WO2007071387A2 - Plant fibre, fibre-based moulded body, and method for producing plant fibres provided with novolak - Google Patents

Plant fibre, fibre-based moulded body, and method for producing plant fibres provided with novolak Download PDF

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WO2007071387A2
WO2007071387A2 PCT/EP2006/012302 EP2006012302W WO2007071387A2 WO 2007071387 A2 WO2007071387 A2 WO 2007071387A2 EP 2006012302 W EP2006012302 W EP 2006012302W WO 2007071387 A2 WO2007071387 A2 WO 2007071387A2
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fiber
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vegetable
hardener
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Manfred Dunky
Wolfgang Kantner
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Steffen Tobisch
Detlef Krug
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Dynea Erkner Gmbh
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    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
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    • D21J3/00Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds

Definitions

  • the invention relates to a fiber-based shaped article which is produced using novolak-treated vegetable fibers and is characterized in particular by a reduced formaldehyde emission behavior and better hydrophobic properties.
  • the invention further relates to a process for the preparation of a vegetable fiber provided with novolak.
  • the vegetable fibers are produced by mixing vegetable raw materials, for example pieces of wood, thermomechanically or chemothermothermally, such as e.g. in Druckzerfaserungsaggregaten, preferably in refiners, be digested. It should be noted that the sharper the digestion conditions in terms of temperature, pressure and time in these processes, the more formaldehyde from the vegetable raw materials, especially from wood, is emitted.
  • the fibers are made from the vegetable starting materials by defibering between grinding discs.
  • defibering between grinding discs.
  • the fiber production / fiber pulping process by means of said methods can be controlled so that fibers of a given Geometry and structure can be obtained.
  • Paraffins may also be added during the fiber manufacturing / pulping process.
  • the paraffins improve the sliding properties of the fibers, thereby reducing the energy expenditure in the fiber production / pulping process.
  • the paraffins are used to improve the hydrophobization of the fibers produced and the moldings produced from these fibers.
  • paraffins can be added only in an amount of up to about 3.0% by weight, based on the absolutely dry, vegetable fiber-containing starting material, for example absolutely dry wood (atro).
  • the object of the present invention is to provide vegetable fibers, in particular wood fibers, in which the formaldehyde release in the fiber production / fiber pulping process is significantly reduced and improves the hydrophobic properties of the fiber become.
  • WO 99/14022 A1 discloses a process for producing particleboard and fiberboard in which a binder is added to the starting materials during defibration.
  • a binder is added to the starting materials during defibration.
  • special conditions must be met, so that it does not lead to premature curing of the binder.
  • the defibration must be carried out in particular at low temperatures, which leads to a partial drastic deterioration of the fiber properties and thus to a minimization of use of the materials produced therewith.
  • the added binder in order to obtain the intended adhesive effect of the binder, the added binder must cure more or less completely.
  • DE 100 00 689 A1 discloses a process for the production of non-woven fabric parts, in which a thermosetting resin or resin-hardener mixture is superficially applied and heated on a nonwoven fabric, which also disadvantageously must be taken to ensure that the temperature below the light-off temperature of Resin is, so it does not come to an early curing.
  • the aim of the addition of the resin or the resin-hardener mixture is in any case sufficient curing, so as to be able to accomplish the intended effect as an adhesive (binder) between the individual fibers.
  • DE 28 17 699 discloses a multi-stage process for the production of moldings, wherein in a first step fiber mats on which a phenol-formaldehyde resin is deposited by acid addition, are provided and sprayed in a second step hardener and subsequently the shaping is carried out under hot pressing ,
  • the disadvantage is that it is a complex multi-step process in which the released during the defibration of the starting materials formaldehyde is released into the environment.
  • the release of formaldehyde is forced even after the production process, since the subsequent superficial spraying of the hardener does not achieve complete mixing of the binder and the hardener and thus does not crosslinked binder components are present.
  • a further object of the present invention is to provide a method in which the emission of formaldehyde is significantly reduced during the fiber production / fiber pulping process and which enables the production of low formaldehyde emission potential fibers.
  • Another object of the invention is to produce a fiber-based molded article in which the formaldehyde emission potential is significantly reduced.
  • Another object is to provide a molded article having improved hydrophobic properties.
  • the object underlying the invention is achieved by providing a vegetable fiber, which is provided with hardener-free novolak, wherein the vegetable starting materials are digested in the presence of hardener-free novolak in thermo-mechanically disintegrating aggregates or chemo-thermo-mechanically disintegrating aggregates and the hardener-free novolak before or during the Digestion is added.
  • the essential task of the added hardener-free novolak is to chemically bond the formaldehyde coming from the wood (fiber) substance and, where appropriate, in the fiber production process, and thus prevent a corresponding release of formaldehyde.
  • the amount of novolak added is preferably such that sufficient reactive novolac is available as compared to the formaldehyde to be estimated for the formaldehyde-absorbing reaction.
  • Any addition of hardener to the novolak added according to the invention is in any case beyond the purpose of the invention described here and does not represent an improvement of the effect intended according to the invention, but rather a complication of the system due to the imminent pre-hardening during of the fiber manufacturing process. In any case, the amount of hardener added may not be so great that it is no longer possible to provide a sufficient amount of reactive novolak for the reaction with the formaldehyde present in the wood or arising during the fiber production process.
  • the object underlying the invention is further solved by a molded body based on plants, wherein the shaped body contains a vegetable fiber according to any one of claims 1 to 6 b i s solved.
  • the object of the invention is further achieved by providing a process for producing a hardener-free novolak fiber according to any one of claims 1 to 6, the process comprising the step of: digesting vegetable starting materials in the presence of hardener-free novolak in thermo-mechanically disintegrating aggregates or Chemo-thermo-mechanically releasing aggregates, wherein prior to or during the digestion process harder Novolak is added.
  • the inventors have surprisingly found that it is possible to significantly lower the formaldehyde emission potential of manufactured vegetable fiber materials, especially wood fibers, and fiber-containing moldings or fiber moldings made therefrom, when the vegetable raw materials are loaded with hardener-free novolak during the fiber manufacturing / fiber pulping process.
  • An essential aspect of the method according to the invention is that reactive, ie not cured, novolak is still available as formaldehyde scavenger even after the fibers have been processed.
  • the hydrophobic properties of the fiber materials thus produced and shaped articles produced therefrom are further improved.
  • the hardener-free novolak is added before or during the digestion of the starting materials, ie the defibration process. As a result, several advantages are achieved.
  • hardener-free novolak has thermoplastic properties and acts as a lubricant during the pulping or defibering of the starting materials. As a result, the energy required for the defibration of the starting materials is lowered, whereby a significant proportion of the originally given energy costs can be saved. The service life of the units is increased.
  • the hardener-free novolak and the fibers are brought into intensive contact with each other, so that the novolak is not only superficially applied to the fibers, but at least partially diffuses into the fibers.
  • the hardener-free novolak is preferably present both on and in the fiber.
  • the hardener-free novolak applied on the surface or penetrated into the fiber can therefore reliably bind in particular also the formaldehyde which is already formed during the production of the fibers.
  • the fiber according to the invention is preferably characterized in that hardener-free novolak is also contained in the fiber. This allows binding of the formaldehyde directly at or after formation.
  • the release of further formaldehyde from the molding can be done, for example, during the curing process or subsequently by released from the curing agent of the binder formaldehyde.
  • the added novolak does not react with hardener added and hardens, but rather preferably in uncured or, after reaction with the generated in the wood or in the fiber production formaldehyde or optionally when curing an added conventional binder, only partially cured, but in any case is still reactive form.
  • the novolac used in the present invention is not a binder.
  • the novolak resins partially used in the prior art contain hardeners. These novolak hardener mixtures are binders.
  • a novolak-hardener mixture can not be used in the present invention, as it would during curing of the fiber to a curing of the novolak, whereby the digestion device, preferably a refiner, would be destroyed.
  • the formaldehyde released during the fiber production / fiber pulping process is largely chemically bound by the hardener-free novolak, whereby partial curing of the novolak occurs or may occur.
  • Fibrous tablets are traditionally made using vegetable Fibers, especially wood fibers, and usually of formaldehyde-containing binders, which comprise about 90% of the binders used worldwide for the production of such moldings, such as mats, sheets or moldings produced.
  • Moldings produced by using the vegetable fibers according to the invention are likewise distinguished by significantly reduced formaldehyde emissions, since the formaldehyde emitted from the formaldehyde-containing binders also contributes to the partial curing of the novolak during the production of moldings under pressure and heat, and thus the formaldehyde is largely removed from the system and can not be emitted.
  • the present invention makes it possible to significantly reduce the human health burden during the fiber production process, the molding production and its use and application.
  • the vegetable fiber can be made from any suitable vegetable
  • the plant fibers can come from annual or perennial plants.
  • vegetable fiber e.g. Flax, hemp, bast, kenaf, jute or mixtures thereof.
  • the vegetable fiber is a wood fiber.
  • the wood fiber can be made of different wood materials or different types of wood, for example, pine, spruce, beech, poplar, etc.
  • the vegetable fibers of the invention preferably have a length from 0.05 mm to 30 mm, preferably from 0.1 to 20 mm.
  • fiber lengths of 0.1 to 10 mm, more preferably from 0.1 to 8 mm, have proven. According to a further preferred embodiment, the fiber length is 0, 1 b is 5 mm.
  • the novolak is uncured or only partially crosslinked in and / or on the fiber according to the invention and thus also at a later time, such as e.g. Formaldehyde releasably releases any released formaldehyde during the production of moldings using formaldehyde-containing binders under pressure and heat. This liberated formaldehyde contributes to the partial cure of the novolak.
  • the proportion of novolak is 0.05 to 15% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, in each case based on the weight of absolutely dry fiber (atro).
  • the amounts of formaldehyde released during the pulping process are between 0.08 and 30 mg / l, depending on the starting material used and the digestion conditions chosen.
  • An essential advantage of the present invention is thus that on and in the fiber or in the - also using formaldehyde-containing binders - produced moldings sufficiently uncured novolak is present, which leads to a significant reduction in the amount of formaldehyde released into the environment , which significantly reduces the health risk.
