EP1817145B1 - Helle bis weisse holzwerkstoffplatten - Google Patents

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EP1817145B1
EP1817145B1 EP05797299.4A EP05797299A EP1817145B1 EP 1817145 B1 EP1817145 B1 EP 1817145B1 EP 05797299 A EP05797299 A EP 05797299A EP 1817145 B1 EP1817145 B1 EP 1817145B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wood
fibers
mdf
white
weight
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP05797299.4A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1817145A1 (de
Inventor
Andres Carlos Garcia Espino
Juliane Krüsemann
Manfred Siegler
Norbert Jäger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Application granted granted Critical
Publication of EP1817145B1 publication Critical patent/EP1817145B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres

Definitions

  • the present invention relates to light to white wood-based panels, which are MDF, HDF or particle board, which are mass-colored with a white pigment and optical whitening agents are added.
  • MDF panels medium-density fiberboards
  • HDF panels high-density fibreboards
  • MDF and HDF boards can be processed like conventional chipboard. Due to their uniform structure, they are also suitable for the production of profiled parts and are therefore becoming increasingly popular in furniture construction. Thus, for example, furnishings for rooms and for decorative purposes (for example, in trade fair construction), but also higher-quality furniture made from these plates and then, in order to preserve the wood-like structure visible, only colorless or coated with overlay.
  • the wood fibers used in the production of MDF boards contain substances which are sensitive to oxidation and thus to discoloration (for example lignin), which are no longer present in the paper pulp.
  • MDF boards are made at much higher temperatures (about 200 ° C) than paper, which adds to the brownish inherent color of the wood fibers a process-related browning due to the oxidation and thermal decomposition of wood constituents.
  • the light exposure of a MDF board incorporated in furniture is significantly longer and more intense than the usual papers and causes a not inconsiderable yellowing.
  • the invention therefore an object of the invention to provide light or white wood-based panels available.
  • This object is achieved by bright to white wood-based panels, which are MDF, HDF or chipboard, characterized in that the curing to white wood-based panels are mass-colored with a white pigment and optical brighteners are added.
  • the invention also includes such light to white wood-based panels made of bleached wood fibers and wood-based panels of the invention made from wood fibers which have been first bleached oxidatively and then reductively.
  • the wood-based panels according to the invention are distinguished by their brightness or their white color. Depending on the combination of measures taken, the desired whiteness can be easily adjusted. Especially white plates are e.g. by bleaching the wood fibers and mass-coloring with a dispersion of a white pigment which additionally contains optical brighteners. Bright plates with a lower degree of whiteness are also accessible merely by bleaching the wood fibers or by mass coloration with a white pigment.
  • the wood-based panels according to the invention are MDF or HDF boards or chipboards. Particularly preferred are MDF boards.
  • MDF and HDF boards are usually produced in a continuous process. This washed, water-moist, small chopped pieces of wood (wood chips) are first preheated to about 80 ° C and then in a digester under a pressure of 2 to 5 bar and a temperature of 100 to 150 ° C geweicht. In the adjoining refiner, the chips are then shredded.
  • the refiner consists of two metal discs with radial relief, which rotate close to each other in the opposite direction. The fibers leave the refiner via the so-called blowline. Here, the glue is usually applied.
  • binders are usually urea-formaldehyde resins, reinforced in part with melamine, or for moisture-resistant Sheets urea-melamine-formaldehyde resins used. Isocyanates are also used as binders.
  • the binders are usually applied to the fibers together with the desired additives (eg hardener, paraffin dispersion, colorant).
  • the glued fibers then pass through a dryer in which they are dried to humidities of 8 to 15 wt .-%. Occasionally, the dried fibers are coated only later in special continuously operating mixers.
  • the glued fibers or chips are then poured into mats, optionally cold precompressed and pressed in heated presses at temperatures of 170 to 240 ° C to plates.
  • bleached wood fibers hereinafter is not differentiated between the terms “wood fibers” and “chips”, but should the term “wood fibers” include “chips" used.
  • the coloring impurities of the wood are destroyed or rendered ineffective by oxidizing and / or reducing chemicals.
  • oxidative bleaching e.g. Hydrogen peroxide, ozone
  • reductive bleaching e.g.
  • reducing sulfur compounds such as dithionites, disulfites, sulfites or sulfur dioxide, sulfinic acids and their salts, in particular the alkali metal salts and especially the sodium salts, and hydroxycarboxylic acids, such as citric acid and malic acid, suitable.
  • Preferred reducing agents are the disulfites and sulfites, in particular sodium hydrogen sulfite, as well as malic and citric acid.
