ES2590879T3

ES2590879T3 - Materiales de madera ligeros multicapa a partir de materiales lignocelulósicos con un núcleo y dos capas de superficie con celulosa tratada, fibras naturales tratadas, fibras sintéticas o sus mezclas en el núcleo

Info

Publication number: ES2590879T3
Application number: ES13731332.6T
Authority: ES
Inventors: Matthias Schade; Stephan WEINKÖTZ; Günter Scherr
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: JP2015527224A; EA201590101A1; CN104411491A; NZ702366A; PL2867021T3; BR112014029717A2; CN104411491B; WO2014005877A1; EP2867021A1; EP2867021B1; JP6272845B2; AU2013286102B2; AR091650A1; PT2867021T; CA2875209A1; KR20150036297A; ZA201500696B; AU2013286102A1

Abstract

Material lignocelulósico con un núcleo y dos capas de superficie, que contienen en el núcleo A) del 30 al 98 % en peso de partículas de lignocelulosa, B) del 0 al 25 % en peso de partículas plásticas expandidas con la densidad aparente en el rango de 10 a 150 kg/m3, C) del 1 al 50 % en peso de uno o de varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplástica, resina de fenol-formaldehído, e isocianato orgánico con por lo menos dos grupos isocianato y D) del 0 al 10 % en peso de aditivos y en las capas de superficie E) del 70 al 99 % en peso de partículas lignocelulósicas, fibras o sus mezclas, F) del 1 al 30 % en peso de uno o de varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplástica, resina de fenol-formaldehído e isocianato orgánico con por lo menos dos grupos isocianato y G) del 0 al 10 % en peso de aditivos, donde del 2 al 30% de las partículas de lignocelulosa A) se sustituyen por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas o sus mezclas.

Description

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DESCRIPCION

Materiales de madera ligeros multicapa a partir de materiales lignocelulosicos con un nucleo y dos capas de superficie con celulosa tratada, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas en el nucleo.

La presente invencion se relaciona con materiales lignocelulosicos con un nucleo y dos capas de superficie, donde el nucleo contiene celulosas tratadas, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas.

Gracias a la WO-A-2011/018373 se conocen sustancias moldeadas por compresion ligeras y simultaneamente resistentes a la presion, consistentes en virutas o fibras de madera, un ligante y un plastico poroso que se puede espumar o que parcialmente se puede espumar que sirve como material de relleno.

Las sustancias moldeadas por compresion a partir de virutas o fibras de madera no alcanzan las niveles que se desearlan en sus propiedades mecanicas, como la resistencia a la flexion o la traccion.

Gracias a la EP-A-2 338 676 se conocen paneles ligeros, con una capa de superficie superior y una inferior de un material lignocelulosico y una capa intermedia ligera con estructura en panal. Ademas, las capas de superficie estan pegadas con la capa intermedia empleando un adhesivo.

Como estos paneles ligeros sujetan funcionalmente solo los tornillos de las capas de superficie, estos paneles, denominados como paneles de nido de abeja, tienen sustancialmente disminuida su capacidad de resistencia a la traccion de los tornillos. Ademas, debido a la estructura tipo panal de la capa intermedia, un placado de cantos solo puede realizarse con costes adicionales y maquinas especiales.

La presente invencion se basa por tanto en el objeto de solucionar los inconvenientes antes indicados.

Conforme a lo mencionado se encontraron nuevos materiales lignocelulosicos con un nucleo y dos capas de superficie, que contienen en el nucleo preferentemente compuesto

A) del 30 al 98 % en peso de partlculas de lignocelulosa,

B) del 0 al 25 % en peso, preferentemente del 1 al 25 % en peso de partlculas plasticas expandidas con la densidad aparente en el rango de 10 a 150 kg/m3,

C) del 1 al 50 % en peso de uno o varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehldo e isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato y

D) del 0 al 10 % en peso de aditivos y en las capas de superficie

E) del 70 al 99 % en peso de partlculas lignocelulosicas, fibras o sus mezclas,

F) del 1 al 30 % en peso de uno o varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehldo e isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato y

G) del 0 al 10 % en peso de aditivos,

caracterizados porque del 2 al 30% de las partlculas de lignocelulosa A) estan sustituidas por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas, as! como su produccion y su empleo.

La indicacion del % en peso de los componentes A, B, C, D, E, F y G se refiere al peso seco del respectivo componente en el peso seco total. La suma de las descripciones de % en peso de los componentes A, B, C y D asciende al 100 % en peso. La suma de los componentes E, F y G resulta asimismo en el 100 % en peso. Ademas, tanto las capas de superficie como tambien el nucleo contienen agua, que no se tiene en cuenta en las descripciones en peso. El agua puede proceder de la humedad residual contenida en las partlculas de lignocelulosa, del ligante, del agua agregada por anadidura, por ejemplo, para la dilucion del ligante o para humedecer las capas de superficie, de los aditivos, por ejemplo, disoluciones acuosas de endurecedor o emulsiones acuosas de parafina, o de las partlculas plasticas expandidas, cuando estas se espuman por ejemplo con vapor de agua.

Como celulosas son utiles fibras de celulosa comprimidas y secas, y como productos por ejemplo papel, cartulina, cartonaje o sus mezclas, preferentemente papel, cartulina o sus mezclas, de manera especialmente preferente papel.

Las celulosas se pueden emplear en cualquier dimensionamiento, por ejemplo, como tiras, tiras plegadas o 5 dobladas, tiras acopladas que formen una reticula, hojas, hojas con cavidades, hojas plegadas o dobladas, hojas plegadas o dobladas con cavidades, preferentemente tiras, tiras dobladas o plegadas, tiras acopladas que formen una reticula, de manera especialmente preferente tiras dobladas o plegadas o tiras acopladas que formen una reticula.