  • the hydrophobization of the vegetable fibers preferably wood fibers, increases the resistance of the vegetable fibers or of the shaped bodies produced from these vegetable fibers to moisture and moisture, since the water is largely repelled by the hydrophobic surface.
  • the hardener-free novolak used according to the invention improves the sliding properties of the vegetable starting materials during the fiber production / fiber pulping process, so that the paraffins traditionally used for hydrophobing and simultaneously reducing the energy expenditure during the fiber pulping reduced or even omitted in their amounts can be.
  • the hardener-free novolak has thermoplastic properties until cured, which, with good distribution of the novolak, lead to the fibers produced according to the invention for improving the sliding properties and improved hydrophobization of the fibers or of the molded articles produced therefrom.
  • the hardener-free novolak used according to the invention preferably contains no curing agent, such as, for example, hexamethylenetetramine.
  • a "hardener-free" novolak is also understood to mean a novolak which may contain minor amounts of hardener, but these amounts are so low that the novolak can only crosslink incompletely The proportion of hardener in the., During the fiber pulping or during the mold body production has released formaldehyde
  • Harder-free novolak is preferably less than 1.0% by weight, more preferably less than 0.8% by weight, even more preferably less than 0.5% by weight, based in each case on the total weight of curing agent and novolak ,
  • the novolaks to be used according to the invention are defined as polycondensates based on phenolic components, in particular phenol, and aldehyde components, in particular formaldehyde, prepared in the acidic pH range, in a molar ratio of the phenolic components, in particular phenol, to the aldehyde components, in particular formaldehyde 1: ⁇ 1, preferably 1: 0.5 to 1: 0.9 (molar ratio of phenolic component: aldehyde component).
  • the hardener-free novolak can be present in the form of powders, pellets, particles, pieces, melt, emulsion and / or dispersion and can be added in this form in the process according to the invention.
  • the hardener-free novolak can be added in solid or liquid form.
  • the addition of the hardener-free novolak can, for example.
  • the invention represents an important contribution to improving the living conditions of humans and animals.
  • the shaped body contains synthetic and / or natural binders and optionally further additives.
  • Synthetic binders are preferably selected from the group of formaldehyde-based condensation resins, e.g. Urea-formaldehyde (UF), melamine-formaldehyde (MF), melamine-urea-formaldehyde (MUF), melamine-urea-phenol-formaldehyde (MUFF), phenol-formaldehyde (PF), phenol-melamine-formaldehyde (PMF), Phenol-urea-formaldehyde (PUF),
  • Urea-formaldehyde e.g. Urea-formaldehyde (UF), melamine-formaldehyde (MF), melamine-urea-formaldehyde (MUF), melamine-urea-phenol-formaldehyde (MUFF), phenol-formaldehyde (PF), phenol-melamine-formaldehyde (PMF), Phenol-urea-formaldehy
  • Resorcinol-phenol-formaldehyde resorcinol-phenol-urea-formaldehyde (RPUF) and mixtures thereof, and / or from the group of thermoplastic binders, e.g. based on polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetates (PVAc) and mixtures thereof and / or from the group of polyurethanes and isocyanates, e.g. polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI) and mixtures thereof.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVAc polyvinyl acetates
  • PMDI polymeric diphenylmethane diisocyanate
  • the molding contains the synthetic binder preferably in the amount of 0.5 to 50 wt .-%, more preferably from 1 to 40 wt .-%, each calculated as a so-called solid resin and based on the total weight of the molding.
  • the remainder may be vegetable fibers as well as optional additives.
  • Natural binders are preferably selected from the group consisting of carbohydrates, tannins, lignins, starches, proteins and mixtures thereof.
  • the molding contains the natural binders preferably in the amount of 1 to 50 wt .-%, more preferably from 5 to 40 wt .-%, even more preferably from 10 to 30 wt .-%, each calculated as Solid and based on the total weight of the molding.
  • the remainder may be vegetable fibers as well as optional additives.
  • the additives are selected from the group consisting of water repellents, flame retardants, antifungal agents, bactericides, dyes, pigments, conductivity enhancers and mixtures thereof.
  • the additives may be present in the molding according to the invention in an amount of from 0.1 to 20% by weight, preferably from 0.5 to 15% by weight, more preferably from 1 to 10% by weight, in each case calculated as the solids on the total weight of the molding, be present.
  • the shaped body according to the invention is preferably a plate, mat or a molded part.
  • the moldings of the invention are particularly suitable in the living and working area.
  • the moldings of the invention can be used as a base substrate for the production of furniture or floor coverings, such as laminate floors, or in the automotive interior.
  • the fibers produced according to the invention can also be used for the production and use of moldings for outdoor use when suitable synthetic binders can be selected from the groups of the binders described above.
  • the process according to the invention is surprisingly simple. It is only essential that the fiber production process or the fiber preparation is carried out in the manner described in the presence of hardener-free novolac.
  • the process according to the invention can be carried out both under the conditions usually used and well above the conditions usually used, e.g. with regard to the pressure of 7 to 11 bar, in particular above 11 bar.
  • suitable pressures in the range of 12 to 100 bar, for example. From 12 to 20 bar have been found.
  • the process according to the invention can be carried out, for example, at temperatures of 150 ° C. or more, for example of 165 ° C. or more. Furthermore, temperatures of up to 185 ° C and temperatures above 185 ° C, for example. From 190 ° C to 270 0 C or 195 0 C to 250 0 C are applied. Furthermore, it has been found that both the usual residence times of three to six minutes and longer residence times under the commonly used and / or elevated pressure and / or temperature conditions are possible, such as. From 7 to 50 minutes or from 8 to 30 minutes , Likewise, a shortening of the residence time usually used at elevated pressure and temperature conditions is possible and useful, such as. A residence time of 1, 5 min at 12 bar / 190 ° C.
  • the vegetable fibers obtained using the specified pressure and / or temperature and / or time conditions and using "hardener-free" novolac, in particular wood fibers, and the moldings produced therefrom are distinguished by improved properties, in particular with regard to formaldehyde emission and swelling.
  • the present invention is illustrated by, but not limited to, the following example.
  • pine wood chips were used in excess in a refiner in the presence of water and (i) 1% by weight of paraffin (Sasol 138, Sasol) or (ii) 1% by weight of paraffin (Sasol 138) and 1% by weight.
  • the data in% by weight refers to atro wood (absolutely dry wood).
  • the digested fibers were blended in a conventional manner in each case with 17 wt .-% UF resin, calculated as a solid resin based on atro fiber, in a Blow-Iine.
  • Fibrous plates having a plate thickness of 10 mm and a bulk density of 900 kg / m 3 were produced by hot pressing from the resulting fiber-resin mixture.
  • the formaldehyde content was determined as a perforator value in mg / 100g fiberboard in accordance with the test methodology described in DIN EN 120.
  • the transverse tensile strength was determined according to EN 319, the thickness swelling after 24 hours of water storage according to EN 317.
  • the fibers obtained according to the different digestion variants were processed into 10 mm thick fiberboards having a density of 900 kg / m 3 after addition of 17% by weight UF resin, calculated as solid resin based on atro fiber, as described above.

Abstract

The invention relates to a plant fibre provided with hardener-free novolak. The plant starting materials are broken down into thermomechanically decomposing aggregates or chemo-thermomechanically decomposing aggregates, in the presence of hardener-free novolak, and the hardener-free novolak is supplied before or during the decomposition. The invention also relates to moulded bodies produced using inventive fibres, and to a method for producing the inventive plant fibre.

Description

Pflanzliche Faser, Formkörper auf Faserbasis sowie Verfahren zur Herstellung von mit Novolak versehenen pflanzlichen Fasern Vegetable fiber, fiber-based shaped articles and methods of making novolak-treated vegetable fibers
Die Erfindung betrifft einen Formkörper auf Faserbasis, welcher unter Verwendung von mit Novolak behandelten pflanzlichen Fasern hergestellt ist und sich insbesondere durch ein verringertes Formaldehyd- Emissionsverhalten und bessere hydrophobe Eigenschaften auszeichnet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer mit Novolak versehenen pflanzlichen Faser.The invention relates to a fiber-based shaped article which is produced using novolak-treated vegetable fibers and is characterized in particular by a reduced formaldehyde emission behavior and better hydrophobic properties. The invention further relates to a process for the preparation of a vegetable fiber provided with novolak.
Zur Herstellung von Formkörpern, wie bspw. Matten, Platten oder Formteilen, werden pflanzliche Faserstoffe, insbesondere Holzfasern, verwendet. Die pflanzlichen Faserstoffe, insbesondere Holzfasern, werden hergestellt, indem pflanzliche Ausgangsmaterialien, bspw. Holzstücke, thermomechanisch oder chemo-thermomechanisch, wie z.B. in Druckzerfaserungsaggregaten, bevorzugt in Refinern, aufgeschlossen werden. Dabei ist zu beachten, dass je schärfer die Aufschlußbedingungen bei diesen Verfahren hinsichtlich Temperatur, Druck und Zeit sind, desto mehr Formaldehyd aus den pflanzlichen Ausgangsstoffen, insbesondere aus Holz, emittiert wird.For the production of moldings, such as mats, plates or moldings, vegetable pulps, especially wood fibers are used. The vegetable fibers, in particular wood fibers, are produced by mixing vegetable raw materials, for example pieces of wood, thermomechanically or chemothermothermally, such as e.g. in Druckzerfaserungsaggregaten, preferably in refiners, be digested. It should be noted that the sharper the digestion conditions in terms of temperature, pressure and time in these processes, the more formaldehyde from the vegetable raw materials, especially from wood, is emitted.
