DE19909607A1 - Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten durch Heißverpressen eines mit Bindemitteln versetzten geformten mehrschichtigen Formlings aus Spänen lignozellusosehaltiger Einjahrespflanzen soll die Problematik des Anhaftens bei der Verwendung von Isocyanat als Bindemittel vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, daß das Deckschichtmaterial in Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) und Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) aufgeteilt wird, wobei das Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) mit Haftungsvermittler und/oder Benetzungsmittel und/oder Säuren und/oder Basen vorgemischt wird, und anschließend mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimt wird, und das Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) mit Isocyanat oder Mischungen aus Isocyanat und Amino- und/oder Phenolplasten beleimt wird und anschließend ein fünfschichtiger Formling gestreut wird, wobei die äußersten Deckschichten aus mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimten Deckschichtmaterial-Feinfraktion besteht.

Description

Bei der Herstellung von mehrschichtigen Platten aus lignozel­ lulosehaltigen Materialien ist es bekannt, Isocyanat als Bin­ demittel einzusetzen. Der Einsatz von Isocyanat als Bindemit­ tel für Plattenprodukte sowie die daraus resultierenden Vor- und Nachteile sind in dem Sonderdruck "Isocyanat as a binder for particle board", von Dr. G. Loew, Ing. H. I. Sachs, der Bayer AG von 1977 auf Seite 479 beschrieben. Hieraus geht her­ vor, daß Polyisocyanate unter Druck und Hitze an Metallen an­ haften. Als Lösungsmöglichkeit dieser Problematik wird die Verwendung von flüssigen Trennmitteln sowie die Verwendung von Papieren, Furnieren, sowie Staub oder konventionell beleimten Spandeckschichten vorgeschlagen.

Ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Plattenwerk­ stoffen einer mit Isocyanat versetzten Masse aus Holzspänen, Holzfasern oder aus verholzten Rohstoffen ist aus der AT-PS 270,189 bekannt. Weiterhin ist aus dieser Druckschrift be­ kannt, als Bindemittel ein Gemisch aus Isocyanat sowie Harnstoff-, Melamin- und Phenolformaldehydharzleim zu verwen­ den oder beispielsweise die Späne in der Deckschicht mit Mela­ minharz und die Späne der Mittelschicht mit reiner Isocyanat­ lösung zu binden oder umgekehrt. Durch die Verwendung eines Gemisches der oben genannten Bindemittel wird eine stark er­ höhte Feuchtebeständigkeit und eine erhebliche Verminderung der Quellung bei Feuchteeinwirkung der Plattenprodukte er­ reicht.

Aus der US 5,779,955 ist ein Verfahren zur Herstellung von Plattenwerkstoffen bekannt, bei dem als Plattenwerkstoff Par­ tikel pflanzlicher Produkte mit Isocyanat als Bindemittel so­ wie Wasser gemischt werden. Um die bei Verwendung von Isocya­ nat als Bindemittel auftretenden Probleme des Anhaftens der Matten beim Verpressen zu vermeiden, wird die Unterlage vor dem Streuen des Gemisches mit einem flüssigen Trennmittel be­ deckt. Nach dem Streuvorgang wird ebenfalls ein Trennmittel auf die Oberseite des abgelegten Gemisches aufgebracht. An­ schließend erfolgt das Heißverpressen des geformten Körpers. Aus der DE 38 20 376 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstel­ lung von mehrschichtigen Spanplatten durch Heißverpressen von mit Bindemitteln versetzten Holzspänen bekannt. Hierbei wird in der Kernschicht Isocyanat als Bindemittel in Kombination mit formaldehydbindenden Mitteln, wie Harnstoff oder derglei­ chen eingesetzt. In den Deckschichten wird Isocyanat als Bin­ demittel eingesetzt. Um das bereits geschilderte Problem des Anhaftens der Matten beim Verpressen zu vermeiden, werden auf den Deckschichten Trenndeckschichten vorgesehen. Diese Trenn­ deckschichten sind mit Phenolharz gebunden und werden nach dem Aushärten wieder entfernt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen plattenförmigen Produkten aus lignozellulosehaltigen Einjahrespflanzen bereitzustellen, bei dem insbesondere die Problematik des Anhaftens bei der Verwen­ dung von Isocyanat als Bindemittel vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die im erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene Auftei­ lung des Deckschichtmaterials in eine Feinfraktion und Grob­ fraktion ist es möglich, durch eine Vorbehandlung der Fein­ fraktion mit Zuschlagstoffen diese mit Amino- und/oder Phenol­ plasten zu beleimen. Aufgrund des höheren Mahlgrades der Fein­ fraktion wird die Benetzungsfähigkeit der Partikel aus lingo­ zellulosehaltigen Einjahrespflanzen mit Amino- und/oder Phe­ nolplasten als Bindemittel begünstigt. Die Zugabe von Benet­ zungsmittel verbessert zusätzlich die Benetzungseigenschaften. Eine weitere Zugabe eines Haftungsvermittlers beim Vormischen bewirkt eine deutliche Verbesserung der Verklebungseigenschaf­ ten der Partikel. Da die äußeren Deckschichten mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimt sind, wird die Problematik des Anhaftens isocyanatbeleimter Späne an der Plattenoberfläche beim Verpressen vermieden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden keine zusätzlichen Trennmittel oder Trennschichten be­ nötigt, so daß zusätzliche Kosten vermieden werden.

