WO2008128589A1 - Grundwerkstoff, dessen herstellungsverfahren sowie verwendung - Google Patents

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WO2008128589A1
WO2008128589A1 PCT/EP2008/000847 EP2008000847W WO2008128589A1 WO 2008128589 A1 WO2008128589 A1 WO 2008128589A1 EP 2008000847 W EP2008000847 W EP 2008000847W WO 2008128589 A1 WO2008128589 A1 WO 2008128589A1
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Hans-Kurt Von Werder
Kurt Nonninger
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Pfleiderer Holzwerkstoffe Gmbh & Co.Kg
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    • C08J2403/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products

Definitions

  • the invention relates to a generic method for producing a base material, this base material and its use according to the Oberbegiffen the independent claims, ie, a method for producing a preferably crushed, cellulose and / or lignocellulosic material having base material, a crushed, cellulose and / or lignocellulosic material containing base material and its use.
  • the starting point and background of the invention is the demand for wood in all segments such as forest wood, sawdust, wood chips, sawdust, rinds, but also after all forms of recycled wood, such as used cable drums, construction wood in all forms such as Boards, beams, roof trusses, etc
  • the aim of the invention is therefore to provide with reference to known base materials based on cellulose and / or lignocellulose for wood materials lighter base materials with at least equivalent technical properties for the wood-based panel industry.
  • the cellulosic and / or lignocellulosic material has a foam-forming component that the material is homogeneous to a mixture at high temperature and overpressure is intimately mixed, that thereafter the mixture is foamed under the increase in volume with decreasing pressure and decreasing temperature -under its expansion, and in a generic base material by a foam-forming constituent of the base material and by a together therein, preferably with a homogeneous homogeneous with impregnation of Material distributed foamed and, for example, partially cured by thermosetting crosslinked solidified foam structure, and finally by the use of a crushed, cellulose and / or lignocellulose-containing material isenden base material with a foam-forming constituent of the base material and with a together, preferably homogeneously dispersed with a material with impregnation of the material foamed and, for example.
  • the cellulosic and / or lignocellulosic material containing the foaming agent is mixed so intensely under overpressure and high temperature substantially above room temperature to form a homogeneous mixture that it explosively explodes upon decrease in pressure and temperature under sudden relaxation expand and solidify.
  • the foam-forming constituent has as foaming agent not only two-component polyurethane or PMDI which releases carbon dioxide but also not a base material as such, but rather directly a finished product to the subject, according to the seasonally available as -zu-popcorn auspuffenden- corn, -puff rice puffed rice, barley and the like., And flours from these materials as the main component, which are provided with a sufficiently stable, finest closed-cell foam structure.
  • plant residues such as various varieties of straw, stems, pods, corncobs, twigs, etc.
  • a mousse and / or lignocellulose-containing material may be added to the mixture and this intimately mixed at high temperature and pressure to form the mixture.
  • This mousse may surprisingly be tannin-containing minced bark.
  • an at least partially duromer crosslinking curing material can be used as a foaming agent, which is homogeneously admixed to the mixture while impregnating the material.
  • the foaming agent namely the at least partially duromer hardening substance comprises duoplastics, such as urea (U), melamine (M), phenol (P), condensation resins and / or PMDI (polymethan di phenyl di isocyanate), being used as condensation resins Tannin resins or lignin-based resins can be used. Since today also increasingly modern synthetic resins, starting from thermoplastics such as PP, PE, ABS, polystyrene, PA, PMMA, etc.
  • crosslinking additives such as acrylates or isocyanates more and more thermoset character, are also many of these new types of synthetic resins suitable as a foam-forming substance in the context of the invention.
  • the material is penetrated in the interior with the substance and thus impregnated or impregnated into the finest internal structures, namely the vegetable fibrils.
  • the mixture is foamed under the increase in volume and finally hardened to the new, approximately homogeneous base material, wherein the foam-forming, at least partially thermoset crosslinked cured material not only serves as a binder between the particles of cellulose and / or lignocellulosic material, but also the internal structure in the form of fibrils in the particles stabilizes the material dimensionally stable and in this form, so to speak, stabilized from the inside, so that the particles of the base material are sufficiently pressure stable and consequently can be pressed by a press to a wood-based panel. Due to the increase in volume caused during foaming, the specific weight is reduced.
  • foam structures contain between 5 to 80%, preferably 10 to 40% of homogeneous homogeneous distribution cellulose and / or lignocellulose, which then provide the solid chemical compound with either the same other particles from the parent material or normal wood shavings or fibers by means of bridges.
  • the mixture of the base material formed by the at least partially thermoset crosslinking hardening is comminuted by means of a knife ring chipper or hammer mill.
  • the base material in the density range can be set arbitrarily, depending on the intended application of about 10 to 30 kg / m 3 gross density for the range of insulating and nonwovens up to 500 to 650 kg / m 3 for the high-density area of HDF (high density fibreboard with densities from 700 to 1100 kg / m 3 ), but mainly in the range of 500 to 750 kg / m 3 for the normal span range and fiberboard.
  • the base material is brought into a shape, preferably similar in shape to that of normal chips, fibers and strands, because precisely these forms optimally contribute to the largely excellent properties of various classes of wood-based materials.
  • the comminuted particles of the base material through the cavities in the foam structure are also absorbent and wettable, so for example, the "breaking away of glue" by targeted dosage of hydrophobic additives, for example based on silicone, paraffins or wax reduced or at the same time the Qellingseigenschaften be improved can.
  • the process according to the invention is particularly simple and effective in one stage if the material and the substance are mixed continuously and under excess pressure to form the mixture and foamed to give the base material, wherein the homogeneous mixing and curing can take place in an extruder or similar mixing unit such as compulsory mixers.
  • the one-step process by its simplicity and Logic impresses (the foam-forming substance is added to the glue or the mat in front of a continuously operating press and the foaming then starts eg when reaching a certain temperature in the press, wherein the foam structure forms in the base material and hardens immediately, is the two-stage process but easier and better controllable with regard to the properties of the comminuted basic material.
  • Simple foaming can in the simplest case be carried out without pressure, for example in a given space or as a discharge from a mixer in the form of an endless strand of any cross-section.
  • the foaming of the mixture to the base material can be effected mechanically, physically, thermally, chemically and / or induced by radiation.
  • mechanical foaming of the mixture to the base material this may e.g. be effected by shear agitators.
  • chemical foaming of the mixture to the base material this is initiated by the addition of acid and the physical foaming by adding at a certain temperature to form gas under foaming decomposing agents.
