EP3455042B1 - Faserplatte mit erhöhter beständigkeit gegen pilzbefall sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Faserplatte mit erhöhter beständigkeit gegen pilzbefall sowie verfahren zu deren herstellung Download PDF

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EP3455042B1
EP3455042B1 EP17721689.2A EP17721689A EP3455042B1 EP 3455042 B1 EP3455042 B1 EP 3455042B1 EP 17721689 A EP17721689 A EP 17721689A EP 3455042 B1 EP3455042 B1 EP 3455042B1
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EP
European Patent Office
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fibreboard
polymeric
fiberboard
compound
mono
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EP3455042A1 (de
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Thomas Kuncinger
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Fritz Egger GmbH and Co OG
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Fritz Egger GmbH and Co OG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2200/00—Wooden materials to be treated
    • B27K2200/15—Pretreated particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • B27N3/06—Making particle boards or fibreboards, with preformed covering layers, the particles or fibres being compressed with the layers to a board in one single pressing operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/16—Transporting the material from mat moulding stations to presses; Apparatus specially adapted for transporting the material or component parts therefor, e.g. cauls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers

Definitions

  • the invention relates to a fiberboard with increased resistance to fungal attack and a process for its production.
  • Another object of the invention is a roof or wall component which consists of or contains such a fiberboard.
  • the invention further relates to the use of a polymeric mono-guanidine compound in the manufacture of fiberboard to increase the resistance of the fiberboard to fungal attack.
  • Fiberboard is used in a variety of ways in house construction, especially in interior and roof construction, as well as in furniture construction, for example as a wall element for outdoor or indoor use, as a carrier board for laminate floors, for front and rear fronts of furniture or for under-planking and insulation of roof structures.
  • Different types of fiberboard are known to those skilled in the art. These are for example in “ Taschenbuch der Holztechnik "by A. Wagen1.4 and F. Scholz, Hanser Verlag, 2012, on pages 146 to 149 described.
  • plate here or elsewhere, it means a cuboid flat product which is defined by six surfaces: four edge surfaces and an upper and lower side, the upper side and the lower side here together and in delimitation to the Edge surfaces are referred to as “main sides” or “surfaces of the plate”.
  • DHF boards open to diffusion and moisture-resistant fiber boards
  • under-deck boards for cladding roofs and walls.
  • Good moisture resistance or good protection against microbial infestation is desirable here, since DHF boards can be exposed to water or moisture for extended periods. For example, this exposure can be caused by external weather conditions or by evaporating water Interiors, especially in new buildings. In new buildings, after plastering the walls, there is still residual moisture that evaporates over time and rises towards the roof structure.
  • moisture condenses on the DHF panels installed in the roof structure, and mold can form within a short time, especially on the inward-facing surface of the DHF panel. This problem also occurs with insufficiently sealed or damaged roofs (the surfaces of the DHF panel facing outwards can also be affected) and unventilated, cold attics.
  • an increase in the fungal resistance can also be desirable for the edge surfaces of the fiberboard.
  • this aspect mostly fades into the background because the edges usually have a much smaller surface area compared to the main sides of the fiberboard.
  • the edges of the fiberboard are typically in contact with each other during installation, so that the edges are not directly exposed to moisture.
  • a disadvantage of the previously proposed biocides is that they are extremely harmful to health and, on the other hand, are difficult to integrate into and / or incompatible with the resins used in the manufacture of fiberboard.
  • biocide wood preservatives are coal tar oils (creosols), water-soluble / water-based preservatives (borates) or solvent-based preservatives (triazoles).
  • the tar oils show a good antimicrobial activity.
  • the water-soluble protective agents are often combinations of inorganic salts with mostly water-insoluble organic active ingredients. The latter are made water-emulsifiable / dispersible and thus water-dilutable with the aid of emulsifiers or dispersants (therefore "water-based”).
  • Water-based or water-soluble wood preservatives are among others in the EP 2 146 571 B1 and EP 1 813 402 A2 described.
  • the EP 2 146 571 B1 describes a furniture and / or interior fitting that is treated with an antimicrobial treatment by impregnation with a resin composition.
  • the resin composition contains a biocidal composition from an organic biocidal compound (Isothiazolinone) and a nanoscale metal oxide (ZnO, MgO or Al2O3).
  • a disadvantage of such a combination is that emulsifiers are added as solubilizers, which can additionally promote the swelling of the fiberboard due to their emulsifying effect.
  • US 2012/1 5651 7 A1 describes a method for treating wood.
  • the wood to be treated is contacted with a composition containing monoesters, diesters or triesters or a mixture thereof.
  • Also disclosed US 2012/1 5651 7 A1 Chipboard, but not fibreboard.
  • US 2012/164239 A1 relates to a composition and a method for treating wood-based materials to improve their durability.
  • the composition contains C 1 -C 7 monocarboxy esters and optionally PHMG.
  • the EP 1 813 402 A2 describes a fiberboard for roof and wall construction, which contains borates in its top layer as mold protection.
  • the boron compounds generally appear to be effective against fungi, but these compounds are water-soluble and are not fixed in the fiber material. As a result, these remain easily washable even with the addition of fixing agents and their effectiveness is lost over the course of the application.
  • extreme processing temperatures prevail in the manufacture of fiberboard, for example when drying the preliminary or intermediate products of the fiberboard and / or when pressing.
  • the previously proposed wood preservatives can, for example, already be washed out of the intermediate product of the fiberboard during the production process or can be rendered partially or completely ineffective on account of the mechanical and / or thermal treatment.
  • the compatibility with the other substances used in the manufacture of fiberboard must also be taken into account. Reactions between the components can not only lead to instability, but also to undesirable discoloration of the end product. Very few biocides are therefore suitable for processing in a fiberboard.
  • Biocides based on metals such as silver, copper or zinc therefore appear unsuitable. Their accumulation represents a serious problem in the treatment of waste water in municipal sewage treatment plants and compliance with limit values after their thermal use.
  • the biocide is said to remain active over a long period of time. Sufficient fixation of the biocide in the surface of the fiberboard would therefore be desirable.
  • an object of the invention was to be able to produce a fiberboard with increased resistance to fungi without having to use an unstable, washable or risky substance.
  • Another aspect of the object on which the invention is based was to produce an environmentally friendly product which is distinguished by a long-lasting fungus resistance.
  • guanidine derivatives are preferred for the mucous membrane due to their narrow spectrum of action with favorable human toxicological properties - and wound antiseptics used. Because of their retentive effect, they can be found as additional components in skin antiseptics and hand disinfectants, or they are used in combination with other active ingredients.
  • the polymeric mono-guanidine compound had a sufficient antimicrobial activity against the fungi which typically infested wood.
  • the microorganisms to be controlled in skin or surface disinfection differ fundamentally from those that typically infest wood. Bacteria are the main focus in human applications and medical surface disinfection. The microorganisms that typically infest wood or fiberboard are primarily fungi.
  • the polymeric mono-guanidine compounds would be compatible with the process conditions prevailing in the manufacture of fiberboard and the chemicals used therein.
  • the polymeric mono-guanindine compounds used according to the invention surprisingly showed sufficient temperature resistance to high dryer and pressing temperatures.
  • the antimicrobial effect of the polymeric mono-guanidine compounds in fiberboard is probably based on a purely physical principle of action.
  • the polymeric mono-guanidine compounds do not appear to undergo any chemical reaction, metabolism or uptake by the microorganisms.
  • the physical principle of action of the polymeric mono-guanidine compounds appears to be based on an ionic interaction between the cationically modified fiberboard surface and the negatively charged cell walls of the microorganisms.
  • Article 3 (1) (a) defines biocidal products as "any substance or mixture in the form in which it reaches the user and which consists of, contains or produces one or more active substances, which is intended for this purpose is to destroy, deter, render harmless, prevent their effects or otherwise combat them by means other than physical or mechanical action.
  • the concentration of the polymeric mono-guanidine compound which can be used according to the invention in the region of at least one of the two surfaces of the fiberboard is sufficient to obtain a product which is resistant to fungal attack. According to the invention, it has been shown that even small amounts in the area of at least one of the two surfaces of the fiberboard are sufficient to achieve the desired resistance to fungus.
  • Polymeric mono-guanidine compounds which can be used according to the invention are composed of bridged mono-guanidine compounds.
  • Mono-guanidine compounds can also be referred to as imino ureas or as carbamidines.
  • An example of a mono-guanidine compound is guanidine, also referred to as iminomethane diamine, with the empirical formula CH 5 N 3 .
  • Mono-guanidine compounds can be used to bridge the mono-guanidine compounds, for example guanidine, for example by alkylene chains.
  • Mono-guanidine compounds or polymeric mono-guanidine compounds are generally known to the person skilled in the art.
  • mono-guanidine compounds or polymeric mono-guanidine compounds are described, for example, in " Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry - Volume 12 ", Verlag Chemie, GmbH, 1976, pages 411-419 described.
  • Known examples of mono-guanidine compounds are guanidine and guanidine hydrochloride.
  • a well-known example of a polymeric mono-guanidine compound is polyhexamethylene guanidine.
  • R 1 is an alkylene radical of the general formula (II) - (CH 2 ) m -, (II), where m is an integer between 1 and 16, preferably between 1 and 12, particularly preferably between 1 and 8 and in particular equal to 6.
  • Preferred alkylenediamines of the formula (III) which can be used according to the invention are selected from the group consisting of ethylenediamine, trimethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine and mixtures thereof.
  • Preferred examples of the oxyalkylenes which can be used according to the invention are oxyethylene, in particular triethylene glycol and / or oxypropylene.
  • Preferred examples of the oxyalkylene diamines which can be used according to the invention are oxyethylene diamine, in particular triethylene glycol diamine and / or oxypropylene diamine.
  • the guanidine groups contained in the polymeric mono-guanidine compounds can also be present in charged form, in particular as cations in a salt with a counter anion.
  • polymeric mono-guanidine compounds which can be used according to the invention are preferably polymeric mono-guanidine compounds, their salts or a mixture thereof.
  • Polymeric mono-guanidine compounds have only mono-guanidine structural elements as guanidine structural elements.
  • An example of a polymeric mono-guanidine compound which can be used according to the invention is polyhexamethylene guanidine (PHMG), represented in formula (VI).
  • Polymeric mono-guanidine compounds which can be used according to the invention are compounds from the group consisting of polyalkylene guanidines, in particular polyhexamethylene guanidine, polyalkylenediaminguanidines, polyoxyalkylene guanidines, polyoxyalkylenediaminguanidines and their salts.
  • polyhexamethylene guanidine PHMG is used as the polymeric mono-guanidine compound.
  • the salt of the polymeric mono-guanidine compound can be selected from the group consisting of hydrochloride, chloride, hydroxide, phosphate, fluoride, bromide, iodide, formate, acetate, diphosphate, sulfate, sulfide, nitrate, thiocyanate, thiosulfate, carbonate, Maleate, fumarate, tartrate, mesylate, gluconate and toluenesulfonate, with hydrochloride, chloride, hydroxide, phosphate, diphosphate, acetate and carbonate being preferred. Hydrochloride and / or chloride is particularly preferred.
  • the salts of the polymeric mono-guanidine compounds show a lower corrosive effect, so that the metallic devices used in the manufacture of the fiberboard are spared and the range of applications also improves. Independently the lower corrosivity increases the environmental compatibility of the product or its degradation products due to the preferred ions.
  • the polymeric mono-guanidine compound which can be used according to the invention can be used together with or in a mixture with another additive.
  • This additive can be selected from the group consisting of other biocides, quaternary ammonium compounds and mixtures thereof.
  • this additive is a quaternary ammonium compound.
  • the quaternary ammonium compound can be selected from the group consisting of didecyldimethylammonium chloride (DDAC), dimethyloctadecyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium, dimethyltetradecyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, alkyl (C 12-18 ) dimethylbenzylammonium chloride ( ADBAC (C 12-18 )), alkyl (C 12-16 ) dimethylbenzyl ammonium chloride (ADBAC / BKC (C 12- C 16 )), didecyldimethylammonium chloride (DDAC (C 8-10 )), alkyl (C 12-14 ) dimethylbenzylammonium chloride (ADBAC (C 12-14 )), alkyl (C 12-14 ) ethylbenzylammonium chloride (ADEBAC (C
  • the fiberboard according to the invention has at least one polymeric mono-guanidine compound which is concentrated in the region of at least one of the two surfaces of the fiberboard.
  • the polymeric mono-guanidine compound can be concentrated in the region of both surfaces of the fiber board.
  • concentration of the polymeric mono-guanidine compound is higher in the area of the surface or on the surface of the fiberboard than in the core thereof. In particular, in the area or on the surface of the fiberboard there is the highest concentration of the polymeric mono-guanidine compound in the fiberboard according to the invention.
  • a concentration gradient with respect to the polymeric mono-guanidine compound starting from at least one surface in the direction of the fiber board core, where the concentration of the polymeric mono-guanidine compound is lower than in the region of or on the surface of the fiber board.
  • Fiberboard core as used here, comprises the center of the fiberboard, which results from the cuboid shape of the fiberboard as the intersection of the space diagonals.
  • the fiberboard core means the middle layer around the center of the fiberboard, this layer running essentially parallel to the surface of the fiberboard and having an average layer thickness of 1, 2, 3, 4 or 5 mm.
  • the fiberboard core means the center of the fiberboard or an essentially spherical volume around the center of the fiberboard, the radius of which can be 1, 2, 3, 4 or 5 mm.
  • surface of the fiberboard means the entire surface layer in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated.
  • the thickness of this treated surface layer depends on the penetration depth of the polymeric mono-guanidine compound.
  • the surface layer in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated is that of Delimit middle layer, which forms or comprises the core of the fiberboard and which is preferably essentially free of polymeric mono-guanidine compounds.
  • the thickness of the surface layer in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated, starting from the surface of the fiberboard is at least 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3 or 5 mm into the inside of the fiberboard.
  • the superficial layer in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated preferably runs essentially parallel to the surface of the fiberboard.
  • thickness e.g. layer thickness or plate thickness
  • average thickness e.g. as an average of 5 thickness measurements at different positions of the fiberboard.
  • the fiberboard according to the invention there is a concentration gradient of polymeric mono-guanidine compound between at least one surface of the fiberboard and its center.
  • the core of the fiberboard in particular has an area which is less than 0.3, 0.1, 0.05 or 0.01% by weight of polymeric mono-guanidine compound, based on the dry weight (atro) of the lignocellulose-containing material , and particularly preferably contains essentially no polymeric mono-guanidine compound in its core.
  • the amount of the polymeric mono-guanidine compound in the fiberboard according to the invention is also expressed as an area concentration, based on the surface, and not as a volume concentration , based on the total volume of the fiberboard. Because of the comparatively small total amount of the polymeric mono-guanidine compounds the costs for the fiberboard according to the invention are only slightly increased compared to a fiberboard without biocide. It is also not necessary to significantly change the process for their manufacture. Ultimately, the amount of foreign substances in the fiberboard is so small that it does not lose its safety from an environmental point of view.
  • polymeric mono-guanidine compounds are also suitable for a large number of fiber-binder combinations.
  • the addition of additional substances can impair the properties of the binder and thus lead to insufficient binder action and / or mechanical properties of the end product.
  • Due to the fiberboard structure chosen according to the invention the concentration of the polymeric mono-guanidine compounds only in the area of at least one of the two surfaces of the fiberboard, such problems can be largely avoided.
  • the fiberboard according to the invention can be a single-layer or multilayer fiberboard.
  • the fiberboard according to the invention preferably consists essentially of fibers containing lignocellulose. “Essentially” here means up to 80, 85, 90, 95, 98 or 99% by weight, based on the total weight of the fiberboard.
  • the fiberboard can contain further additives, for example fire retardants, solvents, solubilizers, viscosity-adjusting agents, wetting agents, emulsifiers, pH-adjusting agents, fats, fatty acids, biocides or stabilizers.
  • Lignocellulose in the sense of the invention contains lignin and cellulose and / or hemicellulose.
  • Cellulose is an unbranched polysaccharide that consists of several hundred to ten thousand cellobiose units. These cellobiose units in turn consist of two molecules of glucose, which are linked via a ⁇ -1,4-glycosidic bond.
  • Hemicellulose is a collective name for various components of plant cell walls. Hemicelluloses are branched polysaccharides with a shorter chain length - usually less than 500 sugar units - which are made up of different sugar monomers.
