WO2010018142A1 - Leichte holzwerkstoffe mit guten mechanischen eigenschaften - Google Patents

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WO2010018142A1
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wood
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Armin Alteheld
Stephan WEINKÖTZ
Günter Scherr
Maxim Peretolchin
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Basf Se
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    • C08J2497/00—Characterised by the use of lignin-containing materials

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a substance comprising 1% by weight to 50% by weight of lignocellulose-containing particles, wherein a) a mixture optionally comprising a component A) which contains lignocellulose-containing particles, comprising a binder B), containing one Emulsifier C), optionally containing a blowing agent D) and optionally containing further additives E) and containing a liquid F) in which the components A), B), C) and optionally D) and / or E) are soluble or dispersible, in b1) in the event that the component A) is contained in step a), the resulting foam is then cured at a temperature in the range of 10 to 250 0 C, b2) for the case in that component a) is not contained in step a), and admixed with the resultant foam, and the resulting foam is then mixed at a temperature of Ur hardens in the range of 10 to 250 0 C, wherein the conversion into the foam-like state a) and the
  • the present invention relates to a method for producing a shaped article as defined in the claims, a substance as defined in the claims, shaped articles and multilayer molded articles as defined in the claims, and a process for producing multilayer molded articles as defined in the claims.
  • Wood-based materials in particular multilayer wood-based materials, are a cost-effective and resource-saving alternative to solid wood and have gained great importance in particular in furniture construction, in laminate flooring and as building materials.
  • As starting materials serve wood particles of different strengths, eg. As wood chips or wood fibers from different woods. Such wood particles are usually pressed with natural and / or synthetic binders and optionally with the addition of further additives to plate or strand-shaped wood materials.
  • Lightweight wood-based materials result in easier handling of the products by the end customer, for example when packing, transporting, unpacking or constructing the furniture.
  • Light wood-based materials lead to lower transport and packaging costs, and material costs can be saved in the production of lightweight wood-based materials.
  • Light wood-based panels can, for example, when used in means of transport lead to lower energy consumption of these means of transport. Further, using lightweight wood-based materials, for example, costly decorative parts such as thicker worktops and kitchen cheeks that are currently in vogue can be offered more cheaply.
  • US 4,613,627 describes a process for producing a shaped fibrous product by mixing a) solid binder, namely (modified) starch, latex, gypsum, silicates or cements, and a detergent as a foaming agent in water; b) this mixture foams with stirring with air; c) mixing this foam with fibers (for example wood fibers); d) it forms a body and e) hardens this body.
  • US 4,613,627 does not disclose aminoplast resins and US 4,613,627 applies pressure to the foamed mass, for example in a conventional platen press.
  • DE-OS 21 02 738 describes a process for the production of particleboard or chipboard by the wood chips with a blowing agent (for example, n-pentane) added foamable Aminoplast is added in solution and this blank is pressed under heat.
  • DE-OS 21 02 738 also describes in the example the preparation of a three-layer plate wherein the middle layer is obtained by using an aqueous n-pentane-added urea-formaldehyde resin solution.
  • DE-OS 21 02 738 does not disclose the use of hardener and explains, on page 6, first paragraph, that a binder is unnecessary in the manufacture of the plates. Of the Foamed body is obtained under pressure, namely by foaming the raw mass during pressing.
  • DE-OS 21 02 738 does not specify the density of the available plates.
  • DE 1 247 016 describes the mixing of aqueous sulphite waste liquor (about 37% lignin as lignosulphonic acid and about 6% calcium oxide), aqueous melamine-urea-formaldehyde resin and chalk as blowing agent at room temperature, the mixture foaming. During foaming, sawdust and peat are added to the mixture, the mixture is filled into a mold and the mixture is allowed to cure at room temperature.
  • DE 1 247 016 does not disclose the addition of surfactants in foam production.
  • binders or fibers are not good and inexpensive available starting materials and the materials described, for example, for the furniture manufacturing too low mechanical strength, such as a too low SSenauszugswiderstand have.
  • the object of the present invention was to show light wood-containing substances and lightweight moldings, which have a lower density compared to the commercial HoIz materials with good mechanical strength and good processing properties.
  • the mechanical strength of the moldings according to the invention can preferably be determined by measuring the compressive strength according to EN 826.
  • the thickness swelling of the shaped bodies according to the invention should not be adversely affected by the reduced density.
  • the object has been achieved by a method as defined in the claims.
  • the object has also been achieved by a method for producing a shaped article as defined in the claims, a foam as defined in the claims, shaped articles and multilayer molded articles as defined in the claims, and a process for producing multilayer molded articles as defined in the claims.
  • Component A) contains lignocellulose-containing particles.
  • Lignocellulose-containing particles are, for example, straw or wood parts, such as wood layers, wood strips, wood chips, wood fibers or wood dust, with wood chips, wood fibers and wood dust being preferred.
  • the lignocellulose-containing particles may also be derived from wood fiber-containing plants, such as flax, hemp. Starting materials for such wood parts or wood particles are usually thinning woods, industrial lumber and used wood and wood fiber-containing plants.
  • lignocellulose-containing particles such as wood particles
  • known methods see for example M. Dunky, P. Niemt, wood materials and glues, pp. 91-156, Springer Verlag Heidelberg, 2002.
  • Preferred lignocellulose-containing particles are wood particles, particularly preferably wood fibers, such as those used for the production of MDF and HDF boards.
  • any wood species comes into question; For example, spruce, beech, pine, larch, linden, poplar, ash, chestnut or fir wood are very suitable; spruce and / or beech wood, in particular spruce wood, are preferred.
  • component A) may contain other natural or synthetic inorganic or organic constituents in particulate form, preferably in fiber form, preferably: synthetic organic fibers, such as polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, melamine-formaldehyde resin fibers; natural or synthetic inorganic fibers, such as mineral wool, rock wool, wollastonite, kaolin, glass wool, glass fibers.
  • synthetic organic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, melamine-formaldehyde resin fibers
  • natural or synthetic inorganic fibers such as mineral wool, rock wool, wollastonite, kaolin, glass wool, glass fibers.
  • Such natural or synthetic inorganic or organic fibers usually have an average diameter in the range of 1 micron to 2.5 cm, preferably in the range of 1 micron to 0.5 cm.
  • Such natural or synthetic inorganic or organic fibers usually have a length in the range of 0.01 cm to 5 cm.
  • the content of the lignocellulose-containing particles, preferably the wood particles, in the component A) is in the range of 10 wt .-% to 100 wt .-%, preferably in the range of 50 wt .-% to 100 wt .-%, particularly preferably 75 %
  • weight is in the range of 10 wt .-% to 100 wt .-%, preferably in the range of 50 wt .-% to 100 wt .-%, particularly preferably 75 %
  • component A 100 wt .-%, each based on the total weight of component A).
  • component A) contains exclusively lignocellulose-containing particles.
  • component A) contains exclusively wood particles, particularly preferably wood fibers, as used for the production of MDF and HDF boards.
  • the proportion of lignocellulose-containing particles in the material according to the invention is in the range from 1 to 50 wt .-%, preferably 5 to 45 wt .-%, particularly preferably 10 to 35 wt .-%.
  • binder B it is possible to use all binders known to the person skilled in the art for the production of wood-based materials, for example phenol-formaldehyde resins, amino resins, organic isocyanates or mixtures thereof.
  • binders known to the person skilled in the art for the production of wood-based materials, for example phenol-formaldehyde resins, amino resins, organic isocyanates or mixtures thereof.
  • aminoplast resins or mixtures of aminoplast resins with organic isocyanates such as PMDI.
  • a component of the binder B) are known to those skilled, for aminoplast resins generally used and commonly referred to as hardeners substances such as ammonium sulfate or ammonium nitrate or inorganic or organic acids, for example sulfuric acid, formic acid, or acid regenerating substances such as aluminum chloride, aluminum sulfate, respectively in the usual, small amounts, for example in the range of 0.1 wt .-% to 25 wt .-%, preferably in the range of 0.1 wt .-% to 10 wt .-%, based on the total amount of aminoplast resin in Binder B).
  • hardeners substances such as ammonium sulfate or ammonium nitrate or inorganic or organic acids, for example sulfuric acid, formic acid, or acid regenerating substances such as aluminum chloride, aluminum sulfate, respectively in the usual, small amounts, for example in the range of 0.1 wt .-% to 25 wt .-%,
  • the hardener may be added to the aminoplast resin at any time, before or during foam production, preferably the hardener is added to the aminoplast resin shortly, for example a few seconds prior to foaming.
  • aminoplast resin are here polycondensation products of compounds having at least one, optionally partially substituted with organic radicals, carbamide group (the carbamide group is also called carboxamide) and an aldehyde, preferably formaldehyde understood.
  • aminoplast resins As a suitable aminoplast resin, all of the specialist, preferably known for the production of wood materials, aminoplast resins can be used. Such resins and their preparation are described, for example, in Ullmann's Enzyklopadie der ischen Chemie, 4th, revised and expanded edition, Verlag Chemie, 1973, pages 403 to 424 "Aminoplasts” and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, VCH Verlagsgesellschaft, 1985, Pages 115 to 141 "Amino Resins” and in M. Dunky, P. Niemz, wood materials and glues, Springer 2002, pages 251 to 259 (UF resins) and pages 303 to 313 (MUF and UF with a small amount of melamine).
  • Preferred aminoplast resins are polycondensation products of compounds having at least one, also partially substituted by organic radicals, carbamide group and formaldehyde.
  • aminoplast resins are urea-formaldehyde resins (UF resins), melamine-formaldehyde resins (MF resins) or melamine-containing urea-formaldehyde resins (MUF resins).
  • UF resins urea-formaldehyde resins
  • MF resins melamine-formaldehyde resins
  • UMF resins melamine-containing urea-formaldehyde resins
  • Very particularly preferred amino resins are urea-formaldehyde resins, for example Kaurit ® products from BASF SE, and melamine-formaldehyde resins (MF-resins), for example Kauramin ® products of BASF SE.
  • urea-formaldehyde resins for example Kaurit ® products from BASF SE
  • MF-resins melamine-formaldehyde resins
  • very preferred aminoplast resins are polycondensation products of compounds having at least one, also partially substituted by organic radicals, amino group and aldehyde, wherein the molar ratio of aldehyde: optionally partially substituted with organic radicals amino group in the range of 0.3 to 1, 0 preferred 0.3 to 0.60, more preferably 0.3 to 0.45, most preferably 0.30 to 0.40.
  • very preferred aminoplast resins are polycondensation products of compounds having at least one amino group -NH 2 and formaldehyde, in which the molar ratio of formaldehyde: -NH 2 group is in the range from 0.3 to 1.0, preferably 0.3 to 0.60, particularly preferably 0.3 to 0.45, very particularly preferably 0.30 to 0.40.
  • aminoplast resins are urea-formaldehyde resins (UF resins), melamine-formaldehyde resins (MF resins) or melamine-containing urea-formaldehyde resins (MUF resins), in which the molar ratio of formaldehyde: -NH 2 group is in the range of 0, 3 to 1, 0, preferably 0.3 to 0.60, more preferably 0.3 to 0.45, most preferably 0.30 to 0.40.
  • very preferred aminoplast resins are urea-formaldehyde resins (UF resins), wherein the molar ratio of formaldehyde: -NH2 group in the range of 0.3 to 1, preferably 0.3 to 0.60, particularly preferably 0.3 to 0.45, most preferably 0.30 to 0.40.
  • UF resins urea-formaldehyde resins
  • aminoplast resins mentioned which are also referred to herein as "precondensates", are usually suspended or dissolved in liquid form, usually in a liquid suspending agent, such as water, preferably in aqueous suspension or Solution, used.
  • a liquid suspending agent such as water, preferably in aqueous suspension or Solution.
  • the said aminoplast resins can also be used as a solid.
  • the solids content of the liquid aminoplast resin products is usually from 25 to 90% by weight, preferably from 50 to 70% by weight.
  • the solids content of the aminoplast resin in aqueous suspension can be determined according to Günter Zeppenfeld, Dirk Grunwald, adhesives in the wood and furniture industry, 2nd edition, DRW-Verlag, page 268.