  • Base materials made from starch-containing, natural raw materials, such as Grain corn, rye, wheat, etc. are characterized by a very low bulk density and excellent homogeneity. However, this may have. crushed base material a relatively brittle and open material texture. He is heavily loaded during pressing, for example, a plate that he bursts and, for example, no longer can take over the support function in the middle layer of the plate.
  • a scaffold forming the material as a reinforcement e.g. in an amount of 0.1 to 30, preferably 1 to 20 wt.% added, which skeleton forming fiber material such as wood fibers may have.
  • An additional chemical reinforcement can be achieved in a further embodiment of the invention, when the material provided with the foaming agent and the scaffold-forming material is additionally added a binder such as UF, MUF, PF, MUPF resin. Conveniently, the binder is added to the mixture.
  • a binder such as UF, MUF, PF, MUPF resin.
  • the binder is added to the mixture.
  • the binder is added to the mixture in the extruder, conveniently solid on a pump.
  • the extruder there is a temperature of 110 to 170 0 C, preferably 120 to 16O 0 C and a pressure of 7 to 15 bar, preferably 8 to 13 bar. These digestion conditions in the extruder result in crosslinking of the binder. Although water is added to the mixture, the water needed for extrusion should be minimized to counteract swelling that contributes to the embrittlement of the extrudates.
  • thermoset binders After the exit of the mixture from the extruder, there is an immediate evaporation of the water contained therein. This results in an immediate expansion of the mixture to the extrudate at or after which the binder cures and thus increases the compressive strength of the matrix.
  • stiffening cured thermoset binders is achieved particularly in fiber-reinforced extrudates.
  • Comminuted cellulosic and / or lignocellulosic material having base material with a foam-forming constituent of the base material and by a together therein, preferably homogeneously with a material dispersed under impregnation of the material foamed and, for example. Partly through thermosetting crosslinked solidified foam structure can be obtained.
  • the base material has a good pressure stability and is not under heat and pressure (greater 180 0 C temperature at 100% relative humidity and 20 to 35 bar pressure) after, or does not fall together.
  • so novel chip, fiber and Beach ranges that resemble normal wood shavings and fibers and strands, only that they are lighter and have a pressure and dimensionally stable solid foam structure.
  • the comminuted, cellulosic and / or lignocellulosic material having base material with a foam-forming component of the base material and a together therein, preferably homogeneously dispersed with a material soaked in impregnation of the material and, for example, partially cured by thermosetting crosslinked solidified foam structure for further processing to end or intermediate products such as wood-based materials, eg Chipboard, fiberboard and Oriented Strand Boards (OSB), preferably used proportionally to normal fibers, shavings or strands of wood.
  • OSB Oriented Strand Boards
  • the cellulose and / or lignocellulose-containing material subsequently also short starting material such as corn, rye, etc., mostly in the form of so-called shot (ie pre-crushed, ground) and fed via a gravimetric dosing to a twin-screw extruder.
  • Extruders are conveyors that According to the principle of operation of the Archimedean screw, press solid to viscous masses under high pressure and high temperature evenly from a shaping opening, which process is referred to as extrusion.
  • the starting material was exposed to a material pressure of 130 to 180 bar and a temperature range of 150 to 200 0 C and the base material thus prepared had a diameter of 4 to 8 mm after exiting the extruder.
  • Example 1 It is used as cellulosic and / or lignocellulose material maize in the form of flour, slurried in NaOH-alkaline solution at pH 9 to 10 in water with the addition of 10% polyvinyl alcohol and heated to 180 0 C extruder as so-called Impregnating liquor is supplied.
  • This PMDI is added as a foam-forming, at least partially duromer crosslinking hardening material at a suitable point of the extruder screw, so on the one hand enough screw volume for homogeneous mixing remains, on the other hand, but also ensures that the then immediately onset of curing reactions at the end of the extruder screw is not complete are.
  • the new base material hardens.
  • the plate had the same tensile and flexural strength as a comparative plate made from only normal wood chips; however, she weighed 15% less than this.
  • Example 2 This example deals with the production of new base material from rye and its further processing into UF resin bound, three-layer chipboard with low bulk density and with 33% rye based extrudate in the middle layer.
  • rye-based extrudate and additional industrial middle-class and topcoat chips were 20 mm thick three-layer chipboard with a bulk density made of 590 kg / m 3 .
  • the middle layer chips were mixed with 33% rye extrudate.
  • the gluing was done with an industrial standardized binder composition.
  • the binder used was a "Kaurit 350" brand urea-formaldehyde condensation product having a solids content of 68%.
  • the hardening accelerator used was a 33% strength ammonium sulfate solution and the hydrophobizing agent "HydroWax 138" from Sasol GmbH was used.
  • the paraffin emulsion had a solids content of 50%.
  • the glue liquor of the middle layer consisted of 7% UF solid resin based on dry chip, 2% hardener based on solid resin and 0.5% hydrophobizing agent also based on dry chip.
  • the glue liquor of the cover layer consisted of 11% UF solid resin, based on dry chip, 0.5% hardener, based on solid resin and 0.5% water repellent based on dry chip.
  • the machine-scattered chip cake was pressed at 195 0 C for 9 s / mm and a pressure of 220 bar.
  • Example 3 This example deals with the production of new base material from corn grits and wood fibers and its further processing to UF resin bonded, three-layer chipboard with low bulk density and with 33% fiber-reinforced corn gries based new base material in the middle class.
  • This mechanical fluid bed thus produced causes intensive mixing even with high mixing product throughputs or short residence times while continuously recording the total amount of mix.
  • the components of the mixture are mixed intensively, even if the substances have extreme differences in terms of quantity ratio, bulk density or particle size. Subsequently, this mixture was processed further as described in Example 2.
  • the glue layer of the middle layer consisted of 7% UF solid resin based on dry chip, 2% hardener based on Solid resin and 0.5% hydrophobing agent based on atro chip.
  • the glue liquor of the cover layer consisted of 11% UF solid resin, based on dry chip, 0.5% hardener, based on solid resin and 0.5% water repellent based on dry chip.
  • the machine-scattered chip cake was pressed at 195 0 C for 9 s / mm and a pressure of 220 bar.
  • Example 4 This example deals with the preparation of new base material from corn grits and thermosetting phenolic resin and its further processing to UF resin-bound, three-layer chipboard with low bulk density and with 33% on maize gries based novel base material in the middle class.
  • the glue liquor of the middle layer consisted of 7% UF solid resin based on dry chip, 2% hardener based on solid resin and 0.5% hydrophobing agent based on dry chip.