Die in den äußeren Deckschichten vorhandene Kaltklebrigkeit bewirkt eine Oberflächenstabilität der äußeren Schichten des gestreuten Formlings, so daß der mehrschichtige Formling sich ohne Beschädigung der zuvor erreichten Deckschichtqualität über den einzelnen Übergabebereich im Formstrang zum Pressen­ einlauf transportieren läßt.

Eine Verwendung eines Bindemittelgemisches aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten führt gegenüber der ausschließ­ lichen Verwendung von Isocyanat als Bindemittel für das Mit­ telschichtmaterial sowie das Deckschichtmaterial Grobfraktion aufgrund des abnehmenden Anteils an Isocyanat zu einer Kosten­ reduktion.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungs­ beispiels, das in Fig. 1 dargestellt ist, näher beschrieben.

In Fig. 1 ist das Verfahren zur Herstellung einer fünfschich­ tigen Spanplatte schematisch dargestellt. Bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren zur Herstellung einer fünfschichtigen Span­ platte erfolgt zunächst die Aufbereitung des Rohmaterials. Als Rohmaterial werden lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen eingesetzt. Zu lignozellulosehaltigen Einjahrespflanzen gehö­ ren beispielsweise Getreidestroh, Reisstroh, Hanf, Flachs, Sojabohnenstroh. Bei der anschließenden Beschreibung des Ver­ fahrens zur Herstellung einer fünfschichtigen Spanplatte wird als Rohmaterial Getreidestroh verwendet.

Das Getreidestroh wird zunächst in einem mehrstufigen Zerklei­ nerungsprozeß 1 aufbereitet. Das zerkleinerte Getreidestroh wird anschließend in einem Trockner 2 auf eine Endfeuchte von ca. 2 bis 5% getrocknet. In einer darauffolgenden Siebstation 3 wird das getrocknete Getreidestroh in die Fraktionen Grobgut 4, Deckschichtmaterial 5, Mittelschichtmaterial 6 und Staub 7 getrennt. Das Grobgut 4 wird in den Zerkleinerungsprozeß 1 zurückgeführt, der Staub 7 wird einem Verbrennungssystem 8 zugeführt. In einer anschließenden zweiten Siebstation 9 wird das Deckschichtmaterial 5 in zwei Fraktionen Deckschicht-Fein­ fraktion 5a und Deckschicht-Grobfraktion 5b getrennt. Die Deckschicht-Feinfraktion 5a wird anschließend in einem Vor­ mischer 10 mit Zuschlagstoffen wie freie Säuren oder Basen sowie Zugabe von Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler ver­ mischt. Die Zugabe von freien Säuren oder Basen wird in Abhän­ gigkeit des zu verwendenden Bindemittels eingestellt. Die so aufbereitete Deckschicht-Feinfraktion 5a wird anschließend einer ersten Beleimungsstation 12 zugeführt. Durch die zwi­ schen Vormischer 10 und erster Beleimungsstation 12 liegenden Förderstrecken sowie Zwischensilos, die in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 durch Pfeil 11 dargestellt sind, wird die erforderliche Verweilzeit zur Einwirkung der Zuschlagstof­ fe erreicht. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler direkt vor der ersten Beleimungssta­ tion 12 zugegeben werden. In der ersten Beleimungsstation 12 wird die vorbehandelte Deckschicht-Feinfraktion 5a mit Amino­ plasten als Bindemittel beleimt. Anstelle von Aminoplasten könnten auch Phenolplaste oder Mischungen davon eingesetzt werden. Das Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b wird einer zweiten Beleimungsstation 13 zugeführt. In der zweiten Belei­ mungsstation 13 wird das Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b mit Isocyanat als Bindemittel beleimt. In der zweiten Belei­ mungsstation 13 können zusätzlich zu dem Bindemittel Wasser oder andere Additive zugegeben werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Isocyanat in emulgierter Form der Beleimungssta­ tion zuzugeben. In einer weiteren Ausführungsform könnte das Deckschichtmaterial-Grobfraktion 5b auch mit einer Mischung aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten beleimt wer­ den. Hierbei ist es zweckmäßig, das Deckschichtmaterial-Grob­ fraktion 5b ebenfalls zuvor einem Vormischer zuzuführen und das Deckschichtmaterial-Grobfraktion 5b mit Zuschlagstoffen wie freie Säuren oder Basen sowie Zugabe von Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler zu vermischen.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, das Deckschichtmaterial nicht in zwei Fraktionen aufzuteilen, son­ dern das gesamte Deckschichtmaterial in Abhängigkeit vom Mahl­ grad so aufzubereiten, daß eine Beleimung und Vorbehandlung in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Verfahrensweise für Material 5a möglich ist.