  • To determine the solids content of aminoplast glues 1 g of aminoplast glue is accurately weighed into a weighing dish, finely distributed on the bottom and dried for 2 hours at 120 ° C. in a drying oven. After tempering to room temperature in a desiccator, the residue is weighed and calculated as a percentage of the initial weight.
  • the aminoplast resins are prepared by known processes (see above Ullman literature “aminoplasts” and “Amino Resins”, as well as above-mentioned literature Dunky et al.) By reacting the carbamido-containing compounds, preferably urea and / or melamine, with the Aldehydes, preferably formaldehyde, in the desired molar ratios of carbamide group: aldehyde, preferably in water as a suspending agent.
  • aldehyde preferably formaldehyde: optionally partially substituted with organic radicals amino group
  • NH 2 group-carrying monomers are preferably urea, melamine, more preferably urea.
  • the proportion of the binder B), without solvent but with hardener, in the mixture of binder B) and lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A), depends on the desired proportion of the lignocellulose-containing particles in the material according to the invention.
  • the proportion of the binder is usually B), without solvent, but with hardener, in the mixture of binder B) and lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A) in the range from 50 to 99 wt .-%, preferably 55 to 95 wt .-%, especially preferably 65 to 90 wt .-%.
  • anionic, cationic and nonionic surfactants and any mixtures of these components can be used.
  • Suitable anionic surfactants are diphenylene oxide sulfonates, alkane and alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, olefin sulfonates, alkyl ether sulfonates, fatty alcohol sulfates, ether sulfates, alpha-sulfofatty acid esters, acylaminoalkanesulfonates, acyl isethionates, alkyl ether carboxylates, N-acyl sarcosinates, alkyl and alkyl ether phosphates.
  • Nonionic surfactants which can be used are alkylphenol polyglycol ethers, fatty alcohol polyglycol ethers, fatty acid polyglycol ethers, fatty acid alkanolamides, EO / PO block copolymers, aminoxides, glycerol fatty acid esters, sorbitan esters and alkylpolyglucosides.
  • Alkyltriammoniumsalze Alkylbenzyldimethy- lammoniumsalze and alkylpyridinium are used.
  • the proportion of the emulsifier C) is usually in the range from 0.5% by weight to 10% by weight, preferably in the range from 1% by weight to 7.5% by weight by weight, calculated on the binder B) as a solid.
  • Propellant D may be physical and / or chemical blowing agents.
  • Chemical blowing agents are to be understood herein as meaning those chemical substances which, in order to be suitable for foaming, chemically disintegrate and as a rule produce decomposition products which are gaseous at 20 ° C. under 1 atm.
  • Suitable physical blowing agents are gases or liquids whose boiling point is below the temperature during the foaming process.
  • Highly suitable physical blowing agents are those chemical compounds or mixtures thereof which are liquid at 20 0 C under 1 atm, such as cyclic or open-chain hydrocarbons, for example C1 to C6 alkanes such as methane, ethane, n-Propoan, i-propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, cyclopentane, halogenated, in particular fluorinated hydrocarbons, alcohols, ethers; Ketones and esters.
  • cyclic or open-chain hydrocarbons for example C1 to C6 alkanes such as methane, ethane, n-Propoan, i-propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, cyclopentane, halogenated, in particular fluorinated hydrocarbons, alcohols, ethers; Ketones
  • Highly suitable physical blowing agents are also those chemical compounds or mixtures thereof, which are present at 20 0 C under 1 atm as gas, for example air, carbon dioxide, nitrogen, particularly preferably air.
  • blowing agents are, for example, isocyanates in admixture with water in question, according to the current state of knowledge as an effective blowing agent carbon dioxide is released, furthermore carbonates and bicarbonates mixed with acids that also generate carbon dioxide, and azo compounds, such as azodicarbonamide.
  • the amount of blowing agent D) usually depends on the desired density of the foam to be achieved and is variable depending on the nature of the blowing agent, for example liquid or gas, within wide limits.
  • the aqueous solution or dispersion of component B) between 1 and 40 wt .-%, based on the resin, of a physical blowing agent having a boiling point between 0 and 80 0 C are added; for pentane, it is preferably 5 to 15 wt .-%.
  • additive E is to be understood as meaning all additives known to the person skilled in the art, for example waxes, paraffin emulsion, flame retardant additives, wetting agents, salts, foam stabilizers, auxiliary rheological aids, fillers and customary formaldehyde scavengers, such as urea, melamine or polyamines, for example polyethyleneimine.
  • additives may be used in an amount of 0 to 40% by weight, preferably 0 to 20
  • Wt .-% in particular 0 to 10 wt .-%, based on binder B) calculated as a solid, are added.
  • the liquid F) is any liquid in which the components A), B), C) and, if present, D) and / or E) are soluble or dispersible.
  • Highly suitable liquids F) are water and all oxygen-containing organic solvents, for example alcohols, esters, ketones, as well as any mixture of oxygen-containing organic solvents, for example alcohols, esters, ketones, with one another or with water.
  • a preferred solvent is water alone, ie without the addition of further solvents or dispersants.
  • the amount of liquid F preferably oxygen-containing organic solvent with or without water, more preferably water alone, is usually in the range of 10 wt .-% to 60 wt .-%, preferably in the range of 20 wt .-% to 50 wt .-%, in each case based on the sum of components A), B), C) and, if present, D) and / or E) and F).
  • the resulting mixture is converted into a foam-like state. This is usually done by foaming the mixture with physical see and / or chemical blowing agents.
  • the component A preferably wood particles A
  • the components B), C), F) and, if present, A), D) and / or E) are usually mixed together at a temperature in the range from 10 to 80 ° C., preferably in the range from 10 to 60 ° C. wherein the order of addition of the components is variable.
  • the type and amount of components B), C), F) and, if present, A) 1 D) and / or E) follows the one described above for the respective components; this also applies expressly to the respective preferred ranges of components B), C), F) and, if present, A), D) and / or E).
  • the lignocellulose-containing particles A preferably the wood particles A
  • pretreatment are suitable, for example, acetylation, hydrophobing and preferably pretreatment with a conventional binder, preferably urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin or PMDI.
  • a conventional binder preferably urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin or PMDI.
  • the pretreatment with the binder is usually carried out by conventional methods, for example by spraying.
  • the amount of the pretreatment agent, preferably the binder in the mass of the pretreated lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A), is in the range of 1 to 30 wt .-% based on the total mass of the pretreated particles A). Preference is given to using ("glued") lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A), with a customary binder.
  • the binder B) may be present in, for example, in the liquid F), suspended, preferably suspended in water form.
  • the binder B) may also be obtained by suspending or dissolving the pure and / or dry binder B), for example spray-dried aminoplast resin, preferably urea-formaldehyde resin or melamine-formaldehyde resin in a suspending agent such as liquid F) Water, to be obtained.
  • the binder B) contains the curing agent in the manner and amount as defined above.
  • the hardener may be added to the aminoplast resin at any time, before or during foam production.
  • the hardener is preferably added to the aminoplast resin briefly, for example a few seconds, before the foaming process.
  • the mixture according to the invention of the components B), C), F) and, if present, A), D) and / or E) can be converted into a foam by various process variants containing lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A) are transferred.
  • a non-cured foam which has not yet been cured is also referred to below as "precondensate foam.” The meaning of "not yet cured” is clear to the person skilled in the art of aminoplast resins and thermosets.
  • the aminoplast resin After the addition of the hardener, the aminoplast resin usually begins to condense ("hardening"), which can be slow or fast and is usually accelerated by increasing the temperature.As long as the precondensate foam according to the invention is not solid yet easily deformable, it is not cured yet In contrast, a cured, inventive substance is solid and thermoplastic no longer deformable.
  • foaming foam process at a temperature in the range of 10 to 80 0 C, to an aqueous suspension of the binder B), which the hardener in an amount in the range of 0.1 to 25 wt .-%, preferably in the range of 1 to 10 wt .-% based on the resin component in B), the emulsifier C) in an amount in the range of 0.1 to 10 wt .-%, preferably in the range from 1 to 5% by weight, based on the resin component in B), of the blowing agent D), preferably of C 1 -C 6 -hydrocarbons, particularly preferably of n-pentane, in an amount of from 1 to 25% by weight, preferably in the range of 1 to 10 wt .-%, based on the
  • Resin component in B) was added and then the lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A), in an amount in the range of 1 to 50 wt .-%, preferably in the range of 5 to 45 wt .-%, particularly preferably 10 to 35 wt .-% based on the sum of components A) and B) was added and mixed.
  • the proportion of the binder B), without solvent, but with hardener, in the mixture of binder B) and lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A) depends on the desired proportion of the lignocellulose-containing particles in the material according to the invention.
  • the energy input can take place in different ways.
  • a suitable method of energy input is the irradiation of microwave energy, for example, at 2.54 GHz.
  • Other suitable methods are energy input by IR radiation, such as heat.
  • This blowing foam process is particularly useful in the use of the physical blowing agents described herein which are liquid at 20 ° C.
  • cyclic or open-chain hydrocarbons for example C r to C 6 alkanes such as methane, ethane, n-propoan, Propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, cyclopentane, halogenated, in particular fluorinated hydrocarbons, such as freon, alcohols, such as methanol, ethers, such as diethyl ether, ketones, such as acetone and esters, such as methyl formate or when using the chemical blowing agents described herein, for example, isocyanates (in admixture with water), further carbonates and bicarbonates (in admixture with acids), and azo compounds, such as azodicarbonamide.
  • cyclic or open-chain hydrocarbons for example C r to C 6 alkanes such as methane, ethane, n-propoan, Propane, n-butane,
  • foaming also called “Schlagschaum compiler” here - is at a temperature in the range of 10 to 80 0 C, to an aqueous solution of the emulsifier C) with stirring with a striking mechanism ("food processor"), which is also referred to herein "Mechanical foaming mixing” is called, the physical blowing agent D) which is present at 20 0 C under 1 atm as a gas, for example air, carbon dioxide, nitrogen, argon, more preferably air and the binder B) as a suspension, preferably aqueous suspension, The entry of said blowing agent D) is then continued, if appropriate, until a foam has formed. The wood particles A) are then mixed into this foam, preferably when the percussion mechanism continues to operate.
  • a striking mechanism which is also referred to herein "Mechanical foaming mixing” is called, the physical blowing agent D) which is present at 20 0 C under 1 atm as a gas, for example air, carbon dioxide, nitrogen, argon, more preferably air and the binder
  • the proportion of the binder B), without solvent, but with hardener, in the mixture of binder B) and lignocellulose-containing particles A), preferably wood particles A) depends on the desired proportion of the lignocellulose-containing particles in the material according to the invention.
  • the binder B) contains a hardener in an amount in the range of 0.1 to 25 wt .-%, preferably in the range of 1 to 10 wt .-%, based on the resin component in B).
  • the emulsifier C) is present in an amount in the range of 0.1 to 10 wt .-%, preferably in the range of 1 to 5 wt .-% based on the resin component in B).
  • the propellant D), preferably d-C ⁇ -hydrocarbon, particularly preferably n-pentane, is present in an amount in the range from 1 to 25 wt. preferably in the range of 1 to 10% by weight, based on the resin component in B).
  • the lignocellulose-containing particles A are present in an amount in the range of 1 to 50 wt .-%, preferably in the range of 5 to 45 wt .-%, particularly preferably 10 to 35 wt .-%, based to the sum of components A) and B).
  • This whipped foam process is particularly useful in the use of the physical blowing agents D) described herein which are present as gas at 20 ° C. under 1 atm, for example air, carbon dioxide, nitrogen, more preferably air.
  • the conversion of the mixture according to the invention from the components B), C), F) and, if present, A), D) and / or E) into the foam-like state takes place without externally applied pressure.
  • the precondensate foam is then cured at a temperature in the range of 10 to 250 0 C, preferably in the range of 10 to 200 0 C, also without externally applied pressure.
  • the product of the curing is firm and thermoplastic no longer deformable.
  • the Reagentsatschaum In a highly suitable curing the Crukondensatschaum between two hot plates at a temperature in the range of 60 to 250 0 C, preferably in the range of 100 to 200 0 C, and arranged without exerting external pressure on the Rekondensatschaum the procurkondensatschaum is so heated.
  • the duration of the heating is usually in the range of 0.5 to 15 minutes.