  • Hemicellulose is essentially made up of various sugar monomers, such as, for example, glucose, xylose, arabinose, galactose and mannose, it being possible for the sugars to have acetyl and methyl-substituted groups. They have a random, amorphous structure and are easy to hydrolyze.
  • Xylose or arabinose mainly consist of sugar monomers with five carbon atoms (pentoses).
  • Mannose or galactose mainly consist of sugar monomers with six carbon atoms (hexoses).
  • “Lignins” are amorphous, irregularly branched aromatic macromolecules, which occur naturally as a component of cell walls and cause the lignification of the cell there.
  • the fiberboard is particularly preferably a DHF, UDF, LDF, MDF or HDF board.
  • the fiber board is a DHF board.
  • the DHF board according to the invention preferably corresponds to the standard EN 14964: 2007-01.
  • the bulk density of the fiberboard is 500 to 700 kg / m 3 , preferably 550 to 650 kg / m 3 and particularly preferably 580 to 625 kg / m 3 .
  • the bulk density can be determined in accordance with EN 323: 93-08.
  • the fiberboard has a thickness of 8 to 30 mm, preferably 10 to 22 mm and particularly preferably 12 to 20 mm.
  • Tongue-and-groove connection or bunging is understood to mean connections which can be plugged together or placed one inside the other at their edge surfaces or edges.
  • the two fibreboards to be connected can each have a groove on the edge surfaces or edges into which a so-called tongue is inserted or inserted as the connecting third component.
  • the fiberboard it is also conceivable for the fiberboard to be put together to have at least one groove on one edge surface or edge and at least one tongue on the other edge surface or edge.
  • the fiberboard has a groove on at least one edge surface and a tongue on at least one other edge surface.
  • a half-width spring can be incorporated into the edge of one of the two components to be connected.
  • This connectivity is particularly advantageous in the case of the DHF panels which can be obtained by the process according to the invention, since in addition to the increased resistance to fungi, they can also be used to achieve adequately fastened external cladding in roof structures.
  • the tongue-and-groove form fit or the bung, but also the hydrophobized surface enable improved water drainage over the surface of the DHF board and the untreated edge surfaces are protected.
  • the process according to the invention is based on processes for producing fiberboard known from the prior art, in addition to the usual process steps, a surface treatment of the fibrous mat with a polymeric mono-guanidine compound is carried out before pressing to form a fiberboard.
  • the usual methods for producing a single or multi-layer fibreboard have the following steps in common: First the wood material is treated in a stove and then fiberized. The wood material is often shredded or defibrated in a refiner. Typical process conditions for shredding or defibration that are common in industry are process temperatures of 160 to 200 ° C and pressures up to 10 bar. Then the fibers are dried if necessary and then glued. The fibers can be glued in a gluing drum by spraying. A wide variety of binders can be used in the production of fiberboard. Usually, no hardener is added to the binder in fibreboard production. The glued fibers are finally scattered into a fiber mat, which the person skilled in the art also calls "fiber cake", possibly preformed and pressed into a fiber board.
  • Another advantage of the treatment according to the invention with the polymeric mono-guanidine compound is that its use can be easily integrated into conventional processes in the wood industry for the production of fiberboard.
  • the water solubility of the polymeric mono-guanidine compound used in the process according to the invention is particularly advantageous. Aqueous solutions or suspensions can be easily integrated into the usual process steps and systems used in the manufacture of fiberboard. No complex intermediate steps or process interruptions are required.
  • the polymeric mono-guanidine compound can be applied, for example, via a blowline. Due to the water solubility of the polymeric mono-guanidine compound, no organic solvents have to be introduced, which on the one hand represent a fire hazard and on the other hand represent an additional, potentially harmful source of emissions.
  • Another advantage over the usual water-based, non-reactive wood preservatives is that no other additives, such as Emulsifiers are required to dissolve the polymeric mono-guanidine compound and to be able to apply it to the fiber mat. This also prevents additional swelling of the fiberboard.
  • the method according to the invention is particularly well suited for the production of fiberboard and is not restricted to any particular fiberboard type.
  • the fiberboard obtainable by the process can have one or more layers.
  • the method according to the invention has proven to be particularly practical for the production of fibrous panels open to diffusion for roof and wall construction (hereinafter referred to as "DHF panels").
  • DHF panels fibrous panels open to diffusion for roof and wall construction
  • the embodiments described here enable the fungus resistance of at least one surface or main side of the DHF plate to be increased in an uncomplicated manner.
  • a particular advantage of this is that a DHF board with increased resistance to fungal attack can be obtained without complex intermediate steps, complex impregnation processes subsequent to the production or further chemical aftertreatment.
  • the method according to the invention initially provides that a fiber mat which contains glued, lignocellulose-containing fibers is provided in step a).
  • fiberboard for example by scattering glue-containing fibers containing lignocellulose into a fiber mat.
  • the fibers are first glued and then scattered onto a forming tape to form a fiber mat.
  • the fiber mat can be additionally shaped and / or smoothed on its upward-facing surface.
  • the fiber mat preferably consists essentially of fibers containing lignocellulose. “Essentially” here means up to 80, 85, 90, 95, 98 or 99% by weight, based on the total weight of the fiber mat.
  • the fiber mat or the fiberboard can contain further additives, for example fire protection agents, solvents, Solubilizers, viscosity-adjusting agents, wetting agents, emulsifiers, pH-adjusting agents, fats, fatty acids or stabilizers.
  • the lignocellulose-containing fibers are glued with a binder before, during and / or after they are sprinkled into a fiber mat.
  • glue it can be understood to mean all or part of the wetting with a composition which contains a binder.
  • Such compositions are also referred to by the person skilled in the art as "glue liquor”.
  • Gluing can in particular also mean the uniform distribution of the binder-containing composition on the lignocellulose-containing fibers.
  • the binder-containing composition can be applied, for example, by impregnation or spraying, in particular in a blowline.
  • surface-modifying agents which neutralize the surface and / or encapsulate the fiber can also be sprayed on in the blowline.
  • the gluing of the lignocellulose-containing fibers can also be done in a drum or by spraying on the conveyor belt.
  • the amount of the binder used in the gluing or gluing is preferably 0.1 to 20% by weight, in particular 1.0 to 16% by weight, more preferably 2.0 to 14.0% by weight or 2.0 up to 10.0% by weight, based on the dry wood weight (solid resin / dry).
  • the binder is used in an amount of 0.1 to 15% by weight based on the dry wood weight (solid resin / dry).
  • the binder can be applied, for example, in the blowline known to the person skilled in the art.
  • the method according to the invention is suitable for a large number of binder / wood fiber combinations.
  • binders which can be used according to the invention are aminoplasts, phenoplasts, vinyl acetates, isocyanates, epoxy resins and / or acrylic resins, in particular also urea-formaldehyde resin (UF), melamine-formaldehyde resin, Phenol-formaldehyde resin (PF), polyvinyl acetate and / or white glue.
  • a system based on urea-formaldehyde resins (UF), melamine-reinforced urea-formaldehyde resins (MUF), melamine resin, melamine-formaldehyde resin, melamine-urea-phenol is used as the binder for the gluing Formaldehyde resins (MUPF), phenol-formaldehyde resins (PF), polymeric diisocyanates (PMDI) and / or isocyanates.
  • the binder is preferably an isocyanate-based binder. More preferably, the binder contains an isocyanate or consists of 80, 90, 95, 99 or 100% by weight thereof.
  • the isocyanate is a polyisocyanate, in particular polymeric diisocyanate (PMDI).
  • polymeric diphenylmethane diisocyanate can be used as the polymeric diisocyanate.
  • the method according to the invention further provides that in step b) at least one of the two surfaces of the fiber mat from step a) is treated with a polymeric mono-guanidine compound.
  • surface of the fiber mat means the surface of one of the two main sides of the fiber mat or the later surfaces (or main sides) of the fiberboard as defined above. These surfaces are to be distinguished from the edge surfaces of the fiber mat.
  • surface of the fiber mat as used here means the so-called “cover layer” of the fiber mat or the later fiberboard.
  • the cover layer is the most superficial fiber layer of the fiber mat or the later fiber board.
  • the top layer can be the most superficial layer of a single-layer or multilayer fiberboard obtained therefrom.
  • surface of the fiber mat means the entire surface layer which has been treated with a monopolymer guanidine compound or in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated.
  • the thickness of this treated surface layer depends on the penetration depth of the polymeric mono-guanidine compound.
  • the treated surface layer must be distinguished from the middle layer, which forms the core of the fiber mat and which does not come into contact with the polymeric mono-guanidine compound.
  • the thickness of the surface layer treated (and thus also the depth of penetration of the polymeric mono-guanidine compound into the fiber mat) is at least 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 3 or 5 mm into the interior of the fiber mat or the later fiberboard, viewed from the surface of the fiber mat or the later fiberboard.
  • only one of the two surfaces of the fiber mat is treated. This is preferably the top of the fiber mat. This is to be distinguished from the underside on which the fiber mat rests. In another embodiment, only the bottom of the fiber mat or both surfaces (i.e., top and bottom) of the fiber mat are treated.
  • the depth of penetration and thus the thickness of the region in which the polymeric mono-guanidine compound is concentrated can be determined by the person skilled in the art, for example, by varying the amount of the polymeric mono-guanidine compound used for treatment or by varying the exposure time, ie the time which between treatment with the polymeric mono-guanidine compound in step b) and pressing to the fiberboard in step c).
  • polymeric mono-guanidine compound when used in the singular, this includes the plural, in particular several identical polymeric mono-guanidine compounds and several different polymeric mono-guanidine compounds and mixtures thereof.
  • the polymeric mono-guanidine compound can be sprinkled on as a solid or as part of a solid composition.
  • the polymeric mono-guanidine compound is preferably used in the form of or as part of a liquid.
  • Liquid as used herein can mean a dilute solution of the polymeric mono-guanidine compound (i.e. the liquid then comprises the polymeric mono-guanidine compound as well as a solvent or diluent).
  • liquid as used here, can also very generally mean a liquid composition which contains the polymeric mono-guanidine compound and, if appropriate, further components. This liquid can additionally contain other additives, in particular a quaternary ammonium compound.
  • a polymeric mono-guanidine compound is used for surface treatment in step b) of the process according to the invention.
  • the polymer is preferably Mono-guanidine compound as a (possibly diluted) liquid, ie in liquid form.
  • the polymeric mono-guanidine compound is preferably in the liquid in a concentration of 10, 15, 20, 25, 35, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98 or 99% by weight. %, based on the total weight of the liquid. At a concentration of 10% by weight, this means that 10 g of the pure polymeric mono-guanidine compound are weighed out and made up to 100 g with the liquid.
  • An aqueous solution of the polymeric mono-guanidine compound is particularly preferably used as the treatment liquid in step b).
  • the liquid can also contain other additives, for example release agents and / or quaternary ammonium compounds.
  • the polymeric mono-guanidine compound is preferably used as part of a liquid composition and / or in a liquid in a concentration of 10 to 85% by weight, particularly preferably 20 to 70% by weight and particularly preferably from 25 to 55% by weight, based on the total weight of the liquid.
  • the liquid is an aqueous solution of the polymeric mono-guanidine compound, which can also contain other additives.
  • concentration by mass of the polymeric mono-guanidine compound given here in “% by weight” or “% by weight” is understood. This means that the mass of the polymeric mono-guanidine compound is based on the total mass of the liquid.
  • the preferred amount of the polymeric mono-guanidine compound which is applied in step b) is 2 to 200 g / m 2 , particularly preferably 4 to 80 g / m 2 and particularly preferably 6 to 30 g / m 2 , based on the surface of the fiber mat treated in step b).
  • Treated surface means, for example, the total surface of the top surface, even if parts of it are left out, but not the total sum of all surfaces of the fiber mat, ie the top surface, the bottom surface and the edge surfaces.
  • the polymeric mono-guanidine compound is distributed uniformly over the surface of the top and / or the bottom.
  • the polymeric mono-guanidine compound is PHMG, its salt and / or a mixture thereof.
  • PHMG is particularly preferred, in particular PHMG * HCl.
  • PHMG is used as a 10 to 85% by weight, in particular 20 to 70% by weight, solution in water. Particularly good results have been obtained with the treatment with a 25 to 55% by weight PHMG solution in water.
  • These solutions can optionally contain other additives.
  • the treatment of at least one of the surfaces of the fiber mat in step b) of the method according to the invention can be integrated in a simple and inexpensive manner into already conventional production processes for the production of fiberboard.
  • the fiber mat can be provided by sprinkling glued fibers onto a forming belt.
  • one of the two surfaces of the fiber mat lies on the forming belt (here called "underside"), while the other of the two surfaces of the fiber mat points upwards.
  • the treatment with the polymeric mono-guanidine compound from step b) can be carried out on the top side and / or on the bottom side lying on the molding tape.
  • the treatment in step b) with the polymeric mono-guanidine compound or the liquid containing polymeric mono-guanidine compound can be carried out, for example, by brushing on or spraying on.
  • treatment is by spraying, e.g. using a blowline.
  • the treatment can furthermore be carried out by first introducing the polymeric mono-guanidine compound from step b) and then providing and applying the fiber mat from step a).
  • the presentation can e.g. done by spraying.
  • the fiber mat from step a) is first provided and then at least one of the two surfaces is treated with the polymeric mono-guanidine compound from step b).
  • the fiber mat is first provided on a shaping belt and then the surface of the fiber mat facing upward is treated with the polymeric mono-guanidine compound from step b).
  • the polymeric mono-guanidine compound or the liquid containing it is sprayed on.
  • the polymeric mono-guanidine compound or the liquid containing it is initially placed on the forming belt and then the fiber mat is provided.
  • the polymeric mono-guanidine compound or the liquid containing it is preferably introduced by spraying.
  • the surface facing upward is additionally treated with the polymeric mono-guanidine compound or the liquid containing it.
  • both surfaces of the fiber mat are treated with the polymeric mono-guanidine compound, the underside being treated first.
  • the treatment time of the bottom 1 up to 40 seconds, preferably 2 to 30 seconds and in particular 2 to 20 seconds before the treatment of the top of the fiber mat.
  • the treatment is advantageously carried out during or after the usual fiber mat scattering and / or fiber mat shaping.
  • the treatment is preferably carried out after the fiber mat has been formed and / or shortly before the fiber mat is pressed into a fiber board.
  • the contact time or the time between treatment with the polymeric mono-guanidine compound in step b) and pressing in step c) can in principle be varied.
  • the time between treatment with the polymeric mono-guanidine compound in step b) and pressing in step c) is at least 1, 2, 5, 10 or 15 seconds.
  • the upper limit for the time between treatment with the polymeric mono-guanidine compound in step b) and pressing in step c) can be 5 minutes, 2 minutes, 40 seconds, 30 seconds or 20 seconds, the lower and Upper limits can be combined.
  • the time between treatment with the polymeric mono-guanidine compound in step b) and pressing in step c) is preferably 1 to 40 seconds, particularly preferably 2 to 30 seconds and particularly preferably 2 to 20 seconds.
  • step c) the surface-treated fiber mat obtained from step b) is pressed to form a fiberboard.
  • Step c) is preferably a hot pressing.
  • Suitable temperatures for pressing in step c) of the process according to the invention or one of its embodiments are temperatures from 150 ° C. to 250 ° C., preferably from 160 ° C. to 240 ° C., particularly preferably from 180 ° C. to 230 ° C. At temperatures in these Areas, the process can be carried out particularly economically. Optimal results can be achieved if the pressing is carried out at a pressing temperature of at least about 150 ° C.
  • the press factor in hot pressing is preferably 2 to 15 s / mm, preferably 2 to 12 s / mm and particularly preferably 4 to 12 s / mm.
  • the term press factor here means in particular the dwell time of the lignocellulose-containing fiberboard in seconds per millimeter thickness or thickness of the finished pressed lignocellulose-containing fiberboard in the press.
  • the invention also provides fiberboard that can be obtained by the process described above.
  • Another object of the invention is a roof or wall component, in particular one for house construction.
  • This roof or wall component contains or consists of at least one fiberboard according to the invention.
  • the at least one polymeric mono-guanidine compound is concentrated in the area of the surface, which, in relation to the building of the house, points inwards.
  • the fiberboard is therefore preferably oriented within the roof or wall component in such a way that the internal surface, based on the house construction, belongs to the area in which the at least one polymeric mono-guanidine compound is concentrated.