In Refinern erfolgt die Herstellung der Fasern aus den pflanzlichen Ausgangsmaterialien durch Zerfasern zwischen Mahlscheiben. Dabei arbeitet man beispielsweise im Falle von Holz als Ausgangsmaterial üblicherweise mit Drücken in einem Bereich von 7 bis 11 bar und Temperaturen von bis zu 185°C sowie einer Verweilzeit von drei bis sechs Minuten. Oberhalb der vorgenannten Bedingungen kann es zu erheblichen Formaldehydemissionen kommen.In refiners, the fibers are made from the vegetable starting materials by defibering between grinding discs. In this case, for example, in the case of wood as starting material, one usually works with pressures in a range of 7 to 11 bar and temperatures of up to 185 ° C. and a residence time of three to six minutes. Above the above conditions, there may be significant emissions of formaldehyde.
Der Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozess mittels der genannten Verfahren kann dabei so gesteuert werden, dass Fasern einer vorgegebenen Geometrie und Struktur erhalten werden können.The fiber production / fiber pulping process by means of said methods can be controlled so that fibers of a given Geometry and structure can be obtained.
Während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses können auch Paraffine zugesetzt werden. Die Paraffine verbessern die Gleiteigenschaften der Fasern, wodurch der Energieaufwand bei dem Faserherstellungs - / Faseraufschlussprozess verringert wird.Paraffins may also be added during the fiber manufacturing / pulping process. The paraffins improve the sliding properties of the fibers, thereby reducing the energy expenditure in the fiber production / pulping process.
Ebenso dienen die Paraffine zur Verbesserung der Hydrophobierung der hergestellten Fasern und der aus diesen Fasern hergestellten Formkörpern.Likewise, the paraffins are used to improve the hydrophobization of the fibers produced and the moldings produced from these fibers.
Nachteilig ist jedoch, dass die Paraffine nur in einer Menge von bis zu etwa 3,0 Gew.-%, bezogen auf das absolut trockene, pflanzenfaserhaltige Ausgangsmaterial, bspw. absolut trockenes Holz (atro), zugegeben werden können.The disadvantage, however, is that the paraffins can be added only in an amount of up to about 3.0% by weight, based on the absolutely dry, vegetable fiber-containing starting material, for example absolutely dry wood (atro).
Bei einer weiteren Erhöhung der Menge an Paraffin während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses verschlechtern sich die Verklebungseigenschaften der so hergestellten Fasern.As the amount of paraffin increases further during the fiber manufacturing / fiber pulping process, the bonding properties of the fibers thus produced deteriorate.
Aufgrund der verminderten Verklebbarkeit der unter Zugabe erhöhter Paraffinmengen hergestellten Fasern verschlechtert sich ebenfalls das Eigenschaftsprofil der aus diesen Fasern hergestellten Formkörper.Due to the reduced adhesiveness of the fibers produced with the addition of increased quantities of paraffin, the property profile of the shaped bodies produced from these fibers likewise deteriorates.
Des Weiteren enthalten pflanzliche Fasern, insbesondere Holzfasern, je nach Holzart unterschiedliche Mengen an natürlich vorhandenem und in dem pflanzlichen Ausgangsmaterial, insbesondere Holz, chemisch gebundenem Formaldehyd. Das chemisch gebundene Formaldehyd kann wenigstens teilweise während der Faserherstellung / des Faseraufschlusses und/oder Herstellung des Formkörpers als auch bei Nutzung und Anwendung des Formkörpers freigesetzt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, pflanzliche Fasern, insbesondere Holzfasern, bereitzustellen, bei denen die Formaldehydabgabe bei dem Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozess deutlich verringert wird und die hydrophoben Eigenschaften der Faser verbessert werden.Furthermore, vegetable fibers, especially wood fibers, depending on the type of wood, different amounts of naturally occurring and in the vegetable raw material, especially wood, chemically bound formaldehyde. The chemically bound formaldehyde can be released at least partially during fiber production / fiber pulping and / or production of the shaped body as well as during use and application of the shaped body. The object of the present invention is to provide vegetable fibers, in particular wood fibers, in which the formaldehyde release in the fiber production / fiber pulping process is significantly reduced and improves the hydrophobic properties of the fiber become.
Die WO 99/14022 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Span- und Faserplatten, bei dem ein Bindemittel während der Zerfaserung den Ausgangsmaterialien zugesetzt wird. Nachteiligerweise müssen dabei spezielle Bedingungen eingehalten werden, so dass es nicht zu einer vorzeitigen Aushärtung des Bindemittels kommt. Somit muss die Zerfaserung insbesondere bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, was zu einer teilweisen drastischen Verschlechterung der Fasereigenschaften und damit zu einer Einsatzminimierung der damit hergestellten Werkstoffe führt. Um die beabsichtigte Klebewirkung des Bindemittels zu erlangen, muß jedenfalls das zugegebene Bindemittel mehr oder minder vollständig aushärten.WO 99/14022 A1 discloses a process for producing particleboard and fiberboard in which a binder is added to the starting materials during defibration. Disadvantageously, special conditions must be met, so that it does not lead to premature curing of the binder. Thus, the defibration must be carried out in particular at low temperatures, which leads to a partial drastic deterioration of the fiber properties and thus to a minimization of use of the materials produced therewith. In any case, in order to obtain the intended adhesive effect of the binder, the added binder must cure more or less completely.
Die DE 100 00 689 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesformteilen, bei dem auf ein Faservlies ein duroplastisches Harz oder Harz-Härter-Gemisch nur oberflächlich aufgebracht und erwärmt wird, wobei ebenfalls nachteiligerweise darauf geachtet werden muß, dass die Temperatur unterhalb der Anspringtemperatur des Harzes liegt, so dass es nicht zu einer vorzeitigen Aushärtung kommt. Ziel der Zugabe des Harzes bzw. des Harz- Härtergemisches ist jedenfalls eine ausreichende Aushärtung, um so die beabsichtigte Wirkung als Klebstoff (Bindemittel) zwischen den einzelnen Fasern bewerkstelligen zu können.DE 100 00 689 A1 discloses a process for the production of non-woven fabric parts, in which a thermosetting resin or resin-hardener mixture is superficially applied and heated on a nonwoven fabric, which also disadvantageously must be taken to ensure that the temperature below the light-off temperature of Resin is, so it does not come to an early curing. The aim of the addition of the resin or the resin-hardener mixture is in any case sufficient curing, so as to be able to accomplish the intended effect as an adhesive (binder) between the individual fibers.
Die DE 28 17 699 offenbart ein mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von Formteilen, wobei in einem ersten Schritt Fasermatten, auf die ein Phenol- Formaldehyd-Harz durch Säurezugabe abgeschieden wird, bereitgestellt werden und in einem zweiten Schritt Härter aufgesprüht und nachfolgend die Formgebung unter Heißpressen erfolgt. Nachteilig ist, dass es sich um ein aufwendiges mehrstufiges Verfahren handelt, bei dem das während der Zerfaserung der Ausgangsmaterialien freigesetzte Formaldehyd an die Umwelt abgegeben wird. Als weiterer beträchtlicher Nachteil wird Abgabe von Formaldehyd auch nach dem Herstellungsprozess noch forciert, da durch die nachträgliche oberflächliche Versprühung des Härters keine vollständige Durchmischung des Bindemittels und des Härters erreicht wird und somit nicht vernetzte Bindemittelanteile vorliegen.DE 28 17 699 discloses a multi-stage process for the production of moldings, wherein in a first step fiber mats on which a phenol-formaldehyde resin is deposited by acid addition, are provided and sprayed in a second step hardener and subsequently the shaping is carried out under hot pressing , The disadvantage is that it is a complex multi-step process in which the released during the defibration of the starting materials formaldehyde is released into the environment. As a further considerable disadvantage, the release of formaldehyde is forced even after the production process, since the subsequent superficial spraying of the hardener does not achieve complete mixing of the binder and the hardener and thus does not crosslinked binder components are present.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses die Emission von Formaldehyd deutlich reduziert wird und das die Herstellung von Fasern mit geringem Formaldehydemissionspotential ermöglicht.A further object of the present invention is to provide a method in which the emission of formaldehyde is significantly reduced during the fiber production / fiber pulping process and which enables the production of low formaldehyde emission potential fibers.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Formkörper auf Faserbasis herzustellen, bei dem das Formaldehydemissionspotential deutlich verringert ist.Another object of the invention is to produce a fiber-based molded article in which the formaldehyde emission potential is significantly reduced.
Eine weitere Aufgabe ist es, einen Formkörper bereitzustellen, der verbesserte hydrophobe Eigenschaften aufweist.Another object is to provide a molded article having improved hydrophobic properties.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch Bereitstellung einer pflanzlichen Faser gelöst, die mit härterfreiem Novolak versehen ist, wobei die pflanzlichen Ausgangsmaterialien in Gegenwart von härterfreiem Novolak in thermomechanisch aufschließenden Aggregaten oder chemo- thermomechanisch aufschließenden Aggregaten aufgeschlossen werden und der härterfreie Novolak vor oder während des Aufschließens zugegeben wird.The object underlying the invention is achieved by providing a vegetable fiber, which is provided with hardener-free novolak, wherein the vegetable starting materials are digested in the presence of hardener-free novolak in thermo-mechanically disintegrating aggregates or chemo-thermo-mechanically disintegrating aggregates and the hardener-free novolak before or during the Digestion is added.