  • Well-suited devices for this process are conventional heating presses which are used in chipboard technology, wherein care should be taken in the process according to the invention that no external pressure is exerted on the precondensate foam in these heating presses and care must be taken to ensure that no compression of the precondensate foam takes place.
  • Curing can be shaping or non-forming.
  • the curing preferably takes shape.
  • the precondensate foam which contains component A) and which is obtainable by the above-described propellant foam method or the above-described impact-foam method, is brought into the desired shape and cured according to the above-described curing methods.
  • the advantage of the precondensate foam according to the invention is its stability and it can be well, with the known methods, transfer or fill in cavities. By filling in any hollow body shapes can also and very very irregular shaped moldings (for example, ornaments, Stuckimitate) win after curing and removal.
  • the desired shapes can take a regular or irregular spatial form.
  • Preferred desired shapes are flat, more preferably the shape of a plate.
  • a mixture comprising the component A) as defined above which contains lignocellulosic particles containing a binder B) as defined above, containing an emulsifier C) as defined above, containing a blowing agent D) as defined above and optionally containing further additives E), as defined above, and containing a liquid F) in which the components A), B), C), D) and E) are soluble or dispersible, as defined above, is combined with the foaming foam process as defined above transferred foam-like uncured state.
  • the resulting precondensate foam is transferred into a, preferably rectangular, frame and evenly distributed therein. Thereafter, the frame is arranged conclusively between two parallel heating plates and the precondensate at a temperature in the range of 10 to 250 0 C, preferably in the range of 10 to 200 0 C, as described above, cured, during curing no external pressure on the precondensate is exercised or a compression of Prekondensatschaumes takes place.
  • the thus-cured molded body is removed from the frame and can be further processed.
  • the Prekondensatschaum can be prepared separately and transferred to cure in the space provided, such as a frame.
  • the precondensate foam can be stored for a period of a few minutes to several hours.
  • the precondensate foam can also be produced directly in the form provided for this purpose, for example frames, and then cured directly by the action of heat, as described above. Production of the precondensate foam and its hardening by the action of heat, however, can also overlap in time.
  • the height of the frame reflects the maximum height of the plate-shaped molding.
  • the density of the plate-shaped shaped body is usually in the case ofmaschineschaumvons by the amount of components A) to C) and the desired volume of the shaped body, determined by the volume of the mold, calculated and adjusted.
  • the physical blowing agent D which is present at 20 0 C under 1 atm as a gas, for example air, carbon dioxide, nitrogen, argon, more preferably air and the binder B) as a suspension, preferably aqueous suspension, registered.
  • the entry of said blowing agent D) is then optionally continued until a foam is formed.
  • the wood particles A) are then mixed, preferably at continuing running percussion.
  • all components, including the component A) are mixed and then foamed with a hammer mechanism ("food processor").
  • the resulting Prekondensatschaum containing the component A) is transferred into a, preferably rectangular, frame and evenly distributed therein. Thereafter, the frame is positively between two parallel heating plates angeord- net and the Crukondensatschaum at a temperature in the range of 10 to 250 0 C, preferably described in the range of 10 to 200 as described above is cured with no external pressure is exerted on the Rekondensatschaum during hardening or a compression of the precondensate foam takes place. The thus-cured molded body is removed from the frame and can be further processed.
  • the pre-condensate foam thus obtainable with the blow-molding method can be produced separately and hardened in the form provided for this purpose, for example as a frame, to be transposed.
  • the precondensate foam can be stored for a period of a few minutes to several hours.
  • the height of the frame reflects the maximum height of the plate-shaped molding.
  • the density of the plate-shaped molded article is usually controlled by the amount of the added physical blowing agent, such as air and the amount of components A) to C) and volume of the shaped body, given by the volume of the mold.
  • the application also relates to the hardened shaped bodies obtainable by the processes described above (also referred to below as “moldings according to the invention”).
  • the shaped bodies according to the invention can assume a regular or irregular spatial form.
  • Preferred desired shapes are flat, more preferably the shape of a plate.
  • Preferred moldings according to the invention contain exclusively lignocellulose-containing particles as component A).
  • shaped bodies according to the invention contain exclusively wood particles as component A).
  • shaped bodies according to the invention contain exclusively HoIz fibers or wood shavings as component A).
  • the density of the shaped bodies according to the invention is in the range of 50 kg / m 3 to 700 kg / m 3 , preferably in the range of 100 kg / m 3 to 500 kg / m 3 , particularly preferably 150 kg / m 3 up to 350 kg / m 3 .
  • Particularly preferred shaped bodies according to the invention have a density in the range from 100 g / cm 3 to 700 g / cm 3 , particularly preferably 150 g / cm 3 to 500 g / cm 3 and contain exclusively lignocellulose-containing particles as component A).
  • Particularly preferred shaped bodies according to the invention have a density in the range from 100 g / cm 3 to 700 g / cm 3 , more preferably 150 g / cm 3 to 500 g / cm 3 and contain exclusively wood particles as component A).
  • Particularly preferred shaped bodies according to the invention have a density in the range from 100 g / cm 3 to 700 g / cm 3 , more preferably 150 g / cm 3 to 500 g / cm 3 and contain exclusively wood fibers or wood shavings as component A).
  • the shaped bodies according to the invention are distinguished, in particular, by the following (physical) properties and the following structure:
  • the moldings of the invention are characterized by a good screw pullout strength.
  • the present invention furthermore relates to multilayer moldings which contain at least two layers, wherein at least one layer, in the case of three-layered or multilayered moldings, preferably contains or contains the middle layer (s), a shaped article according to the invention, as described hereinbelow
  • This multilayer molding is also called "multi-layer body according to the invention”.
  • preferred parameter ranges and preferred embodiments of the shaped article according to the invention are as defined above, for example, preferred moldings according to the invention contain exclusively lignocellulose-containing particles as component A) or further preferred moldings according to the invention contain exclusively wood particles as component A).
  • the multilayer bodies according to the invention can assume a regular or irregular spatial form.
  • the following are examples: all regular shaped body, such as balls, cylinders, cuboids, plates; all irregular shapes such as irregular cavities, ornaments.
  • Middle layers in the sense of the invention are all layers that are not the outer layers.
  • Preferred desired shapes are flat, more preferably the multilayer body according to the invention is in the form of a plate.
  • the layer or layers which are not formed from the shaped body according to the invention can be formed from all suitable materials which can be converted into a layer.
  • Preferred materials for the layer or layers which are not formed from the molding according to the invention are melamine resin films, metals such as steel or aluminum, thermoplastics, preferably in the form of a film such as PVC, polyamide, polyurethane, preferably PVC, paper, tile, Textiles or conventional wood-based material layers, for example MDF or HDF boards.
  • the layer or layers which are not formed from the shaped body according to the invention are applied by conventional methods to the shaped body according to the invention, for example in the case of thermoplastics or metals or papers, tile, textiles by gluing with an adhesive, in the case of the usual wood-based material layers by pressing.
  • Preferred multilayer bodies according to the invention comprise a middle layer of the shaped body according to the invention.
  • Particularly preferred multilayer bodies according to the invention are in the form of a plate and contain a middle layer of the shaped body according to the invention.
  • multilayer bodies according to the invention are in the form of a plate and contain a middle layer of the wood molding according to the invention, on the top or bottom or on the top and bottom of a layer of conventional wood material, is applied, namely that which is prepared without propellant For example, MDF or HDF board.
  • the remaining free top or bottom of the molding according to the invention with a layer of a thermoplastic plastic film, such as PVC film , or a layer of melamine resin film or a metal layer such as aluminum foil provided.
  • a thermoplastic plastic film such as PVC film
  • a layer of melamine resin film or a metal layer such as aluminum foil provided.
  • the upper side and the lower side of the molded body according to the invention are provided with a conventional wood-based material layer, for example MDF or HDF board, which in turn has a layer of a thermoplastic plastic film on the upper side or the lower side or upper and lower side.
  • a thermoplastic plastic film on the upper side or the lower side or upper and lower side.
  • PVC film or a layer of melamine resin film or a metal layer or a layer of paper, tile, textiles is applied.
  • multilayer bodies according to the invention are in the form of a plate and have the following three-layer structure: a middle layer of the shaped body according to the invention, a layer of melamine resin film applied to the top and bottom of the middle layer.
  • Further particularly preferred multilayer bodies according to the invention are in the form of a plate and have the following five-layer structure: a middle layer of the shaped body according to the invention, applied to the top and bottom of the middle layer is a layer of conventional wood-based material, for example MDF or HDF board, on both sides applied a layer of melamine resin film.
  • the thickness of the multilayer body according to the invention varies with the field of application and is generally in the range of 0.5 to 300 mm, preferably in the range of 10 to 200 mm, in particular 15 to 100 mm.
  • the thickness ratios of the layers of the multilayer body according to the invention are variable. Usually, the outer layers of the multilayer body according to the invention, taken alone or in total, are thinner than the layer of the shaped body according to the invention.
  • the thickness of the middle layer of the inventive shaped body is in the range from 20% to 99%, preferably 50% to 99%, particularly preferably 60 % to 99%.
  • the present invention relates to a process for the preparation of multilayer bodies according to the invention, as defined above, preferably in the form of a plate, wherein the molding according to the invention is prepared as described above and then applying the further layers.
  • Preferred methods for producing multilayer bodies according to the invention are the following:
  • a conventional binder preferably aminoplast resin, for example, urea-formaldehyde resin
  • glued wood chips are scattered as usual for the production of outer layers.
  • the cover layer material is scattered onto the forming belt, then the molded article according to the invention is placed on it and its surface finally covered with the second fraction of covering layer material.
  • the three-layer arrangement thus produced is precompressed cold (usually at room temperature) and then hot pressed.
  • the pressing can after all that Expert known methods take place.
  • the three-layer mass is pressed at a press temperature of 150 0 C to 230 0 C to the desired thickness.
  • the pressing time is normally 3 to 15 seconds per mm plate thickness. This gives a three-layer chipboard.
  • This three-layer plate can then be further processed directly on site, for example in a directly downstream of the pressing plant for further processing or the three-layer plate can be further processed after intermediate storage and / or shipping.
  • One or both surfaces of the three-layered plate thus obtainable can then be coated with films or films, for example of thermoplastics, such as PVC or with impregnating resin films or with metal foils or layers, with the usual coating methods for the respective type of film.
  • films or films for example of thermoplastics, such as PVC or with impregnating resin films or with metal foils or layers, with the usual coating methods for the respective type of film.
  • a precondensate foam is produced according to the above described foaming foam or impact foam method.
  • a HDF or MDF board or chipboard coated on one side with melamine impregnated resin film is placed with the coated side facing downwards.
  • the precondensate foam is filled into the frame mold on the uncoated side of the HDF or MDF board or chipboard.
  • a second HDF or MDF board or chipboard coated with melamine impregnating resin film on one side is placed on the precondensate foam with the uncoated side facing the precondensate foam.
  • the frame mold is closed from the bottom and top with two heating plates of the temperature of 10 to 250 0 C and the contents of the frame-form is cured whereby no external pressure is exerted on the pre-condensate during curing or condensation of Prekondensatschaumes takes place.
  • the present invention relates to the use of the shaped article according to the invention and the multilayer body according to the invention for the production of articles of all kinds, for example furniture, furniture parts or packaging materials, the use of the shaped article according to the invention and the multilayer body according to the invention in the construction sector.
  • articles of all kinds for example furniture, furniture parts or packaging materials
  • objects of all kinds are beside Furniture, furniture parts and packaging materials, wall and ceiling elements, doors and floors.
  • Examples of furniture or furniture parts are kitchen furniture, cabinets, chairs, tables, worktops, for example for kitchen furniture, desk tops.
  • packaging materials are boxes, boxes.
  • Examples of the construction sector are building construction, civil engineering, interior construction, tunneling, where the shaped body according to the invention and the multilayer body according to the invention can be used as shuttering panels or as a carrier.
  • the advantages of the present invention lie in the low density of the shaped body according to the invention and the multilayer body according to the invention, wherein a good mechanical stability is maintained with low thickness swelling.
  • the shaped body according to the invention and the multilayer body according to the invention can be produced easily; there is no need to convert the existing chipboard plants for the production of the multilayer body according to the invention.
  • a further advantage of the shaped body according to the invention and of the multilayer body according to the invention is its good coatability with films of all kinds, especially melamine resin films.