Como fibras naturales son utiles las fibras vegetales como las fibras de semillas por ejemplo de algodon o kapok, 10 fibras de liber como las fibras de bambu, yute, fibras de canamo, ceiba, lino, lupulo, ramio o fibras de hojas como abaca, pina, caroa, curaua, henequen, macarimba, lino, sisal o fibras de frutos como de coco o fibras de origen animal como lanas y pelo de animales o sedas o sus mezclas, preferentemente fibras vegetales, fibras de liber, fibras de hojas o sus mezclas, de manera especialmente preferente fibras de liber, fibras de hojas o sus mezclas.

Como fibras sinteticas son utiles las fibras de pollmeros sinteticos como las fibras de policondensacion, por ejemplo 15 poliester, poliamida, poliimida, poliamidimida, disulfuro de polifenileno, aramida o fibras de poliadicion, por ejemplo poliuretano, u otras fibras de polimerizacion, por ejemplo poliacrilonitrilo, politetrafluoretileno, polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, preferentemente fibras de policondensacion, por ejemplo poliester, poliamida, poliimida, poliamidimida, disulfuro de polifenileno, aramida, u otras fibras de polimerizacion, por ejemplo poliacrilonitrilo, politetrafluoretileno, polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, de manera especialmente 20 preferente fibras de policondensacion por ejemplo poliester, poliamida, poliimida, poliamidimida, disulfuro de polifenileno, aramida.

Las fibras naturales o sinteticas se pueden utilizar en cualquier longitud y cualesquiera diametros o en filamentos, sogas o bandas hiladas/enlazadas, preferentemente como sogas o bandas, de manera especialmente preferente como sogas.

25 Las celulosas, fibras naturales y/o fibras sinteticas se pueden rociar o impregnar de manera conocida con resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehldo, isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato o sus mezclas. Las concentraciones aplicadas sobre las celulosas, fibras naturales y/o fibras sinteticas pueden variar en amplios llmites y se encuentran generalmente en la relacion en pesos de resina aminoplastica, resina de fenol- formaldehldo, isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato o sus mezclas a celulosa y/o a fibra 30 natural de 0,5:1 a 5:1, preferentemente de 0,75:1 a 4:1, de manera especialmente preferente de 1:1 a 3:1.

Tras el rociado o impregnacion pueden secarse y/o pre-endurecerse las celulosas tratadas, fibras naturales o fibras sinteticas.

En los materiales lignocelulosicos conformes a la invencion se sustituyen generalmente del 2 al 30 % en peso, preferentemente del 3 al 20 % en peso, especialmente del 4 al 15 % en peso de las partlculas de lignocelulosa A) 35 por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas.

Los materiales lignocelulosicos conformes a la invencion (materiales lignocelulosicos) se pueden producir como sigue: Los componentes para el nucleo y los componentes para las capas de superficie se mezclan generalmente por separado.

Para el nucleo se pueden mezclar las partlculas de lignocelulosa A con los componentes B, C y D y/o los 40 subcomponentes all! contenidos (= varios componentes, por ejemplo, sustancias o compuestos, del grupo de un componente) en cualquier secuencia. Los componentes A, B, C y D pueden consistir en cada caso en uno, dos (A1, A2 y/o B1, B2, y/o C1, C2 y/o D1, D2) o varios subcomponentes (A1, A2, A3, y/o B1, B2, B3, ..., C1, C2, C3, y/o D1, D2, D3, ...).

Si los componentes consisten en varios subcomponentes, estos subcomponentes se pueden agregar o bien como 45 mezcla o por separado. En la adicion por separado se pueden anadir estos subcomponentes directamente en serie o tambien en diversos momentos no directamente consecutivos. Esto significa por ejemplo para el caso en que el componente C conste de dos componentes C1 y C2, que C2 se anade directamente tras C1 y/o C1 directamente despues de C2, o que entre la adicion de C1 y C2 se agregan uno o varios otros componentes o subcomponentes, por ejemplo, el componente B. Es tambien posible pre-mezclar los componentes y/o subcomponentes con otros 50 componentes o subcomponentes antes de agregarlos. Por ejemplo, puede anadirse un componente de aditivo D1 al ligante C o al componente de ligante C1, antes de que esta mezcla se agregue entonces a la mezcla unica.

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Preferentemente se anaden primero las partlcuias plasticas expandidas B a las partlculas de lignocelulosa A y esta mezcla se mezcla posteriormente con un ligante C o dos o varios componentes de ligante C1, C2, etc.. Si se emplean dos o varios componentes de ligante, estos se anaden preferentemente por separado. Los aditivos D se mezclan preferentemente parcialmente con el ligante C o un componente de ligante (= varios componentes, por ejemplo, sustancias o compuestos, del grupo del componente) y entonces se agregan.

Para las capas de superficie se mezclan las partlculas lignocelulosicas o fibras E con los componentes F y G y/o los subcomponentes all! contenidos (= varios componentes, por ejemplo, sustancias o compuestos, del grupo de un componente) en cualquier secuencia. Para ambas capas de superficie se pueden usar o bien la misma mezcla o dos mezclas diferentes, preferentemente la misma mezcla.

Si los componentes consisten en varios subcomponentes, se pueden agregar estos componentes o bien como mezcla o por separado. Ademas, estos subcomponentes se pueden anadir directamente en serie o tambien en diversos momentos no directamente consecutivos. Los aditivos G se mezclan preferentemente parcialmente con el ligante F o un componente del ligante y entonces se anaden.

