346908C2; AU567785B2; GB2152063B; SE8406582D0; FI844992A0; DK159248C; GB8432231D0; SE8406582L

Description

DK 1592488

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af brandsikre spånplader og andre formdele af træ-spåner ved iblanding af brandbeskyttelsesstoffer, blanding af træspånerne med limharpiks, udlægning af de for-5 limede træspåner og presning af disse.

I byggesektoren er anvendelsen af ikke brandsikre spånplader og andre dele af træspåner begrænset. Selv området for noget brandsikre spånplader er stærkt begrænset, da brandmodstandsdygtigheden også her er util-10 strækkelig. Man har derfor forsøgt at forbedre spånpladers og andre dele af træspåners brandmodstandsdygtighed yderligere, men man har dog herved fulgt veje, ved hvilke man må betale en tydelig forbedret modstandsdygtighed af pladerne og de andre dele mod indvirkning af flammer 15 med et vidtgående tab af teknologiske egenskaber.

Brandsikre spånplader fremstilles ifølge kendte fremgangsmåder ved forbehandling af træandelen med brandbeskyttelsesmidler. Træspånerne imprægneres derved under tryk eller trykløst ved hjælp af dyre og teknisk 20 omfattende fremgangsmåder og tørres derefter til en for spånpladefremstillingen krævet fugtighed. Andre fremgangsmåder frembringer flammebeskyttelsesmidlet i en forudgående arbejdsgang, f.eks. ved anvendelse af bormineraler som colemanit og uorganiske syrer. Spånerne bli-25 ver forbehandlet med denne blanding, tørret og sammen med den forekommende gips brugt til fremstillingen af brandsikre plader. Træspånerne tilsættes yderligere f.eks. flyveaske eller vermiculit. Det er yderligere blevet foreslået at arbejde med uorganiske bindemidler 30 som f.eks. cement eller vandglas i stedet for organiske bindemidler, nærmere bestemt limharpiks. Det er desuden blevet foreslået at erstatte en stor andel af træspånerne med uorganiske fyldstoffer, hvad der har ført til betydelige styrketab især i dæklagene. Ved anvendelse af 35 magnesitblandinger som bindemiddel, som angivet i DE-patentskrift nr. 2 550 857, blev det konstateret, at pladerne efter presningen og efter flere dages lagring

DK 159248 B

2 havde en tydelig hygroskopicitet. Også den videre bearbejdning og forædling af sådanne brandsikre spånplader er problematisk. En direkte belægning af sådanne spånplader med dekorationslag, som f.eks. melaminharpiks-5 imprægnet papir, er ikke mulig. Det er nødvendigt med specialværktøj for den videre bearbejdning, og der må installeres særlige udsugningsindretninger, da der ved sådanne materialer med uorganiske bindemidler, som f.eks. cement, fremkommer et forholdsvis tungt støv.

10 Fra DE-offentliggørelsesskrift nr. 3044861 kendes en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, i hvilken der i en ét-trinsfremgangsmåde tilsættes syre, nemlig svovlsyre eller fosforsyre, dette dog ikke med den hensigt at indstille limharpiksen, så den bliver 15 sur, men for at fra bormineralet colemanit, et kalcium-borat, at fremstille fri borsyre, der så virker som brandbeskyttelsesmiddel. Arbejdes med svovlsyre dannes borsyre og gips. Arbejdes med fosforsyre dannes borsyre og kalciumfosfat. Ganske vist kan på denne måde den i 20 princippet forholdsvis dyre borsyre beregningsmæssigt fordelagtigt indføres i materialet, dog er den samlede mulighed for at indbringe brandbeskyttelsesstoffer på denne måde utilstrækkelig. Derudover bliver spånerne hensigtsmæssigt først behandlet med alkaliske tilsætnin-25 ger og derved på forhånd neutraliseret, hvad der imidlertid nedsætter deres evne til at blive imprægneret.

Fra DE-patentskrift nr. 9 66041 er det ved en anden fremgangsmåde til fremstilling af kunsttræmasser kendt at åbne træaffald gennem en forudgående hydrolisering 30 med en organisk syre for at limsubstansen kan trænge dybere ind i cellerne.

Det er yderligere et problem, at de til denne anvendelse foretrukne limharpikser, efter tilsætningen af sædvanlige brandbeskyttelsesmidler, især borsyre, har 35 tendens til for tidlig hærdning.