  • the fiberboard can, for example, have been produced by the method according to the invention or one of its embodiments.
  • the fiberboard is preferably a DHF board with two different surfaces.
  • the inner surface of the DHF plate based on the house construction, was preferably treated with a polymeric mono-guanidine compound in step b).
  • the polymeric mono-guanidine compound is compatible with the manufacturing process and fiberboard manufacturing conditions. In particular, it does not appear to react with components of the fiberboard that could lead to undesirable discoloration of the product. By using the polymeric mono-guanidine compound, undesirable discoloration of the product is largely avoided.
  • a product with a uniform coloring of the surface can be obtained. If both surfaces of the fiberboard or the roof or wall component are not treated, one of the sides, in particular the treated surface, can be marked to distinguish the treated from the untreated surface of the fiberboard or the roof or wall component.
  • the fiberboard or roof or wall components according to the invention can therefore contain such a marking.
  • the invention also relates generally to the use of a polymeric mono-guanidine compound in the manufacture of fiberboard to increase the resistance of the fiberboard to fungal attack.
  • the above statements regarding the fiberboard according to the invention and the method according to the invention apply accordingly to the use according to the invention.
  • Polymeric mono-guanidine compounds have not previously been known as a biocide in fiberboard manufacture. Their possible use in the manufacture of fiberboard was surprising for the person skilled in the art. This is especially true against the background that wood or fiberboard is attacked by another spectrum of microorganisms, in particular fungi, whereas the polymeric mono-guanidine compounds in their previous use have been used primarily against bacteria.
  • fungus means the broad definition for the realm of the "fungi” from biological taxonomy. In addition to unicellular organisms such as baker's yeast, this also includes multicellular organisms such as molds or stand fungi. "Fungus” here means above all wood-destroying and / or wood-discoloring fungi or the infestation by them. These wood-destroying and / or wood-discoloring fungi typically damage the wood by, for example, brown rot, white rot, mold rot, mold, blueness or red streaking. According to one embodiment, the fungi are molds and / or blue stains.
  • the fungi can also be selected from the Basomycetes, Ascomycetes and Deutomycetes.
  • increasing resistance as used here is meant a reduction in fungal attack compared to a non-biocidal, fungicidal and / or fungistatic reference. This resistance of the fiberboard to fungal attack can be determined, for example, in accordance with the standard EN ISO 846: 1997 "Determination of the Effect of Microorganisms on Plastics" as described in the exemplary embodiments.
  • the invention also provides for the use of a polymeric mono-guanidine compound in the surface treatment of a fiber mat in the manufacture of fiberboard to increase the resistance of the fiberboard to fungal attack, in particular the use in the inventive method described above. Particularly good results are obtained when PHMG, a salt thereof or a mixture thereof is used.
  • test panels 1 and 2 were produced in accordance with one embodiment of the invention, ie by treating both surfaces of the fiber mat with a polymeric mono-guanidine compound.
  • the reference plate was produced in duplicate using the MDF process used in the wood industry.
  • the reference plate was made without treatment with PHMG.
  • test panels 1 and 2 were produced in duplicate according to one embodiment of the method according to the invention. This gave fiberboard, the two main sides of which had been treated with PHMG during manufacture.
  • the amount of PHMG in steps 1) and 3) was 48 g / m 2 for test plate 1 per surface and 24 g / m 2 for test plate 2 per surface
  • composition of the reference plate and the test plates is summarized in Table 1.
  • ⁇ b> tab. 1 Composition of the fiberboard Treatment with PHMG (amount of PHMG [g / m 2 ]) eMDI (w / atro fibers) Reference plate No 3% Test panel 1 Yes (48 g / m 2 ) 3% Test panel 2 Yes (24 g / m 2 ) 3%
  • Test plate 2 showed the same swelling as the reference plate.
  • Test plate 1 showed only a slight increase in swelling.
  • test panels 1 and 2 even showed a slightly higher strength than the reference panel.
  • test plate 2 showed approximately the same mechanical properties as test plate 1. This was surprising since test plate 1 had a slightly higher swelling, which is why the skilled worker would have expected a decrease in tensile strength.
  • test plates 1 and 2 When comparing the color of the reference plate and test plates 1 and 2, it was found that test plates 1 and 2 showed no discoloration in comparison to the reference plate.
  • test specimens of the reference plate and test plate 1 from Example 1 were incubated for 4 weeks with a test organism on different nutrient media (see point 3, tests A, B and B '). After the incubation period, the growth of the test specimens became visual assessed to determine fungal growth (test A) or fungistatic activity (test B, B ') (see point 4, evaluation).
  • Test specimen After one-week air conditioning (20 ° C, 65% RH) of the reference plate and test plate 1 from Example 1, nine test specimens measuring 5 x 5 x 0.8 cm were cut out.
  • Test organism Penicillum sp.
  • Stock mineral salt solution 2 g NaNO 3 0.7 g KH 2 PO 4 0.393 g K 2 HPO 4 H 2 O 0.5 g KCl 0.5 g MgSO 4 7H 2 O dissolved in 1000 ml tap water (pH 6 - 6.5)
  • About 0.1 g of Tween 80 was added to 1 L of stock mineral salt solution, the solution was then sterilized.
  • test organism was first pre-cultivated on malt extract agar plates. After the agar surfaces were completely overgrown, the fungal spores were harvested using the mineral salt solution with the aid of a Drigalski spatula.
  • This solution was then filtered through an extraction tube with cotton (sterile). The number of bacteria was determined with the Thomas Chamber. The final bacterial count was a CFU of 4 x 10 7 / ml. This solution was diluted with mineral salt solution to a density of 10 6 CFU / ml and the spore suspension for the experiments was obtained.
  • the incomplete agar from point 3.1.1. provided with glucose so that a glucose concentration of 30 g / l was obtained.
  • glasses with a volume of 750 ml were filled with 150 ml of agar and closed with a lid, which was provided with a cotton plug in the middle, and steam-sterilized.
  • test A the test specimens were applied to the incomplete agar (see item 3.1.1.), which had previously been inoculated with a spore suspension of the test organism. If the test specimen contains no components that can be used by the fungi, the fungi cannot develop a mycelium and overgrow the test specimen or attack the test specimens through their metabolic products. Experiment A is suitable for to assess the basic resistance of the test specimens against fungal attack in the absence of organic contaminants.
  • test specimens each of the reference plate and test plate 1 from Example 1 were used.
  • the incomplete agar from point 3.1.1. inoculated with 200 ⁇ l of the spore suspension from point 2.
  • the respective test body was applied directly to the agar and incubated at 24 ° C / 90% RH for 4 weeks.
  • test specimens each of the reference plate and test plate 1 from example 1 were used in tests B and test B '.
  • the complete agar from point 3.1.2. inoculated with 200 ⁇ l of the spore suspension from point 2.
  • test B the respective test specimen was applied directly to the complete agar and incubated at 24 ° C./90% RH for 4 weeks.
  • experiment B the entire agar was first incubated until its surface was completely covered with the test organism. The respective test specimen was then applied to the complete agar and incubated at 24 ° C./90% RH for 4 weeks.
  • test specimens of the reference plate there was predominantly a strong to medium fungal growth.
  • test specimens, which were rated "medium” the fungal growth extended to the surface of the main side pointing upwards and to the edges of the respective test specimen.
  • test specimens of the test plate there was mainly no to medium fungal growth in all tests.
  • the fungal growth In the test specimen, which was rated “medium”, the fungal growth only extended to the edges of the respective test specimen.
  • the area of the upward-facing main page that had been treated with PHMG was not overgrown.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Faserplatte mit erhöhter Beständigkeit gegenüber Pilzbefall sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Dach- oder Wandbauteil, welches aus einer solchen Faserplatte besteht oder diese enthält. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bei der Faserplattenherstellung zur Erhöhung der Beständigkeit der Faserplatte gegen Pilzbefall.
  • Faserplatten werden vielseitig im Hausbau, insbesondere im Innen- und Dachausbau, sowie im Möbelbau eingesetzt, beispielsweise als Wandelement für den Außen- oder Innenbereich, als Trägerplatte für Laminatfußböden, für Vorder- und Rückfronten von Möbeln oder zur Unterbeplankung und Dämmung von Dachaufbauten. Unterschiedliche Typen von Faserplatten sind dem Fachmann bekannt. Diese sind beispielsweise im "Taschenbuch der Holztechnik" von A. Wagenführ und F. Scholz, Hanser Verlag, 2012, auf den Seiten 146 bis 149 beschrieben. Wenn hier oder anderer Stelle von "Platte" die Rede ist, dann ist damit ein quaderförmiges Flachprodukt gemeint, welches durch sechs Oberflächen definiert ist: Vier Kantenflächen sowie eine Ober- und Unterseite, wobei die Oberseite und die Unterseite hier zusammen und in Abgrenzung zu den Kantenflächen als "Hauptseiten" oder "Oberflächen der Platte" bezeichnet werden.
  • Im Baubereich werden vorzugsweise DHF-Platten (diffusionsoffene und feuchtebeständige Faserplatten) als Unterdeckplatten zur Beplankung von Dächern und Wänden eingesetzt. Hier ist eine gute Feuchtebeständigkeit bzw. ein guter Schutz gegen mikrobiellen Befall gewünscht, da DHF-Platten über längere Zeiträume Wasser oder Feuchtigkeit ausgesetzt sein können. Beispielsweise kann sich diese Belastung durch äußere Witterungsbedingungen oder durch verdunstendes Wasser in Innenräumen, insbesondere in Neubauten, ergeben. So ist in Neubauten nach dem Verputzen der Wände noch Restfeuchte vorhanden, die mit der Zeit verdunstet und Richtung Dachstuhl aufsteigt. Hier kommt es in der Praxis zu einer Kondensation von Feuchtigkeit an den DHF-Platten, die im Dachstuhl verbaut sind, und es kann innerhalb kurzer Zeit zu einer Schimmelbildung, insbesondere an der nach innen gerichteten Oberfläche der DHF-Platte kommen. Dieses Problem tritt auch bei ungenügend abgedichteten oder beschädigten Dächern (dann können auch die nach außen gerichteten Oberflächen der DHF-Platte betroffen sein) sowie unbelüfteten, kalten Dachböden auf.
  • Eine erhöhte Schimmelbildungsgefahr kann ebenso bei Faserplatten auftreten, die in Wänden im Innen- und Außenbereich sowie als Rückfronten von Möbelstücken, die zu einer Außenwand gerichtet sind, verbaut worden sind. Deshalb ist es erstrebenswert verbesserte Holzfaserplatten, insbesondere DHF-Platten, bereitzustellen, bei denen mindestens eine der beiden Hauptseiten der Faserplatte eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Pilzbefall aufweist.
  • Abgesehen von den Hauptseiten, kann auch bei den Kantenflächen der Faserplatten eine Erhöhung der Pilzbeständigkeit wünschenswert sein. Dieser Aspekt tritt jedoch meistens in den Hintergrund, da die Kanten üblicherweise eine viel geringere Oberfläche im Vergleich zu den Hauptseiten der Faserplatte aufweisen. Zudem stehen beim Verbau die Kanten der Faserplatten typischerweise miteinander in Kontakt, wodurch die Kanten nicht direkt der Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
  • Zur Vermeidung von Schimmelbildung bei Faserplatten wurden im Stand der Technik bereits der Versuch unternommen verschiedene Substanzen mit biozider bzw. fungizider Wirkung bei der Faserplattenherstellung einzusetzen. Chemikalien, die den Befall durch holzzerstörende und -verfärbende Pilze oder Insekten verhindern (vorbeugender Holzschutz) bzw. im Falle eines bereits eingetretenen Befalls Schadorganismen abtöten (bekämpfender Holzschutz) sollen, enthalten in der Regel stets Biozide als wirksame Bestandteile. Biozide sind in der Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012 klassifiziert.
  • Eine überzeugende Lösung, die sich in der Praxis bei der Herstellung von Faserplatten auch durchgesetzt hätte, ist bislang jedoch noch nicht vorgeschlagen worden.
  • Nachteilig an den bislang vorgeschlagenen Bioziden ist, dass diese zu einem stark gesundheitsschädlichen sind und sich zum andern schlecht in die bei der Faserplattenherstellung verwendeten Harze integrieren lassen und/oder mit diesen inkompatibel sind.
  • Beispiele für Biozid-Holzschutzmittel sind Steinkohlenteeröle (Kreosole), wasserlösliche/wasserbasierte Schutzmittel (Borate) oder lösemittelhaltige Schutzmittel (Triazole). Die Teeröle zeigen zwar eine gute antimikrobielle Wirksamkeit. Jedoch ist zu bedenken, dass diese gesundheitsschädlich sind, einen starken Geruch aufweisen sowie schlecht überstreichbar und verklebbar sind. Die wasserlöslichen Schutzmittel stellen vielfach Kombinationen anorganischer Salze mit meist wasserunlöslichen organischen Wirkstoffen dar. Letztere werden mit Hilfe von Emulgatoren bzw. Dispergiermittel wasseremulgierbar/dispergierbar und somit wasserverdünnbar gemacht (deshalb "wasserbasiert"). Wasserbasierte bzw. wasserlösliche Holzschutzmittel sind unter anderem in der EP 2 146 571 B1 und EP 1 813 402 A2 beschrieben.
  • Die EP 2 146 571 B1 beschreibt ein Möbel- und/oder Innenausbauteil, welches durch Imprägnierung mit einer Harzzusammensetzung antimikrobiell behandelt wird. Die Harzzusammensetzung enthält eine biozide Zusammensetzung
    aus einer organischen bioziden Verbindung (Isothiazolinone) und einem nanoskaligen Metalloxid (ZnO, MgO oder Al2O3). Ein Nachteil einer solchen Kombination ist jedoch, dass Emulgatoren als Lösungsvermittler zugesetzt werden, die durch ihre emulgierende Wirkung die Quellung der Faserplatte zusätzlich fördern können.
  • US 2012/1 5651 7 A1 beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Holz. Das zu behandelnde Holz wird mit einer Zusammensetzung in Kontakt gebracht, die Monoester, Diester oder Triester oder eine Mischung davon enthält. Ferner offenbart US 2012/1 5651 7 A1 Spanplatten, jedoch keine Faserplatten.
  • US 2012/164239 A1 betrifft eine Zusammensetzung und ein Verfahren zur Behandlung von Holzwerkstoffen zur Verbesserung der Haltbarkeit dieser. Die Zusammensetzung enthält C1-C7-Monocarboxylester und optional PHMG.
  • Die EP 1 813 402 A2 beschreibt eine Faserplatte für den Dach- und Wandbau, die in ihrer Deckschicht Borate als Schimmelpilzschutz enthält. Die Borverbindungen scheinen grundsätzlich gegen Pilze wirksam zu sein, jedoch sind diese Verbindungen wasserlöslich und nicht im Fasermaterial fixiert. Dadurch bleiben diese selbst bei Zusatz fixierender Mittel leicht auswaschbar und ihre Wirkung geht im Laufe der Anwendungsdauer verloren.
  • Aufgrund der oben beschriebenen Nachteile können viele Holzschutzmittel, die biozide Substanzen enthalten, deshalb nicht optimal im Dach- oder Innenausbau verwendet werden. Weiterhin können die Biozide aufgrund ihrer potentiellen Emission durch Verdunstung, Abrieb oder durch anderweitige Freisetzung die Gesundheit von Menschen beeinträchtigen. Oftmals verlieren Biozide aber auch durch allmählichen (natürlichen) Abbau ihre Wirkung. Die wasserlöslichen oder wasserbasierten Holzschutzmittel können beispielsweise mit der Zeit aus der Faserplatte ausgewaschen werden, wodurch einerseits die antimikrobielle Wirksamkeit nachlässt und andererseits eine erhöhte Umweltbelastung auftreten kann.
  • Weiterhin herrschen bei der Faserplattenherstellung extreme Verarbeitungstemperaturen, beispielsweise beim Trocknen der Vor- oder Zwischenprodukte der Faserplatte und/oder beim Verpressen. Die bisher vorgeschlagenen Holzschutzmittel können beispielsweise schon während des Herstellungsprozesses aus dem Zwischenprodukt der Faserplatte ausgewaschen oder aufgrund der der mechanischen und/oder thermischen Behandlung teilweise oder gänzlich unwirksam gemacht werden. Auch muss die Komptabilität zu den weiteren in der Herstellung von Faserplatten eingesetzten Substanzen berücksichtigt werden. Reaktionen der Komponenten untereinander können nicht nur zur Instabilität, sondern auch zu unerwünschten Verfärbungen des Endprodukts führen. Die wenigsten Biozide sind daher zur Verarbeitung in einer Faserplatte geeignet.