Die wesentliche Aufgabe des zugegebenen härterfreien Novolaks besteht darin, den aus der Holz(faser)substanz kommenden und gegebenenfalls beim Faserherstellungsprozeß verstärkt auftretenden Formaldehyd chemisch zu binden und damit eine entsprechende Formaldehydemission zu verhindern. Die Zugabemenge an Novolak ist vorzugsweise so bemessen, das genügend reaktionsfähiger Novolak im Vergleich zum abzuschätzenden vorhandenen bzw. gebildeten Formaldehyd für die formaldehydfangende Reaktion zur Verfügung steht. Eine gegebenenfalls bestehende Härterzugabe zum erfindungsgemäß zugegebenen Novolak ist jedenfalls außerhalb des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Zweckes liegend und stellt keine Verbesserung des erfindungsgemäß beabsichtigten Effektes dar, sondern vielmehr eine Verkomplizierung des Systems infolge der drohenden Voraushärtung während des Faserherstellprozesses. Die gegebenenfalls zugegebene Härtermenge darf jedenfalls nicht so groß bemessen sein, dass nicht mehr eine ausreichende Menge an reaktionsfähigem Novolak für die Reaktion mit dem im Holz vorhandenen bzw. beim Faserherstellprozeß entstehenden Formaldehyd zur Verfügung steht.The essential task of the added hardener-free novolak is to chemically bond the formaldehyde coming from the wood (fiber) substance and, where appropriate, in the fiber production process, and thus prevent a corresponding release of formaldehyde. The amount of novolak added is preferably such that sufficient reactive novolac is available as compared to the formaldehyde to be estimated for the formaldehyde-absorbing reaction. Any addition of hardener to the novolak added according to the invention is in any case beyond the purpose of the invention described here and does not represent an improvement of the effect intended according to the invention, but rather a complication of the system due to the imminent pre-hardening during of the fiber manufacturing process. In any case, the amount of hardener added may not be so great that it is no longer possible to provide a sufficient amount of reactive novolak for the reaction with the formaldehyde present in the wood or arising during the fiber production process.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.Preferred developments are specified in the subclaims 2 to 6.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch einen Formkörper auf Pflanzenbasis, wobei der Formkörper eine pflanzliche Faser gemäß einem der Ansprüche 1 b i s 6 enthält, gelöst.The object underlying the invention is further solved by a molded body based on plants, wherein the shaped body contains a vegetable fiber according to any one of claims 1 to 6 b i s solved.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von einer mit härterfreiem Novolak versehenen Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gelöst, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: Aufschließen von pflanzlichen Ausgangsmaterialien in Gegenwart von härterfreiem Novolak in thermomechanisch aufschließenden Aggregaten oder chemo-thermomechanisch aufschließenden Aggregaten, wobei vor oder während des Aufschlussprozesses härterfreier Novolak zugegeben wird.The object of the invention is further achieved by providing a process for producing a hardener-free novolak fiber according to any one of claims 1 to 6, the process comprising the step of: digesting vegetable starting materials in the presence of hardener-free novolak in thermo-mechanically disintegrating aggregates or Chemo-thermo-mechanically releasing aggregates, wherein prior to or during the digestion process harder Novolak is added.
Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass es möglich ist, das Formaldehyd-Emissionspotential von hergestellten pflanzlichen Fasermaterialien, insbesondere von Holzfasern, und daraus hergestellten faserhaltigen Formkörpern oder Faserformkörpern signifikant abzusenken, wenn die pflanzlichen Ausgangsmaterialien während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses mit härterfreiem Novolak beaufschlagt werden.The inventors have surprisingly found that it is possible to significantly lower the formaldehyde emission potential of manufactured vegetable fiber materials, especially wood fibers, and fiber-containing moldings or fiber moldings made therefrom, when the vegetable raw materials are loaded with hardener-free novolak during the fiber manufacturing / fiber pulping process.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass reaktionsfähiger, also nicht ausgehärteter Novolak auch nach der Verarbeitung der Fasern weiterhin als Formaldehydfänger zur Verfügung steht.An essential aspect of the method according to the invention is that reactive, ie not cured, novolak is still available as formaldehyde scavenger even after the fibers have been processed.
Überraschenderweise wurde ebenso festgestellt, dass sich die hydrophoben Eigenschaften der so hergestellten Fasermaterialien und daraus hergestellter Formkörper weiter verbessern. Erfindungsgemäß wird der härterfreie Novolak vor oder während des Aufschließens der Ausgangsmaterialien, d.h. des Zerfaserungsprozesses, zugegeben. Hierdurch werden mehrere Vorteile erreicht.Surprisingly, it has also been found that the hydrophobic properties of the fiber materials thus produced and shaped articles produced therefrom are further improved. According to the invention, the hardener-free novolak is added before or during the digestion of the starting materials, ie the defibration process. As a result, several advantages are achieved.
Zum einen besitzt härterfreier Novolak thermoplastische Eigenschaften und wirkt während des Aufschließens bzw. Zerfaserns der Ausgangsmaterialien als Gleitmittel. Hierdurch wird der für die Zerfaserung der Ausgangsmaterialien erforderliche Energieaufwand abgesenkt, wodurch ein erheblicher Anteil der ursprünglich gegebenen Energiekosten eingespart werden können. Die Standzeit der Aggregate wird erhöht.On the one hand, hardener-free novolak has thermoplastic properties and acts as a lubricant during the pulping or defibering of the starting materials. As a result, the energy required for the defibration of the starting materials is lowered, whereby a significant proportion of the originally given energy costs can be saved. The service life of the units is increased.
Zum anderen werden der härterfreie Novolak und die Fasern miteinander intensiv vermischt in Kontakt gebracht, so dass der Novolak nicht nur oberflächlich auf die Fasern aufgebracht, sondern zumindest teilweise auch in die Fasern diffundieren wird. Somit ist der härterfreie Novolak vorzugsweise sowohl auf als auch in der Faser vorhanden. Der oberflächig aufgebrachte bzw. in die Faser eingedrungene härterfreie Novolak kann somit insbesondere auch den bereits bei der Erzeugung der Fasern entstehenden Formaldehyd zuverlässig binden.On the other hand, the hardener-free novolak and the fibers are brought into intensive contact with each other, so that the novolak is not only superficially applied to the fibers, but at least partially diffuses into the fibers. Thus, the hardener-free novolak is preferably present both on and in the fiber. The hardener-free novolak applied on the surface or penetrated into the fiber can therefore reliably bind in particular also the formaldehyde which is already formed during the production of the fibers.
Die erfindungsgemäße Faser zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass härterfreier Novolak auch in der Faser enthalten ist. Dies ermöglicht eine Bindung des Formaldehyds unmittelbar bei bzw. nach der Entstehung. Nach Einarbeitung der erfindungsgemäßen Faser in einen Formkörper, auch bei Verwendung von Formaldehyd-haltigem Bindemittel, um einen festen Faser- Harz-Verbund bereitzustellen, ist in und an der Faser noch härterfreier Novolak vorhanden, so dass auch erst in dem fertiggestellten Formkörper freigesetzter Formaldehyd gebunden werden kann. Die Abgabe von weiterem Formaldehyd aus dem Formkörper kann beispielsweise während des Aushärtungsvorganges oder im Anschluß daran durch aus dem Härter des Bindemittels freigesetztes Formaldehyd erfolgen.The fiber according to the invention is preferably characterized in that hardener-free novolak is also contained in the fiber. This allows binding of the formaldehyde directly at or after formation. After incorporation of the fiber according to the invention into a shaped body, even when using formaldehyde-containing binder to provide a solid fiber-resin composite, even harder-free novolak is present in and on the fiber, so that also bound in the finished molded body released formaldehyde can be. The release of further formaldehyde from the molding can be done, for example, during the curing process or subsequently by released from the curing agent of the binder formaldehyde.
Es ist also ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass der zugegebene Novolak nicht mit zugegebenem Härter reagiert und aushärtet, sondern vielmehr bevorzugt in nicht ausgehärteter oder, nach Reaktion mit dem im Holz vorhandenen bzw. bei der Faserherstellung generierten Formaldehyds bzw. dem gegebenenfalls bei der Aushärtung eines zugegebenen herkömmlichen Bindemittels, lediglich teilgehärteter, aber jedenfalls noch reaktionsfähiger Form vorliegt.It is therefore an essential feature of the method according to the invention that the added novolak does not react with hardener added and hardens, but rather preferably in uncured or, after reaction with the generated in the wood or in the fiber production formaldehyde or optionally when curing an added conventional binder, only partially cured, but in any case is still reactive form.
Der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Novolak ist kein Bindemittel. Die im Stand der Technik teilweise verwendeten Novolak-Harze enthalten Härter. Diese Novolak-Härter-Gemische sind Bindemittel. Ein Novolak-Härter-Gemisch kann bei der vorliegenden Erfindung nicht verwendet werden, da es während des Faseraufschlusses zu einer Aushärtung des Novolaks käme, wodurch die Aufschlußvorrichtung, vorzugsweise einen Refiner, zerstört würde.The novolac used in the present invention is not a binder. The novolak resins partially used in the prior art contain hardeners. These novolak hardener mixtures are binders. A novolak-hardener mixture can not be used in the present invention, as it would during curing of the fiber to a curing of the novolak, whereby the digestion device, preferably a refiner, would be destroyed.
Das während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses freigesetzte Formaldehyd wird vom härterfreien Novolak weitgehend chemisch gebunden, wobei eine partielle Härtung des Novolakes eintritt oder eintreten kann.The formaldehyde released during the fiber production / fiber pulping process is largely chemically bound by the hardener-free novolak, whereby partial curing of the novolak occurs or may occur.
Eine vollständige, insbesondere eine vorzeitige vollständige Aushärtung erfolgt dabei erfindungsgemäß nicht. Eine vollständige Aushärtung würde jedenfalls eine weitere Reaktion mit im Holz vorhandenen bzw. bei der Faserherstellung oder -Verarbeitung entstehenden und freiwerdenden Formaldehyd verhindern und damit nicht die erfindungsgemäß gewünschte Wirkung des Novolaks entfalten können.Complete, in particular premature, complete curing does not take place according to the invention. In any case, complete curing would prevent a further reaction with formaldehyde present in the wood or arising during fiber production or processing and thus not be able to develop the inventively desired effect of the novolak.
Durch die chemische Bindung des Formaldehyds wird das Formaldehyd- Emissionspotential derartiger Fasern deutlich verringert. Aufgrund des Bindungsvermögens des härterfreien Novolaks ist auch bei der Weiterverarbeitung dieser erfindungsgemäßen pflanzlichen Fasern sowie bei der Herstellung von Formkörpern und der Nutzung und Anwendung der Formkörper die Formaldehydemission deutlich verringert.The chemical bonding of formaldehyde significantly reduces the formaldehyde emission potential of such fibers. Due to the binding capacity of the hardener-free novolak, the formaldehyde emission is markedly reduced even in the further processing of these inventive vegetable fibers and in the production of moldings and the use and application of the moldings.