Et sigte med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af

DK 159248 B

3 brandsikre spånplader og andre formdele af træspåner, med hvilken der kan opnås en god brandbeskyttelse i forbindelse med en vidtgående bibeholdelse af spånmaterialernes teknologiske egenskaber, således at 5 disse spånplader og andre dele af træspåner kan videre-bearbejdes og videreforædles på samme måde som ikke-brandsikre plader og andre dele af træspåner.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved at limharpiksen ved iblanding af brandbeskyttelses-10 stofferne indstilles, så den er stærkt sur, og at de forlimede træspåner før udlægningen blandes med fyldstoffer, som ligeledes forhindrer brandudvikling, og med hvilke blandingen af limharpiks og træspåner i det væsentlige neutraliseres.

15 Fremgangsmåde ifølge opfindelsen indeholder flere overraskende virkninger. Tilsætter man her den pågældende limharpiks f.eks. melaminharpiks kun en smule syre virker syren først som hærder. Harpiks/syreblandingen er kun lidet stabil og udhærder selv ved rumtemperatur så 20 hurtigt, at der knap nok finder en påfølgende limning med spånerne sted. Indstiller man midlertidigt nu ifølge opfindelsen limharpiksen så stærkt sur gennem iblandingen af brandbeskyttelsesstoffet, opnår man en stabil, kationaktiv limharpiksopløsning, der forbliver viskosi-25 tetsstabil så længe, at limningen af spånerne kan gennemføres problemløst. Derudover har denne limharpiksopløsning en særlig høj evne til at imprægnere spånerne.

Desuden har en stærkt surt indstillet blanding en overordentlig stor evne til at trænge ind i træspånerne. På 30 denne måde kan en del af brandbeskyttelsesstofferne indføres i materialet. En yderligere del af brandbeskyttelsesstofferne og de brandudviklingshindrende stoffer bliver ifølge opfindelsen indført i de allerede forlimede træspåner ved iblanding af disse fyldstoffer, hvad der 35 frem for alt igen opnås på en problemfri og især også en meget homogen måde, idet forlimningen af træspånerne fø-

DK 159248B

4 rer til, at de disse normalt i pulverform tilførte fyldstoffer især under udlægningen ikke udskilles igen, hvad der ville føre til et uhomogent slutprodukt. Derudover reduceres samtidig gennem neutraliseringen ved hjælp af 5 dette ligeledes brandudviklingshindrende fyldstof hærde-tiden til den størrelse, der kræves til afvikling af fremgangsmåden. Man får dermed et i høj grad brandsikkert slutprodukt under vidtgående bibeholdelse af de teknologiske egenskaber ved et produkt af træspåner i 10 forbindelse med de styrkeværdier og bearbejdningsmuligheder, som også opnås ved anvendelse af sædvanlige limharpikser til spånpladefremstillingen. Derved kan man ved en tilsætning af brandudviklingshindrende fyldstoffer ligeledes også i vidtgående grad neutralisere den på 15 grund af bindemiddelblandingen stærkt sure blanding af bindemiddel og træspåner på en med henblik på videreforarbejdningen nødvendig måde. Eventuel forbehandling af spånerne bortfalder. Fremstillingen kan gennemføres med k\in få ændringer af sædvanlige spånpladeanlæg. Trods an-20 delen af fyldstoffer svarende til en særdeles god brandsikring, hvilket nødvendigvis resulterer i en formindskelse af andelen af træspåner i slutproduktet, har det overraskende vist sig, at der ved denne fremgangsmåde i praksis kun er det samme bindemiddelbehov som for en 25 ubeskyttet plade, hvilket kan tyde på, at saltene og tilsatsstofferne har en vis strækkende effekt.

Trods andelen af fyldstoffer har slutproduktet ved denne fremgangsmåde en overraskende høj styrke og på den anden side også en meget lille røggastæthed ved af-30 brænding.

Det har yderligere vist sig, at nogle af de ikke-brandsikre spånpladers teknologiske egenskaber, er blevet betydeligt forbedrede, især med hensyn til vandoptagelse opsvulmning af tykkelsen og røgudvikling. Således 35 lå, ved efter denne fremgangsmåde fremstillede plader, 2-timers opsvulmningen på ca. 2% og 24-timers opsvulm-

DK 159248 B

5 ningen på 3-4%. Røggastætheden lå på omkring 10%. Gennemførte brandforsøg har også vist, at der desuden fandtes betydelige reststyrkeværdier. Efter et brandforsøg på 20 minutter ved 700°C, gennemført i en muffelovn fra 5 firmaet W.C. Heraeus, Hanau faldt bøjningsstyrken (målt ifølge DIN 52 562) af prøvelegemerne kun til omkring 1/3 af råpladens bøjningsstyrke.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede plader med store styrkeværdier, især af dækla-10 gene, kan ligesom ikke-brandsikre spånplader problemfrit viderebearbejdes, f.eks. ved finering eller belægning med harpiksimprægneret papir. Bearbejdningen af de belagte eller finerede plader kan foretages med kendte værktøjer til bearbejdning af spånplader.