  • the size liquor of the topcoat comprised 11% UF solid resin based on dry chip, 0.5% hardener based on solid resin and 0.5% water repellent based on dry chip.
  • the machine-scattered chip cake was pressed at 195 0 C for 9 s / mm and a pressure of 220 bar.
  • Example 5 This relates to the production of new base material from maize grits and urea hardening urea resin and its further processing to UF resin bound, three-layer chipboard with low bulk density and with 33% based on maize grits new base material in the middle class.
  • middle layer and outer layer chip 20 mm thick three-layer chipboard with a density of 590 kg / m 3 were prepared.
  • the middle layer chips were admixed with 33% fiber-reinforced rye extrudate.
  • the gluing was done with an industrial standardized binder composition.
  • the binder used was a "Kaurit 350" urea-formaldehyde condensation product having a solids content of 68%, and a 33% strength ammonium sulfate solution was used as the curing accelerator.
  • the hydrophobizing agent used was "HydroWax 138" from Sasol GmbH.
  • the paraffin emulsion had a solids content of 50%.
  • the glue liquor of the middle layer consisted of 7% UF solid resin based on dry chip, 2% hardener based on solid resin and 0.5% hydrophobing agent based on dry chip.
  • the glue liquor of the cover layer consisted of 11% UF solid resin, based on dry chip, 0.5% hardener, based on solid resin and 0.5% water repellent based on dry chip.
  • the machine-scattered chip cake was pressed at 195 0 C for 9 s / mm and a pressure of 220 bar.
  • Example 6 This relates to the production of UF resin bonded, three-layer chipboard of low bulk density from Industriespan as a reference.
  • the size liquor corresponded in its composition and amount as described in Examples 2 and 3. Also all other production parameters are completely identical to examples 2 and 3.

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Abstract

Das Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise zerkleinertes, Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoffes kennzeichnet sich dadurch aus, dass das Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Material einen schaumbildenden Bestandteil aufweist, dass das Material homogen zu einem Gemisch bei hoher Temperatur und Überdruck innig gemischt wird, dass danach das Gemisch unter dessen Volumensvergrösserung bei abnehmendem Druck und abnehmender Temperatur aufgeschäumt wird und dass sich schliesslich das aufgeschäumte Gemisch zu dem Grundwerkstoff verfestigt.

Description

Grundwerkstoff, dessen Herstellungsverfahren sowie Verwendung
Die Erfindung betrifft je ein gattungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines Grundwerkstoffes, diesen Grundwerkstoff sowie dessen Verwendung nach den Oberbegiffen der nebengeordneten Ansprüche, also nämlich ein Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise zerkleinertes, Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoffes, einen zerkleinerten, zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoff sowie dessen Verwendung.
Ausgangspunkt und Hintergrund der Erfindung ist die in den letzten Jahren dramatisch angestiegene und immer noch anhaltende Nachfrage nach Holz in allen Segmenten wie Waldholz, Sägemehl, Hackschnitzel, Sägespäne, Schwarten aber auch nach allen Formen von Recyclingholz, wie gebrauchte Kabeltrommeln, Konstruktionsholz in allen Formen wie Bretter, Balken, Dachstühle u.s.w.
Die wesentlichen Gründe für diese nachhaltige und andauernde Verknappung aller dieser Holzsortimente liegen in der zunehmenden energetischen Nutzung wegen immer teurer werdender Primärenergieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) zum Teil auch mit falschen politischen Signalen wie z.B. die Förderung von privaten Investitionen in Pelletheizungen dann auch in jahrelangem übertriebenen Einschlagquoten in staatlichen und privatem Waldbesitz, der so allmählich dazu führt, dass immer schwieriger zugängliche Baumbestände sowie auch zunehmend schwächere Stamm- und Astdurchmesser stofflich genutzt werden müssen, was alles zu immer mehr manueller Waldarbeit und damit zu höheren Lohnkostenanteilen führt. An dieser Grundsituation ändern auch Stürme wie unlängst "Kyrill" eigentlich gar nichts, weil nach einer kurzzeitigen Phase des Überflusses die anschliessende Mangelsituation nur noch gravierender zu Buche schlägt.
Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, dass sich die Holzwerkstoffindustrie zunehmend andere Materialien sucht, für die gelten muss, dass sie auf Basis von Zellulose und/oder Lignozellulose sein müssen, also auf Basis von Holz in Form von Fasern, Spänen, holzartigen Reststoffen, basierend auf allen möglichen Baumarten, aber darüber hinaus auch auf ähnlich gelagerten Lignozelulosematerialien der pflanzlichen Zellwand, wie sie z.B. auch in Flachs, Hanf, Miscanthus, Stroh, Chinagras vorliegen.
Ausserdem besteht aus auf der Hand liegenden Gründen ein dringendes Bedürfnis, gerade schwere bekannte Holzwerkstoffplatten bei zumindest gleichen technischen Eigenschaften auch deutlich leichter zu machen. Ziel der Erfindung ist es also, mit Bezug auf bekannte Grundwerkstoffe auf Basis von Zellulose und/oder Lignozellulose für Holzwerkstoffe leichtere Grundmaterialien mit zumindest gleichwertigen technischen Eigenschaften für die Holzwerkstoffindustrie bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemässen Verfahren nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche erfindungsgemäss durch deren kennzeichndende Merkmale, also bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass das Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Material einen schaumbildenden Bestandteil aufweist, dass das Material homogen zu einem Gemisch bei hoher Temperatur und Überdruck innig gemischt wird, dass danach das Gemisch unter dessen Volumensvergrösserung bei abnehmendem Druck und abnehmender Temperatur -unter dessen Expansionaufgeschäumt wird, und bei einem gattungsgemässen Grundwerkstoff durch einen schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und durch eine darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumte und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärtete verfestigte Schaumstruktur, und schliesslich durch die Verwendung eines zerkleinertes, Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoffes mit einen schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und mit einer darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumten und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärteten verfestigten Schaumstruktur für die Weiterverarbeitung zu End- oder Zwischenprodukten wie Holzwerkstoffe, z.B. Span-, Faserplatten und Oriented Strand Boards (OSB)
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird also das den Schaumbildner aufweisende Zellulose- und/oder lignozellulosehaltige Material mit dem Schaumbildner so intensiv unter Überdruck und deutlich über der Zimmertemperatur liegender hohe Temperatur zu einem homogenen Gemisch gemischt, dass es bei Abnahme von Druck und Temperatur unter schlagartiger Entspannung explosionsartig expandieren sowie sich verfestigen kann. Der schaumbildenden Bestandteil weist im Gegensatz zu dem Stand der Technik (DE 197 56 154 Cl; WO 97/03794 Al; DE 196 04 575 Al; DE 199 63 096), der als Schaumbildner nicht nur CO2 abspaltendes Zwei-Komponenten-Polyurethan oder PMDI verwendet sondern auch nicht einen Grundwerkstoff als solchen, vielmehr direkt ein Fertigprodukt zum Gegenstand hat, erfindungsgemäss je nach jahreszeitlicher Erhältlicheit als -zu Popcorn auspuffenden- Mais, -zu Puffreis auspuffenden- Reis, Gerste und dgl. sowie Mehle aus diesen Materialien als Hauptkomponente auf, die mit einer hinreichend stabilen, feinster geschlossenporiger Schaumstruktur versehen sind. Daneben können zusätzlich noch als zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material pflanzliche Reststoffe wie diverse Sorten von Stroh, Stengel, Hülsen, Maiskolben, Zweige etc. eingesetzt werden, wodurch eine neue Klasse von Grundwerkstoffen in einem Rohdichtebereich von 40 bis 200, vorzugsweise 80 bis 120 kg/m3 bereitgestellt wird, die also leichter als gewachsenes Holz (50 bis 300 kg/m3) , und zum anderen zugleich bessere Zug- und Druckfestigkeiten aufweisen, wobei durch anteilige Verwendung dieser vorzugsweise granulierten Grundwerkstoffen solche Holzwerkstoffe bereit stehen, die zumindest gleichwertige technologische Eigenschaften anstelle der bisherigen bekannten Holzfasern als Grundwerkstoff aufweisen und zudem bei bestehenden Anlagen eingesetzt werden können.