  • Außerdem gilt es im Sinne einer nachhaltigen Rohstoffnutzung, ein Biozid zu finden, das sich nicht negativ auf die Qualität recyclingfähiger Materialien auswirkt. Biozide auf Basis von Metallen wie Silber, Kupfer oder Zink erscheinen daher ungeeignet. Deren Akkumulation stellt ein gravierendes Problem bei der Aufbereitung von Abwässern in kommunalen Kläranlagen und der Einhaltung von Grenzwerten nach deren thermischer Nutzung dar.
  • Das Biozid soll weiterhin über einen langen Zeitraum aktiv bleiben. Eine ausreichende Fixierung des Biozids in der Oberfläche der Faserplatte wäre daher wünschenswert.
  • Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik und dessen Nachteilen bestand eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Faserplatte mit erhöhter Beständigkeit gegen Pilze herstellen zu können ohne eine instabile, auswaschbare oder risikobehaftete Substanz verwenden zu müssen. Ein weiterer Aspekt der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe bestand darin, ein umweltfreundliches Produkt herzustellen, welches sich durch eine langanhaltende Pilzbeständigkeit auszeichnet.
  • Ferner war es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Faserplatte und ein Verfahren zu ihrer Herstellung aufzuzeigen, durch die ein ausreichender Schutz vor Pilzbefall mit geringem Aufwand, insbesondere durch geringen Eintrag von Fremdstoffen in die Faserplatte und geringer bis keiner Erhöhung der Kosten für die Herstellung der Faserplatte, erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Faserplatte nach Anspruch 1, das Verfahren nach Anspruch 10, das Dach- oder Wandbauteils nach Anspruch 18, sowie die Verwendung gemäß Anspruch 20 gelöst. Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
  • Die Erfindung betrifft eine Faserplatte, die durch Verpressen von mit Bindemittel beleimten, lignocellulosehaltige Fasern hergestellt wird in einem Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Bereitstellen einer Fasermatte enthaltend beleimte, lignocellulosehaltige Fasern,
    2. b) Behandeln mindestens einer der beiden Oberflächen der Fasermatte aus Schritt a) mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung,
    3. c) Verpressen der aus Schritt b) erhaltenen, oberflächenbehandelten Fasermatte zu einer Faserplatte,
    wobei
    • mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert ist;
    • zwischen mindestens einer Oberfläche der Faserplatte und ihrem Mittelpunkt ein Konzentrationsgefälle an polymerer Mono-Guanidin-Verbindung besteht und die Faserplatte dabei in ihrem Kern einen Bereich aufweist, in dem die Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung niedriger ist als im Bereich der Oberfläche der Faserplatte.
  • Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch den Einsatz einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung die oben aufgeführten, aus dem Stand der Technik bekannten Probleme weitestgehend vermieden oder reduziert werden können. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass durch die Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberfläche der Faserplatte Faserplatten erhalten werden können, die eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Pilzbefall aufweisen.
  • Polymere Mono-Guanidin-Verbindungen sind hauptsächlich als desinfizierend wirkende Zusatzkomponenten zur Desinfektion der Haut- oder Schleimhaut-, in der Wundantiseptik, in Händedesinfektionsmitteln, zur reinen Oberflächendesinfektion, beispielsweise durch Auftragen und Abwischen einer Guanidin-haltigen Lösung, im medizinischem Bereich zur Bekämpfung von Bakterien oder zur Wasserdesinfektion, beispielsweise in Schwimmbädern, bekannt. Polymere Mono-Guanidin-Verbindungen können auch als Zusatz in Dispersionsfarbe eingesetzt werden. Die WO 2010/106002 A1 beschreibt eine Polymermischung, die eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung enthält. Hierbei wird die polymere Mono-Guanidin-Verbindung in ein bereits fertiges Polymer eingebracht und zu einem Pulver weiterverarbeitet. Dieses Pulver kann in handelsübliche Dispersionsfarbe eingebracht und als antimikrobielle Farbe auf Metalloberflächen aufgebracht werden.
  • Die Anwendung von polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen im Bereich von Faserplatten bzw. deren Herstellung ist bisher nicht bekannt. In der Desinfektionsmittel-Liste des VAH (mhp Verlag 2015), welche alle von der Desinfektionsmittel-Kommission zertifizierten Präparate enthält, ist zu Guanidinderivaten beispielsweise folgendes ausgeführt "Guanidine werden aufgrund ihres schmalen Wirkungsspektrums [...] bei günstigen humantoxikologischen Eigenschaften bevorzugt für die Schleimhaut- und Wundantiseptik eingesetzt. Aufgrund ihrer Remanenzwirkung sind sie als Zusatzkomponenten in Hautantiseptika und Händedesinfektionsmitteln anzutreffen, oder sie werden in Kombination mit anderen Wirkstoffen eingesetzt."
  • Vor diesem Hintergrund war es für den Fachmann nicht naheliegend, dass die polymere Mono-Guanidin-Verbindung eine ausreichende antimikrobielle Wirkung gegenüber den Pilzen, die typischerweise Holz befallen, entfaltet. Die zu bekämpfenden Mikroorganismen in der Haut- oder Oberflächendesinfektion unterscheiden sich grundlegend in ihrem Spektrum von denen, die typischerweise Holz befallen. Bei der Humananwendungen und der medizinischen Oberflächendesinfektion stehen vor allem Bakterien im Vordergrund. Bei den Mikroorganismen, die Holz bzw. Faserplatten typischerweise befallen, handelt es sich vor allem um Pilze.
  • Überdies war es für den Fachmann nicht absehbar, dass die polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen mit den in der Faserplattenherstellung herrschenden Prozessbedingungen sowie den darin eingesetzten Chemikalien kompatibel sein würden. In praktischen Versuchen zeigten die erfindungsgemäß eingesetzten polymeren Mono-Guanindin-Verbindungen überraschenderweise eine ausreichende Temperaturbeständig gegenüber hohen Trockner- und Presstemperaturen.
  • Der erfindungsgemäße Einsatz von polymeren Mono-Guanindin-Verbindungen hat ferner auch den Vorteil, dass diese eine sehr geringe Toxizität aufweisen und sich in praktischen Versuchen auch keine Ausbildung von Resistenzen gegenüber den holzbefallenden Mikroorganismen gezeigt hat. Weiterhin kann durch den Einsatz von polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen, wie beispielsweise Polyhexamethylenguanidin, ein umweltfreundliches und/oder unbedenkliches Produkt erhalten werden, da diese weder ein Schwermetall enthalten, noch Biozide im Sinne der Biozidverordnung sind.
  • Überraschenderweise wurde zudem festgestellt, dass die antimikrobielle Wirkung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen bei Faserplatten wahrscheinlich auf einem rein physikalischen Wirkprinzip basiert. Bei Interaktionen mit den Mikroorganismen scheint es bei den polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen zu keiner chemischen Reaktion, Verstoffwechselung oder Aufnahme durch die Mikroorganismen zu kommen. Ohne an eine bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, scheint das physikalische Wirkprinzip der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen auf einer ionischen Wechselwirkung zwischen der kationisch modifizierten Faserplattenoberfläche und den negativ geladenen Zellwände der Mikroorganismen zu beruhen.
  • Solche physikalischen Wirkprinzipien fallen jedoch nicht unter die Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012 . Diese definiert Artikel 3 Absatz 1 a) Biozidprodukte als "jeglichen Stoff oder jegliches Gemisch in der Form, in der er/es zum Verwender gelangt, und der/das aus einem oder mehreren Wirkstoffen besteht, diese enthält oder erzeugt, der/das dazu bestimmt ist, auf andere Art als durch bloße physikalische oder mechanische Einwirkung Schadorganismen zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen".
  • Weiterhin wurde gefunden, dass allein schon die Konzentration der erfindungsgemäß einsetzbaren polymeren Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte ausreicht, um ein Produkt zu erhalten, welches beständig gegen Pilzbefall ist. Erfindungsgemäß hat sich nämlich gezeigt, dass bereits schon geringe Mengen im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte ausreichen, um die gewünschte Pilzbeständigkeit zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß einsetzbare polymere Mono-Guanidin-Verbindungen setzten sich aus verbrückten Mono-Guanidin-Verbindungen zusammen. Mono-Guanidin-Verbindungen können auch als Iminoharnstoffe oder als Carbamidine bezeichnet werden. Ein Beispiel für eine Mono-Guanidin-Verbindung ist Guanidin, auch bezeichnet als Iminomethandiamin, mit der Summenformel CH5N3. In den polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen kann die Verbrückung der Mono-Guanidin-Verbindungen, wie zum Beispiel Guanidin, beispielsweise durch Alkylenketten erfolgen. Mono-Guanidin-Verbindungen bzw. polymere Mono-Guanidin-Verbindungen sind dem Fachmann allgemein bekannt. Die Eigenschaften und Darstellung von Mono-Guanidin-Verbindungen bzw. polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen sind beispielsweis in "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie - Band 12", Verlag Chemie, GmbH, 1976, Seiten 411-419 beschrieben. Bekannte Beispiele für Mono-Guanidin-Verbindungen sind Guanidin und Guanidin Hydrochlorid. Ein bekanntes Beispiel für eine polymere Mono-Guanidin-Verbindungen ist Polyhexamethylenguanidin.
  • Polymere Mono-Guanidin-Verbindungen weisen als Strukturelement eine Guanidin-Gruppe auf, welche nachfolgend beispielhaft dargestellt ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Mono-Guanidin-Strukturelement.
    Figure imgb0001
     Eine beispielhafte polymere Mono-Guanidin-Verbindung ist schematisch in Formel (I) dargestellt,
    Figure imgb0002
     wobei
    • R1 und R2 unabhängig voneinander eine lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen oder eine mit mindestens einem Heteroatom substituierte lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei das mindestens eine Heteroatom ausgewählt ist aus Sauerstoff und/oder Stickstoff;
    • x = 0, 1 oder eine ganze Zahl zwischen 2 und 10 bedeuten kann und
    • n eine ganze Zahl größer oder gleich 2 bedeutet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist x = 0 und R1 ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylen, Oxyalkylen, Alkylendiamin und Oxyalkylendiamin.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist x = 0 und R1 ein Alkylen-Rest der allgemeinen Formel (II)

            -(CH2)m-,     (II),

    wobei m eine ganze Zahl zwischen 1 und 16, bevorzugt zwischen 1 und 12, besonders bevorzugt zwischen 1 und 8 und insbesondere gleich 6 ist.
  • Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist x=0 und R1 ein Alkylendiamin der allgemeinen Formel (III),

            -NH-[(CH2)-(CHR)]n-NH-     (III),

    in welcher n eine ganze Zahl zwischen 1 und 10, insbesondere 1, 2 oder 3, ist und R Wasserstoff oder ein Methylrest bedeutet. Bevorzugte, erfindungsgemäß einsetzbare Alkylendiamine der Formel (III) sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylendiamin, Trimethylendiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin und Mischungen davon.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist x=0 und R1 ein Oxyalkylen, der allgemeinen Formel (IV),

            -CH2-CHR-[O-CH2-CHR]n-     (IV),

    in welcher n 1, 2, 3, 4 oder 5 bedeutet und R Wasserstoff oder ein Methylrest bedeutet. Bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäß einsetzbaren Oxyalkylene sind Oxyethylen, insbesondere Triethylenglykol und/oder Oxypropylen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist x=0 und R1 ein Oxyalkylendiamin der allgemeinen Formel (V),

            -NH-CH2-CHR-[O-CH2-CHR]n-NH-     (V)

    in welcher n 1, 2, 3, 4 oder 5 bedeutet und R Wasserstoff oder ein Methylrest bedeutet. Bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäß einsetzbaren Oxyalkylendiamine sind Oxyethylendiamin, insbesondere Triethylenglykoldiamin und/oder Oxypropylendiamin.
  • Die in den polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen enthaltenen Guanidingruppen können auch in geladener Form vorliegen, insbesondere als Kationen in einem Salz mit Gegenanion.
  • Die erfindungsgemäß einsetzbaren polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen sind vorzugsweise polymere Mono-Guanidin-Verbindungen, deren Salze oder eine Mischung daraus.
  • Polymere Mono-Guanidin-Verbindungen weisen als Guanidin-Strukturelemente nur Mono-Guanidin-Strukturelemente auf. Ein Beispiel für eine erfindungsgemäß einsetzbare polymere Mono-Guanidin-Verbindung ist Polyhexamethylenguanidin (PHMG), dargestellt in Formel (VI).
    Figure imgb0003
  • Erfindungsgemäß gut einsetzbare polymere Mono- Guanidin-Verbindungen sind Verbindungen aus der Gruppe, bestehend aus Polyalkylenguanidinen, insbesondere Polyhexamethylenguanidin, Polyalkylendiaminguanidinen, Polyoxyalkylenguanidinen, Polyoxyalkylendiaminguanidinen und deren Salzen.
    Bezogen auf die allgemeine Formeln (I) bedeutet dies für die erfindungsgemäß gut einsetzbaren Polyalkylenguanidine, Polyalkylendiaminguanidine, Polyoxyalkylenguanidine, Polyoxyalkylendiaminguanidine, dass R1 und/oder R2 ein Alkylen, Alkylendiamin, Oxyalkylen und/oder Oxyalkylendiamin ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als polymere Mono-Guanidin-Verbindung Polyhexamethylenguanidin (PHMG) eingesetzt.
  • Wenn hier oder an anderer Stelle von polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen oder deren speziellen Ausführungsformen, beispielsweise PHMG, die Rede ist, dann sind damit auch jegliche Salze oder sonstigen Derivate davon gemeint.
  • Das Salz der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung kann ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Hydrochlorid, Chlorid, Hydroxid, Phosphat, Fluorid, Bromid, Jodid, Formiat, Acetat, Diphosphat, Sulfat, Sulfid, Nitrat, Thiocyanat, Thiosulfat, Carbonat, Maleat, Fumarat, Tartrat, Mesylat, Glukonat und Toluolsulfonat, wobei Hydrochlorid, Chlorid, Hydroxid, Phosphat, Diphosphat, Acetat und Carbonat bevorzugt sind. Besonders bevorzugt ist Hydrochlorid und/oder Chlorid. Die Salze der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen zeigen eine geringere korrosive Wirkung, sodass die bei der Herstellung der Faserplatten eingesetzten metallischen Geräte geschont werden und sich auch das Anwendungsspektrum verbessert. Unabhängig von der geringeren Korrosivität erhöht sich durch die bevorzugten Ionen die Umweltverträglichkeit des Produktes bzw. seiner Abbauprodukte.
  • Die erfindungsgemäß einsetzbare polymere Mono-Guanidin-Verbindung kann zusammen mit oder in einer Mischung mit einem weiteren Zusatzstoff eingesetzt werden. Dieser Zusatzstoff kann ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus anderen Bioziden, quarternären Ammonium-Verbindungen und Mischungen hiervon.
  • In einer Ausführungsform ist dieser Zusatzstoff eine quaternäre Ammonium-Verbindung. Die quaternäre Ammonium-Verbindung kann ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC), Dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium, Dimethyltetradecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid, Alkyl (C12-18) dimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC(C12-18)), Alkyl (C12-16) dimethylbenzyl ammoniumchlorid (ADBAC/BKC(C12-C16)), Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC(C8-10)), Alkyl(C12-14) dimethylbenzylammoniumchlorid (ADBAC(C12-14)), Alkyl (C12-14) ethylbenzylammoniumchlorid (ADEBAC(C12-14)), Dialkyl (C8-10) dimethylammoniumchlorid, Alkyl (C12-14) dimethyl(ethylbenzyl)ammoniumchlorid.
  • Wie bereits erwähnt, reichen schon geringere Konzentrationen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen im Bereich der mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte aus, um die gewünschte antimikrobielle Wirkung zu erreichen. Wenn die polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich der Oberfläche der Faserplatte konzentriert ist, kann der Kern der Faserplatte sogar im Wesentlichen frei von der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung gehalten werden. Dadurch können die Mengen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, die zur Erhöhung der Beständigkeit gegenüber Pilzen eingesetzt werden muss, erheblich verringert werden. Dies hat den Vorteil, dass der Eintrag von Fremdstoffen so gering wie möglich gehalten werden kann und dadurch auch Materialkosten gespart werden können.