15 Det er ikke nødvendigt ved disse brandsikre spån plader at benytte særlige udsugningsanlæg ved de arbejdspladser, hvor de bearbejdes.

Plader fremstillet ifølge denne fremgangsmåde kan fremstilles med de for spånplader sædvanlige pressefak-20 torer og pressetemperaturer. Efter denne fremgangsmåde kan der uden problemer fremstilles både enkellags og flerlags spånplader, såvel som andre tilsvarende dele af træspåner.

yderligere foretrukne udførelsesformer af frem-25 gangsmåden ifølge opfindelsen er angivet i underkravene, som i det væsentlige vedrører anvendelsen af bestemte udvalgte brandsikringsmidler til tilsætning af limharpiksen, såvel som anvendelsen af bestemte udvalgte brandudviklingsforhindrende fyldstoffer samt de hen-30 sigtsmæssige mængdeandele af de forskellige komponenter.

Som limharpiks, dvs. som bindemiddel, kan benyttes melamin-formaldehydkondensationsprodukter, urinstof-formaldehydkondensationsprodukter eller melamin-urin-s to f-phenol-formaldehydkondens ationsprodukter eller 35 blandinger af disse. Yderligere er det muligt at anvende tilsætninger på pp til 25 vægt% af isocyanater beregnet

DK 159248 B

6 på limstof, som f.eks. diphenylmethan-4,4'-diisocyanat.

I dette tilfælde tilsættes aminharpiksen hensigtsmæssigt en hærder, f.eks. en tilsætning af 2-10 vægt% ammoni-umchlorid, ammoniumsulfat eller diammoniumperoxiddisul-5 fat i form af en 10-30% vandig opløsning. Som brandbeskyttelsesstof, der fører til en stærkt sur indstilling af blandingen af limharpiks og brandbeskyttelsesstof tilsættes hensigtsmæssig fosforsyre, borsyre og/eller aluminiumsulfat. Med denne meget stærkt sure indstilling 10 af blandingen har fosforsyren en særlig betydning.

Vægtforholdet mellem limharpiksen og især fosforsyren kan varieres inden for forholdsvis vide grænser og ligger i området fra 4:1 til 1:4, fortrinsvis fra 1:2 til 2:1.

15 Koncentrationen af limharpikschargerne og brand beskyttelsesstofferne indstilles fortrinsvis således, at der ved en udgangsfugtighed af spånerne på ca. 4% opnås en fugtighed på omkring 10-15% af den af forlimede og med brandhindrende fyldstoffer behandlede blanding af 20 spåner. Derved kan koncentrationen af limchargen variere fra 55-80 vægt% af indholdet af faste stoffer.

Som uorganiske fyldstoffer, der forhindrer en brandudvikling, har især aluminiumoxidhydrat, aluminiumsulfat, dolomit, kaolin, kieselgur og tungspat såvel som 25 blandinger af disse stoffer i vægtandele hver fra ca. 10 til ca. 50% af pladevægten vist sig som formålstjenlige.

En efter disse angivelser fremstillet stærkt brandsikker spånplade består af tre omtrent lige store andele af træspåner, en blanding af bindemiddel og 30 brandbeskyttelsesstoffer samt uorganiske brandhindrende fyldstoffer. I det følgende er detaljeret beskrevet udførelseseksempler på råstofblandinger til fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

EKSEMPEL 1;

DK 159248 B

7 1200 g træspåner med en tykkelse på fra 0,2-0,6 mm og en længde på fra 1-15 mm blandes ved en restfugtighed på fra 5 4-5% med 390 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd på 1:2 8 g amoniumchlorid (25% vandig opløsning) 10 410 g fosforsyre (60%)

Efter dette tilsættes de forlimede spåner en blanding af: 500 g aluminiumsulfat 130 g borsyre 15 340 g kieselgur, og 360 g tungspat og blandes yderligere.

Blandingen af spåner udlægges derefter som et tæppe af spåner og 20 presses i en etagepresse.

Den fremkommende plade slibes og belægges derefter med dekorationspapir, der er imprægneret med melaminharpiks .

8 EKSEMPEL 2:

DK 159248 B

1200 g træspåner, tykkelse 0,2-0,6 mm, længde 1-35 mm, fugtighed: 4-5%, 5 blandes med en blanding af 600 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd 1:1,6 60 g diammoniumperoxiddisulfat (10%) 10 400 g fosforsyre (60%), og 130 g borsyre.