Las mezclas A, B, C, D y E, F, G as! obtenidas se apilan unas sobre otras, las celulosas, fibras naturales, fibras sinteticas o sus mezclas se introducen en la capa intermedia y se prensan por un procedimiento convencional para producir un cuerpo moldeado lignocelulosico a alta temperatura.

Para esto se dispersa sobre un soporte primero la mitad de la mezcla E, F, G. A continuacion, se apila encima una parte de la mezcla A, B, C, D y se impresionan las celulosas, fibras naturales o fibras sinteticas facilmente en esta mezcla. Las celulosas, fibras naturales o fibras sinteticas se disponen ademas mutuamente paralelas a una distancia de 1-2 cm, superpuestas en una reticula, en espiral o desordenadas, preferentemente paralelas a una distancia de 1-2 cm o superpuestas en una reticula, de manera especialmente preferente superpuestas en una reticula. Ahora se apilan encima la mezcla A, B, C, D restante seguida de la mezcla E-, F-, G ("Construccion Sandwich").

La estera asi producida se comprime habitualmente a temperaturas de 80 a 300°C, preferentemente de 120 a 280°C, de manera especialmente preferente de 150 a 250°C y a presiones de 1 a 50 bar, preferentemente de 3 a 40 bar, de manera especialmente preferente de 5 a 30 bar, para producir cuerpos moldeados. En un modo de operacion preferente se pre-comprime en frio la estera antes de este moldeado en caliente. El prensado puede realizarse segun todos los procedimientos conocidos por el experto (veanse ejemplos en "Libro de bolsillo de los tableros de virutas Tecnica" H.-J. Deppe, K. Ernst, 4a Edicion, 2000, Editorial DRW, Weinbrenner, Leinfelden- Echterdingen, pag. 232 a 254, y "laminas de fibra de media densidad MDF " H.-J. Deppe, K. Ernst, 1996, Editorial DRW, Weinbrenner, Leinfelden-Echterdingen, pag. 93 a 104.) En este contexto se utilizan procedimientos de prensado discontinuos, por ejemplo, en prensas mono- y multivano o procedimientos de prensado continuos, por ejemplo, en prensas de doble banda.

Los materiales lignocelulosicos conformes a la invencion tienen generalmente una densidad media de 300 a 600 kg/m3, preferentemente de 350 a 590 kg/m3, de manera especialmente preferente de 400 a 570 kg/m3, particularmente de 450 a 550 kg/m3.

Las partlculas de lignocelulosa del componente A se hallan en los materiales lignocelulosicos del nucleo en concentraciones del 30 al 98 % en peso, preferentemente del 50 al 95 % en peso, de manera especialmente preferente del 70 al 90 % en peso, cuya materia prima puede ser cualquier tipo de madera o sus mezclas, por ejemplo madera de picea, haya, pino, alerce, tilo, alamo, fresno, castano, abeto o sus mezclas, preferentemente de picea, haya o sus mezclas, particularmente madera de picea, y pueden ser por ejemplo piezas de madera como capas de madera, tiras de madera, virutas de madera, fibras de madera, polvo de madera o sus mezclas, preferentemente virutas de madera, fibras de madera, polvo de madera y sus mezclas, de manera especialmente preferente del virutas de madera, fibras de madera o sus mezclas - como se emplean para la produccion de tableros de conglomerados (virutas)-, MDF (fibras de densidad media) y HDF (fibras de alta densidad). Las partlculas de lignocelulosa pueden proceder tambien de plantas conteniendo madera como lino, canamo, cereales u otras plantas anuales, preferentemente lino o agramizas de canamo o sus mezclas, de manera especialmente preferente fibras de lino o canamo o sus mezclas -como pueden emplearse para la produccion de laminas de MDF y HDF.

Los materiales de partida para las partlculas de lignocelulosa son maderas de raleo, maderas industriales y maderas recuperadas, as! como plantas conteniendo fibra de madera. El tratamiento para producir las partlculas lignocelulosicas deseadas, por ejemplo, partlculas de madera, puede realizarse segun procedimientos conocidos (por ejemplo M. Dunky, P. Niemz, materiales de madera y pegamentos, pags. 91 a 156, Editorial Springer, Heidelberg, 2002).

Tras la remocion de virutas de la madera se secan las virutas. Posteriormente se separan en cada caso los porcentajes de gruesos y finos. Las virutas remanentes se clasifican mediante tamizado o cernido en la corriente de

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aire. El material mas grueso se utiliza para la capa intermedia (componente A), el mas fino para las capas de superficie (componente E).

Las fibras lignocelulosicas del componente E existen en los materiales lignocelulosicos en la capa de superficie en concentraciones del 70 al 99 % en peso, preferentemente del 75 al 97 % en peso, de manera especialmente preferente del 80 al 95 % en peso. Como materias primas se pueden utilizar maderas de todos los tipos de madera o plantas que contengan madera especificadas bajo el componente A. tras la trituracion mecanica se pueden producir las fibras mediante procesos de molienda, por ejemplo, segun un pretratamiento hidrotermico. Los procedimientos para el desfibrado se conocen por ejemplo gracias a Dunky, Niemz, materiales de madera y pegamentos, Tecnologla y factores de influencia, Springer, 2002, pags. 135 a 148.