  • Die erfindungsgemäße Faserplatte weist mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung, die im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert ist, auf. Insbesondere kann die polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich beider Oberflächen der Faserplatte konzentriert sein. Wenn hier oder anderer Stelle von "konzentriert", "im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert" oder "in der/den Oberflächen konzentriert" die Rede ist, dann ist damit gemeint, dass die Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich der Oberfläche oder an der Oberfläche der Faserplatte höher ist, als in deren Kern. Insbesondere besteht in dem Bereich oder an der Oberfläche der Faserplatte die höchste Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in der erfindungsgemäßen Faserplatte. Es besteht also erfindungsgemäß ein Konzentrationsgefälle in Bezug auf die polymere Mono-Guanidin-Verbindung von mindestens einer Oberfläche ausgehend in Richtung des Faserplattenkerns, wo die Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung niedriger ist als im Bereich von oder an der Oberfläche der Faserplatte.
  • Faserplattenkern, wie hier verwendet, umfasst den Mittelpunkt der Faserplatte, der sich durch die Quaderform der Faserplatte als Schnittpunkt der Raumdiagonalen ergibt. Gemäß einer Ausführungsform ist mit Faserplattenkern die Mittelschicht um den Mittelpunkt der Faserplatte herum gemeint, wobei diese Schicht im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Faserplatte verläuft und eine mittlere Schichtdicke von 1, 2, 3, 4 oder 5 mm aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist mit Faserplattenkern der Mittelpunkt der Faserplatte gemeint oder ein im Wesentlichen kugelförmiges Volumen um den Mittelpunkt der Faserplatte herum, wobei dessen Radius 1, 2, 3, 4 oder 5 mm betragen kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist mit "Oberfläche der Faserplatte" die gesamte oberflächliche Schicht gemeint, in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist. Die Dicke dieser behandelten oberflächlichen Schicht ist abhängig von der Eindringtiefe der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung. Die oberflächliche Schicht, in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist, ist von der Mittelschicht abzugrenzen, die den Kern der Faserplatte bildet oder umfasst und die vorzugsweise im Wesentlichen frei von polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen ist. Typischerweise beträgt die Dicke der oberflächlichen Schicht, in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist, ausgehend von der Oberfläche der Faserplatte, mindestens 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3 oder 5 mm in das Innere der Faserplatte. Die oberflächliche Schicht, in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist, verläuft dabei vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Faserplatte.
  • Wenn hier von Dicke (z.B. Schichtdicke oder Plattendicke) die Rede ist, dann ist damit die mittlere Dicke gemeint, die sich z.B. als Durchschnitt von 5 Dickenmessungen an unterschiedlichen Positionen der Faserplatte ergibt.
  • Vorzugsweise ist der Kern der Faserplatte im Wesentlichen frei von polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen, das heißt es gibt im Inneren der Faserplatte einen Bereich, der im Wesentlichen frei von der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung ist.
  • In der erfindungsgemäßen Faserplatte besteht zwischen mindestens einer Oberfläche der Faserplatte und ihrem Mittelpunkt ein Konzentrationsgefälle an polymerer Mono-Guanidin-Verbindung. Die Faserplatte weist dabei insbesondere in ihrem Kern einen Bereich auf, der weniger als 0,3, 0,1, 0,05 oder 0,01 Gew-% polymerer Mono-Guanidin-Verbindung, bezogen auf die Trockenmasse (atro) des lignocellulosehaltigen Materials, und besonders bevorzugt im Wesentlichen keine polymere Mono-Guanidin-Verbindung in ihrem Kern enthält.
  • Da die polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert ist, wird aus diesem Grund die Menge der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bei der erfindungsgemäßen Faserplatte auch als Flächenkonzentration, bezogen auf die Oberfläche, und nicht als Volumenkonzentration, bezogen auf das Gesamtvolumen der Faserplatte, definiert. Aufgrund der vergleichsweise geringen Gesamtmenge der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen sind die Kosten für die erfindungsgemäße Faserplatte gegenüber einer Faserplatte ohne Biozid nur leicht erhöht. Es ist auch nicht notwendig, das Verfahren zu ihrer Herstellung wesentlich zu verändern. Letztlich ist der Eintrag an Fremdstoffen in die Faserplatte so gering, dass diese ihre Unbedenklichkeit aus Umweltgesichtspunkten nicht verliert.
  • Die polymere Mono-Guanidin-Verbindung, die im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert ist, weist bevorzugt eine Flächenkonzentration von 2 bis 200 g/m2, besonders bevorzugt von 4 bis 80 g/m2 und insbesondere bevorzugt von 6 bis 30 g/m2, bezogen auf jeweilige Oberfläche der Faserplatte, auf.
  • Die erfindungsgemäßen Faserplatten zeigten in praktischen Versuchen zudem keine schlechteren mechanischen Eigenschaften als herkömmliche Faserplatten. Dies war überraschend, da der Fachmann aufgrund der mutmaßlichen Wirkung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen (kationische Oberflächenmodifikation) eine schädigende Wirkung auf die Zellwände der Fasern und damit eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Endprodukts erwartet hätte. Da überdies die polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen nur im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert sind und der Kern der Faserplatte im Wesentlichen frei davon bleiben kann, wird eine mögliche Faserstrukturschädigung vermieden und die mechanischen Eigenschaften, die wesentlich durch den Plattenkern bestimmt werden, bleiben so weitestgehend unbeeinträchtigt.
  • Ein weiterer Vorteil, der sich in der Praxis gezeigt hat, ist, dass die polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen auch für eine Vielzahl von Faser-Bindemittel Kombinationen geeignet sind. Der Eintrag zusätzlicher Substanzen kann die Eigenschaften des Bindemittels beeinträchtigen und so zu ungenügenden Bindemittelwirkung und/oder mechanischen Eigenschaften des Endprodukts führen. Durch den erfindungsgemäß gewählten Faserplattenaufbau, der eine Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen lediglich im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte vorsieht, können derartige Probleme weitestgehend vermieden werden.
  • Weiterhin war überraschend, dass trotz der Wasserlöslichkeit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen die bekannten Probleme üblicher wasserlöslicher Holzschutzmittel vermieden werden können. So konnten in den erfindungsgemäßen Faserplatten keine gesundheitsschädlichen oder umweltschädlichen Rückstände oder Emissionen nachgewiesen werden. Durch die Einbringung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen auf die Fasermatte scheint es bei der Verpressung zur Faserplatte zu einer Fixierung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen zu kommen.
  • Außerdem wurde in praktischen Versuchen gefunden, dass die Pilzbeständigkeit im Laufe der Zeit erhalten bleibt, sich also keine gravierende Stabilitäts- oder Auswaschproblematik zeigt. Dies war überraschend, da polymere Mono-Guanidin-Verbindungen in der Regel wasserlöslich sind. Der Fachmann würde bei einer wasserlöslichen Substanz, die in Faserplatten für den Außenbereich, wie beispielsweise bei einer DHF-Platte, angewendet wird und regelmäßig in Kontakt mit Wasser bzw. Feuchtigkeit tritt, erwarten, dass diese mit der Zeit ausgewaschen und das Produkt mit der Zeit seine antimikrobiellen Eigenschaften verlieren würde.
  • Die erfindungsgemäße Faserplatte kann eine einschichtige oder mehrschichtige Faserplatte sein. Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Faserplatte im Wesentlichen aus lignocellulosehaltigen Fasern. Im "Wesentlichen" bedeutet hier bis zu 80, 85, 90, 95, 98 oder 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Faserplatte. Die Faserplatte kann weitere Zusatzstoffe beispielsweise Feuerschutzmittel, Lösungsmittel, Lösungsvermittler, viskositätsangleichende Mittel, Benetzungsmittel, Emulgatoren, pH-angleichende Mittel, Fette, Fettsäuren, Biozide oder Stabilisatoren, enthalten.
  • Wenn hier oder anderer Stelle von "lignocellulosehaltigen Fasern" die Rede ist, dann wird darunter jede Art von Faser verstanden, die Lignocellulose enthält. Lignocellulose im Sinne der Erfindung enthält Lignin sowie Cellulose und/oder Hemicellulose. "Cellulose" ist ein unverzweigtes Polysaccharid, das aus mehreren hundert bis zehntausend Cellobiose-Einheiten besteht. Diese Cellobiose-Einheiten bestehen wiederum aus zwei Molekülen Glucose, die über eine β-1,4-glykosidische Bindung verknüpft sind. "Hemicellulose" ist eine Sammelbezeichnung für verschiedene Bestandteile pflanzlicher Zellwände. Bei den Hemicellulosen handelt sich um verzweigte Polysaccharide mit einer geringeren Kettenlänge - üblicherweise weniger als 500 Zuckereinheiten - welche aus verschiedenen Zucker-Monomeren aufgebaut sind. Hemicellulose ist im Wesentlichen aus verschiedenen Zucker-Monomeren, wie beispielsweise Glucose, Xylose, Arabinose, Galactose und Mannose, aufgebaut, wobei die Zucker Acetyl- sowie Methylsubstituierte Gruppen aufweisen können. Sie besitzen eine zufällige, amorphe Struktur und sind gut hydrolysierbar. Xylose bzw. Arabinose bestehen zum überwiegenden Teil aus Zucker-Monomeren mit fünf Kohlenstoffatomen (Pentosen). Mannose bzw. Galactose bestehen hauptsächlich aus Zucker-Monomeren mit sechs Kohlenstoffatomen (Hexosen). "Lignine" sind amorphe, unregelmäßig verzweigte aromatische Makromoleküle, welche in der Natur als Bestandteil von Zellwänden vorkommen und dort die Verholzung (Lignifizierung) der Zelle bewirken. Sie sind aus substituierten Phenylpropanol-Einheiten aufgebaut, zeigen einen lipophilen Charakter und sind bei Zimmertemperatur in neutralen Lösemitteln, wie beispielsweise Wasser, unlöslich. Vorläufersubstanzen von Lignin sind beispielsweise p-Coumaryl-Alkohol, Coniferyl-Alkohol und Sinapyl-Alkohol. Die Molmassen von Lignin liegen üblicherweise zwischen 10000 und 20000 g/mol.
  • Die lignocellulosehaltigen Fasern sind vorzugsweise Holzfasern. Diese Holzfasern können durch Zerfaserung von Holzpartikeln, Holzfasern, Hackschnitzel oder feinteiligem Holzmaterial hergestellt werden. Bevorzugte Holzarten für die Herstellung einer durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Faserplatte sind beispielsweise Nadelhölzer, insbesondere Kiefer- und/oder Fichtenholz.
  • Besonders bevorzugt ist die Faserplatte eine DHF, UDF-, LDF-, MDF-, oder HDF-Platte. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Faserplatte eine DHF-Platte. Vorzugsweise entspricht die erfindungsgemäße DHF-Platte der Norm EN 14964:2007-01.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Rohdichte der Faserplatte 500 bis 700 kg/m3, bevorzugt 550 bis 650 kg/m3 und insbesondere bevorzugt 580 bis 625 kg/m3. Die Rohdichte kann gemäß EN 323:93-08 bestimmt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Faserplatte eine Dicke von 8 bis 30 mm, bevorzugt von 10 bis 22 mm und insbesondere bevorzugt von 12 bis 20 mm auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Faserplatte mindestens ein form- oder kraftschlüssiges Verbindungselement auf, insbesondere eine Nut und/oder Feder. Dafür kann mindestens eine der Kantenflächen der Faserplatte derart ausgestaltet sein, dass diese mit einer anderen Kantenfläche einer anderen Faserplatte verbunden werden kann. Vorzugsweise ist die Verbindung eine Nut-Feder-Verbindung oder Spundung. Besonders bevorzugt ist, wenn die Nut, Feder und/oder Spundung rund, oval, konisch oder eckig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen den Faserplatten formschlüssig. Besonders bevorzugt ist die Verbindung formschlüssig, senkrecht zur Faserplattenebene.
  • Dem Fachmann sind solche Nut-Feder-Verbindungen oder Spundungen grundsätzlich bekannt. Unter Nut-Feder-Verbindung oder Spundung werden Verbindungen verstanden, die an ihren Kantenflächen oder Rändern zusammengesteckt oder ineinandergelegt werden können. Bei der Nut-Feder-Verbindung können die beiden zu verbindenden Faserplatten an den Kantenflächen oder Rändern je eine Nut aufweisen, in die als verbindendes drittes Bauteil eine sogenannte Feder eingesteckt oder eingelegt wird. Es ist aber auch denkbar, dass bei den zusammenzusteckenden Faserplatten die eine Kantenfläche oder Rand mindestens eine Nut und die andere Kantenfläche oder Rand mindestens eine Feder aufweist. In einer besonderen Ausführungsform weist die Faserplatte an mindestens einer Kantenfläche eine Nut und an mindestens einer anderen Kantenfläche eine Feder auf.
  • Bei der Spundung kann eine Feder in halber Breite an den Rand eines der beiden zu verbindenden Bauteile eingearbeitet sein.
  • Diese Verbindbarkeit ist vor allem bei den DHF-Platten, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich sind, vorteilhaft, da durch sie zusätzlich zu der erhöhten Pilzbeständigkeit auch eine hinreichend befestigte Außenbeplankung bei Dachbauten erreicht werden kann. Überdies kann durch den Nut-Feder-Formschluss oder die Spundung, aber auch die hydrophobierte Oberfläche ein verbesserter Wasserablauf über die Oberfläche der DHF-Platte ermöglicht werden und die unbehandelten Kantenflächen werden geschützt.
  • Die erfindungsgemäße Faserplatte wird durch ein Verfahren hergestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:
    1. a) Bereitstellen einer Fasermatte enthaltend beleimte, lignocellulosehaltige Fasern,
    2. b) Behandeln mindestens einer der beiden Oberflächen der Fasermatte aus Schritt a) mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung,
    3. c) Verpressen der aus Schritt b) erhaltenen, oberflächenbehandelten Fasermatte zu einer Faserplatte.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Faserplattenherstellung, wobei zusätzlich zu den üblichen Verfahrensschritten eine Oberflächenbehandlung der Fasermatte mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung vor dem Verpressen zu einer Faserplatte durchgeführt wird.
  • Dem Fachmann sind grundsätzlich verschiedene Methoden zur Herstellung von Faserplatten durch Verpressen von mit Bindemittel beleimten, lignocellulosehaltigen Fasern, insbesondere zu DHF-, HDF- oder MDF-Platten, bekannt. Aufgrund der oben beschriebenen Vorteile, kann die Behandlung mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung problemlos bei einer Vielzahl von Produktionsprozessen, wie beispielsweise bei einem üblichen Prozess zur Herstellung von DHF-, HDF- oder MDF-Platten, integriert werden. Die Herstellung von Faserplatten nach dem Trocken- oder Nassverfahren sowie weiteren Verfahren ist beispielsweise in "Holzwerkstoffe und Leime" von M. Dunky und P. Niemz, Springer Verlag, 2002 Seite 149 bis 152 beschrieben. Eine Beschreibung der Eigenschaften der unterschiedlichen Arten von Faserplatten, Verfahrensschritte zur Herstellung dieser und dafür benötigte Geräte und Materialien sind auch im "Taschenbuch der Holztechnik" von A. Wagenführ und F. Scholz, Hanser Verlag, 2012, auf den Seiten 225 bis 245 beschrieben.
  • Die üblichen Verfahren zur Herstellung einer ein- oder mehrschichtigen Faserplatte haben die folgenden Schritte gemein: Zunächst wird das Holzmaterial in einem Kocher behandelt und anschließend zerfasert. Die Zerkleinerung oder Zerfaserung des Holzmaterials erfolgt hierbei oft in einem Refiner. Typische, in der Industrie gebräuchliche Prozessbedingungen bei der Zerkleinerung oder Zerfaserung sind Prozesstemperaturen von 160 bis 200 °C und Drücke bis zu 10 bar. Danach werden die Fasern ggf. getrocknet und anschließend beleimt. Das Beleimen der Fasern kann in einer Beleimtrommel durch Aufsprühen erfolgen. Bei der Herstellung von Faserplatten können verschiedenste Bindemittel eingesetzt werden. Üblicherweise werden dem Bindemittel in der Faserplattenherstellung keine Härter zugesetzt. Die beleimten Fasern werden schließlich zu einer Fasermatte, die der Fachmann auch als "Faserkuchen" bezeichnet, gestreut, ggf. vorgeformt und zu einer Faserplatte verpresst.