Derefter tilsættes 500 g aluminiumsulfat, 340 g kieselgur, og 15 360 g tungspat.

Blandingen af spåner udlægges til et tæppe af spåner og presse i en etagepresse. Spånpladen limes efter slibningen med en 60% melaminhar-20 piksopløsning, belægges med et træ finer og presses i en etagepresse.

Den således finerede spånplade formes under opvarmning, fineren slibes let og derefter behandles den 25 med en brandbeskyttelséslak.

EKSEMPEL 3;

DK 159248 B

9 1200 g træspåner, tykkelse 0,2-0,6 mm længde 1-15 mm, fugtighed 4-5% blandes med 5 800 g melaminurinstofharpiks (60%), mol forhold melamin: urinstof 1:1, molforhold melamin/urinstof: formaldehyd 1:1,4 400 g fosforsyre (60%), 10 80 g borsyre

Derefter tilsættes til de forlimede spåner 500 g kieselgur, 700 g tungspat, 15 og der blandes yderligere, indtil der opnås en ensartet fordeling.

Spånerne videreforarbejdes som beskrevet i eksempel 1.

EKSEMPEL 4i

DK 159248 B

10 1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 nun, længde: 1-15 mm, fugtighed: 4-5% blandes med 5 400 g melaminharpiks, molforhold melamin: formaldehyd 1:1,4, der som hærder er blevet tilsat 500 g ammoniumsulfat, 30%, og 800 g fosforsyre (60%), samt 10 250 g borsyre og derefter tilsættes 250 g aluminiumoxidhydrat, 300 g kieselgur, og 700 g tungspat 15 og der blandes yderligere.

De således behandlede spåner vide-rebearbejdes som beskrevet i eksempel 1.

EKSEMPEL 5;

DK 159248 B

11 1200 g træspåner, tykkelse: 0,4-0,8 ram, længde: 5-25 ram, fugtighed: 4-5%, behandles med en blanding af 5 600 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd 1:1,6 150 g fosforsyre (60%), og 200 g borsyre derefter tilsættes de forlimede 10 spåner en blanding af 400 g tungspat, 400 g kaolin, 400 g kieselgur, og der blandes yderligere.

15 Spånerne anvendes til det midterste lag af pladen.

EKSEMPEL 6 i

DK 159248B

12 1200 g træspåner, tykkelse 0,2-0,6 mm, længde: 2-8 mm, fugtighed: ca. 5% limes med en blanding af 5 600 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd 1:1,6 100 g borsyre 400 g fosforsyre (60%),og 200 g aluminiumsulfat 10 og blandes yderligere med 500 g kaolin, og 500 g kieselgur.

Spånerne anvendes til dæklaget.

13 EKSEMPEL 7:

DK 159248 B

1200 g træspåner, tykkelse; 0,2-0,6 mm, længde; 2-8 mm, fugtighed; ca. 5% limes med en blanding af 5 400 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd 1:1,8 400 g fosforsyre (60%), og 200 g aluminiumsulfat, og blandes derefter yderligere med 10 500 g tungspat, 500 g kaolin, 400 g borsyre.

Viderebearbejdningen af de behandlede træspåner sker som beskrevet i 15 eksempel 1.

EKSEMPEL 8:

DK 159248B

14 1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 mm, længde; 1-15 mm, fugtighed: 4-5% blandes med 400 g melaminharpiks (60%), molforhold 5 melamin: formaldehyd 1:1,8 100 g fosforsyre (60%), og 150 g borsyre og blandes derefter yderligere med 400 g tungspat, og 10 400 g aluminiumoxidhydrat.

Bearbejdningen sker som beskrevet i eksempel 1.

15 EKSEMPEL 9:

DK 159248 B

1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 mm, længde; 1-15 mm, fugtighed: 4-5% behandles med en blanding af 5 200 g melaminharpiks (60%), molforhold melamin: formaldehyd 1:2,0 200 g fosforsyre, 200 g aluminiumsulfat.

Derefter blandes den forlimede 10 blanding af spåner yderligere med 120 g borsyre, 120 g kieselgur, 40 g kaolin, 45 g dolomit.

15 Spånerne bliver videreforarbejdet som beskrevet i eksempel 1.

DK 159248 B

EKSEMPEL 10 i 16 1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 mm, fugtighed: 4-5%, længde: 1-15 mm blandes med 5 400 g melamiriharpiks (60%), molforhold melamin: Formaldehyd 1:1,6 200 g borsyre, og 400 g fosforsyre, og der tilsættes derefter en blan-10 ding af 400 g tungspat, 400 g aluminiumsulfat, 400 g dolomit, og der blandes yderligere.