Zur Verbesserung der Festigkeit kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dem Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Material ein Schaumfestiger dem Gemisch zugesetzt und dieses bei hoher Temperatur und Überdruck innig unter Bildung des Gemischs gemischt werden. Dieser Schaumfestiger kann überraschenderweise Tannin aufweisende zerkleinerte Rinde sein.
Stattdessen oder aber zusätzlich kann aber ein zumindest teilweise duromer vernetzt aushärtender Stoff als Schaumbildner verwendet werden, der homogen unter Durchtränkung des Materials dem Gemisch zugemischt wird. Der Schaumbildner, nämlich der zumindest teilweise duromer aushärtende Stoff weist Duoplaste, z.B. Harnstoff- (U), Melamin- (M), Phenol- (P) , Kondensationsharze und/oder PMDI (PoIy methan di phenyl di isocyanat) auf, wobei als Kondensationsharze Tanninharze oder Lignin-basierte Harze verwendet werden können. Da heute zunehmend auch moderne Kunstharze, ausgehend von Thermoplasten wie PP, PE, ABS, Polystyrol, PA, PMMA etc. entwickelt worden sind, die dann durch vernetzende Zusätze wie Acrylate oder Isocyanate immer mehr auch duroplastischen Charakter aufweisen, sind auch viele dieser neuartigen Kunstharze als schaumbildender Stoff im Sinne der Erfindung geeignet. In diesen Fällen wird das Material im Inneren mit dem Stoff durchdrungen und damit bis in die feinsten inneren Strukturen, nämlich den pflanzlichen Fibrillen durchtränkt bzw. imprägniert. Danach wird das Gemisch unter dessen Volumensvergrösserung aufgeschäumt und schliesslich zu dem neuen, in etwa homogenen Grundwerkstoff ausgehärtet, wobei der schaumbildende, zumindest teilweise duromer vernetzt ausgehärtete Stoff nicht nur zugleich als Bindemittel zwischen den Teilchen des Zellulose und/oder lignozellulosehaltigen Materials dient, sondern auch die innere Struktur in Form der Fibrillen in den Teilchen des Materials formstabilisierend verfestigt und in dieser Form, also gewissermassen von innen heraus stabilisiert, so dass die Teilchen des Grundwerkstoffs hinreichend druckstabil sind und infolgedessen von einer Presse zu einer Holzwerkstoffplatte gepresst werden können. Durch die beim Aufschäumen bewirkte Volumensvergrösserung wird dabei das spezifische Gewicht verkleinert. Zugleich ist wichtig, dass dabei eine zumindest teilweise duromer vernetzt ausgehärtete druckstabile -innere und äussere- Schaumstruktur ensteht, die infolgedessen auch formstabil und deshalb auch zur Weiterverarbeitung geeignet ist . Diese Schaumstrukturen enthalten zwischen 5 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 40% Zellulose und/oder Lignozellulose in homogener gleichmässiger Verteilung, die dann die feste chemische Verbindung mit entweder gleichen anderen Teilchen aus dem Grundwerkstoff oder normalen Holzspänen oder -fasern mittels Brücken erbringen.
Mit Vorteil wird nach Lehre der Erfindung das nach dem zumindest teilweise duromer vernetzten Aushärten gebildete Gemisch des Grundwerkstoffes mittels Messerringzerspaner oder Schlagmühle zerkleinert . Dabei kann der Grundwerkstoff im Rohdichtebereich grundsätzlich beliebig eingestellt werden, je nach geplantem Anwendungsfall von ca 10 bis 30 kg/m3 Rohdichte für den Bereich von Dämm- und Vliesstoffe bis hin zu 500 bis 650 kg/m3 für den hochverdichteten Bereich der HDF (high density fibreboard mit Rohdichten von 700 bis 1100 kg/m3) , vornehmlich jedoch im Bereich von 500 bis 750 kg/m3 für den Bereich der normalen Span- und Faserplatten. Mit Vorteil wird der Grundwerkstoff in eine Form, am besten in Form ähnlich zu der von normalen Spänen, Fasern und Strands gebracht, weil genau diese Formen optimimal für die zum grossen Teil hervorragenden Eigenschaften verschiedenster Klassen von Holzwerkstoffe beitragen. Ansonsten sind die zerkleinerten Teilchen des Grundwerkstoffes durch die Hohlräume in der Schaumstruktur auch saugfähig sowie benetzbar, also z.B. das "Wegschlagen von Leim" durch gezielte Dosierung von hydrophoben Additiven, z.B. auf Basis von Silikon, Paraffinen oder Wachs verringert oder gleichzeitig auch die Qellungseigenschaften verbessert werden können.