  • Grundsätzlich wäre es auch denkbar die Fasern vor der Bereitstellung der Fasermatte, z.B. bereits bei der Zerfaserung, im Kocher oder im Refiner mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung zu behandeln. In diesem Fall müssten die behandelten Fasern jedoch einem zusätzlichen thermischen Schritt unterzogen werden. Dies kann zu einer Schädigung der Faserstruktur führen. Im Gegensatz dazu, sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Behandlung der Fasern erst nach deren Beleimung im Stadium der Fasermatte, d.h. im Schritt b), vor. Da durch diese Vorgehensweise die behandelten Fasern nur noch einem thermischen Schritt, nämlich dem Verpressen zu einer Faserplatte, unterzogen werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders schonend für die Fasern und die dabei verwendeten polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen.
  • Praktische Versuche haben ergeben, dass eine Behandlung der Oberfläche bzw. der Decklage der Fasermatte kurz vor Presseneintritt bereits ausreichend für die erfindungsgemäß erzielte erhöhte Beständigkeit gegenüber Pilzen ist. Da nur eine Oberflächenbehandlung stattfindet, sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits geringe Konzentrationen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasermatte, ausreichend, um eine erhöhte Beständigkeit gegenüber Pilzen zu gewährleisten.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Behandlung mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung ist, dass sich ihr Einsatz auf einfache Weise in übliche Verfahren der Holzindustrie zur Herstellung von Faserplatten integrieren lässt. Die Wasserlöslichkeit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, ist von besonderem Vorteil. Wässrige Lösungen oder Suspensionen lassen sich gut in die üblichen Verfahrensschritte und Anlagen, die bei der Faserplattenherstellung Einsatz finden, integrieren. Es sind keine aufwändigen Zwischenschritte oder Verfahrensunterbrechungen erforderlich. Die polymere Mono-Guanidin-Verbindung kann beispielsweise über eine Blowline aufgetragen werden. Aufgrund der Wasserlöslichkeit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung müssen keine organischen Lösungsmittel eingebracht werden, die zum einen eine Brandgefahr und zum anderen eine zusätzliche, potentiell gesundheitsschädliche Emissionsquelle darstellen.
  • Ein weiterer Vorteil gegenüber den üblichen wasserbasierten, nicht reaktiven Holzschutzmitteln ist, dass keine weiteren Zusatzstoffe, wie beispielsweise Emulgatoren, erforderlich sind, um die polymere Mono-Guanidin-Verbindung zu lösen und auf die Fasermatte aufbringen zu können. Dadurch kann auch eine zusätzliche Quellung der Faserplatte vermieden werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Herstellung von Faserplatten und ist auf keinen bestimmten Faserplattentyp beschränkt. Die durch das Verfahren erhältlichen Faserplatten können ein- oder mehrschichtig sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders praxisgerecht für die Herstellung von diffusionsoffenen Faserplatten für den Dach- und Wandausbau (nachfolgend "DHF-Platten" genannt) erwiesen. Insbesondere die hier beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen die unkomplizierte Erhöhung der Pilzbeständigkeit mindestens einer Oberfläche bzw. Hauptseite der DHF-Platte. Besonders vorteilhaft hieran ist, dass sich so eine DHF-Platte mit erhöhter Beständigkeit gegen Pilzbefall ohne aufwändige Zwischenschritte, sich an die Herstellung anschließende, aufwändige Tränkverfahren oder weitere chemische Nachbehandlung erhalten lässt.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren gilt das bereits zu der erfindungsgemäßen Faserplatte Gesagte. Entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sieht das erfindungsgemäße Verfahren zunächst vor, dass in Schritt a) eine Fasermatte, die beleimte, lignocellulosehaltige Fasern enthält, bereitgestellt wird.
  • Die Bereitstellung erfolgt in üblichen Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, z.B. durch Streuen von lignocellulosehaltigen, beleimten Fasern zu einer Fasermatte. Typischerweise werden die Fasern zuerst beleimt und dann auf ein Formband zu einer Fasermatte gestreut. Die Fasermatte kann in einem weiteren Schritt zusätzlich geformt und/oder an ihrer nach oben zeigenden Oberfläche geglättet werden. Vorzugsweise besteht die Fasermatte im Wesentlichen aus lignocellulosehaltigen Fasern. Im "Wesentlichen" bedeutet hier bis zu 80, 85, 90, 95, 98 oder 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasermatte. Dabei kann die Fasermatte bzw. die Faserplatte weitere Zusatzstoffe, beispielsweise Feuerschutzmittel, Lösungsmittel, Lösungsvermittler, viskositätsangleichende Mittel, Benetzungsmittel, Emulgatoren, pH-angleichende Mittel, Fette, Fettsäuren oder Stabilisatoren, enthalten.
  • Typischerweise werden die lignocellulosehaltigen Fasern mit einem Bindemittel beleimt bevor, während und/oder nachdem diese zu einer Fasermatte gestreut werden. Wenn hier von "Beleimen" die Rede ist, dann kann darunter das ganze oder teilweise Benetzen mit einer Zusammensetzung, die ein Bindemittel enthält, verstanden werden. Derartige Zusammensetzungen werden vom Fachmann auch als "Leimflotte" bezeichnet. Beleimen kann insbesondere auch das gleichmäßige Verteilen der bindemittelhaltigen Zusammensetzung auf den lignocellulosehaltigen Fasern bedeuten. Das Auftragen der bindemittelhaltigen Zusammensetzung kann beispielsweise durch Tränken oder Aufsprühen, insbesondere in einer Blowline erfolgen. In der Blowline können neben den zugesetzten Bindemitteln und Hydrophobierungsmitteln optional auch noch Oberflächen-modifizierende Agenzien aufgesprüht werden, welche die Oberfläche neutralisieren und/oder die Faser verkapseln. Das Beleimen der lignocellulosehaltigen Fasern kann aber auch in einer Trommel oder durch Aufsprühen auf dem Fließband erfolgen.
  • Die Menge des beim Be- oder Verleimen eingesetzten Bindemittels beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1,0 bis 16 Gew.-%, noch bevorzugter 2,0 bis 14,0 Gew.-% oder 2,0 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf das Holztrockengewicht (Festharz/atro). Für viele Anwendungen ist es besonders praxisgerecht, wenn das Bindemittel in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Holztrockengewicht (Festharz/atro) eingesetzt wird. Das Auftragen des Bindemittels kann beispielsweise in der dem Fachmann bekannten Blowline erfolgen.
  • Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine Vielzahl von Bindemittel-Holzfaser-Kombinationen geeignet. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Bindemittel sind Aminoplaste, Phenoplaste, Vinylacetate, Isocyanate, Epoxidharze und/oder Acrylharze, insbesondere auch Harnstoff-Formaldehyd-Harz (UF), MelaminFormaldehyd-Harz, Phenol-Formaldehyd-Harz (PF), Polyvinylacetat und/oder Weissleim.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Bindemittel für die Verleimung ein System auf Basis von Harnstoff-Formaldehyd-Harzen (UF), Melamin verstärkten Harnstoff-Formaldehyd-Harzen (MUF), Melamin-Harz, MelaminFormaldehyd-Harz, Melamin-Harnstoff-Phenol-Formaldehyd-Harzen (MUPF), Phenol-Formaldehyd-Harzen (PF), polymere Diisocyanaten (PMDI) und/oder Isocyanaten eingesetzt. Vorzugsweise ist das Bindemittel ein Isocyanat-basiertes Bindemittel. Weiter bevorzugt enthält das Bindemittel ein Isocyanat oder besteht zu 80, 90, 95, 99 oder 100 Gew.-% daraus. Besonders gute Ergebnisse stellen sich ein, wenn das Isocyanat ein Polyisocyanat, insbesondere polymeres Diisocyanat (PMDI) ist. Insbesondere kann als polymeres Diisocyanat polymeres Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt werden.
  • In einer Ausführungsform werden die Fasern der Faserplatte mit einem Isocyanatbasierendem Bindemittel, vorzugsweise einem PMDI basiertem, verleimt. Bei diesen Bindemitteln kann auf die Zugabe eines Härters verzichtet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin vor, dass in Schritt b) mindestens eine der beiden Oberflächen der Fasermatte aus Schritt a) mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung behandelt wird.
  • Wenn hier oder anderer Stelle von der "Oberfläche der Fasermatte" die Rede ist, dann ist damit die Oberfläche einer der beiden Hauptseiten der Fasermatte bzw. der späteren Oberflächen (bzw. Hauptseiten) der Faserplatte wie weiter oben definiert gemeint. Diese Oberflächen sind von den Kantenflächen der Fasermatte zu unterscheiden. Gemäß einer Ausführungsform bedeutet "Oberfläche der Fasermatte", wie hier verwendet, die sogenannte "Deckschicht" der Fasermatte bzw. der späteren Faserplatte. Bei der Deckschicht handelt es sich um die oberflächlichste Faserschicht der Fasermatte bzw. der späteren Faserplatte. Die Deckschicht kann die oberflächlichste Schicht einer daraus erhaltenen einschichtigen oder mehrschichtigen Faserplatte sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist mit "Oberfläche der Fasermatte" die gesamte oberflächliche Schicht gemeint, die mit einer Monopolymeren Guanidin-Verbindung behandelt wurde bzw. in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist. Diese wurde oben bereits für die Faserplatte definiert und entsprechendes gilt auch für die oberflächliche Schicht der Fasermatte. Die Dicke dieser behandelten oberflächlichen Schicht ist abhängig von der Eindringtiefe der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung. Die behandelte oberflächliche Schicht ist von der Mittelschicht abzugrenzen, die den Kern der Fasermatte bildet und die nicht mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Kontakt kommt. Typischerweise beträgt die Dicke der behandelten oberflächlichen Schicht (und damit auch die Eindringtiefe der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in die Fasermatte) mindestens 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3 oder 5 mm in das Innere der Fasermatte bzw. der späteren Faserplatte, betrachtet von der Oberfläche der Fasermatte bzw. der späteren Faserplatte.
  • Im Übrigen gilt für die Fasermatte, die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, das oben zur erfindungsgemäßen Faserplatte bereits Gesagte.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird nur eine der beiden Oberflächen der Fasermatte behandelt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Oberseite der Fasermatte. Diese ist von der Unterseite, auf der die Fasermatte aufliegt, zu unterscheiden. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird nur die Unterseite der Fasermatte oder beide Oberflächen (d.h. Ober- und Unterseite) der Fasermatte behandelt.
  • Wenn hier oder an anderer Stelle von "Behandeln", "Behandlung" oder "Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung" die Rede ist, dann ist damit das gänzliche oder teilweise In-Kontakt-Bringen mindestens einer der Oberflächen der Fasermatte mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung gemeint. Durch die Behandlung lediglich der Oberfläche der Fasermatte mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, wird die erfindungsgemäße Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Fasermatte automatisch erreicht, da sich die polymere Mono-Guanidin-Verbindung nicht gleichmäßig innerhalb der Fasermatte verteilt. Die Eindringtiefe und damit die Dicke des Bereichs, in der die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist, kann der Fachmann beispielsweise durch Variation der Menge der zur Behandlung eingesetzten polymeren Mono-Guanidin-Verbindung oder durch Variation der Einwirkzeit, d.h. der Zeit, die zwischen dem Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen zur Faserplatte in Schritt c) vergeht, einstellen.
  • Wenn hier von "polymerer Mono-Guanidin-Verbindung" im Singular die Rede ist, so schließt dies den Plural mit ein, insbesondere mehrere gleiche polymere Mono-Guanidin-Verbindungen sowie mehrere unterschiedliche polymere Mono-Guanidin-Verbindungen und Mischungen hiervon.
  • Die polymere Mono-Guanidin-Verbindung kann dabei als Feststoff oder als Teil einer festen Zusammensetzung aufgestreut werden. Vorzugsweise wird die der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung jedoch in Form einer oder als Teil einer Flüssigkeit eingesetzt.
  • "Flüssigkeit", wie hier verwendet, kann eine verdünnte Lösung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bedeuten (d.h. die Flüssigkeit umfasst dann die polymere Mono-Guanidin-Verbindung sowie ein Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel). Zum anderen kann "Flüssigkeit", wie hier verwendet, auch ganz allgemein eine flüssige Zusammensetzung bedeuten, welche die polymere Mono-Guanidin-Verbindung, und ggf. weitere Komponenten, enthält. Diese Flüssigkeit kann zusätzlich weitere Zusatzstoffe, insbesondere eine quaternäre Ammonium-Verbindung, enthalten.
  • Zur Oberflächenbehandlung wird in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung eingesetzt. Für die polymere Mono-Guanidin-Verbindung gilt das oben bereits Gesagte. Vorzugsweise liegt die polymere Mono-Guanidin-Verbindung dabei als (ggf. verdünnte) Flüssigkeit, d.h. in flüssiger Form, vor. Bevorzugt liegt die polymere Mono-Guanidin-Verbindung in der Flüssigkeit in einer Konzentration von 10, 15, 20, 25, 35, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98 oder 99 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit vor. Bei einer Konzentration von 10 Gew.-% bedeutet dies, dass 10 g der reinen polymeren Mono-Guanidin-Verbindung eingewogen und mit der Flüssigkeit auf 100 g ergänzt werden. Insbesondere bevorzugt wird als Behandlungsflüssigkeit in Schritt b) eine wässrige Lösung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung verwendet. Die Flüssigkeit kann ferner weitere Zusatzstoffe, beispielsweise Trennmittel und/oder quaternäre Ammonium-Verbindungen, enthalten.
  • Vorzugsweise wird die polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens als Teil einer flüssigen Zusammensetzung und/oder in einer Flüssigkeit in einer Konzentration von 10 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 bis 70 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 25 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit eingesetzt. Insbesondere handelt es sich bei der Flüssigkeit um eine wässrige Lösung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, die auch noch andere Zusatzstoffe enthalten kann. Unter den hier angegebenen Konzentrationen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in "Gew.-%" bzw. "Gew.-%ige", wird der Massenanteil verstanden. Das heißt, dass damit die Masse der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bezogen auf die Gesamtmasse der Flüssigkeit gemeint ist.
  • Die polymere Mono-Guanidin-Verbindung kann als solche, als Salz oder als eine Mischung davon verwendet werden. Für die polymere Mono-Guanidin-Verbindung und ihre Salze gilt das bereits oben Gesagte.
  • Die bevorzugte Menge der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, welche in Schritt b) aufgetragen wird, beträgt 2 bis 200 g/m2, besonders bevorzugt 4 bis 80 g/m2 und insbesondere bevorzugt 6 bis 30 g/m2, bezogen auf die in Schritt b) behandelte Oberfläche der Fasermatte. Behandelte Oberfläche meint dabei beispielsweise die gesamte Oberfläche der Oberseite, selbst wenn Teile davon ausgespart werden, nicht jedoch die Gesamtsumme aller Oberflächen der Fasermatte, d.h. der Oberseite, der Unterseite und der Kantenflächen. Gemäß einer Ausführungsform wird die polymere Mono-Guanidin-Verbindung dabei gleichmäßig über die Oberfläche der Oberseite und/oder der Unterseite verteilt. Bei Einsatz von verdünnten Zubereitungen, die die polymere Mono-Guanidin-Verbindung enthalten, beziehen sich die obigen g/m2 Angaben auf g reine polymere Mono-Guanidin-Verbindung pro m2 behandelte Oberfläche. Wird beispielsweise in Schritt b) 50 g einer 50 Gew.-%igen Lösung der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung auf 1 m2 Oberfläche aufgesprüht, so beträgt die Menge an polymerer Mono-Guanidin-Verbindung wie hier verwendet 25 g/m2.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die polymere Mono-Guanidin-Verbindung, PHMG, deren Salz und/oder eine Mischung daraus. Besonders bevorzugt ist PHMG, insbesondere PHMG*HCl.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird PHMG als 10 bis 85 Gew.-%ige, insbesondere 20 bis 70 Gew.-%ige Lösung in Wasser eingesetzt. Besonders gute Ergebnisse haben sich bei der Behandlung mit einer 25 bis 55 Gew.-%igen PHMG-Lösung in Wasser eingestellt. Diese Lösungen können dabei optional noch weitere Zusatzstoffe enthalten.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich die Behandlung mindestens einer der Oberflächen der Fasermatte in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache und kostengünstige Weise in bereits übliche Herstellungsprozesse zur Faserplattenherstellung integrieren lässt. Die Bereitstellung der Fasermatte kann durch Aufstreuen von beleimten Fasern auf ein Formband erfolgen. Üblicherweise liegt hierbei eine der beiden Oberflächen der Fasermatte auf dem Formband auf (hier "Unterseite" genannt), während die andere der beiden Oberflächen der Fasermatte nach oben zeigt. Die Behandlung mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung aus Schritt b) kann auf der Oberseite und/oder auf der auf dem Formband aufliegenden Unterseite erfolgen.