  • wood fibers which have been firstly oxidatively and then reductively bleached are particularly preferred.
  • the oxidative bleaching is carried out with percarbonates or hydrogen peroxide and the reductive bleaching with sulfites, malic or citric acid.
  • the bleaching is advantageously carried out so that aqueous, 5 to 40 wt .-% wood fiber dispersions continuously in countercurrent towers at temperatures of 90 to 150 ° C and pushers up to 3 bar with aqueous solutions or dispersions of the bleaching agents.
  • it is carried out in the presence of complexing agents, such as EDTA, to avoid the degradation of the bleaching agents by transition metal ions.
  • the bleaching of the fibers is carried out in particular in MDF / HDF boards during board production.
  • the bleaching agents can be added to the wood chips in the preheater or in the cooker.
  • complexing agents are also added.
  • all fibrous materials to be obtained from plants can serve as the base material for the wood-based panels according to the invention.
  • Preferred base materials are light wood species, especially spruce or pine, but darker woods such as beech can also be used.
  • the use of bleached wood fibers with a mass coloration is combined with a white pigment.
  • the whiteness can be significantly improved.
  • the mass coloration with the white pigment can also be carried out alone. In this case, bright plates are also obtained.
  • white pigments includes both inorganic pigments, which are preferred, such as titanium dioxide (rutile, CI Pigment White 6), calcium carbonate and calcium / magnesium mixed carbonates (eg dolomite), zinc oxide, zinc sulfide, lithopone and sodium aluminum silicate , as well as white-coloring, highly light-scattering plastic emulsions and dispersions.
  • titanium dioxide rutile, CI Pigment White 6
  • calcium carbonate and calcium / magnesium mixed carbonates eg dolomite
  • zinc oxide zinc oxide
  • zinc sulfide lithopone and sodium aluminum silicate
  • white-coloring, highly light-scattering plastic emulsions and dispersions is particularly preferred.
  • white pigments is titanium dioxide.
  • mixtures of white pigments can be used.
  • the white pigments are preferably used in the form of aqueous dispersions in which they are finely divided, since they can be introduced via the blowline, separately from or together with the glue, directly into the MDF / HDF production process.
  • pigment dispersions may contain other customary auxiliaries, in particular wetting and dispersing agents, defoamers and biocides, but also anti-settling agents, water retention agents and rheology modifiers and are preferably prepared by wet milling of all components, for example in a stirred ball mill.
  • a further increase in the whiteness can be achieved by adding optical brighteners, which compensate for their bluish fluorescence (complementary color) graying and yellowing.
  • Suitable are, in principle, all blue emitting fluorescent dyes, more commercially accessible products such as Ultraphor ® (BASF), Leucophor ® (Clariant) or Tinopal ® (Ciba), linked from the chemical substance classes of the stilbenes, distyrylbiphenyls, coumarins, naphthalimides and double bonds benzoxazole and benzimidazole systems.
  • Ultraphor ® BASF
  • Leucophor ® Clariant
  • Tinopal ® Tinopal ®
  • optical brighteners can be introduced in the form of aqueous dispersions or solutions together with the white pigments and the glue in the MDF / HDF manufacturing process.
  • the concentration in the finished wood-based panel is generally from 0.01 to 1% atro, preferably from 0.08 to 0.2% atro.
  • any resulting from the inventive measures changes in the physical properties of the pressed wood-based panel can be controlled by choosing the glue quality and amount of glue.
  • the brightness difference .DELTA.L was determined as compared to an MDF plate made analogously from unbleached wood fibers and without the addition of white pigments and optical brighteners as standard.
  • the ennobled fibers were then poured into a mat, precompressed cold and pressed at 190 ° C to a plate.
  • an MDF board was produced from unbleached wood fibers (spruce), the wood chips containing the white pigment titania containing the white pigment listed in Table 2 being sprayed.
  • Table 2 glue batch Urea-melamine-formaldehyde resin. 69 wt .-% in water 100.0 parts by weight. Paraffin dispersion, 60% strength by weight in water 4.1 parts by weight. Titanium dioxide preparation, 70% strength by weight in water 39.4 parts by weight. water 9.8 parts by weight. Solid resin content of the liquor 45% Solid resin / atro fibers 14% Titanium dioxide / atro fibers 5.6% Fleet on 100 kg of atro fibers 31.1 kg
  • Wood chips from spruce wood were added during the MDF production process in the digester of an MDF pilot plant with a 40 wt .-% aqueous sodium disulfite solution, corresponding to 7.5% sodium hydrogen sulfite atro fibers.