Besonders einfach und wirksam gestaltet sich das erfindungsgemässe Verfahren einstufig, wenn das Material und der Stoff kontinuierlich und unter Überdruck zu dem Gemisch gemischt und zu dem Grundwerkstoff aufgeschäumt werden, wobei das homogene Vermischen und Aushärten in einem Extruder oder ähnlichem Mischaggregat wie Zwangsmischer erfolgen kann.
Es ist aber auch möglich, dass nach dem homogenen Vermischen, Aufschäumen und Aushärten in einem ersten Verfahrensschritt die anschliessende Zerkleinerung, Beleimung und ggf. anteilige Zugabe in zu der zwecks Verpressung zu einer Platte getreuten Span-, Faser- bzw. Strandsmatte in einem zweiten Verfahrensschritt separat erfolgt . Wenngleich das einstufige Verfahren durch seine Einfachheit und Logik besticht (der schaumbildende Stoff wird dem Leim bzw. der Matte vor einer kontinuierlich arbeitenden Presse beigefügt und das Aufschäumen startet dann z.B. bei Erreichen einer bestimmten Temperatur in der Presse, wobei sich die Schaumstruktur in dem Grundwerkstoff ausbildet und sofort aushärtet, ist der zweistufige Prozess doch leichter und besser mit Hinblick auf die Eigenschaften des zerkleinerten GrundwerksStoffs steuerbar. Das separate Aufschäumen kann im einfachsten Falle ganz drucklos erfolgen, z.B. in einem vorgegebenen Raum oder als Austrag aus einem Mischer in Form eines Endlosstranges mit beliebigem Querschnitt .
Das Aufschäumen des Gemisches zu dem Grundwerkstoff kann mechanisch, physikalisch, thermisch, chemisch und/oder durch Strahlung induziert bewirkt werden. Bei dem mechanischen Aufschäumen des Gemischs zu dem Grundwerkstoff kann dies z.B. durch Scherkraftrührwerke bewirkt werden. Beim chemischen Aufschäumen des Gemisches zu dem Grundwerkstoff wird dies durch Zugabe von Säure und beim physikalischen Aufschäumen durch Zugabe von sich bei einer bestimmten Temperatur unter Gasbildung unter Aufschäumen zersetzenden Wirkstoffen eingeleitet.
Es sind auch Kombinationen davon möglich, wenn als Wirkstoffe vorzugsweise stark exotherm reagierende Phenolharze (PF) sowohl unter Gasbildung als auch unter Verdamfen des Wassers des Harzes unter der gleichzeitigen Bewirkung des Ausschäumens eingesetzt werden.
Erfindungsgemäss hergestellte Grundwerkstoffe aus stärkehaltigen, natürlichen Rohstoffen, wie Körnermais, Roggen, Weizen usw. zeichnen sich zwar durch ein sehr geringes Schüttgewicht und eine hervorragende Homogenität aus . Jedoch hat dieser ggf . zerkleinerte Grundwerkstoff eine relativ spröde und offene Materialbeschaffenheit. Er wird beim Pressen, z.B. einer Platte stark belastet, dass er zerplatzt und bspw. nicht mehr die Stützfunktion in der Mittelschicht der Platte übernehmen kann.
Es wird daher erfindungsgemäss ein Gerüstbildner dem Material als Verstärkung, z.B. in einer Menge von 0,1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.% zugesetzt, welcher Gerüstbildner Fasermaterial wie Holzfasern aufweisen kann.
Eine zusätzliche chemische Verstärkung lässt sich in weitere Ausgestaltung der Erfindung erzielen, wenn dem mit dem Schaumbildner Stoff sowie dem Gerüstbildner versehenen Material zusätzlich ein Bindemittel wie UF-, MUF-, PF-, MUPF-Harz zugesetzt wird. Zweckmässigerweise wird dabei das Bindemittel dem Gemisch zugesetzt .
Um eine kontinierliche Herstellung des Grundwerkstoffes zu erzielen, erfolgt mit Vorteil das Mischen des Gemischs in einem Extruder zu einem Extrudat, wobei zur Erzielung eines einfachen Verfahrensschrittes das Bindemittel dem Gemisch in dem Extruder, zweckmässigerweise fest auf fest über eine Pumpe zugegeben wird.
In dem Extruder herrscht eine Temperatur von 110 bis 170 0C, vorzugsweise 120 bis 16O0C und ein Druck von 7 bis 15 bar, vorzugsweise 8 bis 13 bar. Durch diese Aufschlussbedingungen im Extruder kommt es zu einer Vernetzung des Bindemittels . Zwar wird dem Gemisch Wasser zugesetzt, aber das zur Extrusion notwendiges Wasser sollte minimiert werden, um Quellungen zu begegnen, die zur Versprödung der Extrudate beitragen.
Weiterhin ist es anstelle der Zugabe des Gerüstbildners möglich, dass z. B. die ganze (Mais-) Pflanze extrudiert wird, um die deren -mechanischverstärkende Funktion zu erhalten.
Nach dem Austritt des Gemisches aus dem Extruder erfolgt ein sofortiges Verdampfen des darin enthaltenen Wassers . Dies hat eine sofortige Expansion des Gemisches zu dem Extrudat zur Folge, bei oder nach der das Bindemittel aushärtet und somit die Druckfestigkeit der Matrix erhöht. Der Effekt der Versteifung gehärteter duroplastischer Bindemittel wird besonders in mit Fasermaterial verstärkten Extrudaten erreicht.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann also auch ein neuer, bspw. zerkleinerter Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisender Grundwerkstoff mit einem schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und durch eine darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumte und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärtete verfestigte Schaumstruktur erhalten werden. Der Grundwerkstoff weist eine gute Druckstabilität auf und gibt nicht unter Wärme und Druck (grösser 1800C Temperatur bei 100% relativer Feuchte und 20 bis 35 bar Pressdruck) nach, bzw. fällt dabei nicht in sich zusammen. Idealerweise können so neuartige Span- , Faser- und Strandsortimente bereitgestellt werden, die normalen Holzspänen und Fasern und Strands ähneln, nur dass sie leichter sind und eine druck- und formstabile feste Schaumstruktur aufweisen.
Erfindungsgemäss wird der zerkleinerte, zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisende Grundwerkstoff mit einen schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und mit einer darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumten und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärteten verfestigten Schaumstruktur für die Weiterverarbeitung zu End- oder Zwischenprodukten wie Holzwerkstoffe, z.B. Span-, Faserplatten und Oriented Strand Boards (OSB) , vorzugsweise anteilig zu normalen Fasern, Spänen oder Strands aus Holz verwendet . Indem die Eigenschaften des zerkleinerten Grundwerkstoffs durch den Stoff in weiten Grenzen eingestellt werden können, sind auch mit den daraus erfindungsgemäss hergestellten Holzwerkstoffen auch Klimaeinflüsse, Unterschiede zwischen Sommer und Winter sowie Feuchtegehalten in weiten Bereichen beherrschbar.