Das bei der Getreidestroh-Aufbereitung gewonnene Mittel­ schichtmaterial 6 wird einer dritten Beleimungsstation 14 zu­ geführt. In der dritten Beleimungsstation 14 wird das Mittel­ schichtmaterial 6 mit Isocyanat als Bindemittel beleimt. In der dritten Beleimungsstation 14 können zusätzlich zu dem Bin­ demittel Wasser oder andere Additive zugegeben werden. Es be­ steht auch die Möglichkeit, Isocyanat in emulgierter Form der Beleimungsstation zuzugeben. Weiterhin könnte als Bindemittel eine Mischung aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten eingesetzt werden. Gegebenenfalls ist dann ebenfalls eine Vor­ mischung mit Zuschlagstoffen erforderlich.

Nachdem das Mittelschichtmaterial 6 sowie die Deckschichtmate­ rialien Feinfraktion 5a und Grobfraktion 5b in den Beleimungs­ stationen 12, 13, 14 mit den oben aufgeführten Bindemitteln beleimt sind, werden die beleimten Fraktionen einer Formsta­ tion 15 zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsver­ fahren gemäß der schematischen Darstellung nach Fig. 1 besteht die Formstation 15 aus fünf in Transportrichtung des Formban­ des 16 hintereinander angeordneten Streueinheiten 17, 18, 19, 20, 21. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil 22 angedeu­ tet. Der ersten Streueinheit 17 wird das beleimte Deckschicht­ material Feinfraktion 5a zugeführt, das als erste Schicht auf das Formband 16 gestreut wird. Der darauffolgenden zweiten Streueinheit 18 wird das beleimte Deckschichtmaterial Grob­ fraktion 5b zugeführt, das auf die erste Schicht gestreut wird. Der dritten Streueinheit 19 wird beleimtes Mittel­ schichtmaterial 6 zugeführt, das als dritte Schicht auf die zweite Schicht gestreut wird. Der vierten Streueinheit 20 wird beleimtes Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b zugeführt, das als vierte Schicht auf die dritte Schicht gestreut wird. Der fünften Streueinheit 21 wird beleimtes Deckschichtmaterial Feinfraktion 5a zugeführt, das als fünfte Schicht auf die vierte Schicht gestreut wird. Hierdurch wird auf dem Formband 16 kontinuierlich ein fünfschichtiger Formling gestreut, wobei die äußeren Deckschichten aus mit Amino- und/oder Phenolpla­ sten beleimtem Deckschichtmaterial Feinfraktion 5a bestehen. Der gestreute fünfschichtige Formling wird anschließend einer kontinuierlichen Vorpresse 23 zugeführt, die eine Vorverdich­ tung des Formlings bewirkt. Nach dem Vorpressen wird der Form­ ling in einer weiteren Presse 24 heißverpreßt. Diese weitere Presse kann als kontinuierliche Presse oder als Taktpresse ausgebildet sein. Vor dem Heißverpressen des fünfschichtigen Formlings ist es vorteilhaft, die Formlingsoberflächen mit einer Flüssigkeit zu besprühen. Hierdurch wird beim Heißver­ pressen die Mattendurchwärmung aufgrund des sogenannten "Dampf-Stoß-Effektes" beschleunigt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten durch Heißverpressen eines mit Bindemittel versetzten geformten mehrschichtigen Formlings aus Spänen lignozel­ lulosehaltiger Einjahrespflanzen, wobei in der Mittel­ schicht Isocyanat als Bindemittel verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckschichtmaterial in Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) und Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) aufgeteilt wird, wobei das Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) mit Haf­ tungsvermittler und/oder Benetzungsmittel und/oder Säuren und/oder Basen vorgemischt wird, und anschließend mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimt wird, und das Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) mit Isocyanat oder Mischungen aus Isocyanat und Amino- und/oder Phenolpla­ sten beleimt wird und anschließend ein fünfschichtiger Formling gestreut wird, wobei die äußersten Deckschichten aus mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimtem Deckschichtmaterial-Feinfraktion besteht.

2. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen Getreidestroh verwendet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen Mischun­ gen aus Weizen- und Gerstenstroh verwendet wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtegehalt des beleimten Deckschicht- sowie Mittelschichtmaterials zwischen 0 und 25% liegt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtgehalt des beleimten Deckschicht- sowie Mittelschichtmaterials zwischen 0 und 12% liegt.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Isocyanat in Form von Diphenylmethandiisocyanat ver­ wendet wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 10% Diphenylmethandiisocyanat bezogen auf atro Rohmaterial eingesetzt wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftungsvermittler und/oder das Benetzungsmittel direkt vor der ersten Beleimungsstation zugegeben werden.

9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Deckschichtmaterials Grobfraktion (5b) in Abhängigkeit vom Mahlgrad zwischen 0 und 80% liegt.

10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Deckschichtmaterials Grobfraktion (5b) in Abhängigkeit vom Mahlgrad zwischen 0 und 50% liegt.