  • the glued wood fibers were dried in the subsequent continuous dryer to a residual moisture content of about 9 wt .-% and then poured discontinuously to a mat, cold precompressed and at 190 ° C with a pressing time factor of 15 s / mm to a 16 mm thick plate pressed.
  • Wood chips from spruce wood were sprayed in a mixer with a 40 wt .-% aqueous sodium disulfite solution, corresponding to 4.5% sodium hydrogen sulfite atro fibers sprayed. These chips were then placed in the digester of an MDF pilot plant fed. The MDF production process was continued as usual with a throughput of 21 kg / h, the chips were defibered by the refiner, and the sustaining fibers were continuously glued by the blowline with the glue formulation containing white pigment titania as shown in Table 6.
  • Table 6 glue batch Urea-melamine-formaldehyde resin, 66.5% by weight in water 100.0 parts by weight. Paraffin dispersion, 60% strength by weight in water 4.0 parts by weight. Titanium dioxide preparation, 70% strength by weight in water 47.5 parts by weight: Solid resin content of the liquor 44% Solid resin / atro fibers 14% Fleet on 100 kg of atro fibers 31.8 kg
  • the glued wood fibers were dried in the subsequent continuous dryer to a residual moisture content of about 9 wt .-% and then poured discontinuously to a mat, cold precompressed and at 190 ° C with a pressing time factor of 15 s / mm to a 16 mm thick plate pressed.
  • Wood chips from beech wood were added during the MDF production process in the digester of an MDF pilot plant with a 40 wt .-% aqueous sodium disulfite solution, corresponding to 6% Natriumhydrogensulfit atro fibers.
  • the MDF production process was continued as usual with a throughput of 30 kg / h, the chips were defibered by the refiner, and the obtained fibers were coated by the blowline continuously with the glue batch listed in Table 8 Table 8 glue batch Urea-melamine-formaldehyde resin, 66.5% by weight in water 100.0 parts by weight. Paraffin dispersion, 60% by weight in water 4.0 parts by weight. water 47.5 parts by weight. Solid resin content of the liquor 44% Solid resin latro fibers 14% Fleet on 100 kg of atro fibers 31.8 kg
  • the glued wood fibers were dried in the subsequent continuous dryer to a residual moisture content of about 9 wt.% And then poured discontinuously into a mat, cold precompressed and pressed at 190 ° C with a pressing time factor of 15 s / mm to a 16 mm thick plate ,
  • an MDF board was produced using the glue formulation listed in Table 9.
  • Table 9 glue batch Urea-melamine-formaldehyde resin, 66.5% by weight in water 100.0 parts by weight. Paraffin dispersion, 60% strength by weight in water 4.0 parts by weight. Titanium dioxide preparation, 50 wt.% In water, containing 2 wt .-% of a commercially available optical brightener 47.5 parts by weight. Solid resin content of the liquor 44% Solid resin / atro fibers 14% Titanium dioxide / atro fibers 5% optical brightener / atro fibers 0.2% Fleet on 100 kg of atro fibers 31.8 kg

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft helle bis weiße Holzwerkstoffplatten, bei denen es sich um MDF-, HDF- oder Spanplatten handelt, die mit einem Weißpigment massegefärbt sind und denen optische Aufheller zugesetzt sind.
  • Im Bereich der Holzwerkstoff ist der Markt an sog. mitteldichten Faserplatten (medium density fibreboard, MDF-Platten) und hochverdichteten Faserplatten (high density fibreboard, HDF-Platten) stark im Anstieg begriffen. Die Produktionsmengen haben sich in den letzten zehn Jahren mehr als verdreifacht.
  • MDF- und HDF-Platten können wie herkömmliche Spanplatten verarbeitet werden. Durch ihren gleichmäßigen Aufbau sind sie aber auch zur Herstellung von profilierten Teilen geeignet und setzen sich deshalb verstärkt im Möbelbau durch. So werden beispielsweise Einrichtungsgegenstände für Räume und für dekorative Zwecke (z.B. im Messebau), aber auch schon höherwertige Möbel aus diesen Platten gefertigt und anschließend, um die holzartige Struktur sichtbar zu erhalten, nur noch farblos lackiert oder mit Overlay beschichtet.
  • Naturgemäß besitzen diese Platten, je nach verwendeter Holzart, eine mehr oder weniger ausgeprägte braune Färbung, die für eine Anwendung im Möbelbereich nur von geringem ästhetischen Wert ist
  • Durch Massefärbung mit den aus der WO-A-04135276 bekannten Pigment und Farbstoff enthaltenden Farbmittelzubereitungen kann die Eigenfärbung der Holzfasern kompensiert werden. Auf diese Weise sind bunte, vollständig durchgefärbte, lichtechte und damit ästhetisch hochwertige MDF-Platten zu erhalten, die zur Herstellung langlebiger Artikel, z.B. von Möbeln für den Wohnbereich, geeignet sind.