  • the available coated multi-layer bodies according to the invention are distinguished by a smooth surface without disturbing structures.
  • Example 2 Blowing foam by stirring in air
  • Example 5 Five-layer molded article A precondensate foam according to Example 3 was produced.
  • a HDF plate (5cm x 5cm (inside dimension) x 2cm) coated on one side with melamine impregnated resin film was placed with the coated side down.
  • the precondensate foam was filled into the mold and a second HDF sheet (5 cm ⁇ 5 cm ⁇ 0.5 cm) coated on one side with melamine impregnated resin film was placed with the uncoated side on the precondensate foam.
  • the frame shape was heated from top to bottom with 170 0 C hot plates for 5 minutes heated.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Stoffs enthaltend 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% lignocellulosehaltige Partikel wobei man a) eine Mischung gegebenenfalls enthaltend die Komponente A), welche lignocellulosehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), enthaltend ein Emulgator C), gegebenenfalls enthaltend ein Treibmittel D) und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E) sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind, in einen schaumförmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt und b1) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) enthalten ist, den entstandenen Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250°C aushärtet, b2) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) nicht enthalten ist, diese dem entstandenen Schaum zumischt und den hieraus resultierenden Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250°C aushärtet, wobei das Überführen in den schaumförmigen Zustand a) und das Aushärten b1) und b2) ohne extern angelegten Druck erfolgen.

Description

Leichte Holzwerkstoffe mit guten mechanischen Eigenschaften
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stoffs enthaltend 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% lignocellulosehaltige Partikel wobei man a) eine Mischung gegebenenfalls enthaltend eine Komponente A), welche lignocellulosehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), enthaltend einen Emulgator C), gegebenenfalls enthaltend ein Treibmittel D) und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E) sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind, in einen schaum- förmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt und b1) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) enthalten ist, den entstandenen Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C aushärtet, b2) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) nicht enthalten ist, diese dem entstandenen Schaum zumischt und den hieraus resultierenden Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C aushärtet, wobei das Überführen in den schaumförmigen Zustand a) und das Aushärten b1) und b2) ohne extern angelegten Druck erfolgen.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, wie in den Ansprüchen definiert, einen Stoff wie in den Ansprüchen definiert, Formkörper und mehrschichtige Formkörper wie in den Ansprüchen definiert sowie ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Formkörpern wie in den Ansprüchen definiert.
Holzwerkstoffe, insbesondere mehrschichtige Holzwerkstoffe, sind eine kostengünstige und Ressourcen schonende Alternative zu Massivholz und haben große Bedeutung insbesondere im Möbelbau, bei Laminatfußboden und als Baumaterialien erlangt. Als Ausgangsstoffe dienen Holzpartikel unterschiedlicher Stärke, z. B. Holzspäne oder Holzfasern aus verschiedenen Hölzern. Solche Holzpartikel werden üblicherweise mit natürlichen und/oder synthetischen Bindemitteln und gegebenenfalls unter Zugabe weiterer Additive zu platten- oder strangförmigen Holzwerkstoffen verpresst.
Um gute mechanische Eigenschaften der Holzwerkstoffe zu erzielen, werden diese mit einer Dichte von ca. 650 kg/m3 und mehr hergestellt. Anwendern, insbesondere Privatkonsumenten, sind Holzwerkstoffe dieser Dichte oder die entsprechenden Teile, wie Möbel, oft zu schwer.
Der industrielle Bedarf an leichten Holzwerkstoffen ist daher in den letzten Jahren stetig gestiegen, insbesondere seit Mitnahmemöbel an Beliebtheit gewonnen haben. Ferner bedingt der steigende Ölpreis, der zu einer fortwährenden Verteuerung von bei- spielsweise den Transportkosten führt, ein verstärktes Interesse an leichten Holzwerkstoffen.
Zusammengefasst sind leichte Holzwerkstoffe aus den folgenden Gründen von großer Bedeutung:
Leichte Holzwerkstoffe führen zu einer einfacheren Handhabbarkeit der Produkte durch den Endkunden, beispielsweise beim Einpacken, Transportieren, Auspacken oder Aufbauen der Möbel.
Leichte Holzwerkstoffe führen zu geringeren Transport- und Verpackungskosten, ferner können bei der Herstellung von leichten Holzwerkstoffen Materialkosten eingespart werden.
Leichte Holzwerkstoffe können beispielsweise beim Einsatz in Transportmitteln zu einem geringeren Energieverbrauch dieser Transportmittel führen. Ferner können unter Verwendung von leichten Holzwerkstoffen beispielsweise materialaufwendige Dekorteile, wie derzeit in Mode gekommene dickere Arbeitsplatten und Wangen bei Küchen, kostengünstiger angeboten werden.
Vor diesem Hintergrund besteht der Wunsch leichte Holzwerkstoffe mit nach wie vor guten Anwendungs- und Verarbeitungseigenschaften zur Verfügung zu stellen.
Im Stand der Technik finden sich Vorschläge, die Dichte der Holzwerkstoffe durch Zu- sätze zum Leim zu verringern.
US 4,613,627 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines geformten fasrigen Produkts indem man a) festen Binder, nämlich (modifizierte) Stärke, Latex, Gips, Silikate oder Zemente, und ein Detergenz als Aufschäum-Agenz in Wasser mischt; b) diese Mischung unter Rühren mit Luft aufschäumt; c) diesen Schaum mit Fasern (zum Beispiel Holzfasern) mischt; d) daraus einen Körper formt und e) diesen Körper härtet. US 4,613,627 offenbart keine Aminoplast-Harze und US 4,613,627 übt Druck auf die aufgeschäumte Masse aus, beispielsweise in einer üblichen Plattenpresse.
DE-OS 21 02 738 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Spanplatten oder Spankörpern indem den Holzspänen ein mit Treibmittel (zum Beispiel n-Pentan) versetztes verschäumbares Aminoplast in Lösung zugesetzt wird und dieser Rohling unter Wärme gepresst wird. DE-OS 21 02 738 beschreibt außerdem in dem Beispiel die Herstellung einer Dreischichtplatte worin die Mittelschicht unter Verwendung einer wässrigen, mit n-Pentan versetzten, Harnstoff-Formaldehydharzlösung erhalten wird. DE-OS 21 02 738 offenbart nicht die Verwendung von Härter und erklärt, auf Seite 6, erster Absatz, dass ein Bindemittel bei der Herstellung der Platten entbehrlich sei. Der aufgeschäumte Körper wird unter Druck, nämlich durch Aufschäumen der Rohmasse während des Pressens erhalten. DE-OS 21 02 738 macht darüber hinaus keine Angaben zur Dichte der erhältlichen Platten.
Die Auslegeschrift DE 1 247 016 beschreibt das Vermischen von wässriger Sulfitablauge (etwa 37% Lignin als Lignosulfonsäure und etwa 6 % Kalziumoxid), wässrigem Melamin-Harnstoff-Formaldehydharz und Kreide als Treibmittel bei Raumtemperatur, wobei die Mischung schäumt. Während des Schäumens werden der Mischung Sägespäne und Torf zugesetzt, die Mischung wird in eine Form gefüllt und die Mischung wird bei Raumtemperatur aushärten lassen. DE 1 247 016 offenbart nicht den Zusatz von Tensiden bei der Schaumherstellung.
DE 10 2007 009 127 A beschreibt einen offenzelligen Schaumstoff auf Basis eines Aminoplasten, der einen faserförmigen Füllstoff enthält; als faserförmiger Füllstoff wer- den abschließend Glasfasern, Kohlenstoff-Fasern oder Melaminharzfasern aufgezählt.
Der Nachteil des Standes der Technik besteht zusammengefasst darin, dass die Bindemittel oder die Fasern keine gut und günstig erhältlichen Ausgangsprodukte sind sowie die beschriebenen Werkstoffe zum Beispiel für die Möbelherstellung eine zu geringe mechanische Festigkeit, wie beispielsweise einen zu geringen Schraubenauszugswiderstand, aufweisen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, leichte holzhaltige Stoffe und leichte Formkörper aufzuzeigen, die eine im Vergleich zu den handelsüblichen HoIz- Werkstoffen geringere Dichte aufweisen bei guten mechanischen Festigkeiten und guten Verarbeitungseigenschaften.
Die mechanische Festigkeit der erfindungsgemäßen Formkörper kann vorzugsweise durch die Messung der Druckfestigkeit nach EN 826 festgestellt werden.
Weiterhin sollte die Dickenquellung der der erfindungsgemäßen Formkörper durch die verringerte Dichte nicht negativ beeinträchtigt werden.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren wie in den Ansprüchen definiert. Die Aufgabe wurde außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, wie in den Ansprüchen definiert, einen Schaum wie in den Ansprüchen definiert, Formkörper und mehrschichtige Formkörper wie in den Ansprüchen definiert sowie ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Formkörpern wie in den Ansprüchen definiert.
Die Komponente A) enthält lignocellulosehaltige Partikel. Lignocellulosehaltige Partikel sind zum Beispiel Stroh oder Holzteile, wie Holzlagen, Holzstreifen, Holzspäne, Holzfasern oder Holzstaub, wobei Holzspäne, Holzfasern und Holzstaub bevorzugt sind. Die lignocellulosehaltigen Partikel können auch von holzfa- serhaltigen Pflanzen, wie Flachs, Hanf, stammen. Ausgangsmaterialien für solche Holzteile oder Holzpartikel sind üblicherweise Durchforstungshölzer, Industrieresthölzer und Gebrauchthölzer sowie holzfaserhaltige Pflanzen.
Die Aufbereitung zu den gewünschten lignocellulosehaltigen Partikeln, beispielsweise Holzpartikel, erfolgt nach bekannten Verfahren, siehe zum Beispiel M. Dunky, P. Niemt, Holzwerkstoffe und Leime, S. 91-156, Springer Verlag Heidelberg, 2002.
Bevorzugte lignocellulosehaltige Partikel sind Holzpartikel, besonders bevorzugt Holzfasern, wie sie für die Herstellung von MDF- und HDF-Platten eingesetzt werden.
Für die Herstellung der bevorzugten Holzpartikel kommt jede beliebige Holzart in Frage; gut geeignet sind beispielsweise Fichten-, Buchen-, Kiefern-, Lärchen-, Linden-, Pappeln-, Eschen-, Kastanien- oder Tannenholz, bevorzugt sind Fichten- und/oder Buchenholz, insbesondere Fichtenholz.
Neben den lignocellulosehaltigen Partikeln kann die Komponente A) weitere natürliche oder synthetische anorganische oder organische Bestandteile in Partikelform, vorzugsweise in Faserform enthalten, vorzugsweise: synthetische organische Fasern, wie Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polyolefinfasern, Melamin-Formaldehydharzfasern; natürliche oder synthetische anorganische Fasern, wie Mineralwolle, „Rock Wool", Wollastonit, Kaolin, Glaswolle, Glasfasern.
Derartige natürliche oder synthetische anorganische oder organische Fasern haben üblicherweise einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 1 Mikrometer bis zu 2,5 cm, vorzugsweise im Bereich von 1 Mikrometer bis zu 0,5 cm. Derartige natürli- che oder synthetische anorganische oder organische Fasern haben üblicherweise eine Länge im Bereich von 0,01 cm bis 5 cm.
Der Gehalt der lignocellulosehaltigen Partikel, vorzugsweise der Holzpartikel, in der Komponente A) liegt im Bereich von 10 Gew.-% bis 100 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 50 Gew.-% bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 75 Gew.-% bis
100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente A). Der zu 100 Gew.-% fehlende Anteil entfällt auf die oben definierten weiteren natürliche oder synthetische anorganische oder organische Bestandteile der Komponente A) in Partikelform, vorzugsweise in Faserform.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente A) ausschließlich lignocellulosehaltige Partikel. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente A) ausschließlich Holzpartikel, besonders bevorzugt Holzfasern, wie sie für die Herstellung von MDF- und HDF-Platten eingesetzt werden.
Der Anteil der lignocellulosehaltigen Partikel im erfindungsgemäßen Stoff liegt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 35 Gew.-%.
Als Bindemittel B) können alle dem Fachmann für die Herstellung von Holzwerkstoffen bekannten Bindemittel verwendet werden, zum Beispiel Phenol-Formaldehyd-Harze, Aminoplastharze, organische Isocyanate oder deren Mischungen. Bevorzugt sind Aminoplastharze oder Mischungen von Aminoplastharzen mit organischen Isocyanaten, wie PMDI.