  • Die Behandlung in Schritt b) mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung oder der polymere Mono-Guanidin-Verbindung enthaltenden Flüssigkeit kann beispielsweise durch Aufstreichen oder Aufsprühen erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Behandeln durch Aufsprühen, z.B. mittels einer Blowline. Weiterhin kann die Behandlung derart erfolgen, dass erst die polymere Mono-Guanidin-Verbindung aus Schritt b) vorgelegt und dann die Fasermatte aus Schritt a) bereitgestellt und darauf appliziert wird. Das Vorlegen kann z.B. durch Aufsprühen erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass erst die Fasermatte aus Schritt a) bereitgestellt und dann mindestens eine der beiden Oberflächen mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung aus Schritt b) behandelt wird.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird erst die Fasermatte auf einem Formband bereitgestellt und dann die nach oben zeigende Oberfläche der Fasermatte mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung aus Schritt b) behandelt. Vorzugsweise wird hierbei die polymere Mono-Guanidin-Verbindung bzw. die sie enthaltende Flüssigkeit aufgesprüht.
  • In einer anderen Ausführungsform wird erst die polymere Mono-Guanidin-Verbindung bzw. die sie enthaltende Flüssigkeit auf dem Formband vorgelegt und dann die Fasermatte bereitgestellt. Das Vorlegen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bzw. die sie enthaltende Flüssigkeit erfolgt vorzugsweise durch Aufsprühen. In einer besonderen Ausführungsform wird zusätzlich die nach oben zeigende Oberfläche mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bzw. die sie enthaltende Flüssigkeit behandelt. Dadurch kann eine Fasermatte bzw. Faserplatte, die an beiden Oberflächen behandelt wurde, erhalten werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform, vorzugsweise in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung von Faserplatten, werden beide Oberflächen der Fasermatte mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung behandelt, wobei die Unterseite zuerst behandelt wird. Hierbei kann die Behandlungszeit der Unterseite 1 bis 40 Sekunden, vorzugsweise 2 bis 30 Sekunden und insbesondere 2 bis 20 vor der Behandlung der Oberseite der Fasermatte erfolgen.
  • Die Behandlung erfolgt vorteilhafterweise während oder nach der üblichen Fasermattenstreuung und/oder Fasermattenformung. Vorzugsweise erfolgt die Behandlung nach der Fasermattenformung und/oder kurz vor dem Verpressen der Fasermatte zu einer Faserplatte.
  • Die Einwirkzeit bzw. die Zeit zwischen dem Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen in Schritt c) kann grundsätzlich variiert werden. In einer Ausführungsform beträgt die Zeit zwischen dem Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen in Schritt c) mindestens 1, 2, 5, 10 oder 15 Sekunden. Die Obergrenze für die Zeit zwischen dem Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen in Schritt c) kann 5 Minuten, 2 Minuten, 40 Sekunden, 30 Sekunden oder 20 Sekunden betragen, wobei die genannten Unter- und Obergrenzen miteinander kombiniert werden können. Vorzugsweise beträgt die Zeit zwischen dem Behandeln mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen in Schritt c) 1 bis 40 Sekunden, besonders vorzugsweise 2 bis 30 Sekunden und insbesondere bevorzugt 2 bis 20 Sekunden.
  • Ferner ist im erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass in Schritt c) die aus Schritt b) erhaltene, oberflächenbehandelte Fasermatte zu einer Faserplatte verpresst wird.
  • Grundsätzlich sind dem Fachmann verschiedene Methoden bekannt, beleimte lignocellulosehaltige Fasern zu einer Faserplatte zu verpressen. Vorzugsweise handelt es sich bei Schritt c) um eine Heißverpressung. Geeignete Temperaturen für das Verpressen in Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner Ausführungsformen sind Temperaturen von 150 °C bis 250 °C, bevorzugt von 160 °C bis 240 °C, insbesondere bevorzugt von 180 °C bis 230 °C. Bei Temperaturen in diesen Bereichen kann das Verfahren besonders wirtschaftlich durchgeführt werden. Optimale Ergebnisse können erzielt werden, wenn das Verpressen bei einer Presstemperatur von mindestens etwa 150 °C durchgeführt wird.
  • Der Pressfaktor beim Heißpressen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 s/mm, bevorzugt 2 bis 12 s/mm und insbesondere bevorzugt 4 bis 12 s/mm. Unter Pressfaktor wird hier insbesondere die Verweilzeit der lignocellulosehaltigen Faserplatte in Sekunden je Millimeter Dicke oder Stärke der fertigen gepressten lignocellulosehaltigen Faserplatte in der Presse verstanden.
  • Aus ökonomischen und verfahrenstechnischen Gründen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn beim Verpressen ein spezifischer Pressdruck (aktiver Druck auf der Plattenoberfläche) von 50 bis 300 N/cm2, verwendet wird. Derartige Drücke stellen eine besonders gute Verklebung der lignocellulosehaltigen Fasern miteinander sicher. Zudem kann mit einem solchen Pressdruck eine hohe Festigkeit der lignocellulosehaltigen Faserplatte erreicht werden.
  • Die Erfindung stellt zudem Faserplatten bereit, die nach dem oben beschriebenen Verfahren erhältlich sind.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Dach- oder Wandbauteil, insbesondere ein solches für den Hausbau. Dieses Dach- oder Wandbauteil enthält oder besteht aus mindestens einer erfindungsgemäßen Faserplatte. In dieser Faserplatte ist die mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich der Oberfläche konzentriert, die, bezogen auf den Hausbau, nach Innen zeigt. Die Faserplatte ist also innerhalb des Dach- oder Wandbauteils vorzugsweise so orientiert, dass die bezogen auf den Hausbau innenliegende Oberfläche zu dem Bereich gehört, in dem die mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist.
  • Die Faserplatte kann beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Ausführungsformen hergestellt worden sein. Vorzugsweise handelt es sich bei der Faserplatte um eine DHF-Platte mit zwei unterschiedlichen Oberflächen. Vorzugsweise wurde bei dieser die, bezogen auf den Hausbau, innenliegende Oberfläche der DHF-Platte mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) behandelt.
  • Die polymere Mono-Guanidin-Verbindung ist, wie oben beschrieben, kompatibel mit dem Herstellungsprozess und den Faserplatten-Herstellungsbedingungen. Sie scheint insbesondere keine Reaktionen mit Komponenten der Faserplatte einzugehen, die zu einer unerwünschten Verfärbung des Produkts führen könnten. Durch den Einsatz der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung werden also unerwünschte Verfärbungen des Produktes weitestgehend vermieden.
  • Somit kann erfindungsgemäß ein Produkt mit einer gleichmäßigen Färbung der Oberfläche erhalten werden. Werden nicht beide Oberflächen der Faserplatte bzw. des Dach- oder Wandbauteils behandelt, kann zur Unterscheidung der behandelten von der nicht-behandelten Oberfläche der Faserplatte bzw. des Dach- oder Wandbauteils, eine der Seiten, insbesondere die behandelte Oberfläche, markiert werden. Die erfindungsgemäßen Faserplatten oder Dach- oder Wandbauteile können also eine solche Markierung enthalten.
  • Die Erfindung betrifft ferner auch allgemein die Verwendung einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bei der Faserplattenherstellung zur Erhöhung der Beständigkeit der Faserplatte gegen Pilzbefall. Für die erfindungsgemäße Verwendung gelten die obigen Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Faserplatte und zum erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend.
  • Polymere Mono-Guanidin-Verbindungen waren bislang nicht als Biozid in der Faserplattenherstellung bekannt. Ihre Verwendungsmöglichkeit in der Faserplattenherstellung war für den Fachmann überraschend. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund, dass Holz bzw. Faserplatten von einem anderen Spektrum von Mikroorganismen, insbesondere Pilzen, befallen werden, wohingegen die polymeren Mono-Guanidin-Verbindungen in ihrer bisherigen Verwendung vornehmlich gegenüber Bakterien eingesetzt wurden.
  • Wenn hier oder an anderer Stelle von "Pilz" oder "Pilzbefall" die Rede ist, dann ist mit "Pilz" die breite Definition für das Reich der "Fungi" aus der biologischen Taxonomie gemeint. Dies schließt neben Einzellern wie Bäckerhefe auch Vielzeller wie Schimmelpilze oder Ständerpilze mit ein. Unter "Pilz" sind hier vor allem auch holzzerstörende und/oder holzverfärbende Pilze bzw. der Befall durch diese gemeint. Diese holzzerstörenden und/oder holzverfärbenden Pilze schädigen das Holz typischerweise durch beispielsweise Braunfäule, Weißfäule, Moderfäule, Schimmel, Bläue oder Rotstreifigkeit. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei den Pilzen um Schimmelpilze und/oder Bläuepilze. Die Pilze können weiterhin ausgewählt sein aus den Basomyceten, Ascomyceten und Deutomyceten. Unter "Erhöhung der Beständigkeit" wie hier verwendet, ist eine Verringerung des Pilzbefalls im Vergleich zu einer nicht-biozid, fungizid und/oder fungistatisch wirkende Referenz gemeint. Diese Beständigkeit der Faserplatten gegenüber Pilzbefall kann beispielsweise in Anlehnung an die Norm EN ISO 846:1997 "Bestimmung der Einwirkung von Mikroorganismen auf Kunststoffe" wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben ermittelt werden.
  • Die Erfindung sieht insbesondere auch die Verwendung einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bei der Oberflächenbehandlung einer Fasermatte in der Faserplattenherstellung zur Erhöhung der Beständigkeit der Faserplatte gegen Pilzbefall, insbesondere die Verwendung in dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, vor. Besonders gute Ergebnisse stellen sich ein, wenn PHMG, ein Salz davon oder eine Mischung hiervon verwendet wird.
  • Besondere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Figuren beispielhaft erläutert. Eine durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Faserplatte ist beispielsweise in Figur 1 dargestellt. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind schematisch in den Figuren 2a und 2b dargestellt.
    • Figur 1
    zeigt eine Faserplatte 1, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Die Faserplatte 1 weist zwei Hauptseiten 2 und 3 auf, wobei eine die Oberseite 2 und die andere die Unterseite 3 der Faserplatte 1 bildet, die jeweils mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt wurden. Die Bereiche 2' und 3' skizzieren die oberflächlichen Schichten der beiden Hauptseiten, deren Beständigkeit gegenüber Pilzbefall durch die Behandlung mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung erhöht wurde. In diesen Bereichen 2' und 3' ist die mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert. Der Kern der Faserplatte bleibt frei von der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung. Die verbleibenden Flächen 4 stellen die Kanten der Faserplatte 1 dar.
    Figur 2a
    zeigt schematisch die Herstellung einer Faserplatte 1' nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der eine der beiden Hauptseiten mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) behandelt wird. Auf eine Fasermatte 5, die im Wesentlichen aus mit Bindemitteln beleimten lignocellulosehaltige Fasern besteht, wird eine Flüssigkeit 6 enthaltend eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung von oben aufgesprüht. Danach wird die behandelte Fasermatte 5 in einer Heißpresse 7 unter Einwirkung von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zu der Faserplatte 1' verpresst. Bei der Faserplatte 1', die im Anschluss an Heißpresse 7 dargestellt ist, ist die Oberseite 2 und die behandelte Deckschicht 2', die mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung behandelt wurden, nach oben orientiert dargestellt. In dem Bereich 2' ist mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert.
    Figur 2b
    zeigt schematisch die Herstellung einer Faserplatte 1" nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der beide Hauptseiten, d.h. die Oberseite 2 und die Unterseite 3, mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) behandelt wurden. Eine Flüssigkeit 6 enthaltend eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung wird durch Aufsprühen auf einem Formband 8 vorgelegt. Danach wird auf dieser vorgelegten Flüssigkeit 6 eine Fasermatte 5, die im Wesentlichen aus mit Bindemitteln beleimte lignocellulosehaltige Fasern besteht, bereitgestellt. Anschließend wird die Flüssigkeit 6 auf die nach oben zeigende Oberfläche der Fasermatte 5 von oben aufgesprüht. Zuletzt wird die von beiden Hauptseiten behandelte Fasermatte 5 in einer Heißpresse 7 unter Einwirkung von erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zu der Faserplatte 1" verpresst. Bei der Faserplatte 1", die im Anschluss an die Heißpresse 7 dargestellt ist, ist die Oberseite 2 (bzw. die Deckschicht 2"), die mit der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung behandelt wurde, nach oben und die Unterseite 3 (bzw. die Deckschicht 3") nach unten orientiert dargestellt. In dem Bereich 2" und 3" ist mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
    • Beispiel 1: Herstellung von Faserplatten
  • In diesem Beispiel wurde eine Referenzplatte nach einem in der Holzindustrie gebräuchlichem MDF-Verfahren hergestellt. Die Versuchsplatten 1 und 2 wurden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, d.h. mit Behandlung beider Oberflächen der Fasermatte mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, hergestellt.
    • 1. Technische Parameter für die Referenzplatte 1 und Versuchsplatte 1:
    • Bindemittel: emulgierbare PMDI (eMDI) Type (IBOND MDF EN 4330 /Fa. Huntsman)
    • 3 % Paraffinemulsion (w/w) - Type Pro A18 (Sasol)
    • Rohstoff: Fasermaterial als Nadelholz (Kiefer- und Fichtenholz)
    • Plattendicke: 8 mm
    • Plattendichte: 600 kg/m3
    • Presstemperatur: 200 °C
    • Pressfaktor: 10 sec/mm
    2. Herstellung der Referenzplatte:
  • Die Referenzplatte wurde in zweifacher Ausführung nach dem in der Holzindustrie gebräuchlichen MDF-Verfahren hergestellt. Die Referenzplatte wurde ohne Behandlung mit PHMG hergestellt.
    • 3. Herstellung der Versuchsplatten 1 und 2:
  • Die Versuchsplatten 1 und 2 wurden in zweifacher Ausführung nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Dadurch wurden Faserplatten erhalten, deren beide Hauptseiten bei der Herstellung mit PHMG behandelt worden waren.
  • Bei der Herstellung der Versuchsplatten 1 und 2 wurden die beleimten Fasermatten im Rahmen der Fasermattenformgebung und kurz vor Presseneintritt zusätzlich mit PHMG (25-%ige Lösung von PHMG*HCl in Wasser) oberflächenbehandelt. Die Oberflächenbehandlung erfolgte in der unten angegebenen Reihenfolge:
    1. 1.) Vorlegen des PHMG auf dem Formband durch Aufsprühen der PHMG-Lösung,
    2. 2.) Faserstreuung auf das behandelte Formband und Fasermattenformung,
    3. 3.) Aufsprühen der PHMG-Lösung auf die nach oben zeigende Oberfläche der Fasermatte,
    4. 4.) Heißverpressen zu einer Faserplatte.
  • Die Menge des PHMG in Schritt 1) und 3) betrug für die Versuchsplatte 1 je Oberfläche 48 g/m2 und für die Versuchsplatte 2 je Oberfläche 24 g/m2
    • 3. Zusammensetzung der Referenzplatte und der Versuchsplatten:
  • Die Zusammensetzung der Referenzplatte und der Versuchsplatten ist in Tabelle 1 zusammengefasst. Tab. 1 Zusammensetzung der Faserplatten
    Behandlung mit PHMG (Menge PHMG [g/m2]) eMDI (w/atro Fasern)
    Referenzplatte Nein 3%
    Versuchsplatte 1 Ja (48 g/m2) 3%
    Versuchsplatte 2 Ja (24 g/m2) 3 %
  • Anschließend wurden Quellung nach EN 317 und Zugfestigkeit nach EN 319 der Referenzplatte und der Versuchsplatten 1 und 2 bestimmt.