  • Helle oder gar weiße Holzwerkstoffplatten, insbesondere MDF-Platten, standen bislang jedoch nicht zur Verfügung. Gerade für die Herstellung von Möbeln und Innendekorationsobjekten z.B. für Küche oder Bad wären diese Platten aber von besonderem Interesse.
  • Zwar ist die Herstellung von weißem Papier durch Bleichen des Papierzellstoffs und Zugabe von Weißpigmenten oder weißen Füllstoffen, blauen Farbmitteln und optischen Aufhellern schon seit langem bekannt und z.B. in Paper Trade Journal, 145, S. 26-27 (1961) beschrieben, es wurde jedoch von der Fachwelt nicht erwartet, daß weiße Holzwerkstoffplatten, insbesondere MDF-Platten, auf diese Weise zugänglich sind.
  • So enthalten die bei der Herstellung von MDF-Platten eingesetzten Holzfasern noch oxidations- und damit verfärbungsempfindliche Stoffe (z.B. Lignin), die im Papierzellstoff nicht mehr enthalten sind. Außerdem werden MDF-Platten weit höheren Temperaturen (etwa 200°C) als Papier hergestellt, wodurch zu der braunen Eigenfarbe der Holzfasern zusätzlich eine prozeßbedingte Verbräunung eintritt, die auf die Oxidation und thermische Zersetzung von Holzinhaltsstoffen zurückzuführen ist. Zudem ist die Lichtexposition einer in Möbeln eingearbeiteten MDF-Platte deutlich länger und intensiver als die üblicher Papiere und verursacht eine nicht unerhebliche Vergilbung.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, helle oder weiße Holzwerkstoffplatten zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch helle bis weiße Holzwerkstoffplatten, bei denen es sich um MDF-, HDF- oder Spanplatten handelt, dadurch gekennzeichnet, dass die heilen bis weißen Holzwerkstoffplatten mit einem Weißpigment massegefärbt sind und ihnen optische Aufheller zugesetzt sind.
  • Die Erfindung umfasst außerdem derartige helle bis weiße Holzwerkstoffplatten, die aus gebleichten Holzfasern hergestellt sind sowie erfindungsgemäße Holzwerkstoffplatten, die aus Holzfasern hergestellt sind, die zunächst oxidativ und dann reduktiv gebleicht worden sind.
  • Die erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten zeichnen sich durch ihre Helligkeit bzw. ihren weißen Farbton aus. Je nach der Kombination der ergriffenen Maßnahmen kann der gewünschte Weißgrad mühelos eingestellt werden. Besonders weiße Platten werden z.B. durch Bleichen der Holzfasern und Massefärbung mit einer Dispersion eines Weißpigments, die zusätzlich optische Aufheller enthält, erhalten. Helle Platten mit geringerem Weißgrad sind auch schon durch alleiniges Bleichen der Holzfasern oder durch Massefärbung mit einem Weißpigment zugänglich.
  • Bei den erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten handelt es sich um MDF- oder HDF-Platten oder um Spanplatten. Besonders bevorzugt sind MDF-Platten.
  • MDF- und HDF-Platten werden üblicherweise in einem kontinuierlichen Prozeß hergestellt. Dabei werden gewaschene, wasserfeuchte, klein zerhackte Holzstücke (Hackschnitzel) zunächst auf ca. 80°C vorgewärmt und dann in einem Kocher unter einem Druck von 2 bis 5 bar und einer Temperatur von 100 bis 150°C geweicht. In dem sich anschließenden Refiner werden die Hackschnitzel dann zerfasert. Der Refiner besteht aus zwei mit radialem Relief versehenen Metallscheiben, die sich dicht aneinander im entgegengesetztem Sinn drehen. Die Fasern verlassen den Refiner über die sog. Blowline. Hier wird meist der Leim aufgebracht. Als Bindemittel werden üblicherweise Harnstoff-Formaldehyd-Harze, zum Teil mit Melamin verstärkt, oder für feuchtebeständige Platten Hamstoff-Melamin-Formaldehyd-Harze eingesetzt. Auch Isocyanate sind als Bindemittel im Gebrauch. Die Bindemittel werden meist zusammen mit den gewünschten Zusatzstoffen (z.B. Härter, Paraffin-Dispersion, Farbmittel) auf die Fasern aufgebracht. Die beleimten Fasern laufen anschließend durch einen Trockner, in dem sie auf Feuchten von 8 bis 15 Gew.-% getrocknet werden. Vereinzelt werden die getrockneten Fasern auch erst nachträglich in speziellen kontinuierlich arbeitenden Mischern beleimt.