Como partlculas plasticas expandidas (componente B) son utiles partlculas plasticas expandidas, preferentemente partlculas plasticas termoplasticas expandidas con una densidad aparente de 10 a 150 kg/m3, preferentemente de 30 a 150 kg/m3, de manera especialmente preferente de 35 a 110 150 kg/m3, particularmente de 40 a 100 150 kg/m3 (determinada mediante balanceo de un volumen definido relleno con el producto a granel).

Las partlculas plasticas expandidas B se emplean generalmente en forma de esferas o perlas con un diametro medio de 0,01 a 50 mm, preferentemente de 0,25 a 10 mm, de manera especialmente preferente de 0,4 a 8,5 mm, particularmente de 0,4 a 7 mm. En un modo de operacion preferente, las esferas presentan una pequena superficie por volumen, por ejemplo, en forma de una partlcula esferica o ellptica, y son favorablemente de celda cerrada. La estructura celular abierta segun la DEN-ISO 4590 asciende generalmente a no mas del 30%, o sea del 0 al 30%, preferentemente del 1 al 25%, de manera especialmente preferente del 5 al 15%.

Pollmeros apropiados, base para las partlculas plasticas expansibles o expandidas, son generalmente todos los pollmeros conocidos o sus mezclas, preferentemente pollmeros termoplasticos o sus mezclas, que se puedan espumar. Estos pollmeros bien apropiados son por ejemplo policetona, polisulfonas, polioximetileno, PVC (duro y blando), policarbonatos, poliisocianuratos, policarbodiimidas, poliacrilimidas y polimetacrilimidas, poliamidas, poliuretanos, resina aminoplastica y resina fenolica, homopollmeros de estireno (designados en lo sucesivo tambien como "poliestireno" o "pollmeros de estireno", copollmeros de estireno, homopollmeros de C2-C10-olefina, copollmeros de C2-C10-olefina y poliester. preferentemente se usa para la production de los pollmeros de olefina indicados 1-alquenos, por ejemplo, etileno, propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno.

Ademas se pueden anadir a los pollmeros, preferentemente a los termoplastos, base para las partlculas plasticas expansibles o expandidas B), aditivos corrientes, por ejemplo estabilizadores UV, antioxidantes, agentes de recubrimiento, sustancias hidrofobas, agentes nucleantes, plastificantes, agentes ignlfugos, colorantes inorganicos y/u organicos solubles e insolubles, pigmentos, y partlculas atermanas, como hollln, grafito o polvo de aluminio, en conjunto o por separado como aditivos.

El componente B puede obtenerse habitualmente como sigue: los pollmeros apropiados se pueden expandir con un agente expansible (denominado tambien "agente expansivo") o que contiene un agente expansible mediante la action de microondas, energla calorlfica, aire caliente, preferentemente vapor, y/o variation de la presion (designada a menudo tambien como "se espuma”) (Manual del Plastico 1996, vol. 4 "poliestireno", Hanser 1996, pags. 640 a 673 o US-A-5,112,875). En este contexto se expande generalmente el agente expansivo, las partlculas crecen de tamano y surgen estructuras en forma de celda. Esta expansion puede realizarse en dispositivos de espumado, designados a menudo como “pre-expansores”. Estos pre-expansores se pueden instalar fijos o ser moviles. La expansion puede realizarse en una o varias etapas. Generalmente las partlculas plasticas expansibles se expanden en un procedimiento de una etapa sin la menor dificultad al tamano final deseado. Generalmente las partlculas plasticas expansibles se expanden en un procedimiento en varias etapas primero a un tamano intermedio y despues en una o varias etapas ulteriores a traves de correspondientemente una pluralidad de tamanos intermedios hasta el tamano final deseado. Las partlculas plasticas compactas antes indicadas, denominadas aqul tambien "partlculas plasticas expansibles", no contienen, en comparacion con las partlculas plasticas expandidas, generalmente ninguna estructura de celda. Las partlculas plasticas expandidas tienen generalmente solo un bajo contenido en agente expansivo del 0 al 5 % en peso, preferentemente del 0,5 al 4 % en peso, de manera especialmente preferente del 1 al 3 % en peso, relativo a la masa total de plastico y agente expansivo. Las partlculas plasticas expandidas as! obtenidas se pueden almacenar intermediamente o reutilizarse sin otros pasos intermedios para la produccion del componente B conforme a la invention.

Para la expansion de las partlculas plasticas expansibles se pueden emplear todos los agentes expansivos conocidos por el experto, por ejemplo hidrocarburos alifaticos C3- a Cio -, como propano, n-butano, isobutano, n- pentano, isopentano, neopentano, ciclo-pentano y/o hexano y sus isomeros, alcoholes, cetonas, esteres, eteres o hidrocarburos halogenados, preferentemente n-pentano, isopentano, neopentano y ciclopentano, de manera especialmente preferente una mezcla isomerica de pentano comercial de n-pentano e iso-pentano. El contenido en agentes expansivos en las partlculas plasticas expansibles se encuentra generalmente en el rango del 0,01 al 7 % en peso, preferentemente del 0,01 al 4 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,1 al 4 % en peso., en cada caso relativo a las partlculas plasticas expansibles conteniendo agentes expansivos.

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En un modo de operacion preferente se usa homopollmero de estireno (denominado aqul tambien simplificadamente "poliestireno"), copollmero de poliestireno o sus mezclas como unico plastico en el componente B.

El poliestireno y/o copollmero de poliestireno de este tipo puede producirse segun todos los procedimientos de polimerizacion conocidos por el experto, vease por ejemplo Ullmann's Encyclopedia, Sixth Edition, 2000 Electronic Release o Manual del Plastico- 1996, vol. 4 "poliestireno", pags. 567 a 598.