Eine Komponente des Bindemittels B) sind die dem Fachmann bekannten, für Aminoplastharze im allgemeinen eingesetzten und üblicherweise als Härter bezeichneten Substanzen, wie Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat oder anorganische oder organische Säuren, zum Beispiel Schwefelsäure, Ameisensäure, oder säureregenerierende Substanzen, wie Aluminiumchlorid, Aluminiumsulfat, jeweils in den üblichen, geringen Mengen, beispielsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Aminoplastharz im Bindemittel B).
Der Härter kann zu einem beliebigen Zeitpunkt, vor oder während der Schaumherstellung, dem Aminoplastharz zugesetzt werden, vorzugsweise wird der Härter kurz, zum Beispiel wenige Sekunden, vor dem Aufschäumvorgang dem Aminoplastharz zugesetzt.
Als Aminoplastharz werden hier Polykondensationsprodukte aus Verbindungen mit mindestens einer, gegebenenfalls teilweise mit organischen Resten substituierten, Carbamidgruppe (die Carbamidgruppe wird auch Carboxamidgruppe genannt) und einem Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd, verstanden.
Als gut geeignetes Aminoplastharz können alle dem Fachmann, vorzugsweise die für die Herstellung von Holzwerkstoffen bekannten, Aminoplastharze verwendet werden. Derartige Harze sowie ihre Herstellung sind beispielsweise in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4., neubearbeitete und erweiterte Auflage, Verlag Chemie, 1973, Seiten 403 bis 424 „Aminoplaste" und Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A2, VCH Verlagsgesellschaft, 1985, Seiten 115 bis 141 „Amino Resins" sowie in M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, Springer 2002, Seiten 251 bis 259 (UF-Harze) und Seiten 303 bis 313 (MUF und UF mit geringer Menge Melamin) beschrieben.
Bevorzugte Aminoplastharze sind Polykondensationsprodukte aus Verbindungen mit mindestens einer, auch teilweise mit organischen Resten substituierten, Carbamid- gruppe und Formaldehyd.
Besonders bevorzugte Aminoplastharze sind Harnstoff-Formaldehydharze (UF-Harze), Melamin-Formaldehydharze (MF-Harze) oder melaminhaltige Harnstoff-Formaldehyd- harze (MUF-Harze).
Ganz besonders bevorzugte Aminoplastharze sind Harnstoff-Formaldehydharze, beispielsweise Kaurit®-Produkte der Firma BASF SE und Melamin-Formaldehydharze (MF-Harze), beispielsweise Kauramin®-Produkte der Firma BASF SE.
Weiterhin ganz bevorzugte Aminoplastharze sind Polykondensationsprodukte aus Verbindungen mit mindestens einer, auch teilweise mit organischen Resten substituierten, Aminogruppe und Aldehyd, worin das molare Verhältnis Aldehyd : gegebenenfalls teilweise mit organischen Resten substituierten Amino-Gruppe im Bereich von 0,3 bis 1 ,0, bevorzugt 0,3 bis 0,60, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45, ganz besonders bevorzugt 0,30 bis 0,40 liegt.
Weiterhin ganz bevorzugte Aminoplastharze sind Polykondensationsprodukte aus Verbindungen mit mindestens einer Aminogruppe -NH2 und Formaldehyd, worin das mola- re Verhältnis Formaldehyd : -NH2-Gruppe im Bereich von 0,3 bis 1 ,0, bevorzugt 0,3 bis 0,60, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45, ganz besonders bevorzugt 0,30 bis 0,40 liegt.
Weiterhin ganz bevorzugte Aminoplastharze sind Harnstoff-Formaldehydharze (UF- Harze), Melamin-Formaldehydharze (MF-Harze) oder melaminhaltige Harnstoff-Form- aldehydharze (MUF-Harze), worin das molare Verhältnis Formaldehyd : -NH2-Gruppe im Bereich von 0,3 bis 1 ,0, bevorzugt 0,3 bis 0,60, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45, ganz besonders bevorzugt 0,30 bis 0,40 liegt.
Weiterhin ganz bevorzugte Aminoplastharze sind Harnstoff-Formaldehydharze (UF- Harze), worin das molare Verhältnis Formaldehyd : -NH2-Gruppe im Bereich von 0,3 bis 1 ,0, bevorzugt 0,3 bis 0,60, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,45, ganz besonders bevorzugt 0,30 bis 0,40 liegt.
Die genannten Aminoplastharze, die hier auch als „Vorkondensate" bezeichnet wer- den, werden üblicherweise in flüssiger Form, meist in einem flüssigen Suspendiermittel, wie Wasser, suspendiert oder gelöst, vorzugsweise in wässriger Suspension oder Lösung, eingesetzt. Die genannten Aminoplastharze können aber auch als Feststoff eingesetzt werden.
Der Feststoffgehalt der flüssigen Aminoplastharzprodukte, vorzugsweise wässrigen Lösungen oder Suspensionen, liegt üblicherweise bei 25 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise bei 50 bis 70 Gew.-%.
Der Feststoffgehalt des Aminoplast-Harzes in wässriger Suspension kann nach Günter Zeppenfeld, Dirk Grunwald, Klebstoffe in der Holz- und Möbelindustrie, 2. Auflage, DRW-Verlag, Seite 268 bestimmt werden. Zur Bestimmung des Feststoffgehalts von Aminoplast-Leimen wird 1 g Aminoplast-Leim in eine Wägeschale genau eingewogen, am Boden fein verteilt und 2 Stunden bei 120 0C in einem Trockenschrank getrocknet. Nach Temperierung auf Raumtemperatur in einem Exsikkator wird der Rückstand gewogen und als prozentualer Anteil der Einwaage berechnet.
Die Aminoplastharze werden nach bekannten Verfahren (siehe oben angegebene UII- mann-Literatur „Aminoplaste" und „Amino Resins", sowie oben angegebene Literatur Dunky et al.) durch Umsetzen der Carbamidgruppen-haltigen Verbindungen, vorzugsweise Harnstoff und/oder Melamin, mit den Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd, in den gewünschten Molverhältnissen Carbamidgruppe : Aldehyd, vorzugsweise in Wasser als Suspendiermittel, hergestellt.
Das Einstellen des gewünschten molaren Verhältnisses Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd : gegebenenfalls teilweise mit organischen Resten substituierten Amino- Gruppe kann auch durch Zusatz von -NH2-Gruppen-tragenden Monomeren zu formal- dehydreicheren fertigen, vorzugsweise kommerziellen, Aminoplastharzen geschehen. NH2-Gruppen-tragende Monomere sind vorzugsweise Harnstoff, Melamin, besonders bevorzugt Harnstoff.
Der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehaltigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) richtet sich nach dem gewünschten Anteil der lignocellulosehaltigen Partikel im erfindungsgemäßen Stoff.Üblicherweise liegt der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehal- tigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 bis 90 Gew.-%.
Als Emulgator C) können anionische, kationische und nichtionische Tenside sowie beliebige Gemische aus diesen Komponenten verwendet werden.
Geeignete anionische Tenside sind Diphenylenoxidsulfonate, Alkan- und Alkylbenzol- sulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Fettalkohol- sulfate, Ethersulfate, alpha-Sulfofettsäureester, Acylaminoalkansulfonate, Acylisethio- nate, Alkylethercarboxylate, N-Acylsarcosinate, Alkyl- und Alkyletherphosphate. Als nichtionische Tenside können Alkylphenolpolyglykolether, Fettalkoholpolyglykolether, Fettsäurepolyglykolether, Fettsäurealkanolamide, EO/PO-Blockcopolymere, Aminoxi- de, Glycerinfettsäureester, Sorbitanester und Alkylpolyglucoside verwendet werden.
Als kationische Emulgatoren kommen Alkyltriammoniumsalze, Alkylbenzyldimethy- lammoniumsalze und Alkylpyridiniumsalze zum Einsatz.
Im lignocellulosehaltigen Stoff liegt der Anteil des Emulgators C) üblicherweise im Bereich von 0,5 Gew,-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 7,5 Gew.-% Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel B) als Feststoff gerechnet.
Treibmittel D) können physikalische und/oder chemische Treibmittel sein.
Unter physikalischen Treibmitteln sind hierin solche chemischen Stoffe zu verstehen, die, um zum Aufschäumen geeignet zu sein, nicht chemisch zerfallen müssen.
Unter chemischen Treibmitteln sind hierin solche chemischen Stoffe zu verstehen, die, um zum Aufschäumen geeignet zu sein, chemisch zerfallen und hierbei in der Regel Zerfallsprodukte erzeugen, die bei 20 0C unter 1 atm gasförmig sind.
Es können auch Gemische aus chemischen und physikalischen Treibmitteln eingesetzt werden.
Geeignete physikalische Treibmittel sind Gase oder auch Flüssigkeiten, deren Siedepunkt unter der Temperatur beim Aufschäumvorgang liegen.
Gut geeignete physikalische Treibmittel sind solche chemischen Verbindungen oder deren Gemische, die bei 20 0C unter 1 atm flüssig sind, wie cyclische oder offenkettige Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel C1- bis C6-Alkane wie Methan, Ethan, n-Propoan, i-Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan, Cyclopentan, halogenierte, insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Äther; Ketone und Ester.
Gut geeignete physikalische Treibmittel sind auch solche chemischen Verbindungen oder deren Gemische, die bei 20 0C unter 1 atm als Gas vorliegen, zum Beispiel Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, besonders bevorzugt Luft.
Als chemische Treibmittel kommen zum Beispiel Isocyanate in Gemisch mit Wasser in Frage, wobei nach derzeitigem Kenntnisstand als wirksames Treibmittel Kohlendioxid freigesetzt wird, ferner Carbonate und Bicarbonate im Gemisch mit Säuren, die ebenfalls Kohlendioxid erzeugen, sowie Azoverbindungen, wie Azodicarbonamid. Die Menge des Treibmittels D) richtet sich in der Regel nach der erwünschten Dichte des zu erzielenden Schaums und ist abhängig von der Natur des Treibmittels, zum Beispiel Flüssigkeit oder Gas, in weiten Bereichen variierbar.
Im Falle eines flüssigen physikalischen Treibmittels kann der wäßrigen Lösung bzw. Dispersion der Komponente B) zwischen 1 und 40 Gew.-%, bezogen auf das Harz, eines physikalischen Treibmittels mit einem Siedepunkt zwischen 0 und 80 0C zugesetzt werden; bei Pentan sind es vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%.
Im Falle eines physikalischen Treibmittels das bei 20 0C unter 1 atm als Gas vorliegt ist eine Mengenmessung in der Regel nicht erforderlich, sondern der Schaum wird in der Regel auf ein bestimmtes Volumen aufgeschäumt.
Unter dem Begriff Additive E) sind alle dem Fachmann bekannten Additive zu verstehen, beispielsweise Wachse, Paraffinemulsion, flammhemmende Additive, Netzmittel, Salze, Schaumstabilisatoren, Rheologiehilfsmitte, Füllstoffe und übliche Formaldehydfänger, wie Harnstoff, Melamin oder Polyamine, zum Beispiel Polyethylenimim.
Diese Additive können in einer Menge von 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 20
Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf Bindemittel B) als Feststoff gerechnet, zugefügt werden.
Als Flüssigkeit F) ist jede Flüssigkeit anzusehen, in welcher die Komponenten A), B), C) und, falls vorhanden, D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind. Gut geeignete Flüssigkeiten F) sind Wasser sowie alle sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmittel, beispielsweise Alkohole, Ester Ketone, sowie jedwede Mischung sauerstoffhaltiger organischen Lösungsmittel, beispielsweise Alkohole, Ester Ketone, untereinander oder mit Wasser. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist Wasser alleine, also ohne Zusatz weite- rer Lösungs- oder Dispergiermittel.
Die Menge der Flüssigkeit F), bevorzugt sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmittel mit oder ohne Wasser, ganz bevorzugt Wasser alleine, liegt üblicherweise im Bereich von 10 Gew.-% bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe der Komponenten A), B), C) und falls vorhanden, D) und/oder E) sowie F).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt beschrieben.