  • Bei der Spanplattenherstellung erfolgt die Beleimung der vorher getrockneten Späne in kontinuierlichen Mischern.
  • Die beleimten Fasern bzw. Späne werden anschließend zu Matten geschüttet, gegebenenfalls kalt vorverdichtet und in beheizten Pressen bei Temperaturen von 170 bis 240°C zu Platten gepreßt.
  • Bei der Herstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen hellen Holzwerkstoffplatten werden gebleichte Holzfasern (im folgenden wird nicht zwischen den Begriffen "Holzfasern" und "Spänen" differenziert, vielmehr soll der Begriff "Holzfasern" auch "Späne" umfassen) eingesetzt.
  • Bei der chemischen Bleiche von Holzfasern werden die färbenden Begleitstoffe des Holzes durch oxidierende oder/und reduzierende Chemikalien zerstört oder unwirksam gemacht. Für die oxidative Bleiche eignen sich z.B. Wasserstoffperoxid, Ozon, Sauerstoff und Salze organischer und anorganischer Persäuren, wie Peracetate, Percarbonate und Perborate, vor allem deren Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze, wobei die Percarbonate und Wasserstoffperoxid bevorzugt sind. Für die reduktive Bleiche sind z.B. reduzierende Schwefelverbindungen, wie Dithionite, Disulfite, Sulfite bzw. Schwefeldioxid, Sulfinsäuren und deren Salze, insbesondere die Alkalimetailsalze und vor allem die Natriumsalze, und Hydroxycarbonsäuren, wie Citronensäure und Äpfelsäure, geeignet. Bevorzugte Reduktionsmittel sind die Disulfite und Sulfite, insbesondere Natriumhydrogensulfit, sowie Äpfel- und Citronensäure.
  • Für die erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten sind Holzfasern, die zunächst oxidativ und dann reduktiv gebleicht worden sind, besonders bevorzugt.
  • Ganz besonders bevorzugt wird die oxidative Bleiche dabei mit Percarbonaten oder Wasserstoffperoxid und die reduktive Bleiche mit Sulfiten, Äpfel- oder Citronensäure durchgeführt.
  • Verfahrenstechnisch geht man beim Bleichen zweckmäßigerweise so vor, daß man wäßrige, 5 bis 40 gew.-%ige Holzfaserdispersionen kontinuierlich in Gegenstromtürmen bei Temperaturen von 90 bis 150°C und Drückern bis zu 3 bar mit wäßrigen Lösungen oder Dispersionen der Bleichmittel behandelt. Üblichweise wird in Gegenwart von Komplexbildnern, wie EDTA, gearbeitet, um den Abbau der Bleichmittel durch Übergangsmetallionen zu vermeiden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten wird die Bleichung der Fasern insbesondere bei MDF-/HDF-Platten während der Plattenherstellung vorgenommen. Die Bleichmittel können den Hackschnitzeln dabei im Vorerwärmer oder im Kocher zugegeben werden. Vorzugsweise werden auch Komplexbildner zugesetzt.
  • Als Basismaterial können für die erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten im Prinzip alle aus Pflanzen zu gewinnenden faserigen Materialien dienen. So sind z.B. neben den üblicherweise eingesetzten Holzfasern Fasern, die aus Palmen zu gewinnen sind, geeignet. Bevorzugte Basismaterialien stellen helle Holzarten, insbesondere Fichte oder Kiefer, dar, jedoch können auch dunklere Holzarten, wie Buche, verwendet werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten wird der Einsatz von gebleichten Holzfasern mit einer Massefärbung mit einem Weißpigment kombiniert. Dadurch läßt sich der Weißgrad entscheidend verbessern. Die Massefärbung mit dem Weißpigment kann jedoch auch allein vorgenommen werden. In diesem Fall werden ebenfalls helle Platten erhalten.
  • Der Begriff "Weißpigmente" umfaßt dabei erfindungsgemäß sowohl anorganische Pigmente, die bevorzugt sind, wie Titandioxid (Rutil, C.I. Pigment White 6), Calciumcarbonat und Calcium/Magnesium-Mischcarbonate (z.B. Dolomit), Zinkoxid, Zinksulfid, Lithopone und Natrium-Aluminium-Silikatate, als auch weiß färbende, stark lichtstreuende Kunststoffemulsionen und -dispersionen. Besonders bevorzugtes Weißpigment ist Titandioxid. Selbstverständlich können auch Mischungen von Weißpigmenten verwendet werden.