La produccion del poliestireno y/o copollmero de poliestireno expansibles se lleva a cabo generalmente de manera conocida mediante polimerizacion de suspension o por medio de procedimientos de extrusion.

La cantidad total de partlculas plasticas expandidas B, relativa a la masa seca total del nucleo se encuentra generalmente en el rango del 0 al 25 % en peso, preferentemente del 1 al 25 % en peso, de manera especialmente preferente del 3 al 20 % en peso, particularmente del 5 al 15 % en peso.

La cantidad total del ligante C, relativa a la masa total del nucleo se encuentra en el rango del 1 al 50 % en peso, preferentemente del 2 al 15 % en peso, de manera especialmente preferente del 3 al 10 % en peso.

La cantidad total del ligante F, relativa a la masa seca total de la(s) capa(s) de superficie se encuentra en el rango del 1 al 30 % en peso, preferentemente del 2 al 20 % en peso, de manera especialmente preferente del 3 al 15 % en peso.

Los ligantes del componente C y/o del componente F se pueden seleccionar del grupo constituido por resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehldo e isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato, donde se emplean ligantes o mezclas de ligantes iguales o diferentes de los componentes C y/o F, preferentemente iguales, de manera especialmente preferente en ambos casos aminoplasto. La indicacion en peso se refiere en los aminoplastos o resinas de fenol-formaldehldo al contenido en solidos del correspondiente componente (determinado mediante evaporation del agua a 120°C, durante 2 h segun Gunter Zeppenfeld, Dirk Grunwald, adhesivos en la industria de la madera y el mueble, 2a Edition, Editorial DRW, pag. 268) y considerando el isocianato, particularmente el PMDI (difenilmetandiisocianato polimerico), al componente isocianato en si, o sea por ejemplo sin disolvente o emulsionante.

Como resina aminoplastica se pueden utilizar todas las resinas aminoplasticas conocidas por el experto, preferentemente aquellas para la produccion de materiales de madera. Estas resinas, as! como su produccion se describen por ejemplo en la enciclopedia Ullmanns de la qulmica industrial, 4., Edicion actualizada y extendida, Editorial Chemie, 1973, pags. 403 a 424 "aminoplastos" y Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, Editorial VCH, 1985, pags. 115 a 141 "Amino Resins", as! como en M. Dunky, P. Niemz, materiales de madera y pegamentos, Springer 2002, pags. 251 a 259 (resinas UF) y pags. 303 a 313 (MUF y UF con baja cantidad de melamina). Son generalmente productos de policondensacion de compuestos con al menos un grupo amino o carbamida, en cada caso parcialmente sustituidos con radicales organicos (el grupo carbamida se denomina tambien grupo carboxamida), preferentemente grupo carbamida, preferentemente urea o melamina, y un aldehldo, preferentemente formaldehldo. Los productos de policondensacion preferentes son resinas de urea-formaldehldo (resinas UF), resinas de melamina-formaldehldo (resinas MF) o resinas de urea-formaldehldo conteniendo melamina (resinas MUF), de manera especialmente preferente resinas de urea-formaldehldo, por ejemplo, los tipos cola Kaurit® de la empresa BASF sE.

Se prefieren especialmente los productos de policondensacion, en los que la razon molar de aldehldo a grupo amino y/o carbamida en cada caso parcialmente sustituidos con radicales organicos se encuentra en el rango de 0,3:1 a 1:1, preferentemente de 0,3:1 a 0,6:1, de manera especialmente preferente de 0,3:1 a 0,55:1, de manera totalmente preferente de 0,3:1 a 0,5:1. Si los aminoplastos se usan en combination con isocianatos, la razon molar de aldehldo a grupo amino y/o carbamida en cada caso parcialmente sustituidos con radicales organicos se encuentra en el rango de 0,3:1 a 1:1, preferentemente de 0,3:1 a 0,6:1, de manera especialmente preferente de 0,3:1 a 0,45:1, de manera totalmente preferente de 0,3:1 a 0,4:1.

Las resinas de fenol-formaldehldo (denominadas tambien resinas PF) se conocen por ejemplo del Manual del plastico-, 2a Edicion, Hanser 1988, vol. 10 "duroplastos", pags. 12 a 40.

Las resinas aminoplasticas indicadas se emplean habitualmente en forma llquida, por lo general en disolucion, habitualmente como disolucion a del 25 al 90 % en peso, preferentemente como disolucion a del 50 al 70 % en peso, preferentemente en disolucion acuosa, aunque pueden utilizarse tambien como solido.

El contenido en solidos de la resina aminoplastica acuosa llquida puede determinarse segun Gunter Zeppenfeld, Dirk Grunwald, adhesivos en la industria de la madera y el mueble, 2a Edicion, Editorial DRW, pag. 268.

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Los componentes del ligante C y del ligante F se pueden utilizarse en solitario, o sea por ejemplo resina aminoplastica o isocianato organico o resina PF como unico componente del ligante C o del ligante F. los componentes resinosos del ligante C y del ligante F se pueden emplear sin embargo tambien como combination de dos o mas componentes del ligante C y/o del ligante F, estas combinaciones contienen preferentemente una resina aminoplastica y/o resina de fenol-formaldehldo.

En un modo de operation preferente puede utilizarse como ligante C una combinacion de aminoplasto e isocianato. En este caso, la cantidad total de resina aminoplastica en el ligante C, relativa a la masa seca total del nucleo, se encuentra en el rango del 1 al 45 % en peso, preferentemente del 4 al 14 % en peso, de manera especialmente preferente del 6 al 9 % en peso. La cantidad total de isocianato organico, preferentemente de isocianato oligomerico con de 2 a 10, preferentemente de 2 a 8 unidades monomericas y de media por lo menos un grupo isocianato por unidad monomerica, de manera especialmente preferente del PMDI se encuentra en el ligante C, relativa a la masa seca total del nucleo, se encuentra en el rango del 0,05 al 5 % en peso, preferentemente del 0,1 al 3,5 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,5 al 1,5 % en peso.