Alle nachfolgend beschriebenen Beispiele gemäß der Erfindung wurden mit Extrudaten als Grundwerkstoff ausgeführt, welche folgendermaßen hergestellt wurden:
Zur Herstellung dieser Extrudate wurden das Zellulose- und/oder lignozellulosehaltige Material, nachfolgend auch kurz Ausgangsmaterial wie Mais, Roggen etc meist in Form sog. Schrote (d.h. vorzerkleinert, aufgemahlen) und über eine gravimetrische Dosierung einem Doppelschneckenextruder zugeführt. Extruder sind Fördergeräte, die nach dem Funktionsprinzip der Archimedischen Schraube feste bis dickflüssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung herauspressen, welcher Vorgang als Extrusion bezeichnet wird. Das Ausgangsmaterial wurde einem Materialdruck von 130 bis 180 bar und einem Temperaturbereich von 150 bis 200 0C ausgesetzt und der so hergestellte Grundwerkstoff hatte nach Austritt aus dem Extruder einen Durchmesser von 4 bis 8 mm.
Beispiel 1: Es wird als Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material Mais in Form von Mehl eingesetzt, das in NaOH-alkalischer Lösung bei pH 9 bis 10 in Wasser unter Zugabe von 10% Polyvinylalkohol aufgeschlämmt und einem auf 1800C beheizten Extruder als sogenannte Imprägnierflotte zugeführt wird. Dieser wird PMDI als schaumbildender, zumindest teilweise duromer vernetzt aushärtender Stoff an geeigneter Stelle der Extruderschnecke zugesetzt, sodass einerseits noch genügend Schneckenvolumen für die homogene Durchmischung verbleibt, andererseits aber auch sichergestellt ist, dass die dann sofort einsetzende Aushärungsreaktionen am Ende der Extruderschnecke noch nicht vollständig abgeschlossen sind.
Am Austrag des Extruders wird das Gemisch -je nach Werkzeugausführung- infolge des Aufschäumvorganges nach der Druckentlastung in Form eines sich selbsttätig im Volumen vergrössernden Stranges oder bei Schlitzdüsenform als sogenannter Kuchen mit rechteckförmigem Querschnitt ausgetragen, wobei der neue Grundwerkstoff erhärtet.
Dieser wird nachfolgend mittels einer Hammermühle zu spanartigen Partikeln zerkleinert, danach zu Fraktionen gesiebt und einer gestreuten Matte aus normalen Spänen aus Holz anteilig mit einem Prozentsatz von 30% zugestreut und kontinuierlich zu einer Platte gepresst. Die Platte hatte dieselbe Zug- sowie Biegefestigkeit wie eine nur aus normalen Spänen aus Holz hergestellte Vergleichsplatte; allerdings wog sie 15% weniger als diese.
Beispiel 2: Diese Beispiel betriftt die Herstellung von neuem Grundwerkstoff aus Roggen und dessen Weiterverarbeitung zu UF-Harz gebundenen, dreischichtigen Spanplatten mit geringer Rohdichte und mit 33% auf Roggen basierendem Extrudat in der Mittelschicht.
Die Herstellung der Extrudate erfolgte auf dem Extruder der FA. ERMAFA Typ DS-65. Es wurden 50 kg rieselfähiges Roggenschrot in einen Vorlagebehälter, welcher über der Maschine angeordnet ist, gefüllt und gravimetrisch und kontinuierlich über Dosierschnecken dem Extruder zugeführt. Die Dosierschnecke wird über einen Schrittmotor bewegt, welcher an eine Steuereinheit angeschlossen ist . Über die Steuerung der Dosierschneckenzahl lässt sich ein definiertes Volumen pro Zeiteinheit bestimmen. Der Durchsatz in diesem Versuch betrug 300 kg/h, die Temperatur 1800C und der Forminnendruck 150 bar. Das Material wurde unter diesen extremen Bedingungen geschmolzen und über gegenläufige Schnecken zur Lochdüse transportiert, wo es anschließend mit Hilfe rotierender Messer auf eine Teilchengröße von 4 bis 8 mm geschnitten wird. Aus diesem auf Roggen basierenden Extrudat und zusätzlichen industriellen Mittelschicht- und Deckschichtspänen wurden 20 mm dicke dreischichtige Spanplatten mit einer Rohdichte von 590 kg/m3 hergestellt. Den Mittelschichtspänen wurden 33% Roggenextrudat beigemischt. Die Beleimung erfolgte mit einer industriellen standardisierten Bindemittelzusammensetzung. Als Bindemittel wurde ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt der Marke "Kaurit 350" mit einen Festoffgehalt von 68% verwendet. Als Härtungsbeschleuniger wurde eine 33%ige Ammoniumsulfat-Lösung und als Hydrophobierungsmittel ist "HydroWax 138" von der Firma Sasol GmbH eingesetzt worden. Die Paraffinemulsion hatte einen Feststoffgehalt von 50 %. Die Leimflotte der Mittelschicht bestand dabei aus 7 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 2% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel ebenfalls bezogen auf atro Span. Die Leimflotte der Deckschicht bestand dabei aus 11 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 0,5% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Der maschinengestreute Spankuchen wurde bei 1950C für 9 s/mm und einem Druck von 220 bar verpresst.
Beispiel 3: Diese Beispiel betriftt die Herstellung von neuem Grundwerkstoff aus Maisgries und Holzfasern sowie dessen Weiterverarbeitung zu UF-Harz gebundenen, dreischichtigen Spanplatten mit geringer Rohdichte und mit 33% faserverstärktem auf Maisgries basierendem neuen Grundwerkstoff in der Mittelschicht .