  • Die Weißpigmente werden vorzugsweise in Form wäßriger Dispersionen, in denen sie feinverteilt vorliegen, eingesetzt, da sie so über die Blowline, getrennt von oder zusammen mit dem Leim, direkt in den MDF-/HDF-Herstellprozeß eingebracht werden können.
  • Diese Pigmentdispersionen können weitere übliche Hilfsstoffe, insbesondere Netz- und Dispergiermittel, Entschäumer und Biozide, aber auch Antiabsetzmittel, Wasserrückhaltemittel und Rheologiemodifizierer enthalten und werden vorzugsweise durch Naßmahlung aller Komponenten z.B. in einer Rührwerkskugelmühle hergestellt.
  • Empfehlenswert Konzentrationen des Weißpigments in der fertigen Holzwerkstoffplatte liegen in der Regel bei 0,5 bis 15% atro, bevorzugt bei 1 bis 6% atro (% atro = Gew.-% bezogen auf trockene Faser).
  • Eine weitere Steigerung des Weißgrads läßt sich durch Zusatz von optischen Aufhellern erreichen, die durch ihre bläuliche Fluoreszenz (komplementäre Farbe) Vergrauungen und Vergilbungen kompensieren.
  • Geeignet sind grundsätzlich alle blau emittierenden Fluoreszenzfarbstoffe, besonders kommerziell zugängliche Produkte, z.B. Ultraphor® (BASF), Leucophor® (Clariant) oder Tinopal® (Ciba), aus den chemischen Substanzklassen der Stilbene, Distyrylbiphenyle, Cumarine, Naphthalsäureimide und über Doppelbindungen verknüpften Benzoxazol- und Benzimidazolsysteme.
  • Die optischen Aufheller können in Form von wäßrigen Dispersionen oder Lösungen zusammen mit den Weißpigmenten und dem Leim in den MDF-/HDF-Herstellprozeß eingeschleust werden.
  • Wird ein optischer Aufheller eingesetzt, so liegt seine Konzentration in der fertigen Holzwerkstoffplatte im allgemeinen bei 0,01 bis 1% atro, vorzugsweise bei 0,08 bis 0,2% atro.
  • Ganz besonders bevorzugt sind solche erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten, bei denen alle Merkmale (gebleichte Holzfaser, Weißpigmente und optische Aufheller) kombiniert sind, da die Einzelbeiträge durch Synergie-Effekte zu einem maximalen Gesamtweißgrad potenziert werden.
  • Dabei ist es verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft, die Weißpigmente und die optischen Aufheller zusammen in einer einzigen wäßrigen Dispersion zu präparieren, die der Leimflotte hinzugefügt wird, bevor diese durch die Blowline in den MDF-/HDF-Herstellprozeß injiziert wird.
  • Etwaige aus den erfindungsgemäßen Maßnahmen resultierende Änderungen der physikalischen Eigenschaften der gepreßten Holzwerkstoffplatte können durch Wahl der Leimqualität und Leimmenge kontrolliert werden.
    • Beispiele Herstellung von erfindungsgemäßen MDF-Platten
  • Als Maß für den Weißgrad der hergestellten Platten wurde durch koloristische Messung nach CIELAB die Helligkeitsdifferenz ΔL im Vergleich zu einer analog aus ungebleichten Holzfasern und ohne Zusatz von Weißpigmenten und optischen Aufhellem hergestellten MDF-Platte als Standard bestimmt.
    • Vergleichsbeispiel 1
    1. a) In einem 5I-Gefäß mit Ankerrührer und thermostatgeführter Heizung wurden 70 g Holzstoff (Fichte) und 1 g Ethylendiamintetraessigsäure (Trilon® B, BASF) in 3 l Wasser unter Rühren auf 70°C erhitzt. Nach Zugabe von 7 g Natriumpercarbonat wurde 1 h bei 70-75°C gerührt. Dann wurden 7 g Natriumdithionit zugegeben und abschließend weitere 30 min bei 70-75°C gerührt.
      Die Holzstoffmaische wurde nach Abkühlen auf Raumtemperatur über ein Sieb der Maschenweite 1 mm von den flüssigen Bestandteilen abgetrennt und unter laufendem Wasser kurz ausgewaschen und durchgewalgt. Das ausgebreitete Filtergut wurde dann bei 60°C im Umlufttrockenschrank 3 Tage getrocknet.
    2. b) Die gebleichten Holzfasern aus Schritt a) wurden in einem Schaufelmischer durchmischt und mit dem in Tabelle 1 aufgeführten Leimansatz besprüht.