Los componentes D y G pueden contener en cada caso, independientemente unos de otros, endurecedores diferentes o iguales, preferentemente iguales, conocidos por el experto, o sus mezclas. Estos se emplean habitualmente, cuando el ligante C y/o F contiene aminoplastos o resinas de fenol-formaldehldo. Estos endurecedores se anaden preferentemente al ligante C y/o F, por ejemplo, en el rango del 0,01 al 10 % en peso, preferentemente del 0,05 al 5 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,1 al 3 % en peso, relativo a la cantidad total de resina aminoplastica o resina de fenol-formaldehldo.

Por endurecedores para el componente resina aminoplastica o para el componente resina de fenol-formaldehldo han de entenderse aqul todos los compuestos qulmicos de cualquier peso molecular, que originan o aceleran la policondensacion de la resina aminoplastica o la resina de fenol-formaldehldo. Un grupo bien apropiado de endurecedores para resina aminoplastica o resina de fenol-formaldehldo son los acidos organicos e inorganicos, sales acidas de acidos organicos e inorganicos, como las sales de amonio o sales acidas de aminas organicas. Los componentes de este grupo pueden utilizarse claramente tambien en mezclas. Son ejemplos el sulfato o nitrato de amonio o los acidos organicos e inorganicos, por ejemplo, los acidos sulfurico y formico o sustancias generadoras de acidos, como cloruro de aluminio, sulfato de aluminio o sus mezclas. Un grupo preferente de endurecedores para resina aminoplastica o resina de fenol-formaldehldo son los acidos organicos e inorganicos como los acidos nltrico, sulfurico, formico o acetico y los pollmeros con grupos acidos, como los homo- o copollmeros de los acidos acrllico, metacrllico o maleico.

Las resinas de fenol-formaldehldo se pueden endurecer tambien alcalinamente. Preferentemente se usan carbonatos o hidroxidos como el carbonato potasico y el hidroxido sodico. Otros ejemplos de endurecedores para resinas aminoplasticas se conocen gracias a M. Dunky, P. Niemz, materiales de madera y pegamentos, Springer 2002, pags. 265 a 269 y otros ejemplos de endurecedores para resinas de fenol-formaldehldo se conocen gracias a M. Dunky, P. Niemz, materiales de madera y pegamentos, Springer 2002pags. 341 a 352.

Los materiales lignocelulosicos conformes a la invention pueden contener otros aditivos comerciales y conocidos por el experto como componente D y/o componente G independientemente unos de otros iguales o distintos, preferentemente aditivos iguales en concentraciones del 0 al 10 % en peso, preferentemente del 0,5 al 5 % en peso, de manera especialmente preferente del 1 al 3 % en peso, por ejemplo sustancias hidrofobas como emulsiones de parafina, agentes fungicidas, receptores de formaldehldo, por ejemplo urea o poliaminas, y materiales ignlfugos.

El grosor del material lignocelulosico conforme a la invencion varla con el ambito de aplicacion y se encuentra generalmente en el rango de 0,5 a 100 mm, preferentemente en el rango de 10 a 40 mm, particularmente de 15 a 20 mm.

Los materiales lignocelulosicos, por ejemplo, materiales de madera, son una alternativa mas rentable y sostenible respecto a los recursos, que la madera maciza y han obtenido gran importancia, particularmente en la construction de muebles, en suelos laminados y como materiales de construccion. Como materiales de partida son utiles habitualmente las partlculas de madera de diferente espesor, por ejemplo, virutas de madera o fibras de madera de diversas maderas. Estas partlculas de madera se comprimen habitualmente con ligantes naturales y/o sinteticos y en cada caso anadiendo otros aditivos para producir materiales de madera en forma de laminas o de filamentos.

Los materiales de madera ligeros son de gran importancia por los siguientes motivos: Los materiales de madera ligeros conducen a una manipulation mas sencilla de los productos por parte de los clientes finales, por ejemplo, al empaquetar, transportar, desempaquetar o construir muebles. Los materiales de madera ligeros conllevan menores costes de transporte y empaquetamiento, Ademas se pueden ahorrar costes de material en la production de materiales de madera ligeros. Los materiales de madera ligeros pueden conducir, por ejemplo, al emplearlos en medios de transporte, a un menor consumo de energla de estos medios de transporte. Ademas, se pueden producir de manera mas rentable mediante el empleo de materiales de madera ligeros por ejemplo piezas decorativas costosas, en materiales, paneles de trabajo mas gruesos y laterales en cocinas.

5

10

15

20

25

30

35

40

Para muchas aplicaciones, por ejemplo, en el ambito del mobiliario de bano o cocina o en interiorismo, se buscan materiales lignocelulosicos ligeros y economicos con propiedades mecanicas mejoradas, por ejemplo, mejores resistencias a la flexion. Aparte de esto, estos materiales deberlan poseer una calidad en superficie lo mejor posible, para poder aplicar recubrimientos, por ejemplo, un lacado, con buenas propiedades.

Ejemplos

Elaboracion de las laminas

Elaboracion de las mezclas (A, B, C, D), (E, F, G) as! como de las celulosas empapadas y/o fibras naturales/fibras sinteticas

Como pegamento se empleo pegamento de urea-formaldehldo (pegamento Kaurit® 347 de BASF SE). El contenido en solidos se ajusto en cada caso con agua al 67 % en peso. Los detalles pueden extraerse de la Tabla.