Die Herstellung der Extrudate erfolgte auf dem Extruder der FA. ERMAFA Typ DS-65. Dabei wurden 50 kg rieselfähiges Maisschrot und 10 kg Lignocel-Holzfaser der Firma Rettenmeier in einen Pflugscharmischer der Fa. Lödige vermengt. Im horizontalen Mischbehälter rotiert eine horizontale Welle mit darauf versetzt angeordneten pflugscharähnlichen Mischwerkzeugen. Anzahl, Größe, Form, Anordnung und Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln sind derart auf die Geometrie des Mischbehälters abgestimmt, dass sie das Material in eine definierte, dreidimensionale Bewegung zwingen. Durch die Mischwerkzeuge wird das Material, der Fliehkraft entgegenwirkend, von der Trommelwand abgehoben und in den freien Mischerraum geschleudert. Dies so erzeugte mechanische Wirbelbett bewirkt unter ständiger Erfassung der gesamten Mischgutmenge eine intensive Vermischung auch bei hohen Mischgutdurchsätzen bzw. kurzen Verweilzeiten. Die Komponenten des Gemischs werden dabei intensiv vermischt, selbst wenn die Stoffe hinsichtlich Mengenverhältnis, Schüttgewicht oder Korngröße extreme Differenzen aufweisen. Anschließend wurde dieses Gemisch wie im Beispiel 2 beschrieben weiter verarbeitet .
Aus diesem Extrudat und industrielle™ Mittelschicht- und Deckschichtspan wurden 20 mm dicke dreischichtige Spanplatten mit einer Rohdichte von 590 kg/m3 hergestellt' wobei den Mittelschichtspänen 33 % faserverstärktes Roggenextrudat beigemischt worden sind. Die Beleimung erfolgte mit einer industriellen standardisierten Bindemittelzusammensetzung. Als Bindemittel wurde ein Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsprodukt der Marke "Kaurit 350" mit einen Festoffgehalt von 68 % und als Härtungsbeschleuniger eine 33%ige Ammoniumsulfat-Lösung verwendet. Als Hydrophobierungsmittel wurde "HydroWax 138" von der Firma Sasol GmbH eingesetzt. Die Paraffinemulsion hatte einen Feststoffgehalt von 50 %. Die Leimflotte der Mittelschicht bestand dabei aus 7 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 2% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Die Leimflotte der Deckschicht bestand dabei aus 11 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 0,5% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Der maschinengestreute Spankuchen wurde bei 1950C für 9 s/mm und einem Druck von 220 bar verpresst.
Beispiel 4 : Diese Beispiel betriftt die Herstellung von neuem Grundwerkstoff aus Maisgries und duromer härtendem Phenolharz sowie dessen Weiterverarbeitung zu UF-Harz-gebundenen, dreischichtigen Spanplatten mit geringer Rohdichte und mit 33 % auf Maisgries basierendem neuartigen Grundwerkstoff in der Mittelschicht.
Die Herstellung der Extrudate erfolgte auf dem Extruder der FA. ERMAFA Typ DS-65. Es wurden 50 kg rieselfähiges Maisschrot und 10 kg Lignocel-Holzfaser der Firma Rettenmeier und 75 g Tannin GT5 in einen Pflugscharmischer der Fa. Leidige vermengt. Die Weiterverarbeitung erfolgte wie im Beispiel 2 und 3 , jedoch wurde in diesem Experiment Phenolharz während der Extrusion hinzu dosiert. Der Extruder besitzt vier Heizzonen, welche in der Temperatur separat gesteuert werden können. Das Phenolharz wurde mittels einer Dosierpumpe über einen Rohranschluss vor der ersten Heizzone dem Gemsich zugeführt. Es ist vorstellbar, dass die Dosierung von flüssigen Additiven auch an einer anderen Stelle des Extruders erfolgen kann, um einen gewünschten Effekt zu erzielen.
Aus diesem Extrudat und industriellen Mittelschicht- und Deckschichtspan wurden 20 mm dicke dreischichtige Spanplatten mit einer Rohdichte von 590 kg/m3 hergestellt. Den MittelSchichtspänen wurden 33 % faserverstärktes Roggenextrudat beigemischt. Die Beleimung erfolgte mit einer industriellen standardisierten Bindemittelzusammensetzung. Als Bindemittel wurde ein Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsprodukt der Marke "Kaurit 350" mit einen Festoffgehalt von 68 % verwendet. Als Härtungsbeschleuniger wurde eine 33%ige Ammoniumsulfat-Lösung und als Hydrophobierungsmittel wurde "HydroWax 138" von der Firma Sasol GmbH eingesetzt. Die Paraffinemulsion hatte einen Feststoffgehalt von 50%. Die Leimflotte der Mittelschicht bestand dabei aus 7 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 2% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Die Leimflotte der Deckschicht wies dabei 11 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 0,5 % Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span auf. Der maschinengestreute Spankuchen wurde bei 195 0C für 9 s/mm und einem Druck von 220 bar verpresst.
Beispiel 5 : Dieses betrifft die Herstellung von neuem Grundwerkstoff aus Maisgries und duromer härtendem Harnstoffharz sowie dessen Weiterverarbeitung zu UF-Harz gebundenen, dreischichtigen Spanplatten mit geringer Rohdichte und mit 33% auf Maisgries basierendem neuen Grundwerkstoff in der Mittelschicht.
Die Herstellung der Extrudate erfolgte auf dem Extruder der FA. ERMAFA Typ DS-65. Es wurden 50 kg rieselfähiges Maisschrot und 10 kg Lignocel -Holzfaser der Firma Rettenmeier in einen Pflugscharmischer der Fa. Lödige vermengt. Die Weiterverarbeitung erfolgte wie im Beispiel 4, jedoch wurde in diesem Beispiel ein Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsprodukt der Marke Dynea, und 33%ige Ammoniumsulfat-Lösung vor der ersten Heizzone hinzu dosiert.
Aus diesem Extrudat und industriellem Mittelschicht- und Deckschichtspan wurden 20 mm dicke dreischichtige Spanplatten mit einer Rohdichte von 590 kg/m3 hergestellt. Den Mittelschichtspänen wurden 33% faserverstärktes Roggenextrudat beigemischt. Die Beleimung erfolgte mit einer industriellen standardisierten Bindemittelzusammensetzung. Als Bindemittel wurde ein Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsprodukt der Marke "Kaurit 350" mit einen Festoffgehalt von 68 % verwendet und als Härtungsbeschleuniger eine 33%ige Ammoniumsulfat-Lösung verwendet. Als Hydrophobierungsmittel wurde "HydroWax 138" von der Firma Sasol GmbH eingesetzt. Die Paraffinemulsion hatte einen Feststoffgehalt von 50 %. Die Leimflotte der Mittelschicht bestand dabei aus 7 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 2 % Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Die Leimflotte der Deckschicht bestand dabei aus 11 % UF-Festharz bezogen auf atro Span, 0,5% Härter fest bezogen auf Festharz und 0,5 % Hydrophobierungsmittel bezogen auf atro Span. Der maschinengestreute Spankuchen wurde bei 195 0C für 9 s/mm und einem Druck von 220 bar verpresst.