Faserformkörper werden traditionell unter Verwendung pflanzlicher Fasern, insbesondere Holzfasern, und in der Regel von formaldehyd haltigen Bindemitteln, welche ca. 90 % der weltweit zur Herstellung derartiger Formkörper, wie Matten, Platten oder Formteilen eingesetzten Bindemittel umfassen, hergestellt.Fibrous tablets are traditionally made using vegetable Fibers, especially wood fibers, and usually of formaldehyde-containing binders, which comprise about 90% of the binders used worldwide for the production of such moldings, such as mats, sheets or moldings produced.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen pflanzlichen Fasern hergestellte Formkörper zeichnen sich ebenfalls durch deutlich verringerte Formaldehydemissionen aus, da das aus den formaldehydhaltigen Bindemitteln emittierte Formaldehyd während der unter Druck und Hitze erfolgenden Formkörperherstellung ebenfalls zur partiellen Härtung des Novolakes beiträgt und somit der Formaldehyd dem System weitestgehend entzogen wird und nicht emittiert werden kann.Moldings produced by using the vegetable fibers according to the invention are likewise distinguished by significantly reduced formaldehyde emissions, since the formaldehyde emitted from the formaldehyde-containing binders also contributes to the partial curing of the novolak during the production of moldings under pressure and heat, and thus the formaldehyde is largely removed from the system and can not be emitted.
Im Hinblick darauf, dass Formaldehyd für den Menschen und die Umwelt ein großes Gefährdungspotential aufweist, ermöglicht die vorliegende Erfindung, die gesundheitliche Belastung der Menschen während des Faserherstellungsprozesses, der Formkörperherstellung und dessen Nutzung und Anwendung signifikant abzusenken.In view of the fact that formaldehyde has a great hazard potential for humans and the environment, the present invention makes it possible to significantly reduce the human health burden during the fiber production process, the molding production and its use and application.
Die pflanzliche Faser kann dabei aus jedem geeigneten pflanzlichenThe vegetable fiber can be made from any suitable vegetable
Ausgangsmaterial, dass üblicherweise zur Herstellung von Faserformkörpern verwendet wird, hergestellt sein. Die pflanzlichen Fasern können dabei von einjährigen oder mehrjährigen Pflanzen stammen.Starting material, which is commonly used for the production of fiber moldings, be prepared. The plant fibers can come from annual or perennial plants.
Als pflanzliche Faser können z.B. Flachs-, Hanf-, Bast-, Kenaf-, Jutefaser oder Mischungen davon verwendet werden.As vegetable fiber, e.g. Flax, hemp, bast, kenaf, jute or mixtures thereof.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die pflanzliche Faser eine Holzfaser.According to a preferred embodiment, the vegetable fiber is a wood fiber.
Die Holzfaser kann aus unterschiedlichen Holzmaterialien oder verschiedenen Holzarten, bspw. Kiefer, Fichte, Buche, Pappel, etc. hergestellt werden.The wood fiber can be made of different wood materials or different types of wood, for example, pine, spruce, beech, poplar, etc.
Die erfindungsgemäßen pflanzlichen Fasern weisen vorzugsweise eine Länge von 0,05 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 20 mm, auf.The vegetable fibers of the invention preferably have a length from 0.05 mm to 30 mm, preferably from 0.1 to 20 mm.
Als sehr geeignet haben sich auch Faserlängen von 0,1 bis 10 mm, weiter bevorzugt von 0,1 bis 8 mm, erwiesen. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform beträgt die Faserlänge 0 , 1 b is 5 mm.Also very suitable fiber lengths of 0.1 to 10 mm, more preferably from 0.1 to 8 mm, have proven. According to a further preferred embodiment, the fiber length is 0, 1 b is 5 mm.
Weiterhin bevorzugt ist, dass der Novolak in und/oder auf der erfindungsgemäßen Faser ungehärtet oder nur partiell vernetzt vorliegt und somit auch zu einem späteren Zeitpunkt, wie z.B. bei der Formkörperherstellung unter Verwendung formaldehydhaltiger Bindemittel unter Druck und Hitze ggf. freigesetztes Formaldehyd zuverlässig bindet. Dieser freigesetzte Formaldehyd trägt zur partiellen Härtung des Novolakes bei. Weiterhin ist bebegünstigend, dass der Anteil an Novolak 0,05 bis 15 Gew. %, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.- %, jeweils bezogen auf das Gewicht an absolut trockener Faser (atro) beträgt.It is further preferred that the novolak is uncured or only partially crosslinked in and / or on the fiber according to the invention and thus also at a later time, such as e.g. Formaldehyde releasably releases any released formaldehyde during the production of moldings using formaldehyde-containing binders under pressure and heat. This liberated formaldehyde contributes to the partial cure of the novolak. Furthermore, it is favorable that the proportion of novolak is 0.05 to 15% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, in each case based on the weight of absolutely dry fiber (atro).
Es hat sich überraschend gezeigt, dass bereits geringe Mengen an härterfreiem Novolak in der Faser und/oder auf der Faseroberfläche ausreichen, um das während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses und / oder der Formkörperherstellung abgegebene Formaldehyd weitestgehend zu binden.It has surprisingly been found that even small amounts of hardener-free novolak in the fiber and / or on the fiber surface are sufficient to bind the formaldehyde released during the fiber production / fiber pulping process and / or the molding production as far as possible.
Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers erfolgt auch unter Verwendung von Formaldehyd-haltigen Bindemitteln keine vollständige Aushärtung des vor oder während der Faserherstellung zugesetzten Novolaks, da die von den üblicherweise verwendeten synthetischen Bindemittel abgegebenen Mengen an Formaldehyd nicht ausreichen, um den härterfreien Novolak vollständig durchzuhärten.In the production of a shaped body according to the invention also using formaldehyde-containing binders does not complete curing of added before or during the fiber production novolac, as given by the commonly used synthetic binder amounts of formaldehyde are insufficient to completely through-harden the hardener-free novolak.
Dies ermöglicht die schon oben erwähnte erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens, bei der auch nach dem Faserherstellungs- undThis allows the above-mentioned inventive embodiment of the method, in which even after the Faserherstellungs- and
Verarbeitungsprozeß noch reaktionsfähiger Novolak zur Verfügung steht.Processing process is still available reactive novolac.
So werden ca. 50 mg Formaldehyd/kg UF-Harz, mit einem Molverhältnis von Formaldehyd (F) zu Harnstoff (U) von 1 ,05, während der Faserplattenherstellung abgegeben.Thus, about 50 mg of formaldehyde / kg of UF resin, with a molar ratio of formaldehyde (F) to urea (U) of 1, 05, while the Fiber board production delivered.
Die während des Faseraufschlusses abgegebenen Mengen an Formaldehyd liegen - abhängig vom eingesetzten Ausgangsmaterial und den gewählten Aufschlussbedingungen - zwischen 0,08 und 30 mg/1.The amounts of formaldehyde released during the pulping process are between 0.08 and 30 mg / l, depending on the starting material used and the digestion conditions chosen.
Obgleich diese Mengen an abgegebenem Formaldehyd in bezug auf die Härtung von Novolak gering sind und somit nur eine geringfügige bis lediglich partielle Härtung herbeiführen, sind diese Mengen im Hinblick auf die gesundheitliche Gefährdung von Mensch und Umwelt signifikant. Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist mithin, dass auf und in der Faser bzw. in den - auch unter Verwendung von Formaldehyd-haltigen Bindemitteln - hergestellten Formkörpern ausreichend ungehärteter Novolak vorliegt, der zu einer signifikanten Verringerung der an die Umwelt abgegebenen Menge an Formaldehyd führt, wodurch die Gesundheitsgefährdung deutlich verringert wird.Although these amounts of formaldehyde released are low with respect to the curing of novolak and thus bring about only a slight to only partial curing, these amounts are significant in terms of health risks to humans and the environment. An essential advantage of the present invention is thus that on and in the fiber or in the - also using formaldehyde-containing binders - produced moldings sufficiently uncured novolak is present, which leads to a significant reduction in the amount of formaldehyde released into the environment , which significantly reduces the health risk.
Durch die in den Novolaken ausgeprägt vorhandenen, wasserabweisenden Methylenbrücken wird zusätzlich eine Hydrophobierung der erfindungsgemäßen Pflanzenfaser und des Formkörpers erreicht. Durch die Hydrophobierung der pflanzlichen Fasern, bevorzugt Holzfasern, wird die Beständigkeit der pflanzlichen Fasern bzw. der aus diesen pflanzlichen Fasern hergestellten Formkörper gegenüber Feuchtigkeit und Nässe erhöht, da das Wasser weitgehend von der hydrophoben Oberfläche abgestoßen wird.Due to the pronounced in the novolaks, water-repellent methylene bridges, a hydrophobing of the plant fiber of the invention and the molding is achieved in addition. The hydrophobization of the vegetable fibers, preferably wood fibers, increases the resistance of the vegetable fibers or of the shaped bodies produced from these vegetable fibers to moisture and moisture, since the water is largely repelled by the hydrophobic surface.
Es hat sich ferner überraschend gezeigt, dass der erfindungsgemäß verwendete härterfreie Novolak die Gleiteigenschaften der pflanzlichen Ausgangsmaterialien während des Faserherstellungs- / Faseraufschlussprozesses verbessert, so dass die traditionell zur Hydrophobierung und zur gleichzeitigen Verringerung des Energieaufwandes während des Faseraufschlusses eingesetzten Paraffine in ihren Einsatzmengen reduziert oder überhaupt weggelassen werden können. Der härterfreie Novolak weist bis zur Härtung thermoplastische Eigenschaften auf, die bei guter Verteilung des Novolakes auf die erfindungsgemäß hergestellten Fasern zur Verbesserung der Gleiteigenschaften und einer verbesserten Hydrophobierung der Fasern bzw. der daraus hergestellten Formteile führen.It has also surprisingly been found that the hardener-free novolak used according to the invention improves the sliding properties of the vegetable starting materials during the fiber production / fiber pulping process, so that the paraffins traditionally used for hydrophobing and simultaneously reducing the energy expenditure during the fiber pulping reduced or even omitted in their amounts can be. The hardener-free novolak has thermoplastic properties until cured, which, with good distribution of the novolak, lead to the fibers produced according to the invention for improving the sliding properties and improved hydrophobization of the fibers or of the molded articles produced therefrom.