Nachdem die Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A), D) und/oder E) vermischt wurden, wird die entstandene Mischung in einen schaumartigen Zustand überführt. Dies geschieht üblicherweise durch Aufschäumen der Mischung mit physikali- sehen und/oder chemischen Treibmitteln.
Für den Fall, dass der Schaum zunächst ohne Beisein der Komponente A) hergestellt wurde, wird die Komponente A), vorzugsweise Holzpartikel A), hiernach in der gewünschten Menge in den Schaum eingemischt.
Die Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A), D) und/oder E) werden üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80 0C, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 60 0C miteinander gemischt, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten variabel ist. Die Art und Menge der Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A)1D) und/oder E) folgt dem oben, bei den jeweiligen Komponenten Beschriebenen; dies gilt ausdrücklich auch für die jeweiligen Vorzugsbereiche der Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A), D) und/oder E).
Die lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise die Holzpartikel A), können roh oder vorbehandelt eingesetzt werden. Als Vorbehandlung kommen in Frage, zum Beispiel Acetylierung, Hydrophobierung und vorzugsweise Vorbehandlung mit einem üblichen Bindemittel, vorzugsweise Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin- Formaldehydharz oder PMDI. Die Vorbehandlung mit dem Bindemittel erfolgt in der Regel nach üblichen Verfahren, zum Beispiel durch Aufsprühen.
Die Menge des Vorbehandlungsmittels, vorzugsweise des Bindemittels in der Masse der vorbehandelten lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise Holzpartikel A), liegt im Bereich von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der vorbehandelten Partikel A). Vorzugsweise werden mit einem üblichen Bindemittel vorbehandelte („beleimte") lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise Holzpartikel A), eingesetzt.
Das Bindemittel B) kann in bereits, zum Beispiel in der Flüssigkeit F), suspendierter, vorzugsweise in Wasser suspendierter, Form vorliegen. Das Bindemittel B) kann aber auch durch Suspendieren oder Lösen des reinen und/oder trockenen Bindemittels B), beispielsweise sprühgetrockneten Aminoplast-Harzes, vorzugsweise Harnstoff- Formaldehyd-Harz oder Melamin-Formaldehyd-Harz in einem Suspendiermittel, wie der Flüssigkeit F), vorzugsweise Wasser, erhalten werden.
Das Bindemittel B) enthält den Härter in Art und Menge wie oben definiert. Der Härter kann allerdings zu einem beliebigen Zeitpunkt, vor oder während der Schaumherstellung, dem Aminoplastharz zugesetzt werden. Vorzugsweise wird der Härter kurz, zum Beispiel wenige Sekunden, vor dem Aufschäumvorgang dem Aminoplastharz zugesetzt.
Die erfindungsgemäße Mischung aus den Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A), D) und/oder E) kann durch diverse Verfahrensvarianten in einen Schaum der die lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise Holzpartikel A) enthält, übergeführt werden. Ein so erhältlicher noch nicht ausgehärteter Schaum wird im folgenden auch „Präkondensatschaum" genannt. Die Bedeutung von „noch nicht ausgehärtet" ist dem Fachmann auf dem Gebiet der Aminoplastharze und Duroplaste klar. Üblicherweise beginnt das Aminoplastharz nach der Zugabe des Härters zu Kondensieren („Aushärten"). Dies kann langsam oder schnell gehen und wird üblicherweise durch Temperaturerhöhung beschleunigt. Solange der erfindungsgemäße Präkondensatschaum noch nicht fest und noch leicht verformbar ist, ist er noch nicht ausgehärtet. Im Gegensatz dazu ist ein ausgehärteter, erfindungsgemäßer Stoff fest und thermoplastisch nicht mehr verformbar.
Bei einer geeigneten Verfahrensvariante des Aufschäumens - hier auch „Treibschaumverfahren" genannt - werden bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80 0C, zu einer wässrigen Suspension des Bindemittels B), welches den Härter in einer Men- ge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% bezogen auf die Harzkomponente in B) enthält, der Emulgator C) in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Harzkomponente in B), das Treibmittel D), vorzugsweise Ci-Cβ-Kohlenwasser- stoff, besonders bevorzugt n-Pentan, in einer Menge im Bereich von 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die
Harzkomponente in B) zugegeben und anschließend die lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise Holzpartikel A), in einer Menge im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 35 Gew.-% bezogen auf die Summe der Komponenten A) und B) zugegeben und gemischt. Der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehaltigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) richtet sich nach dem gewünschten Anteil der lignocellulosehaltigen Partikel im erfindungsgemäßen Stoff. Vorzugsweise liegt der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehaltigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 bis 90 Gew.-%.
Dann wird die Mischung durch Eintragung von Energie aufgeschäumt. Die Energieein- tragung kann auf verschiedene Arten erfolgen.
Üblicherweise nimmt man zum Energieeintragungen beim Treibschaumverfahren die in der Melaminharz- oder Polyurethanschaumstofftechnik bekannten Verfahren. Eine geeignete Methode der Energieeintragung ist das Einstrahlen von Mikrowellenenergie zum Beispiel bei 2,54 GHz. Weitere geeignete Methoden sind Energieeintragung durch IR-Strahlung, wie Wärme. Dieses Treibschaumverfahren ist besonders geeignet bei der Verwendung der hierin beschriebenen physikalischen Treibmittel die bei 20 0C unter 1 atm flüssig sind, wie cyclische oder offenkettige Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Cr bis C6-Alkane wie Methan, Ethan, n-Propoan, i-Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan, Cyclopen- tan, halogenierte, insbesondere fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie Freon, Alkohole, wie Methanol, Äther, wie Diethylether, Ketone, wie Aceton und Ester, wie Methylformiat oder bei der Verwendung der hierin beschriebenen chemischen Treibmittel, zum Beispiel Isocyanate (in Gemisch mit Wasser) ferner Carbonate und Bicarbonate (im Gemisch mit Säuren), sowie Azoverbindungen, wie Azodicarbonamid.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante des Aufschäumens - hier auch „Schlagschaumverfahren" genannt - wird bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80 0C, zu einer wässrigen Lösung des Emulgators C) unter Rühren mit einem Schlagwerk („Küchenmaschine"), was hierin auch als „mechanisch aufschäumendes Mischen" genannt wird, das physikalische Treibmittel D) welches bei 20 0C unter 1 atm als Gas vorliegt, zum Beispiel Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, besonders bevorzugt Luft und das Bindemittel B) als Suspension, bevorzugt wässrige Suspension, eingetragen. Der Eintrag des genannten Treibmittels D) wird dann gegebenenfalls solange fortgesetzt bis ein Schaum entstanden ist. In diesen Schaum werden dann, bevorzugt bei weiterlau- fendem Schlagwerk, die Holzpartikel A) eingemischt.
Bei einer Variation dieses Verfahrens werden alle Komponenten, also auch die Komponente A), vermischt und dann mit einem Schlagwerk („Küchenmaschine") aufgeschäumt.
Bei diesen Verfahren werden die Komponenten in der Regel in folgenden Mengen eingesetzt:
Der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehaltigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) richtet sich nach dem gewünschten Anteil der lignocellulosehaltigen Partikel im erfindungsgemäßen Stoff. Vorzugsweise liegt der Anteil des Bindemittels B), ohne Lösungsmittel, aber mit Härter, in der Mischung aus Bindemittel B) und lignocellulosehaltigen Partikeln A), vorzugsweise Holzpartikeln A) im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 bis 90 Gew.-%.
Das Bindemittel B) enthält einen Härter in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Harzkomponente in B). Der Emulgator C) liegt vor in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Harzkomponente in B). Das Treibmittel D), vorzugsweise d-Cβ-Kohlenwasserstoff, besonders bevorzugt n-Pentan, liegt vor in einer Menge im Bereich von 1 bis 25 Gew.-%, vor- zugsweise im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Harzkomponente in B). Die lignocellulosehaltigen Partikel A), vorzugsweise Holzpartikel A), liegen vor in einer Menge im Bereich von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 45 Gew.-% , besonders bevorzugt 10 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Kom- ponenten A) und B), vor.
Dieses Schlagschaumverfahren ist besonders geeignet bei der Verwendung der hierin beschriebenen physikalischen Treibmittel D) die bei 20 0C unter 1 atm als Gas vorliegen, zum Beispiel Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, besonders bevorzugt Luft.
Das Überführen der erfindungsgemäßen Mischung aus den Komponenten B), C), F) und falls vorhanden, A), D) und/oder E) in den schaumförmigen Zustand findet ohne extern angelegten Druck statt. Dies bedeutet, dass die Schaumherstellung ohne Pressen und/oder Verdichten - also ohne Druck-ausübende Einwirkung einer fremden Kraft, wie beispielsweise in einer Plattenpresse - der aufzuschäumenden Masse stattfindet.
Der Präkondensat-Schaum wird dann bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 2000C, ausgehärtet, ebenfalls ohne extern angelegten Druck. Das Produkt der Aushärtung ist fest und thermoplastisch nicht mehr verformbar.
In einem gut geeigneten Aushärtungsverfahren wird der Präkondensatschaum zwischen zwei heißen Platten einer Temperatur im Bereich von 60 bis 250 0C, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 200 0C, angeordnet und ohne Fremddruck auf den Prä- kondensatschaum auszuüben wird der Präkondensatschaum so erwärmt. Die Dauer der Erwärmung liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 15 Minuten.
Gut geeignete Vorrichtungen für dieses Verfahren sind übliche Heizpressen die in der Spanplattentechnologie angewendet werden, wobei beim erfindungsgemäßen Verfah- ren darauf zu achten ist, dass in diesen Heizpressen kein externer Druck auf den Präkondensatschaum ausgeübt wird und darauf zu achten ist, dass keine Verdichtung des Präkondensatschaumes stattfindet.
Die Aushärtung kann formgebend oder nicht-formgebend erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Aushärtung formgebend.
Hierzu bringt man den Präkondensatschaum, welcher die Komponente A) enthält und welcher erhältlich ist nach dem oben beschriebenenTreibschaumverfahren oder dem oben beschriebenen Schlagschaumverfahren, in die gewünschte Form und härtet ihn nach den oben beschriebenen Aushärtungs-Verfahren aus. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Präkondensatschaums ist seine Stabilität und er lässt sich gut, mit den bekannten Methoden, umfüllen oder in Hohlräume einfüllen. Durch das Einfüllen in beliebige Hohlkörperformen lassen sich auch und besonders sehr unregelmäßig geformte Formkörper (beispielsweise Ornamente, Stuckimitate) nach der Aushärtung und Entformung gewinnen.
Die gewünschten Formen können eine regelmäßige oder unregelmäßige Raumform einnehmen. Als gewünschte Formen kommen die folgenden beispielhaft in Frage: alle regelmäßigen Formkörper, wie Kugeln, Zylinder, Quader, Platten; alle unregelmäßigen Formen wie unregelmäßig geformte Hohlräume, Ornamente.
Bevorzugte gewünschte Formen sind flächig, besonders bevorzugt ist die Form einer Platte.
Gut geeignete Verfahren zur Herstellung eines quaderförmigen, bevorzugt plattenför- migen Formkörpers sind hiernach beschrieben:
Variante I) Treibschaum
Eine Mischung enthaltend die Komponente A), wie oben definiert, welche lignocellu- losehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), wie oben definiert, enthaltend einen Emulgator C), wie oben definiert, enthaltend ein Treibmittel D), wie oben definiert und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E), wie oben definiert sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C), D) und E) löslich oder dispergierbar sind, wie oben definiert, wird mit dem oben definierten Treibschaumverfahren in einen schaumförmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt.
Dann wird der entstandene Präkondensatschaum in einen, vorzugsweise rechtwinkligen, Rahmen übergeführt und darin gleichmäßig verteilt. Danach wird der Rahmen schlüssig zwischen zwei parallele Heizplatten angeordnet und der Präkondensatschaum bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 0C, wie oben beschrieben, ausgehärtet, wobei beim Aushärten kein externer Druck auf den Präkondensatschaum ausgeübt wird oder eine Verdichtung des Präkondensatschaumes stattfindet.
Der so gehärtete Formkörper wird dem Rahmen entnommen und kann weiterverarbeitet werden.