Beispiel 6: Dieses betrifft die Herstellung von UF-Harz gebundenen, dreischichtigen Spanplatten mit geringer Rohdichte aus Industriespan als Referenz .
Die Leimflottte entsprach in ihrer Zusammensetzung und Menge wie in Beispiel 2 und 3 beschrieben. Auch alle weiteren Herstellungsparameter sind mit dem Beispiel 2 und 3 völlig identisch. Die Werte der mechanisch-technologischen Eigenschaften bei den Beispiele, nämlich die Rohdichte (=1) in kg/m3, der Querzugfestigkeit (=2) in N/mm2, der Biegefestigkeit (=3) in N/mm2, der Abhebefestigkeit (=4) in N/mm2, der Quellung nach 2 h(=5) in % und der Quellung nach 24 h(=6) in % sind in Tabelle 1 dargestellt.
Bsp. (1) (2) (3) (4) (5) (6)
2 590 0,42 10,18 0,93 4,2 16
3 590 0,4 10,98 1,14 2,7 12
4 632 0,36 11,17 1,27 3,1 16
5 617 0,29 11,43 1,18 4,2 23
6 590 0,53 12,81 1,20 4,2 12

Claims

A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Herstellung eines vorzugsweise zerkleinertes, Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass das zellulose- und/oder lignozellulose- haltigen Material einen schaumbildenden Bestandteil aufweist, dass das Material homogen zu einem Gemisch bei hoher Temperatur und Überdruck innig gemischt wird, dass danach das Gemisch unter dessen Volumensvergrösserung bei abnehmendem Druck und abnehmender Temperatur aufgeschäumt wird und dass sich schliesslich das aufgeschäumte Gemisch zu dem Grundwerkstoff verfestigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schaumbildenden Bestandteil als -zu Popcorn auspuffender- Mais, -zu Puffreis auspuffender- Reis, Gerste; Weizen und dgl. stärkehaltige Cerealien sowie Mehle aus diesen Materialien ausgebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Zellulose- und/oder lignozellulosehaltigen Material ein Schaumfestiger zugesetzt und bei hoher Temperatur und Überdruck innig unter Bildung des Gemischs gemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumfestiger Tannin und/oder Lignin aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass als Tannin aufweisender Schaumfestiger zerkleinerte Rinde verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass als Schaumfestiger ein zumindest teilweise duromer vernetzt aushärtender Stoff verwendet und dieser homogen unter Durchtränkung des Materials zu dem Gemisch gemischt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass schliesslich das unter seiner Volumensvergrösserung aufgeschäumte Gemisch zumindest teilweise duromer vernetzt zu dem Grundwerkstoff aushärtend verfestigt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem zumindest teilweise duromer vernetzten Aushärten gebildete Grundwerkstoff zerkleinert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material und der Stoff kontinuierlich unter dem Überdruck, der über dem atmosphärische Druck liegt, zu dem Gemisch gemischt und zu dem Grundwerkstoff aufgeschäumt werden.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schaumbildende, zumindest teilweise duromer aushärtende Stoff Harnstoff- (U) , Melamin- (M) , Phenol- (P) , Kondensationsharze und/oder PMDI (PoIy methan di phenyl di isocyanat) aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Kondensationsharze Tanninharze oder Lignin-basierte Harze verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schaumbildende Stoff Thermoplaste mit duromer vernetzend aushärtenden Zusätze aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass als Zusätze Acrylate und/oder Isocyanate verwendet werden.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschäumen des Gemisches zu dem Grundwerkstoff mechanisch, physikalisch, thermisch, chemisch und/oder durch Strahlung induziert bewirkt wird.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Aufschäumen des Gemischs zu dem Grundwerkstoff durch Rührwerke, insbesondere Scherkraftrührwerke bewirkt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das chemische Aufschäumen des Gemisches zu dem Grundwerkstoff durch Zugabe von Basen oder Säuren sich unter Aufschäumen zersetzenden Wirkstoffen eingeleitet wird.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das physikalisch bewirkte Aufschäumen des Gemisches zu dem Grundwerkstoff durch Zugabe von bei einer bestimmten Temperatur Gas zum Aufschäumen abgebenden Wirkstoffen eingeleitet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Wirkstoffe sowohl unter Gasbildung als auch unter Verdampfen des Wassers des Harzes unter Bewirken des Ausschäumens stark exotherm reagierende Phenolharze (PF) eingesetzt werden.
19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material einen Gerüstbildner aufweist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Gerüstbildner ein Fasermaterial zugesetzt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Material das Fasermaterial in einer Menge von 0,1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.% zugesetzt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasermaterial Holzfasern zugesetzt werden.
23. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem mit dem schaumbildenden Stoff sowie dem Gerüstbildner versehenen Material zusätzlich ein Bindemittel zugesetzt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel UF-, MUF-, PF-, MUPF-Harze aufweist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel dem Gemisch zugesetzt wird.
26. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen des Gemischs in einem Extruder zu einem Extrudat erfolgt.
27. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel dem Gemisch in dem Extruder zugegeben wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel dem Gemisch in dem Extruder fest auf fest zugegeben wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel dem Gemisch in dem Extruder fest auf fest über eine Pumpe zugegeben wird.
30. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Extruder eine Temperatur von 110 bis 180 0C, vorzugsweise 120 bis 1600C und ein Druck von 7 bis 15 bar, vorzugsweise 8 bis 13 bar herrscht.
31. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch Wasser zugesetzt worden ist.
32. Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisender Grundwerkstoff, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und durch eine darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumte und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärtete verfestigte Schaumstruktur.
33. Grundwerkstoff nach Anspruch 32, dadurch gekannzeichnet, dass er in zerkleinerter, bspw. zerspanter Form vorliegt.
34. Verwendung eines Zellulose- und/oder lignozellulosehaltiges Material aufweisenden Grundwerkstoffes hergestellt nach einem der vorhergehenden Verahrensansprüche oder gemäss Anspruch 33 oder 34, mit einen schaumbildenden Bestandteil des Grundwerkstoffs und mit einer darin zusammen, vorzugsweise mit einem Stoff homogen unter Durchtränkung des Materials verteilt aufgeschäumten und bspw. teilweise durch duromere Vernetzung ausgehärteten verfestigten Schaumstruktur für die Weiterverarbeitung zu End- oder Zwischenprodukten wie Holzwerkstoffe, z.B. Span-, Faserplatten und Oriented Strand Boards (OSB) .
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