Der erfindungsgemäß eingesetzte härterfreie Novolak enthält vorzugsweise kein Härtungsmittel, wie beispielsweise Hexamethylentetramin. Im Sinne der Erfindung wird unter einem „härterfreien" Novolak auch ein Novolak verstanden, der geringfügige Mengen an Härter enthalten kann, wobei diese Mengen jedoch so gering sind, dass der Novolak nur unvollkommen vernetzen kann. Wesentlich ist, dass der Novolak ein ausreichendes Bindungsvermögen für während des Faseraufschlusses bzw. während der Formkörperherstellung freigesetztes Formaldehyd aufweist. Der Anteil an Härter in demThe hardener-free novolak used according to the invention preferably contains no curing agent, such as, for example, hexamethylenetetramine. For the purposes of the invention, a "hardener-free" novolak is also understood to mean a novolak which may contain minor amounts of hardener, but these amounts are so low that the novolak can only crosslink incompletely The proportion of hardener in the., During the fiber pulping or during the mold body production has released formaldehyde
„härterfreien" Novolak beträgt vorzugsweise weniger als 1 ,0 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 0,8 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht an Härtungsmittel und Novolak."Hardener-free" novolak is preferably less than 1.0% by weight, more preferably less than 0.8% by weight, even more preferably less than 0.5% by weight, based in each case on the total weight of curing agent and novolak ,
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Novolake sind definiert als im sauren pH Wertbereich hergestellte Polykondensate auf Basis phenolischer Komponenten, insbesondere Phenol, und Aldehyd - Komponenten, insbesondere Formaldehyd, im Molverhältnis von den phenolischen Komponenten, insbesondere Phenol, zu den Aldehyd - Komponenten, insbesondere Formaldehyd, von 1 :< 1 , bevorzugt 1 : 0,5 bis 1 : 0,9 (Molverhältnis phenolische Komponente : Aldehyd-Komponente).The novolaks to be used according to the invention are defined as polycondensates based on phenolic components, in particular phenol, and aldehyde components, in particular formaldehyde, prepared in the acidic pH range, in a molar ratio of the phenolic components, in particular phenol, to the aldehyde components, in particular formaldehyde 1: <1, preferably 1: 0.5 to 1: 0.9 (molar ratio of phenolic component: aldehyde component).
Der härterfreie Novolak kann in Form von Pulver, Pellets, Partikeln, Stücken, Schmelze, Emulsion und/oder Dispersion vorliegen und in dieser Form bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugegeben werden.The hardener-free novolak can be present in the form of powders, pellets, particles, pieces, melt, emulsion and / or dispersion and can be added in this form in the process according to the invention.
Da die Herstellung bzw. der Aufschluss der auf pflanzlichen Ausgangsmaterialien beruhenden pflanzlichen Fasern durch thermo- mechanischen oder chemothermomechanischen Aufschluss erfolgt, kann der härterfreie Novolak in fester oder flüssiger Form zugegeben werden. Die Zugabe des härterfreien Novolaks kann bspw. bei Benutzung von Refinern zum Faseraufschluß in den Spänebunker, Kocher, die Stopfschnecke und/oder den Mahlraum erfolgen.Since the production or digestion of the vegetable fibers based on vegetable raw materials mechanical or chemithermomechanical digestion, the hardener-free novolak can be added in solid or liquid form. The addition of the hardener-free novolak can, for example. When using refiners for fiber pulping in the chip bunker, cooker, the screw plug and / or the grinding chamber done.
Im Hinblick darauf, dass die unter Verwendung von pflanzlichen Ausgangsmaterialien hergestellten Formkörper im, Innenausbau von Häusern oder bei der Anfertigung von Möbeln umfangreich verwendet werden, stellt die Erfindung einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Lebensbedingungen von Menschen und Tieren dar.In view of the fact that the moldings produced using vegetable starting materials are widely used in the interior finishing of houses or in the manufacture of furniture, the invention represents an important contribution to improving the living conditions of humans and animals.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Formkörper synthetische und/oder natürliche Bindemittel sowie optional weitere Additive enthält.It is further preferred that the shaped body contains synthetic and / or natural binders and optionally further additives.
Synthetische Bindemittel werden vorzugsweise aus der Gruppe der formaldehydbasierenden Kondensationsharze, wie z.B. Urea-Formaldehyd (UF), Melamin-Formaldehyd (MF), Melamin-Urea-Formaldehyd (MUF), Melamin-Urea-Phenol-Formaldehyd (MUFF), Phenol-Formaldehyd (PF), Phenol-Melamin-Formaldehyd (PMF), Phenol-Urea-Formaldehyd (PUF),Synthetic binders are preferably selected from the group of formaldehyde-based condensation resins, e.g. Urea-formaldehyde (UF), melamine-formaldehyde (MF), melamine-urea-formaldehyde (MUF), melamine-urea-phenol-formaldehyde (MUFF), phenol-formaldehyde (PF), phenol-melamine-formaldehyde (PMF), Phenol-urea-formaldehyde (PUF),
Resorcinol-Phenol-Formaldehyd (RPF) Resorcinol-Phenol-Urea-Formaldehyd (RPUF) und Gemischen davon, und/oder aus der Gruppe der thermoplastischen Bindemittel, wie z.B. auf Basis von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylacetaten ( PVAc) und Gemischen davon und/oder aus der Gruppe der Polyurethane und der Isocyanate, wie z.B. polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI ) und Gemischen davon ausgewählt.Resorcinol-phenol-formaldehyde (RPF) resorcinol-phenol-urea-formaldehyde (RPUF) and mixtures thereof, and / or from the group of thermoplastic binders, e.g. based on polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetates (PVAc) and mixtures thereof and / or from the group of polyurethanes and isocyanates, e.g. polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI) and mixtures thereof.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform enthält der Formkörper die synthetischen Bindemittel bevorzugt in der Menge von 0,5 bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 b i s 40 Gew.-%, jeweils gerechnet als sogenanntes Festharz und bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers. Der Rest können pflanzliche Fasern sowie gegebenenfalls vorhandene Additive sein. Natürliche Bindemittel werden bevorzugt aus der Gruppe, die aus Kohlenhydraten, Tanninen, Ligninen, Stärken, Proteinen und Mischungen davon besteht, ausgewählt.According to a further preferred embodiment, the molding contains the synthetic binder preferably in the amount of 0.5 to 50 wt .-%, more preferably from 1 to 40 wt .-%, each calculated as a so-called solid resin and based on the total weight of the molding. The remainder may be vegetable fibers as well as optional additives. Natural binders are preferably selected from the group consisting of carbohydrates, tannins, lignins, starches, proteins and mixtures thereof.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform enthält der Formkörper die natürlichen Bindemittel bevorzugt in der Menge von 1 bis 50 Gew.-%, weiter bevorzugt von 5 b i s 40 Gew.-%, noch weiter bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-%, jeweils gerechnet als Feststoff und bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers. Der Rest können pflanzliche Fasern sowie gegebenenfalls vorhandene Additive sein.According to a further preferred embodiment, the molding contains the natural binders preferably in the amount of 1 to 50 wt .-%, more preferably from 5 to 40 wt .-%, even more preferably from 10 to 30 wt .-%, each calculated as Solid and based on the total weight of the molding. The remainder may be vegetable fibers as well as optional additives.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Additive aus der Gruppe, die aus Hydrophobierungsmitteln, Flammschutzmitteln, Pilzschutzmitteln Bakteriziden, Farbstoffen, Pigmenten, leitfähigkeitserhöhenden Substanzen und Gemischen davon besteht, ausgewählt.According to another preferred embodiment, the additives are selected from the group consisting of water repellents, flame retardants, antifungal agents, bactericides, dyes, pigments, conductivity enhancers and mixtures thereof.
Die Additive können in dem erfindungsgemäßen Formkörper in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von 1 bis 10 Gew.-%, jeweils gerechnet als Feststoff und bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers, vorhanden sein.The additives may be present in the molding according to the invention in an amount of from 0.1 to 20% by weight, preferably from 0.5 to 15% by weight, more preferably from 1 to 10% by weight, in each case calculated as the solids on the total weight of the molding, be present.
Die Anteile sämtlicher Komponenten gerechnet als Festharz oder Feststoff addieren sich in dem erfindungsgemäßen Formkörper auf 100 Gew.-%.The proportions of all components, calculated as solid resin or solid, add up to 100% by weight in the molding according to the invention.
Der erfindungsgemäße Formkörper ist vorzugsweise eine Platte, Matte oder ein Formteil.The shaped body according to the invention is preferably a plate, mat or a molded part.