15 De således behandlede spåner vide- rebearbejdes som beskrevet i eksempel 1.

17 EKSEMPEL 11:

DK 159248 B

1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 mm, længde: 1-15 mm, fugtighed: ca. 4% limes med en blanding af 5 400 g melaminurinstof formaldehydharpiks, 60 g diphenylmethan-4,4' -diisocyanat, 460 g fosforsyre (60%), 40 g diammoniumperoxiddisulfat (10%), og 640 g aluminiurasulfat 10 og tilsættes derefter 450 g kieselgur, 150 g kaolin, 150 g dicyandiamid, og 450 g borsyre 15 og blandes færdig.

De således behandlede spåner vide-rebearbejdes som beskrevet i eksempel 1.

18 EKSEMPEL 12:

DK 159248 B

1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 nun, længde: 1-15 mm, fugtighed: 5% blandes med 5 200 g diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 400 g fosforsyre (60%), 400 g aluminiumsulfat, 200 g vand og tilsættes derefter en blanding 10 af 400 g kieselgur, 150 g dolomit, 100 g kaolin, 400 g borsyre 15 og blandes yderligere.

De behandlede spåner viderebearbej-des som beskrevet i eksempel 1.

EKSEMPEL 13:

DK 159248B

19 1200 g træspåner, tykkelse: 0,2-0,6 mm, længde: 1-15 mm, fugtighed: 4% blandes med 5 450 g melamin-urinstof-phenolformaldehyd- harpiks <60%), 200 g vand, 370 g borsyre, og 15 g natronlud (50%) 10 og tilsættes derefter en blanding af 300 g aluminiumsulfat, 100 g kaolin, 250 g kieselgur, 120 g dolomit 15 og blandes yderligere.

De således behandlede spåner vide-rebearbejdes som beskrevet i eksempel 1.

Alle de nævnte ejendommeligheder anses som væ- 20 sentlige for opfindelsen, i den grad de er nye i forhold til teknikkens stade.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af brandsikre spånplader og andre formdele af træspåner ved iblanding af brandbeskyttelsesstoffer, blanding af træspånerne med limharpiks, udlægning af de forlimede træspåner og pres- 5 ning af disse, kendetegnet ved, at limharpiksen ved iblanding af brandbeskyttelsesstofferne indstilles, så den er stærkt sur, og at de forlimede træspåner før udlægningen blandes med fyldstoffer, som ligeledes forhindrer brandudvikling, og med hvilke blandingen af 10 limharpiks og træspåner i det væsentlige neutraliseres.

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at koncentrationen af limharpiksen og brandbeskyttelsesstofferne reguleres således, at der ved en udgangsfugtighed af træspånerne på ca. 4% opnås en fug- 15 tighed på omkring 10-25% af blandingen af forlimede og med brandhindrende fyldstoffer behandlede spåner.

3. Fremgangsmåde ifølge krav l eller 2, kendetegnet ved, at limharpiksen iblandes fosforsyre.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kende tegnet ved, at limharpiksen iblandes fosforsyre i et vægtforhold på fra 4:1 til 1:4.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at limharpiksen iblandes 25 borsyre.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3 eller 5, kendetegnet ved, at limharpiksen iblandes aluminiumsulfat.

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående 30 krav, kendetegnet ved, at limharpiksen tilsættes en hærder, f.eks. 2-10% ammoniumchlorid eller ammoniumsulfat eller diammoniumperoxiddisulfat i form af en 10-30% vandig opløsning.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg- 35 net ved, at de forlimede træspåner som brandhindrende DK 159248 B fyldstoffer iblandes uorganiske stoffer, som f.eks. alu-miniumoxidhydrat, aluminiumsulfat, dolomit, kaolin, kieselgur, tungspat eller blandinger af disse stoffer.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendeteg-5 net ved, at fyldstofferne fortrinsvis iblandes i vægtmængder, der udgør mellem 10 og 50% af pladevægten.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at de forlimede træspåner sammen med fyldstofferne yderligere tilføres fosforsyre og/eller 10 borsyre.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der som limharpiks anvendes urinstof-, melamin-, melamin-urinstof- eller melamin-urinstof-phenol-formaldehydharpiks, hvorhos aminharpik- 15 serne desuden kan indeholde tilsætninger på indtil 25% af isocyanater, som f.eks. diphenylmethan-4,4'-diisocya-nat, eller der kan benyttes en ren isocyanat som limharpiks .

12. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, k e n -20 detegnet ved, at træandelen alt efter brandsikringsformen ligger mellem 20 og 85%, fortrinsvis mellem 20 og 50%.