    • Quellprüfung nach EN 317 (Mittelwert aus 5 Einzelprüfungen)
    • Referenzplatte: 10,1 %
    • Versuchsplatte 1: 11,0 %
    • Versuchsplatte 2: 10,1 %
  • Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Behandlung mit PHMG nicht negativ auf die Quellung auswirkte. Die Versuchsplatte 2 zeigte die gleiche Quellung wie die Referenzplatte. Die Versuchsplatte 1 zeigte nur eine geringe Erhöhung der Quellung.
    • Zugfestigkeit nach EN 319 (Querzugsfestigkeit; Mittelwert aus 5 Einzelprüfungen)
    • Referenzplatte: 0,42 N/m2
    • Versuchsplatte 1: 0,49 N/m2
    • Versuchsplatte 2: 0,48 N/m2
  • Die Ergebnisse zeigen, dass die guten mechanischen Eigenschaften trotz der zusätzlichen Behandlung mit PHMG beibehalten wurden. Die Versuchsplatten 1 und 2 zeigten sogar eine leicht höhere Festigkeit, als die Referenzplatte. Insbesondere zeigte die Versuchsplatte 2 annähernd die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die Versuchsplatte 1. Dies war überraschend, da die Versuchsplatte 1 eine leicht höhere Quellung aufwies, weshalb der Fachmann eine Abnahme der Zugfestigkeit erwartet hätte.
  • Beim Vergleich der Farbe der Referenzplatte und der Versuchsplatten 1 und 2 wurde festgestellt, dass die Versuchsplatten 1 und 2 keine Verfärbungen im Vergleich zur Referenzplatte aufwiesen.
    • Beispiel 2: Bestimmung der Beständigkeit gegenüber Pilzbefall
  • Die Beständigkeit der Faserplatten aus Beispiel 1 gegenüber Pilzbefall wurde in Anlehnung an die Norm EN ISO 846:1997 "Bestimmung der Einwirkung von Mikroorganismen auf Kunststoffe" ermittelt.
  • Zur Prüfung der Beständigkeit gegenüber Pilzbefall wurden Testkörper der Referenzplatte und der Versuchsplatte 1 aus Beispiel 1 über 4 Wochen mit einem Testorganismus auf unterschiedlichen Nährmedien (siehe Punkt 3, Versuche A, B und B')bebrütet. Nach Ende der Bebrütungszeit wurde der Bewuchs der Prüfkörper visuell beurteilt, um das Pilzwachstum (Versuch A) oder die fungistatische Wirksamkeit (Versuch B, B') zu bestimmen (siehe Punkt 4, Auswertung).
    • 1. Geräte und Prüfmittel:
  • Prüfkörper: Nach einwöchiger Klimatisierung (20 °C, 65% RH) der Referenzplatte und der Versuchsplatte 1 aus Beispiel 1 wurden neun Prüfkörper in der Dimension 5x5x0,8 cm herausgeschnitten.
    Testorganismus: Penicillum sp.
    Stammmineralsalzlösung: 2 g NaNO3
    0,7 g KH2PO4
    0,393 g K2HPO4 H2O
    0,5 g KCl
    0,5 g MgSO4 7H2O
    in 1000 ml Leitungswasser gelöst (pH Wert 6 - 6,5)
    Zu 1 L Stammmineralsalzlösung wurden ca. 0,1 g Tween 80 zugegeben, die Lösung wurde anschließend sterilisiert.
    • 2. Kultivierung der Stammkultur und -lösungen:
  • Der Testorganismus wurde zunächst auf Malzextraktagarplatten vorkultiviert. Nachdem die Agaroberflächen vollständig bewachsen waren, wurden die Pilzsporen mittels der Mineralsalzlösung unter Zuhilfenahme eines Drigalskispatels abgeerntet.
  • Auf die Oberfläche einer vollständig mit Luftmycel bewachsenen Nähragarplatte wurden 5 ml (in 4 Wiederholungen) dieser Lösung pipettiert. Insgesamt wurden 4 Platten eingesetzt. Die Lösungen wurden gepoolt.
  • Diese Lösung wurde anschließend durch ein Extraktionsröhrchen mit Watte (steril) filtriert. Die Keimzahl wurde mit der Thomakammer bestimmt. Als Endkeimzahl ergab sich eine CFU von 4 x 107/ ml. Diese Lösung wurde mit Mineralsalzlösung auf eine Dichte von 106 CFU/ml verdünnt und so die Sporensuspension für die Versuche erhalten.
  • Es wurden 200 µl dieser Sporensuspension für die Versuche A, B und B' eingesetzt.
    • 3. Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Testkörper gegenüber Pilzen 3.1. Herstellung der Nährmedien für die Versuch A. B und B' 3.1.1. Unvollständiges Agar-Nährmedium für Versuch A:
  • Zu der Stammmineralsalzlösung wurde so viel Agar hinzugefügt, das eine Agar-Konzentration von 20 g/l erhalten wurde. Dann wurden Gläser mit einem Volumen von 750 ml mit 150 ml Agar befüllt und mit einem Deckel, welcher mittig mit einem Wattepfropfen versehen wurde, verschlossen und dampfsterilisiert.
    • 3.1.2. Vollständiges Agar-Nährmedium für Versuche B und B':
  • Zur Herstellung des vollständigen Agars wurde der unvollständige Agar aus Punkt 3.1.1. mit Glucose versehen, sodass eine Glucosekonzentration von 30 g/l erhalten wurde. Dann wurden Gläser mit einem Volumen von 750 ml mit 150 ml Agar befüllt und mit einem Deckel, welcher mittig mit einem Wattepfropfen versehen wurde, verschlossen und dampfsterilisiert.
    • 3.2 Beschreibung und Durchführung des Versuchs A: Pilz-Wachstumstest
  • In Versuch A wurden die Testkörper auf den unvollständigen Agar (siehe Punkt 3.1.1.), der zuvor mit einer Sporensuspension des Testorganismus beimpft wurde, aufgebracht. Enthält der Testkörper keine für die Pilze verwertbaren Bestandteile, können die Pilze kein Myzel entwickeln und den Prüfkörper bewachsen bzw. durch ihre Stoffwechselprodukte die Testkörper angreifen. Versuch A ist geeignet, die prinzipielle Resistenz der Testkörper gegen Pilzbefall bei Abwesenheit organischer Verunreinigungen zu beurteilen.
    • Durchführung:
  • Es wurden je drei Prüfkörper der Referenzplatte und der Versuchsplatte 1 aus Beispiel 1 eingesetzt. Hierzu wurde der unvollständige Agar aus Punkt 3.1.1. mit 200 µl der Sporensuspension aus Punkt 2. beimpft. Der jeweilige Testkörper wurde unmittelbar auf den Agar aufgebracht und bei 24 °C/ 90% RH für 4 Wochen bebrütet.
    • 3.3 Beschreibung und Durchführung der Versuche B und B': Fungistatische Wirksamkeit
  • In den Versuchen B und B' wurden die Testkörper auf dem vollständigen Agar (siehe Punkt 3.1.2.), der zuvor mit einer Sporensuspension des Testorganismus beimpft wurde, aufgebracht. Versuche B und B' sind geeignet, die prinzipielle fungistatische Wirkung oder Eigenschaft der Testkörper gegen Pilzbefall bei Anwesenheit organischer Verunreinigungen zu beurteilen. Selbst wenn die Testkörper keinen Nährstoff enthalten, können die Pilze die Testkörper überwachsen und durch ihre Stoffwechselprodukte die Testkörper angreifen. Eine Wachstumshemmung auf dem Testkörper oder auf dem Nährboden (Hemmzone) zeigt eine fungizide oder fungistatische Aktivität oder Ausrüstung des Testkörpers an.
    • Durchführung:
  • Es wurden jeweils drei Prüfkörper der Referenzplatte und der Versuchsplatte 1 aus Beispiel 1 in den Versuchen B und Versuch B' eingesetzt. Hierzu wurde der vollständige Agar aus Punkt 3.1.2. mit 200 µl der Sporensuspension aus Punkt 2. beimpft.
  • In Versuch B wurde der jeweilige Testkörper unmittelbar auf den vollständigen Agar aufgebracht und bei 24 °C/ 90% RH für 4 Wochen bebrütet.
  • In Versuch B' wurde der vollständige Agar zunächst so lange bebrütet, bis seine Oberfläche vollständig mit dem Testorganismus bewachsen war. Danach wurde der jeweilige Testkörper auf den vollständigen Agar aufgebracht und bei 24 °C/ 90% RH für 4 Wochen bebrütet.
    • 4. Auswertung der Versuche A. B und B':
  • Die Auswertung der bebrüteten Prüfkörper aus Versuchen A, B und B' erfolgte visuell. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tab. 2 Übersicht der Auswertung der Versuche A, B und B'. Bewuchs der Oberfläche stark (++); mittel (+), wobei die Hauptseiten und die Kanten bewachsen waren; mittel (+/-), wobei nur die Kanten bewachsen waren; kein Bewuchs (-).
    Testkörper aus Testkörper Nr. eMDI (w/atro Fasern) Visuelle Beurteilung Versuch A Visuelle Beurteilung Versuch B Visuelle Beurteilung Versuch B'
    Referenzplatte R-1 3% ++ ++ -
    Referenzplatte R-2 3% + + ++
    Referenzplatte R-3 3% - ++ -
    Versuchsplatte 1 V-1 3% - - -
    Versuchsplatte 1 V-2 3% - - -
    Versuchsplatte 1 V-3 3% +/- - -
  • Jeder der in Tablle 2 angegebenen Werte stellt einen Mittelwert aus 3 unabhängigen, von 3 verschiedenen Personen durchgeführten visuellen Beurteilungen dar.
  • Bei den Prüfkörpern der Referenzplatte ergab sich vorwiegend ein starker bis mittlerer Pilzbewuchs. Bei den Prüfkörpern, die mit "mittel" bewertet wurden, estreckte sich der Pilzbewuchs auf die Fläche der nach oben zeigenden Hauptseite sowie auf die Kanten des jeweiligen Prüfkörpers.
  • Bei den Prüfkörpern der Versuchplatte ergab sich in allen Versuchen hauptsächlich kein bis mittlerer Pilzbewuchs. Bei dem Prüfkörper, der mit "mittel" bewertet wurde, estreckte sich der Pilzbewuchs nur auf die Kanten des jeweiligen Prüfkörpers. Die Fläche der nach oben zeigenden Hauptseite, die mit PHMG behandelt worden war, war nicht bewachsen.
  • Vergleicht man die Referenzplatte mit der Versuchsplatte 1 ist durch die Oberflächenbehandlung mit PHMG bereits eine deutliche Reduktion des Pilzbewuchses feststellbar.

Claims (21)

  1. Faserplatte hergestellt durch Verpressen von mit Bindemittel beleimten, lignocellulosehaltigen Fasern in einem Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst:
    a) Bereitstellen einer Fasermatte enthaltend beleimte, lignocellulosehaltige Fasern,
    b) Behandeln mindestens einer der beiden Oberflächen der Fasermatte aus Schritt a) mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung,
    c) Verpressen der aus Schritt b) erhaltenen, oberflächenbehandelten Fasermatte zu einer Faserplatte,
    wobei
    - mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte konzentriert ist;
    - zwischen mindestens einer Oberfläche der Faserplatte und ihrem Mittelpunkt ein Konzentrationsgefälle an polymerer Mono-Guanidin-Verbindung besteht und die Faserplatte dabei in ihrem Kern einen Bereich aufweist, in dem die Konzentration der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung niedriger ist als im Bereich der Oberfläche der Faserplatte.
  2. Faserplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Mono-Guanidin-Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung, deren Salz und einer Mischung daraus.
  3. Faserplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Mono-Guanidin-Verbindung Polyhexamethylenguanidin (PHMG) ist.
  4. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte, in dem die polymere Mono-Guanidin-Verbindung konzentriert ist, ausgehend von der Oberfläche der Faserplatte, mindestens 0,01, 0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3 oder 5 mm in das Innere der Faserplatte erstreckt.
  5. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte in ihrem Kern einen Bereich aufweist, der weniger als 0,3, 0,1, 0,05 oder 0,01 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse (atro) des lignocellulosehaltigen Materials, und insbesondere bevorzugt keine polymere Mono-Guanidin-Verbindung in ihrem Kern enthält.
  6. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte die polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der Faserplatte in einer Flächenkonzentration von 2 bis 200 g/m2, bevorzugt von 4 bis 80 g/m2 und insbesondere bevorzugt von 6 bis 30 g/m2, bezogen auf jeweilige Oberfläche der Faserplatte, aufweist
  7. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte eine Rohdichte von 500 bis 700 kg/m3, bevorzugt 550 bis 650 kg/m3 und insbesondere bevorzugt 580 bis 625 kg/m3 und/oder eine Dicke von 6 bis 30 mm, bevorzugt von 10 bis 22 mm und insbesondere bevorzugt von 12 bis 20 aufweist.
  8. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserplatte eine DHF-, UDF-, LDF-, MDF- oder HDF-Platte ist.
  9. Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lignocellulosehaltigen Fasern Holzfasern sind.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte:
    a) Bereitstellen einer Fasermatte enthaltend beleimte, lignocellulosehaltige Fasern,
    b) Behandeln mindestens einer der beiden Oberflächen der Fasermatte aus Schritt a) mit einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung,
    c) Verpressen der aus Schritt b) erhaltenen, oberflächenbehandelten Fasermatte zu einer Faserplatte,
    wobei eine Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt b) eingesetzte polymere Mono-Guanidin-Verbindung in einer Flüssigkeit in einer Konzentration von 10 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 70 Gew.-% und besonders bevorzugt 25 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit, eingesetzt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der bei der Behandlung in Schritt b) aufgetragenen polymeren Mono-Guanidin-Verbindung 2 bis 200 g/m2, bevorzugt 4 bis 80 g/m2 und besonders bevorzugt 6 bis 30 g/m2, bezogen auf die in Schritt b) behandelte Oberfläche der Fasermatte, beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandeln in Schritt b) durch Aufsprühen der polymeren Mono-Guanidin-Verbindung oder der Flüssigkeit, die die polymere Mono-Guanidin-Verbindung enthält, erfolgt.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit zwischen dem Behandeln mit der polymere Mono-Guanidin-Verbindung in Schritt b) und dem Verpressen in Schritt c) 1 bis 40 Sekunden, vorzugsweise 2 bis 30 Sekunden und insbesondere bevorzugt 2 bis 20 Sekunden beträgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt a) bereitgestellten, beleimten lignocellulosehaltigen Fasern mit einem auf einem Isocyanatbasierenden Bindemittel, insbesondere einem PMDI-basierenden Bindemittel, beleimt wurden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) beide Oberflächen der Fasermatte behandelt werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen in Schritt c) bei einer Temperatur von 150 °C bis 250 °C, bevorzugt von 160 °C bis 240 °C, insbesondere bevorzugt von 180 °C bis 230 °C und/oder einem Pressfaktor von 2 bis 15 s/mm, bevorzugt 2 bis 12 s/mm und insbesondere bevorzugt 4 bis 12 s/mm erfolgt.
  18. Dach- oder Wandbauteil enthaltend oder bestehend aus der Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  19. Dach- oder Wandbauteil nach Anspruch 18, wobei es sich bei der Faserplatte um eine DHF-Platte mit zwei unterschiedlichen Oberflächen handelt, dadurch gekennzeichnet, dass in der bezogen auf den Hausbau innenliegende Oberfläche der DHF-Platte mindestens eine polymere Mono-Guanidin-Verbindung im Bereich mindestens einer der beiden Oberflächen der DHF-Platte konzentriert ist.
  20. Verwendung einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung bei der Faserplattenherstellung zur Erhöhung der Beständigkeit der Faserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gegenüber Pilzbefall.
  21. Verwendung einer polymeren Mono-Guanidin-Verbindung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Mono-Guanidin-Verbindung bei der Oberflächenbehandlung einer Fasermatte in der Faserplattenherstellung zur Erhöhung der Beständigkeit der Faserplatte gegen Pilzbefall eingesetzt wird.
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