Der Präkondensatschaum kann separat hergestellt werden und zum Aushärten in die dafür vorgesehenen Form, beispielsweise einen Rahmen, umgefüllt werden. Der Präkondensatschaum kann bis zu einem Zeitraum von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden gelagert werden. Der Präkondensatschaum kann allerdings auch direkt in der dafür vorgesehenen Form, zum Beispiel Rahmen, hergestellt werden und danach unmittelbar durch Einwirkung von Wärme, wie oben beschrieben, ausgehärtet werden. Herstellung des Präkonden- satschaums und dessen Härtung durch Einwirkung von Wärme, können sich jedoch auch zeitlich überlagern.
Die Höhe des Rahmens gibt die maximale Höhe des plattenförmigen Formkörpers wieder.
Die Dichte des plattenförmigen Formkörpers wird in der Regel im Falle des Treibschaumverfahrens durch die Menge der Komponenten A) bis C) und das gewünschte Volumen des Formkörpers, vorgegeben durch das Volumen der Form, berechnet und eingestellt.
Variante II) Schlagschaum
Es wird bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80 0C, zu einer wässrigen Lösung des Emulgators C) unter Rühren mit einem Schlagwerk („Küchenmaschine"), was hier- in auch als „mechanisch aufschäumendes Mischen" genannt wird, das physikalische Treibmittel D) welches bei 20 0C unter 1 atm als Gas vorliegt, zum Beispiel Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, besonders bevorzugt Luft und das Bindemittel B) als Suspension, bevorzugt wässrige Suspension, eingetragen. Der Eintrag des genannten Treibmittels D) wird dann gegebenenfalls solange fortgesetzt bis ein Schaum entstan- den ist. In diesen Schaum werden dann, bevorzugt bei weiterlaufendem Schlagwerk, die Holzpartikel A) eingemischt.
Bei einer Variation dieses Verfahrens werden alle Komponenten, also auch die Komponente A) vermischt und dann mit einem Schlagwerk („Küchenmaschine") aufge- schäumt.
Dann wird der entstandene, die Komponente A) enthaltende, Präkondensatschaum in einen, vorzugsweise rechtwinkligen, Rahmen übergeführt und darin gleichmäßig verteilt. Danach wird der Rahmen schlüssig zwischen zwei parallele Heizplatten angeord- net und der Präkondensatschaum bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 wie oben beschrieben ausgehärtet, wobei beim Aushärten kein externer Druck auf den Präkondensatschaum ausgeübt wird oder eine Verdichtung des Präkondensatschaumes stattfindet. Der so gehärtete Formkörper wird dem Rahmen entnommen und kann weiterverarbeitet werden.
Der so mit dem Schlagschaumverfahren erhältliche Präkondensatschaum kann separat hergestellt werden und zum Aushärten in die dafür vorgesehenen Form, beispiels- weise einen Rahmen, umgefüllt werden. Der Präkondensatschaum kann bis zu einem Zeitraum von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden gelagert werden.
Die Höhe des Rahmens gibt die maximale Höhe des plattenförmigen Formkörpers wieder.
Im Falle des Schlagschaumverfahrens wird die Dichte des plattenförmigen Formkörpers in der Regel über die Menge des zudosierten physikalischen Treibmittels, wie Luft und die Menge der Komponenten A) bis C) sowie Volumen des Formkörpers, vorgege- ben durch das Volumen der Form, gesteuert.
Die Anmeldung betrifft auch die nach den oben beschriebenen Verfahren erhältlichen gehärteten Formkörper (im folgenden auch „erfindungsgemäße Formkörper" genannt).
Die erfindungsgemäßen Formkörper können eine regelmäßige oder unregelmäßige Raumform einnehmen. Als gewünschte Formen kommen die folgenden beispielhaft in Frage: alle regelmäßigen Formkörper, wie Kugeln, Zylinder, Quader, Platten; alle unregelmäßigen Formen wie unregelmäßige Hohlräume, Ornamente.
Bevorzugte gewünschte Formen sind flächig, besonders bevorzugt ist die Form einer Platte.
Bevorzugte, erfindungsgemäße Formkörper enthalten ausschließlich lignocellulosehal- tige Partikel als Komponente A).
Weiter bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper enthalten ausschließlich Holz- Partikel als Komponente A).
Weiter bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper enthalten ausschließlich HoIz- Fasern oder Holz-Späne als Komponente A).
Die Dichte der erfindungsgemäßen Formkörper liegt im Bereich von 50 kg/m3 bis 700 kg/m3 , vorzugsweise im Bereich von 100 kg/m3 bis 500 kg/m3 , besonders bevorzugt 150 kg/m3 bis zu 350 kg/m3.
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper haben eine Dichte im Bereich von 100 g/cm3 bis 700 g/cm3, besonders bevorzugt 150 g/cm3 bis 500 g/cm3 und enthalten ausschließlich lignocellulosehaltige Partikel als Komponente A).
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper haben eine Dichte im Bereich von 100 g/cm3 bis 700 g/cm3, besonders bevorzugt 150 g/cm3 bis 500 g/cm3 und enthalten ausschließlich Holz-Partikel als Komponente A). Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper haben eine Dichte im Bereich von 100 g/cm3 bis 700 g/cm3, besonders bevorzugt 150 g/cm3 bis 500 g/cm3 und enthalten ausschließlich Holz-Fasern oder Holz-Späne als Komponente A).
Die erfindungsgemäßen Formkörper zeichnen sich vor allem durch folgende (physikalische) Eigenschaften und folgende Struktur aus:
Offenzelligkeit nach DIN ISO 4590 von mehr als 80 % und eine Druckfestigkeit (σ-10%) nach EN 826 von mehr als 100 kPa.
Die erfindungsgemäßen Formkörper zeichnen sich durch eine gute Schraubenauszugsfestigkeit aus.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin mehrschichtige Formkörper, die mindestens zwei Schichten enthalten, wobei mindestens eine Schicht, bei drei- und mehrschichtigen Formkörpern bevorzugt die mittlere(n) Schicht(en), einen erfindungsgemäßen Formkörper enthält oder enthalten wie er hierin beschrieben ist, im folgenden wird dieser mehrschichtige Formkörper auch „erfindungsgemäßer Mehrschichtkörper" genannt.
Bevorzugte Parameterbereiche sowie bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Formkörpers sind wie oben definiert, zum Beispiel enthalten bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper ausschließlich lignocellulosehaltige Partikel als Komponente A) oder weitere bevorzugte erfindungsgemäße Formkörper enthalten ausschließ- lieh Holz-Partikel als Komponente A).
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper können eine regelmäßige oder unregelmäßige Raumform einnehmen. Als gewünschte Formen kommen die folgenden beispielhaft in Frage: alle regelmäßigen Formkörper, wie Kugeln, Zylinder, Quader, Platten; alle unregelmäßigen Formen wie unregelmäßige Hohlräume, Ornamente.
Mittlere Schichten im Sinne der Erfindung sind alle Schichten, die nicht die äußeren Schichten sind.
Bevorzugte gewünschte Formen sind flächig, besonders bevorzugt liegt der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper in Form einer Platte vor.
Die Schicht oder die Schichten, die nicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper gebildet werden können aus allen geeigneten Stoffen gebildet werden, welche sich in eine Schicht überführen lassen. Bevorzugte Materialien für die Schicht oder die Schichten, die nicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper gebildet werden sind Melaminkunstharzfilme, Metalle, wie Stahl oder Aluminium, thermoplastische Kunststoffe, vorzugsweise in Form einer Folie, wie PVC, Polyamid, Polyurethan, bevorzugt PVC, Papier, Fliese, Textilien oder übliche Holzwerkstoffschichten, beispielsweise MDF-oder HDF-Platten.
Die Schicht oder die Schichten, die nicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper gebildet werden, werden mit den üblichen Methoden auf den erfindungsgemäßen Formkörper aufgebracht, zum Beispiel für den Fall der thermoplastischen Kunststoffe oder der Metalle oder der Papiere, Fliese, Textilien durch Verkleben mit einem Kleber, für den Fall der übliche Holzwerkstoffschichten durch Pressen.
Bevorzugte erfindungsgemäße Mehrschichtkörper enthalten eine mittlere Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper.
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Mehrschichtkörper sind in Form einer Platte und enthalten eine mittlere Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper.
Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Mehrschichtkörper sind in Form einer Platte und enthalten eine mittlere Schicht aus dem erfindungsgemäßen Holz-Formkörper, auf dessen Oberseite oder Unterseite oder auf dessen Ober- und Unterseite eine Schicht aus üblichem Holzwerkstoff, aufgebracht ist, nämlich solchem, der ohne Treibmittel hergestellt wird, beispielsweise MDF- oder HDF-Platte.
Für den Fall, dass nur die Oberseite oder die Unterseite des erfindungsgemäßen, vorzugsweise plattenförmigen, Werkstoffs mit einer üblichen Holzwerkstoffschicht versehen ist, ist die verbliebene freie Ober- beziehungsweise Unterseite des erfindungsgemäßen Formkörpers mit einer Schicht aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, wie PVC-Folie, oder einer Schicht aus Melaminharz-Film oder einer Metallschicht wie Alufolie versehen.
Bevorzugt sind die Oberseite und die Unterseite des erfindungsgemäßen Formkörpers mit einer üblichen Holzwerkstoffschicht, beispielsweise MDF- oder HDF-Platte, versehen auf die dann wiederum auf der Oberseite oder der Unterseite oder Ober- und Un- terseite eine Schicht aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, wie PVC-Folie, oder eine Schicht aus Melaminharz-Film oder eine Metallschicht oder eine Schicht aus Papier, Fliese, Textilien aufgebracht ist.
Weitere besonders bevorzugte erfindungsgemäße Mehrschichtkörper sind in Form einer Platte und haben folgenden Dreischicht-Aufbau: eine mittlere Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper, auf Ober- und Unterseite der mittleren Schicht aufgebracht eine Schicht aus Melaminharz-Film. Weitere besonders bevorzugte erfindungsgemäße Mehrschichtkörper sind in Form einer Platte und haben folgenden Fünfschicht-Aufbau: eine mittlere Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper, auf Ober- und Unterseite der mittleren Schicht aufge- bracht eine Schicht aus üblichem Holzwerkstoff, beispielsweise MDF- oder HDF-Platte, darauf beidseitig aufgebracht eine Schicht aus Melaminharz-Film.
Die Dicke des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers variiert mit dem Anwendungsgebiet und liegt in der Regel im Bereich von 0,5 bis 300 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 mm, insbesondere 15 bis 100 mm.
Die Dickenverhältnisse der Schichten des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers sind variabel. Üblicherweise sind die äußeren Schichten des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers für sich genommen oder auch in Summe dünner als die Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper.
Im bevorzugten erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper, vorzugsweise plattenförmigen erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper, liegt die Dicke der mittleren Schicht aus dem erfindungsgemäßen Formkörper, bezogen auf die Gesamtdicke des erfindungsgemä- ßen Mehrschichtkörpers, im Bereich von 20 % bis 99 %, vorzugsweise 50 % bis 99 %, besonders bevorzugt 60 % bis 99 %.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpern, wie oben definiert, vorzugsweise in Form einer Platte, wobei man den erfindungsgemäße Formkörper wie oben beschrieben herstellt und anschließend die weiteren Schichten aufbringt.
Bevorzugte Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpern sind folgende:
A)
Nach den oben beschriebenen Treibschaum- oder Schlagschaumverfahren wird ein erfindungsgemäßer Formkörper hergestellt.
Mit einem üblichen Bindemittel, vorzugsweise Aminoplastharz, zum Beispiel Harnstoff- Formaldehydharz, beleimte Holzspäne werden wie üblich zur Herstellung von Deckschichten gestreut. Zunächst wird das Deckschichtmaterial auf das Formband gestreut, dann der erfindungsgemäße Formkörper daraufgesetzt und dessen Oberfläche schließlich mit der zweiten Fraktion Deckschichtmaterial bedeckt. Im allgemeinen wird die so erzeugte dreischichtige Anordnung kalt (in der Regel bei Raumtemperatur) vorverdichtet und anschließend heiß gepresst. Das Verpressen kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Üblicherweise wird die dreischichtige Masse bei einer Press-Temperatur von 150 0C bis 230 0C auf die gewünschte Dicke gepresst. Die Pressdauer beträgt normalerweise 3 bis 15 Sekunden pro mm Plattendicke. Man erhält eine dreischichtige Spanplatte.