Aufgrund der signifikant verringerten Formaldehydemissionen eignen sich die erfindungsgemäßen Formkörper insbesondere im Wohn- und Arbeitsbereich. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Formkörper als Basissubstrat zur Herstellung von Möbeln oder Bodenbelägen, wie beispielsweise Laminatböden, oder auch im Kraftfahrzeug - Innenbereich eingesetzt werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Fasern können bei Einsatz geeigneter synthetischer Bindemittel, die aus den Gruppen der vorstehend beschriebenen Bindemittel ausgewählt werden können, auch zur Herstellung und Nutzung von Formkörpern für die Außenanwendung eingesetzt werden.Due to the significantly reduced formaldehyde emissions, the moldings of the invention are particularly suitable in the living and working area. For example, the moldings of the invention can be used as a base substrate for the production of furniture or floor coverings, such as laminate floors, or in the automotive interior. The fibers produced according to the invention can also be used for the production and use of moldings for outdoor use when suitable synthetic binders can be selected from the groups of the binders described above.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist erstaunlich einfach. Wesentlich ist lediglich, dass der Faserherstellungsprozess bzw. die Faseraufbereitung in der beschriebenen Art und Weise in Gegenwart von härterfreiem Novolak durchgeführt wird.The process according to the invention is surprisingly simple. It is only essential that the fiber production process or the fiber preparation is carried out in the manner described in the presence of hardener-free novolac.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können überraschenderweise und vorteilhafterweise auch wesentlich intensivere Bedingungen während der Beaufschlagung mit „härterfreiem" Novolak angelegt werden, ohne dass es zu einer signifikanten, vorzugsweise zu keiner, Formaldehydemission kommt.In the method according to the invention surprisingly and advantageously also much more intense conditions during the application of "hardener-free" novolac can be applied, without causing a significant, preferably no, formaldehyde emission.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei den üblicherweise angewandten Bedingungen als auch deutlich oberhalb der üblicherweise angewendeten Bedingungen, wie z.B. hinsichtlich des Druckes von 7 bis 11 bar, insbesondere oberhalb von 11 bar erfolgen. Als geeignet haben sich Drücke im Bereich von 12 bis 100 bar, bspw. von 12 bis 20 bar erwiesen.The process according to the invention can be carried out both under the conditions usually used and well above the conditions usually used, e.g. with regard to the pressure of 7 to 11 bar, in particular above 11 bar. As suitable pressures in the range of 12 to 100 bar, for example. From 12 to 20 bar have been found.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise bei Temperaturen von 1500C oder mehr, beispielsweise von 1650C oder mehr, durchgeführt werden. Des Weiteren können auch Temperaturen von bis zu 185 °C als auch Temperaturen oberhalb von 185 °C, bspw. von 190 °C bis 270 0C oder 195 0C bis 250 0C angelegt werden. Ferner hat sich gezeigt, dass sowohl die üblichen Verweilzeiten von drei bis sechs Minuten als auch längere Verweilzeiten unter den üblicherweise verwendeten und/oder erhöhten Druck- und/oder Temperaturbedingungen möglich sind, wie bspw. von 7 bis 50 Minuten oder von 8 bis 30 Minuten. Ebenso ist auch eine Verkürzung der üblicherweise verwendeten Verweilzeit bei erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen möglich und sinnvoll, wie bspw. eine Verweilzeit von 1 ,5 min bei 12 bar / 190 °C. Die unter Anwendung der angegebenen Druck-, und/oder Temperatur- und/oder Zeitbedingungen sowie unter Verwendung von „härterfreiem" Novolak erhaltenen pflanzlichen Fasern, insbesondere Holzfasern, und die daraus hergestellten Formkörper zeichnen sich durch verbesserte Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Formaldehydemission und Quellung aus.The process according to the invention can be carried out, for example, at temperatures of 150 ° C. or more, for example of 165 ° C. or more. Furthermore, temperatures of up to 185 ° C and temperatures above 185 ° C, for example. From 190 ° C to 270 0 C or 195 0 C to 250 0 C are applied. Furthermore, it has been found that both the usual residence times of three to six minutes and longer residence times under the commonly used and / or elevated pressure and / or temperature conditions are possible, such as. From 7 to 50 minutes or from 8 to 30 minutes , Likewise, a shortening of the residence time usually used at elevated pressure and temperature conditions is possible and useful, such as. A residence time of 1, 5 min at 12 bar / 190 ° C. The vegetable fibers obtained using the specified pressure and / or temperature and / or time conditions and using "hardener-free" novolac, in particular wood fibers, and the moldings produced therefrom are distinguished by improved properties, in particular with regard to formaldehyde emission and swelling.
Die vorliegende Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel veranschaulicht, ohne diese jedoch darauf zu beschränken.The present invention is illustrated by, but not limited to, the following example.
Beispiel:Example:
Als Ausgangsmaterial wurden Kiefernholzhackschnitzel in einem Refiner in Gegenwart von Wasser im Überschuß sowie von (i) 1 Gew.-% Paraffin (Sasol 138, Fa. Sasol) oder (ii) 1 Gew.-% Paraffin ( Sasol 138 ) und 1 Gew.-% härterfreiem Novolak oder (iii) 1 Gew.-% härterfreiem Novolak bei einer Temperatur von 180 0C und einem Druck von 10 bar thermomechanisch aufgeschlossen, bis keine Faserbündel vorlagen und die Faserlänge etwa bis zu 20 mm betrug. Die Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf atro Holz (absolut trockenes Holz).As starting material, pine wood chips were used in excess in a refiner in the presence of water and (i) 1% by weight of paraffin (Sasol 138, Sasol) or (ii) 1% by weight of paraffin (Sasol 138) and 1% by weight. -% hardener-free novolak or (iii) 1 wt .-% hardener-free novolak at a temperature of 180 0 C and a pressure of 10 bar thermomechanically digested until no fiber bundles were present and the fiber length was about up to 20 mm. The data in% by weight refers to atro wood (absolutely dry wood).
Nachfolgend wurden die aufgeschlossenen Fasern in einer Blow-Iine auf herkömmliche Weise jeweils mit 17 Gew.-% UF-Harz, gerechnet als Festharz bezogen auf atro Faser, vermengt. Aus dem so erhaltenen Faser-Harz- Gemisch wurden Faserplatten mit einer Plattenstärke von 10 mm und einer Rohdichte von 900 kg/m3 durch Heißpressung hergestellt.Subsequently, the digested fibers were blended in a conventional manner in each case with 17 wt .-% UF resin, calculated as a solid resin based on atro fiber, in a Blow-Iine. Fibrous plates having a plate thickness of 10 mm and a bulk density of 900 kg / m 3 were produced by hot pressing from the resulting fiber-resin mixture.
Der Formaldehydgehalt wurde als Perforatorwert in mg/100g Faserplatte entsprechend der in DIN EN 120 beschriebenen Prüfmethodik bestimmt.The formaldehyde content was determined as a perforator value in mg / 100g fiberboard in accordance with the test methodology described in DIN EN 120.
Die Querzugfestigkeit wurde nach EN 319, die Dickenquellung nach 24 Stunden Wasserlagerung nach EN 317 bestimmt.The transverse tensile strength was determined according to EN 319, the thickness swelling after 24 hours of water storage according to EN 317.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1The results are shown in Table 1. Table 1
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
Ergebnis:Result:
Die gemäß den verschiedenen Aufschlußvarianten erhaltenen Fasern wurden nach Zugabe von jeweils 17 Gew.-% UF-Harz, gerechnet als Festharz bezogen auf atro Faser, wie vorstehend beschrieben, zu 10 mm dicken Faserplatten mit einer Rohdichte von 900 kg/m3 verarbeitet.The fibers obtained according to the different digestion variants were processed into 10 mm thick fiberboards having a density of 900 kg / m 3 after addition of 17% by weight UF resin, calculated as solid resin based on atro fiber, as described above.
Aus dem Vergleich ist ersichtlich, dass ein vollständiger Austausch von herkömmlicherweise verwendetem Paraffin gegen härterfreien Novolak vorgenommen werden kann, ohne dass es zu einer Verschlechterung bei der Querzugfestigkeit und bei der Quellung kommt. Bei der Emission von Formaldehyd kommt es sogar zu einer signifikanten Verbesserung bei denjenigen Faserplatten, deren Fasern in Gegenwart von härterfreiem Novolak aufgeschlossen worden waren.From the comparison, it can be seen that a complete replacement of conventionally used paraffin with hardener-free novolac can be made without causing deterioration in transverse tensile strength and swelling. In the emission of formaldehyde, there is even a significant improvement in those fiberboards whose fibers were digested in the presence of hardener-free novolac.
Bei der gleichzeitigen Verwendung von Paraffin und härterfreiem Novolak während des Faseraufschlusses kommt es zwar zu einer Verbesserung bei der Quellung, jedoch zu einer erheblichen Verschlechterung bei der Querzugfestigkeit und zu keiner Verbesserung der Formaldehydemission. Das sehr gute Ergebnis zeigt, dass es überraschenderweise möglich ist, üblicherweise als Gleitmittel und zur Hydrophobierung bzw. zur Verbesserung der Quellung verwendetes Paraffin durch härterfreien Novolak zu ersetzen, wobei es zu keiner Beeinträchtigung der Festigkeit oder der Quellung kommt, jedoch gleichzeitig das Formaldehyd-Absorptionsvermögen signifikant erhöht wird. Dies ist aus gesundheitlicher Sicht ein wesentlicher Fortschritt zum Stand der Technik. Although the simultaneous use of paraffin and hardener-free novolac during fiber pulping results in an improvement in the swelling, but a significant deterioration in the transverse tensile strength and no improvement in the formaldehyde emission. The very good result shows that it is surprisingly possible to replace paraffin normally used as lubricant and for hydrophobization or to improve the swelling by hardener-free novolak, wherein there is no impairment of strength or swelling, but at the same time the formaldehyde absorption capacity is significantly increased. From a health point of view, this is a significant advance over the state of the art.

Claims

Patentansprüche claims
1. Pflanzliche Faser, dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzliche Faser mit härterfreiem Novolak versehen ist, wobei die pflanzlichen Ausgangsmaterialien in Gegenwart von härterfreiem Novolak in,thermomechanisch aufschließenden Aggregaten oder chemo- thermomechanisch aufschließenden Aggregaten aufgeschlossen werden und der härterfreie Novolak vor oder während des Aufschließens zugegeben wird.1. vegetable fiber, characterized in that the vegetable fiber is provided with hardener-free novolak, wherein the vegetable starting materials are digested in the presence of hardener-free novolak in thermo-mechanically disintegrating aggregates or chemo-thermo-mechanically disintegrating aggregates and added the hardener-free novolak before or during the digestion becomes.
2. Pflanzliche Faser gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzliche Faser aus Einjahres- und/oder Mehrjahrespflanzen hergestellt ist und insbesondere eine Holzfaser ist.2. Vegetable fiber according to claim 1, characterized in that the vegetable fiber is made of annual and / or multi-year plants and in particular is a wood fiber.
3. Pflanzliche Faser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzliche Faser eine Länge von 0,05 mm bis 30 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 20 mm, aufweist.3. Vegetable fiber according to claim 1 or 2, characterized in that the vegetable fiber has a length of 0.05 mm to 30 mm, preferably 0.1 mm to 20 mm.