Elaboracion de una mezcla A, B, C, D:

En un mezclador se mezclaron 330 g de virutas (Componente A) y 33 g de pollmero expandido (componente B) conforme a la Tabla. A continuacion, se aplicaron 62,7 g de un licor de pegamento de 100 partes de cola Kaurit® 347 y 4 partes de una disolucion acuosa al 52% de nitrato amonico, 1,3 partes de urea y 0,8 partes de una dispersion acuosa al 60% de parafina.

Elaboracion de una mezcla E, F, G:

Aparte de esto, se reunieron en un mezclador 179,6 g de virutas o fibras (componente E) conforme a la Tabla con 30,4 g de un licor de pegamento de 100 partes de cola Kaurit® 347 y 1 parte de una disolucion acuosa al 52% de nitrato amonico, 0,5 partes de urea, 0,5 partes de una dispersion acuosa al 60% de parafina y 40 partes de agua.

Elaboracion de las tiras de papel empapadas:

Se corto en tiras de 1,3 x 30 cm, papel comercial (200 g/m2) y se empapo dos veces en un bano de impregnacion con resina de impregnacion de melamina-formaldehldo, consistente en 100 partes de resina de impregnacion de Kauramina® 783, 7,1 partes de agua, 0,35 partes de Kauropal ® 930 y 0,3 partes de endurecedor 529, mediante dos raquetas se extrajo y se seco.

Prensado de las virutas encoladas

Las virutas encoladas se esparcieron en un molde de 30x30 cm como sigue: Primero se esparcio la mitad de la mezcla (E, F, G) en el molde. A continuacion, se apilo encima del 15 al 50 % de la mezcla (A, B, C, D). En esta manta de partlculas se comprimieron ahora los elementos de refuerzo (papel, cordon, soga; vease la Tabla) en la geometrla indicada en la tabla y se esparcio el resto de la mezcla (A, B, C, D) encima. En ultimo lugar se apilo la segunda mitad de la mezcla (E, F, G) encima y se compacto previamente en frlo. A continuacion, se prenso en una prensa caliente (temperatura de prensado 210°C, tiempo de prensado 120 s). El grosor teorico de la lamina ascendio en cada caso a 16mm.

Analisis de la sustancia conteniendo madera ligera Densidad:

La determinacion de la densidad se llevo a cabo 24 horas tras la produccion. A tal efecto se determino la relacion de masa y volumen de una probeta de ensayo para el mismo contenido de humedad. Las probetas de ensayo cuadradas tuvieron una longitud de cara de 50 mm, para una precision de 0,1 mm. El grosor de la probeta de ensayo se midio en su centro con una precision de 0,05 mm. La balanza para la determinacion de la masa de la probeta de ensayo tenia una precision de 0,01 g. La densidad aparente p (kg/m3) de una probeta de ensayo se calculo segun la siguiente Formula:

imagen1

Aqul es:

m la masa de la probeta de ensayo, en gramos, y

10

15

20

25

30

35

bi, b2 y d el ancho y grosor de la probeta de ensayo, en millmetros.

Una description exacta de la ejecucion puede extraerse por ejemplo de la DEN EN 323.

Resistencia a la traction:

La determination de la resistencia a la traccion se lleva a cabo perpendicularmente a la superficie de las placas. La probeta de ensayo se cargo a tal efecto con una fuerza de traccion uniformemente distribuida hasta la rotura. Las probetas de ensayo cuadradas tuvieron una longitud de cara de 50 mm, para una precision de 1 mm, y angulo de exactamente 90°. Ademas, los bordes eran limpios y rectos. La probeta de ensayo se pego por medio de un adhesivo apropiado, por ejemplo, una resina epoxldica, con las yuntas y se seco por lo menos 24 h en el armario climatizado a 20°C y 65 % de humedad del aire. La probeta de ensayo as! ya preparada se sujeto ahora en la maquina de ensayo por ambos lados con una articulation de eje de manera auto-alineante y a continuation se cargo con velocidad constante hasta la rotura y se midio la fuerza necesaria para ello. La resistencia a la traccion ft (N/mm2) se calculo segun la siguiente Formula:

imagen2

Aqul es:

Fmax la fuerza de rotura en Newtons

a, b la longitud y ancho de la probeta de ensayo en millmetros

Una descripcion exacta de la ejecucion puede extraerse por ejemplo de la DEN EN 319.

Resistencia a la flexion

La determinacion de la resistencia a la flexion se llevo a cabo aplicando una carga en el centro de una probeta de ensayo apoyada en dos puntos. La probeta de ensayo tenia un ancho de 50 mm y una longitud de 20 veces el grosor nominal mas 50 mm, como maximo, sin embargo, de 1050 mm y como mlnimo de 150 mm. La probeta de ensayo se coloca ahora plana sobre dos capas, cuya distancia entre los centros corresponde a 20 veces el grosor de la probeta de ensayo y a continuacion se cargo en el centro con una fuerza hasta la rotura y se midio esta fuerza. La resistencia a la flexion fm (N/mm2) se calculo segun la siguiente Formula:

fm = (3*Fmax*l)/(2*b*t2)

Aqul es:

Fmax la fuerza de rotura en Newtons I la distancia del centro de las condiciones en millmetros b el ancho de la probeta de ensayo en millmetros t el grosor de la probeta de ensayo en millmetros.

Una descripcion exacta de la ejecucion puede extraerse de la DEN EN 310.