Die Press-Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Holzwerkstoffen sind im Prinzip bekannt und zum Beispiel in M. Dunky, P. Niemz, Holzwerkstoffe und Leime, Springer 2002, Seiten 91 bis 150 beschrieben.
Diese dreischichtige Platte kann dann direkt am Ort, zum Beispiel in einer unmittelbar der Pressanlage nachgeschalteten Anlage zur Weiterverarbeitung weiterverarbeitet werden oder die dreischichtige Platte kann nach Zwischenlagerung und/oder Versand weiterverarbeitet werden.
Eine oder beide Oberflächen der so erhältlichen dreischichtige Platte kann/können dann mit Folien oder Filmen, zum Beispiel aus thermoplastischen Kunststoffen, wie PVC oder mit Tränkharzfolien oder mit Metallfolien oder -schichten, mit den üblichen Beschichtungsverfahren für die jeweiligen Folienart beschichtet werden.
B)
Nach dem oben beschriebenen Treibschaum- oder Schlagschaumverfahren wird ein Präkondensatschaum hergestellt.
In eine rechteckige beheizbare Rahmen-Form wird eine mit Melamintränkharzfilm einseitig beschichtete HDF- oder MDF-Platte oder Spanplatte mit der beschichteten Seite nach unten eingelegt. Der Präkondensatschaum wird in die Rahmen-Form auf die unbeschichtete Seite der HDF- oder MDF-Platte oder Spanplatte gefüllt. Auf den Präkondensatschaum wird eine zweite mit Melamintränkharzfilm einseitig beschichtete HDF- oder MDF-Platte oder Spanplatte mit der unbeschichteten Seite zum Präkondensatschaum hin aufgelegt. Die Rahmenform wird von der Unter- und Oberseite mit zwei Heizplatten der Temperatur von 10 bis 250 0C verschlossen und der Inhalt der Rahmen-Form wird ausgehärtet wobei beim Aushärten kein externer Druck auf den Präkondensatschaum ausgeübt wird oder eine Verdichtung des Präkondensatschaumes stattfindet.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers zur Herstellung von Gegenständen aller Art, zum Beispiel Möbel, Möbelteile oder Verpackungsmaterialien, die Verwendung des erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers im Baubereich. Beispiele für Gegenstände aller Art sind neben Möbeln, Möbelteilen und Verpackungsmaterialien, Wand- und Deckenelemente, Türen und Fußböden.
Beispiele für Möbel oder Möbelteile sind Küchenmöbel, Schränke, Stühle, Tische, Ar- beitsplatten, beispielsweise für Küchenmöbel, Schreibtischplatten.
Beispiele für Verpackungsmaterialien sind Kisten, Kästen.
Beispiele für den Baubereich sind Hochbau, Tiefbau, Innenausbau, Tunnelbau, wo die erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers als Verschalungsplatten oder als Träger eingesetzt werden können.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der geringen Dichte des erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers, wobei eine gute mechanische Stabilität bei geringer Dickenquellung beibehalten wird.
Ferner lassen sich der erfindungsgemäße Formkörper und der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper leicht herstellen; es besteht kein Bedarf, die bestehenden Spanplatten-Anlagen zur Herstellung der erfindungsgemäße Mehrschichtkörper umzurüsten.
Außerdem überraschend gut ist der Schraubenauszugswiderstand des erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers. Dies war nicht erwartbar, angesichts des schaumartigen, porösen Aufbaus des erfindungsgemäßen Formkörpers.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Formkörpers und des erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers ist deren gute Beschichtbarkeit mit Folien aller Art, vor allem MeI- amintränkharzfolien. Vor allem die erhältlichen beschichteten erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper zeichnen sich durch eine glatte Oberfläche ohne störende Struktu- ren aus.
Beispiele
Beispiel 1 : Treibschaum mit physikalischem Treibmittel 225g eines sprühgetrockneten Melaminharzes (Molverhältnis Melamin : Formaldehyd = 1 : 1 ,6) wurden in 665 g Wasser gelöst. Zu dieser Harzlösung wurden 80 g einer 20% igen wässrigen Lösung eines Emulgators aus einem ethoxylierten Fettalkohol (mehr als 20 Ethylenoxideinheiten) und anschließend 110 g Holz gegeben. Die Komponenten wurden durchmischt, bevor 6% Ameisensäure und 20% Pentan, jeweils be- zogen auf die Harzmenge, zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde in einer Schäumform aus Polypropylen durch Einstrahlen von Mikrowellenergie bei 2,54 GHz verschäumt und bei 100 0C getrocknet. Der erhaltene Stoff wies eine Dichte von 100 kg/m3 auf.
Beispiel 2: Schlagschaum durch Einrühren von Luft
Zu 600 g einer wässrigen Lösung eines synthetischen Phosphorsäure enthaltenen Netzmittels (Feststoffgehalt etwa 50%, pH 1-2; Basomol® 514 flüssig, BASF) wurden unter Rühren mit einem Disperser (Küchenrührwerk Kenwood Titanium Major KM005) in 600 g einer 42 %igen wässrigen Lösung eines Harnstoff-Formaldehydharzes (Baso- por® 395 MA flüssig, BASF) gegeben. In das Gemisch wurde mit der Disperser weiter Luft eingetragen, so dass ein Schlagschaum erhalten wurde, in den anschließend 100 g Fichtenholzspäne bei weiterlaufendem Schlagwerk eingemischt wurden. Das Reaktionsgemisch wurde bei 700C durchgehärtet und getrocknet. Die Dichte des erhaltenen Stoffes betrug 125 kg/m3.
Beispiel 3:
3g Ammoniumnitrat , 75g MF-Harz (Kauramin KMT 792, BASF; 60%ige wässrige Lösung), 5g Tensid (Emulgator K30 (Bayer)) wurden mit einem Mixer (Kenwood Titanium Major KM005) gemixt, dass ein Schaum entstand. Danach wurden 10g Fichte-Fasern innerhalb 1 min dazugegeben und 5 min gemixt. Die gebildete Mischung wurde in eine rechtwinklige Rahmen-Form (5cm x 5cm x 2cm) gefüllt und von oben und unten mit 170 0C heißen Heizplatten 5 Minuten lang erhitzt. Ein gehärteter geschäumter Formkörper mit einer Dichte von 250 kg/m3 wurde erhalten.
Beispiel 4:
3g Ammoniumnitrat, 75g UF-Harz (Kaurit KL 347, BASF, 67%ige wässrige Lösung), 5g Tensid Nekal BX (BASF) wurden mit einem Mixer (Kenwood Titanium Major KM005) gemixt dass ein Schaum entstand. Danach wurden 10g Fichte-Fasern innerhalb 1 min dazugegeben und 5 min gemixt. Die gebildete Mischung wurde in eine rechtwinklige Rahmen-Form (5cm x 5cm x 2cm) gefüllt und von oben und unten mit 170 0C heißen Heizplatten 5 Minuten lang erhitzt. Ein gehärteter geschäumter Formkörper mit einer Dichte von 460 kg/m3 wurde erhalten.
Beispiel 5: Fünfschicht-Formkörper Es wurde ein Präkondensatschaum nach Beispiel 3 hergestellt.
Auf den Boden einer rechtwinkligen Rahmen-Form (5cm x 5cm (Innendimension) x 2cm) wurde eine einseitig mit Melamintränkharzfolie beschichtete HDF-Platte (5cmx5cm x 0,5 cm) mit der beschichteten Seite nach unten eingelegt. Der Präkondensatschaum wurde in die Form gefüllt und auf den Präkondensatschaum wurde eine zweite einseitig mit Melamintränkharzfolie beschichtete HDF-Platte (5cmx5cm x 0,5 cm) mit der unbeschichteten Seite auf den Präkondensatschaum aufgelegt. Die Rahmen-Form wurde von oben und unten mit 170 0C heißen Heizplatten 5 Minuten lang erhitzt. Ein gehärteter geschäumter Fünfschicht-Formkörper mit einer Gesamtdichte von 370 kg/m3 und einer glatten Oberfläche wurde erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Stoffs enthaltend 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% lignocellulosehaltige Partikel wobei man a) eine Mischung gegebenenfalls enthaltend die Komponente A), welche lignocellulosehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), enthaltend ein Emulgator C), gegebenenfalls enthaltend ein Treibmittel D) und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E) sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind, in einen schaumförmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt und b1) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) enthalten ist, den entstandenen Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 2500C aushärtet, b2) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) nicht enthalten ist, diese dem entstandenen Schaum zumischt und den hieraus resultierenden Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 2500C aushärtet, wobei das Überführen in den schaumförmigen Zustand a) und das Aushärten b1) und b2) ohne extern angelegten Druck erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Komponente A) Lignocellulosefasern- oder -späne sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, wobei die Komponente A) Holzfasern oder - späne sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Menge von A) im Bereich von 1 bis 50 Gew.-% liegt, bezogen auf die Summe aus A) und B), jeweils als Feststoff.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Komponente B) ein Aminoplastharz, Phenol-Formaldehyd-Harz und/oder PMDI ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers enthaltend 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% lignocellulosehaltige Partikel wobei man a) eine Mischung gegebenenfalls enthaltend die Komponente A), welche lignocellulosehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), enthaltend ein Emulgator C), gegebenenfalls enthaltend ein Treibmittel D) und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E) sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind, in einen schaumförmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt und b1) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) enthalten ist, den ent- standenen Schaum in die gewünschte Form bringt und gleichzeitig oder anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C aushärtet, b2) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) nicht enthalten ist, diese dem entstandenen Schaum zumischt, den hieraus resultierenden Schaum in die gewünschte Form bringt und gleichzeitig oder anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 250 0C aushärtet, wobei das Überführen in den schaumförmigen Zustand a) und das Aushärten b1) und b2) ohne extern angelegten Druck erfolgen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die Komponente A) Lignocellulosefasern- oder -späne ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 bis 7, wobei die Komponente B) ein Aminoplastharz, und/oder PMDI ist.
9. Stoff enthaltend 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% lignocellulosehaltige Partikel erhältlich dadurch, dass man a) eine Mischung gegebenenfalls enthaltend die Komponente A), welche lignocellulosehaltige Partikel enthält, enthaltend ein Bindemittel B), enthaltend ein Emulgator C), gegebenenfalls enthaltend ein Treibmittel D) und gegebenenfalls enthaltend weitere Additive E) sowie enthaltend eine Flüssigkeit F) in welcher die Komponenten A), B), C) und gegebenenfalls D) und/oder E) löslich oder dispergierbar sind, in einen schaumförmigen noch nicht ausgehärteten Zustand überführt und b1) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) enthalten ist, den entstandenen Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 2500C aushärtet, b2) für den Fall, dass in Schritt a) die Komponente A) nicht enthalten ist, diese dem entstandenen Schaum zumischt und den hieraus resultierenden Schaum anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 2500C aushärtet, wobei das Überführen in den schaumförmigen Zustand a) und das Aushärten b1) und b2) ohne extern angelegten Druck erfolgen.
10. Formkörper, erhältlich nach dem Verfahren, wie in Anspruch 6 bis 8 definiert.
1 1. Mehrschichtiger Formkörper, enthaltend einen Formkörper gemäß Anspruch 10.
12. Mehrschichtiger Formkörper nach Anspruch 1 1 in Gestallt einer Platte.
13. Mehrschichtiger Formkörper nach Anspruch 1 1 bis 12, wobei nur die mittlere Schicht oder nur ein Teil der mittleren Schichten einen Formkörper gemäß Anspruch 10 enthält.
14. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Formkörpers, wie in Anspruch 1 1 bis 13 definiert, indem man den Formkörper gemäß Anspruch 6 bis 8 herstellt und anschließend die weiteren Schichten aufbringt.
15. Verwendung des Formkörpers wie in Anspruch 10 definiert oder des mehr- schichtigen Formkörpers, wie in den Ansprüchen 11 bis 13 definiert zur Herstellung von Gegenständen aller Art und im Baubereich.
16. Verwendung des Formkörpers wie in Anspruch 10 definiert oder des mehrschichtigen Formkörpers, wie in den Ansprüchen 1 1 bis 13 definiert, zur Her- Stellung von Möbeln und Möbelteilen, von Verpackungsmaterialien, im Hausbau oder im Innenausbau.
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