    Tabelle 1
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, 69 gew.-%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew.-%ig in Wasser 4,1 Gew.-Tle.
    Wasser 49,2 Gew.-Tle.
    Festharzgehalt der Flotte 45%
    Festharz/atro Fasern 14%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 31,1 kg
  • Die belelmten Fasern wurden anschließend zu einer Matte geschüttet, kalt vorverdichtet und bei 190°C zu einer Platte gepreßt.
    • Vergleichsbeispiel V1
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 1b) beschriebenen Vorgehensweise wurde eine MDF-Platte aus den ungebleichten Holzfasern hergestellt.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Analog Vergleichsbeispiel 1b) wurde eine MDF-Platte aus ungebleichten Holzfasern (Fichte) hergestellt, wobei die in Holzfasern mit dem in Tabelle 2 aufgeführten, das Weißpigment Titandioxid enthaltenden Leimansatz besprüht wurden. Tabelle 2
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz. 69 gew.-%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew.-%ig in Wasser 4,1 Gew.-Tle.
    Titandioxid-Präparation, 70 gew.-%ig in Wasser 39,4 Gew.-Tle.
    Wasser 9,8 Gew.-Tle.
    Festharzgehalt der Flotte 45%
    Festharz/atro Fasern 14%
    Titandioxid/atro Fasern 5,6%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 31,1 kg
  • In Tabelle 3 sind die erzielten Weißgrade (ausgedrückt in der Helligkeitsdifferenz ΔL), bezogen auf das Vergleichsbeispiel V1 als Standard, zusammengestellt. Tabelle 3
    Beispiel ΔL
    1 12
    2 10
    V1 -
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Hackschnitzel aus Fichtenholz wurden während des MDF-Herstellungsprozesses im Kocher einer MDF-Technikumsanlage mit einer 40 gew.-%igen wäßrigen Natriumdisulfitlösung, entsprechend 7,5% Natriumhydrogensulfit atro Fasern, versetzt.
  • Der MDF-Herstellungsprozeß wurde wie üblich mit einem Durchsatz von 21 kg/h fortgesetzt, die Hackschnitzel wurden durch den Refiner zerfasert, und die erhaltenen Fasern wurden durch die Blowline kontinuierlich mit dem in Tabelle 4 aufgeführten Leimansatz beleimt. Tabelle 4
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, 66,5 gew.-%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew,%ig in Wasser 4,0 Gew.-Tle.
    Wasser 33,8 Gew.-Tle.
    Festharzgehalt der Flotte 48%
    Festharz/atro Fasern 14%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 29,2 kg
  • Die beleimten Holzfasern wurden in dem sich anschließenden kontinuierlichen Trockner auf eine Restfeuchte von etwa 9 Gew.-% getrocknet und dann diskontinuierlich zu einer Matte geschüttet, kalt vorverdichtet und bei 190°C mit einem Preßzeitfaktor von 15 s/mm zu einer 16 mm dicken Platte gepreßt.
    • Vergleichsbeispiel V2
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 3 beschriebenen Vorgehensweise, jedoch ohne Zusatz von Natriumdisulfit wurde eine MDF-Platte hergestellt.
  • In Tabelle 5 ist der erzielte Weißgrad (ausgedrückt in der Helligkeitsdifferenz ΔL), bezogen auf das Vergleichsbeispiel V2 als Standard, aufgeführt. Tabelle 5
    Beispiel ΔL
    3 4
    V2 -
    • Vergleichsbeispiel 4
  • Hackschnitzel aus Fichtenholz wurden in einem Mischer mit einer 40 gew.-%igen wäßrigen Natriumdisulfitlösung, entsprechend 4,5% Natriumhydrogensulfit atro Fasern, besprüht. Diese Hackschnitzel wurden anschließend in den Kocher einer MDF-Technikumsanlage eingespeist. Der MDF-Herstellungsprozeß wurde wie üblich mit einem Durchsatz von 21 kg/h fortgesetzt, die Hackschnitzel wurden durch den Refiner zerfasert, und die erhaltenden Fasern wurden durch die Blowline kontinuierlich mit dem in Tabelle 6 aufgeführten, das Weißpigment Titandioxid enthaltenden Leimansatz beleimt. Tabelle 6
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, 66,5 gew.%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew.-%ig in Wasser 4,0 Gew.-Tle.
    Titandioxid-Präparation, 70 gew.-%ig in Wasser 47,5 Gew.-Tle:
    Festharzgehalt der Flotte 44%
    Festharz/atro Fasern 14%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 31,8 kg
  • Die beleimten Holzfasern wurden in dem sich anschließenden kontinuierlichen Trockner auf eine Restfeuchte von etwa 9 Gew.-% getrocknet und dann diskontinuierlich zu einer Matte geschüttet, kalt vorverdichtet und bei 190°C mit einem Preßzeitfaktor von 15 s/mm zu einer 16 mm dicken Platte gepreßt.