Resistencia a la traccion de los tornillos

La determinacion de la resistencia a la traccion de los tornillos se llevo a cabo midiendo la fuerza necesaria para extraer un tornillo axialmente de la probeta de ensayo. Las probetas de ensayo cuadradas tenian una longitud de cara de 75 mm, para una precision de 1 mm. Primero se perforaron orificios de guia, diametro 2,7 mm (6 0,1 mm), profundidad 19 (61 mm), perpendicularmente a la superficie de la probeta de ensayo en el punto central de la superficie. A continuacion, se introdujo para el examen un tornillo de acero con valor nominal 4,2 mm x 38 mm, con una rosca ST 4,2 segun la ISO 1478 y un paso de rosca de 1,4 mm en la probeta de ensayo, de forma que se introduzcan 15 mm (60,5 mm) de la rosca completa. La probeta de ensayo se fijo en un marco de metal y a traves de un asa se aplico sobre la cara inferior de la cabeza de tornillo una fuerza y se midio la fuerza maxima a la que se extrajo el tornillo.

Una description exacta de la ejecucion puede extraerse de la DEN EN 320.

Los resultados de los ensayos se agrupan en la tabla.

Las descripciones de concentraciones se refieren siempre a la sustancia seca. En el establecimiento de las partes en peso se pone la madera seca y/o la suma de la madera seca y de la sustancia de relleno a 100 partes. En el 5 establecimiento del % en peso, la suma de todos los componentes secos de la sustancia conteniendo madera ligera es igual al 100 %.

Los ensayos en la tabla sin adicion de componentes refuerzos son utiles para la comparacion y se realizaron segun la WO-A-2011/018373.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie, que contienen en el nucleo

A) del 30 al 98 % en peso de particulas de lignocelulosa,

B) del 0 al 25 % en peso de particulas plasticas expandidas con la densidad aparente en el rango de 10 a 150 kg/m3,

C) del 1 al 50 % en peso de uno o de varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehido, e isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato y

D) del 0 al 10 % en peso de aditivos y en las capas de superficie

E) del 70 al 99 % en peso de particulas lignocelulosicas, fibras o sus mezclas,

F) del 1 al 30 % en peso de uno o de varios ligantes seleccionados del grupo consistente en resina aminoplastica, resina de fenol-formaldehido e isocianato organico con por lo menos dos grupos isocianato y

G) del 0 al 10 % en peso de aditivos,

donde del 2 al 30% de las particulas de lignocelulosa A) se sustituyen por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas o sus mezclas.
2. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun la reivindicacion 1, que contienen en el nucleo

B) del 1 al 25 % en peso de particulas plasticas expandidas con una densidad aparente en el rango de 10 a 150 kg/m3.
3. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque del 3 al 20% de las particulas de lignocelulosa A) se sustituyen por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas.
4. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque del 4 al 15% de las particulas de lignocelulosa A) se sustituyen por celulosas tratadas, fibras naturales tratadas, fibras sinteticas o sus mezclas.
5. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como celulosas se emplean comprimidas y secas fibras de celulosa.
6. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como celulosas se emplean papel, cartulina, cartonaje o sus mezclas.
7. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como celulosas se emplean papel, cartulina o sus mezclas.
8. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como fibras naturales se emplean fibras vegetales.
9. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4 u 8, caracterizado porque como fibras naturales se emplean fibras de semillas, fibras de liber, fibras de hojas, fibras de frutos, fibras de origen animal o sus mezclas.
10. Material lignocelulosico con un nucleo y dos capas de superficie segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como fibras sinteticas se emplean fibras de polimeros sinteticos.
11. Procedimiento de production de materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes para el nucleo A a D como capa intermedia y de las capas de superficie E a G se mezclan por separado, se aplican las mezclas obtenidas unas sobre otras, se introducen las celulosas, fibras

naturales, fibras sinteticas o sus mezclas en la capa intermedia y se comprime a temperaturas de 80 a 300°C y una presion de 1 a 50 bar para producir cuerpos moldeados.
12. Procedimiento de production de materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes para el nucleo A a D como capa intermedia y de las capas de superficie E a

5 G se mezclan por separado, se aplican las mezclas obtenidas unas sobre otras, se introducen las celulosas, fibras naturales, fibras sinteticas o sus mezclas en la capa intermedia y se comprime a temperaturas de 120 a 280°C y una presion de 1 a 50 bar para producir cuerpos moldeados.
13. Procedimiento de produccion de materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes para el nucleo A a D como capa intermedia y de las capas de superficie E a

10 G se mezclan por separado, se aplican las mezclas obtenidas unas sobre otras, se introducen las celulosas, fibras naturales, fibras sinteticas o sus mezclas en la capa intermedia y se comprime a temperaturas de 80 a 300°C y una presion de 3 a 40 bar para producir cuerpos moldeados.
14. Procedimiento de produccion de materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los componentes para el nucleo A a D como capa intermedia y de las capas de superficie E a

15 G se mezclan por separado, se aplican las mezclas obtenidas unas sobre otras, se introducen las celulosas, fibras naturales, fibras sinteticas o sus mezclas en la capa intermedia y se comprime a temperaturas de 120 a 280°C y una presion de 3 a 40 bar para producir cuerpos moldeados.
15. Empleo de los materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 para la produccion de artlculos de todo tipo en el sector de la construction.

20 16. Empleo de los materiales lignocelulosicos segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 para la produccion

de muebles y partes de muebles, de materiales de empaquetamiento, en la construccion de viviendas o en el interiorismo.