4. Pflanzliche Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Novolak in und/oder auf der pflanzlichen Faser unvemetzt oder nur in unvollkommen vernetzter Form vorliegt.4. Vegetable fiber according to one of claims 1 to 3, characterized in that the novolak is present in and / or on the vegetable fiber unvemetzt or only in imperfectly crosslinked form.
5. Pflanzliche Faser gemäß der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Novolak 0,05 bis 15 Gew.-%, gerechnet als Feststoff und bezogen auf das Gewicht an absolut trockener Faser, beträgt.5. Vegetable fiber according to claims 1 to 4, characterized in that the proportion of novolak 0.05 to 15 wt .-%, calculated as a solid and based on the weight of absolutely dry fiber.
6. Pflanzliche Faser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Novolak im Molverhältnis der phenolischen Komponente zu Aldehyd, insbesondere Phenol zu Formaldehyd, von 1 zu kleiner 1 im sauren pH Wertbereich hergestellt ist.6. Vegetable fiber according to one of the preceding claims, characterized the novolak is prepared in the molar ratio of the phenolic component to aldehyde, in particular phenol to formaldehyde, of 1 to less than 1 in the acidic pH range.
7. Formkörper aus Faserbasis, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper pflanzliche Fasern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 enthält.7. A shaped body of fiber base, characterized in that the shaped body contains vegetable fibers according to one of claims 1 to 6.
8. Formkörper gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper natürliche und/oder synthetische Bindemittel sowie optional weitere Additive enthält.8. Shaped body according to claim 7, characterized in that the shaped body contains natural and / or synthetic binders and optionally further additives.
9. Formkörper gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Bindemittel aus der Gruppe der formaldehydbasierenden Kondensationsharze, wie z.B. Urea- Formaldehyd (UF), Melamin-Formaldehyd (MF), Melamin-Urea- Formaldehyd (MUF), Melamin-Urea-Phenol-Formaldehyd (MUPF), Phenol-Formaldehyd (PF), Phenol-Melamin-Formaldehyd (PMF), Phenol- Urea-Formaldehyd (PUF), Resorcinol-Phenol-Formaldehyd (RPF) Resorcinol-Phenol-Urea-Formaldehyd (RPUF) und Gemischen davon, aus der Gruppe der thermoplastischen Bindemittel, wie z.B. auf Basis von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC)1 Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylacetaten (PVAc) und Gemischen davon, und/oder aus der Gruppe der Polyurethane und Isocyanate, wie z.B. polymerem Diphenylmethandiisocyanat (PMDI ) und/oder Gemischen davon ausgewählt wird.9. Shaped body according to claim 8, characterized in that the synthetic binder from the group of formaldehyde-based condensation resins, such as urea-formaldehyde (UF), melamine-formaldehyde (MF), melamine-urea-formaldehyde (MUF), melamine-urea Phenol-formaldehyde (MUPF), phenol-formaldehyde (PF), phenol-melamine-formaldehyde (PMF), phenol-urea-formaldehyde (PUF), resorcinol-phenol-formaldehyde (RPF) resorcinol-phenol-urea-formaldehyde (RPUF) and mixtures thereof, from the group of thermoplastic binders, such as based on polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC) 1 polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetates (PVAc) and mixtures thereof, and / or from the group polyurethanes and isocyanates such as polymeric diphenylmethane diisocyanate (PMDI) and / or mixtures thereof.
10. Formkörper gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das natürliche Bindemittel aus der Gruppe, die aus Kohlehydraten, Tanninen, Ligninen, Stärken, Proteinen und Mischungen davon oder auch anderen Stoffen auf natürlicher Rohstoffbasis besteht, ausgewählt wird.10. Shaped body according to claim 8, characterized in that the natural binder selected from the group consisting of carbohydrates, tannins, lignins, starches, proteins and mixtures thereof or other materials based on natural raw materials becomes.
11. Formkörper gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive bevorzugt aus der Gruppe, die aus Hydrophobierungsmitteln, Flammschutzmitteln, Pilzschutzmitteln, Bakteriziden, Farbstoffen, Pigmenten, leitfähigkeitserhöhenden Substanzen und Mischungen davon besteht, ausgewählt sind.11. Shaped body according to claim 8, characterized in that the additives are preferably selected from the group consisting of water repellents, flame retardants, fungicides, bactericides, dyes, pigments, conductivity-increasing substances and mixtures thereof.
12. Formkörper gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Platte, Matte oder Formteil ist.12. Shaped body according to one of claims 7 to 11, characterized in that the shaped body is a plate, mat or molded part.
13. Verfahren zur Herstellung von einer mit härterfreiem Novolak versehenen Faser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: Aufschließen von pflanzlichen Ausgangsmaterialien in Gegenwart von Novolak in thermomechanisch aufschließenden Aggregaten oder chemo-thermomechanisch aufschließenden Aggregaten, wobei vor oder während des Aufschlussprozesses härterfreier Novolak zugegeben wird.13. A process for the preparation of a hardener-free novolac fiber according to any one of claims 1 to 6, which process comprises the following step: digesting vegetable starting materials in the presence of novolac in thermo-mechanically disintegrating aggregates or chemithermomechanical disintegrating aggregates, wherein before or Hardener novolac is added during the digestion process.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die pflanzlichen Ausgangsmaterialien bis auf eine Faserlänge von 0,05 bis 30 mm, bevorzugt 0,1 bis 20 mm aufgeschlossen werden.14. The method according to claim 13, characterized in that the vegetable starting materials are digested to a fiber length of 0.05 to 30 mm, preferably 0.1 to 20 mm.
15. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Novolak in einer Menge von 0,05 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, gerechnet als Feststoff und bezogen auf das Gewicht der absolut trockenen Faser, zugegeben wird. 15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the novolak in an amount of 0.05 to 15 wt .-%, preferably 0.1 to 10 wt .-%, calculated as a solid and based on the weight of the absolute dry fiber, is added.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7994243B2 (en) 2006-08-07 2011-08-09 Dynea Oy Stable aqueous novolac dispersion
CN107217546A (en) * 2017-07-15 2017-09-29 芜湖乾凯材料科技有限公司 Environment protection pressed-fibre board and its processing method based on modified liquid paraffin

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007039267B4 (en) * 2007-08-20 2013-04-04 Kronotec Ag Process for the production of conductive wood-based panels and such wood-based panels
DE102015100218A1 (en) * 2015-01-09 2016-07-14 Guido Schulte Plate-shaped component
DE102016100098A1 (en) 2016-01-04 2017-07-06 Guido Schulte Plate-shaped component
DE102016105046A1 (en) 2016-03-18 2017-09-21 Guido Schulte Plate-shaped component
DE102017111139A1 (en) * 2017-05-22 2018-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for the preparation of porous moldings

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957977C (en) * 1957-01-24 Blattner Freudenstadt Hermann Process for the production of molded bodies, such as plates, from fibrous materials and synthetic resin binders
EP0004999A1 (en) * 1978-04-22 1979-10-31 Hoechst Aktiengesellschaft Method of producing highly profiled mouldings
US5110915A (en) * 1989-09-27 1992-05-05 Oji Paper Co., Ltd. Process for preparation of lignocellulose phenolic compound composite product
WO1996033309A1 (en) * 1995-04-20 1996-10-24 Brooks S Hunter W Method for co-refining dry urban wood chips and blends of dry urban wood chips and thermoplastic resins for the production of high quality fiberboard products
WO1999014022A1 (en) * 1997-09-18 1999-03-25 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Method for producing moulded bodies, moulded body and installation for carrying out said method
EP1022370A2 (en) * 1999-01-25 2000-07-26 Bakelite AG Process of manufacturing mouldings made of nonwoven fabrics treated on surface
DE10123387A1 (en) * 2000-05-15 2002-01-17 Nisshin Spinning A method of manufacturing a fuel cell separator, a fuel cell separator, and a polymer electrolyte fuel cell
US20030024668A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Exedy Corporation Manufacturing method for a facing having a two-layered structure
US20040069429A1 (en) * 2002-03-13 2004-04-15 Tokuo Tsuura Part prepared through sheet-making process for use in producing castings and method for preparation tyhereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE957977C (en) * 1957-01-24 Blattner Freudenstadt Hermann Process for the production of molded bodies, such as plates, from fibrous materials and synthetic resin binders
EP0004999A1 (en) * 1978-04-22 1979-10-31 Hoechst Aktiengesellschaft Method of producing highly profiled mouldings
US5110915A (en) * 1989-09-27 1992-05-05 Oji Paper Co., Ltd. Process for preparation of lignocellulose phenolic compound composite product
WO1996033309A1 (en) * 1995-04-20 1996-10-24 Brooks S Hunter W Method for co-refining dry urban wood chips and blends of dry urban wood chips and thermoplastic resins for the production of high quality fiberboard products
WO1999014022A1 (en) * 1997-09-18 1999-03-25 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Method for producing moulded bodies, moulded body and installation for carrying out said method
EP1022370A2 (en) * 1999-01-25 2000-07-26 Bakelite AG Process of manufacturing mouldings made of nonwoven fabrics treated on surface
DE10123387A1 (en) * 2000-05-15 2002-01-17 Nisshin Spinning A method of manufacturing a fuel cell separator, a fuel cell separator, and a polymer electrolyte fuel cell
US20030024668A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-06 Exedy Corporation Manufacturing method for a facing having a two-layered structure
US20040069429A1 (en) * 2002-03-13 2004-04-15 Tokuo Tsuura Part prepared through sheet-making process for use in producing castings and method for preparation tyhereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7994243B2 (en) 2006-08-07 2011-08-09 Dynea Oy Stable aqueous novolac dispersion
CN107217546A (en) * 2017-07-15 2017-09-29 芜湖乾凯材料科技有限公司 Environment protection pressed-fibre board and its processing method based on modified liquid paraffin
CN107217546B (en) * 2017-07-15 2018-07-27 芜湖乾凯材料科技有限公司 Environment protection pressed-fibre board based on modified liquid paraffin and its processing method

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Publication number Publication date
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DE102005061222A1 (en) 2007-06-21

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