    • Vergleichsbeispiel V3
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 4 beschriebenen Vorgehensweise, jedoch ohne Zusatz des Weißpigments (Ersatz der Titandioxid-Praparation durch die gleiche Menge Wasser) wurde eine MDF-Platte hergestellt.
  • In Tabelle 7 ist der erzielte Weißgrad (ausgedrückt in der Helligkeitsdifferenz ΔL), bezogen auf das Vergleichsbeispiel V3 als Standard, aufgeführt. Tabelle 7
    Beispiel ΔL
    4 6
    V3 -
    • Vergleichsbeispiel 5
  • Hackschnitzel aus Buchenholz wurden während des MDF-Herstellungsprozesses im Kocher einer MDF-Technikumsanlage mit einer 40 gew.-%igen wäßrigen Natriumdisulfitlösung, entsprechend 6% Natriumhydrogensulfit atro Fasern, versetzt. Der MDF-Herstellungsprozeß wurde wie üblich mit einem Durchsatz von 30 kg/h fortgesetzt, die Hackschnitzel wurden durch den Refiner zerfasert, und die erhaltenen Fasern wurden durch die Blowline kontinuierlich mit dem in Tabelle 8 aufgeführten Leimansatz beleimt Tabelle 8
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, 66,5 gew.-%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew.-%ig In Wasser 4,0 Gew.-Tle.
    Wasser 47,5 Gew.-Tle.
    Festharzgehalt der Flotte 44%
    Festharzlatro Fasern 14%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 31,8 kg
  • Die beleimten Holzfasern wurden in dem sich anschließenden kontinuierlichen Trockner auf eine Restfeuchte von etwa 9 Gew.% getrocknet und dann diskontinuierlich zu einer Matte geschüttet, kalt vorverdichtet und bei 190°C mit einem Preßzeitfaktor von 15 s/mm zu einer 16 mm dicken Platte gepreßt.
    • Vergleichsbeispiel 6
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 5 beschriebenen Vorgehensweise, jedoch unter Einsatz des Weißpigments Titandioxid wurde eine MDF-Platte unter Verwendung des in Tabelle 6 aufgeführten Leimansatzes hergestellt.
    • Beispiel 7
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 5 beschriebenen Vorgehensweise, jedoch unter Einsatz des Weißpigments Titandioxid in Kombination mit optischem Aufheller wurde eine MDF-Platte unter Verwendung des in Tabelle 9 aufgeführten Leimansatzes hergestellt. Tabelle 9
    Leimansatz
    Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, 66,5 gew.-%ig in Wasser 100,0 Gew.-Tle.
    Paraffin-Dispersion, 60 gew.-%ig in Wasser 4.0 Gew.-Tle.
    Titandioxid-Präparation, 50 gew.%ig in Wasser, enthaltend 2 Gew.-% eines handelsüblichen optischen Aufhellers 47,5 Gew.-Tle.
    Festharzgehalt der Flotte 44%
    Festharz/atro Fasern 14%
    Titandioxid/atro Fasern 5%
    optischer Aufheller/atro Fasern 0,2%
    Flotte auf 100 kg atro Fasern 31,8 kg
    • Vergleichsbeispiel V4
  • Analog der in Vergleichsbeispiel 5 beschriebenen Vorgehensweise, jedoch ohne Zusatz von Natriumbisulfit wurde eine MDF-Platte hergestellt.
  • In Tabelle 10 sind die erzielten Weißgrade (ausgedrückt in der Helligkeitsdifferenz ΔL), bezogen auf das Vergleichsbeispiel V4 als Standard, aufgeführt. Tabelle 10
    Beispiel ΔL
    5 3
    6 6
    7 7
    V4 -

Claims (3)

  1. Helle bis weiße Holzwerkstoffplatten, bei denen es sich um MDF-, HDF- oder Spanplatten handelt, dadurch gekennzeichnet, dass die hellen bis weißen Holzwerkstoffplatten mit einem Weißpigment massegefärbt sind und ihnen optische Aufheller zugesetzt sind.
  2. Holzwerkstoffplatten nach Anspruch 1, die aus gebleichten Holzfasern hergestellt sind.
  3. Holzwerkstoffplatten nach Anspruch 1. oder 2, die aus Holzfasern hergestellt sind, die zunächst oxidativ und dann reduktiv gebleicht worden sind.
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