DE3144773A1

DE3144773A1 - Verfahren zur herstellung nichtbrennbarer, beschichteter holzspanformkoerper

Info

Publication number: DE3144773A1
Application number: DE19813144773
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Chem. Dr. 5000 Köln Taubert
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1983-05-19

Description

Verfahren zur Herstellung nichtbrennbarer
beschichteter Holzspanformkörper Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur erstellung von nichtbrennbaren Flolzspanformkörpern, wie beispielsweise Holzspanplatten oder -profilteile, mit beim Preßvorgang gleichzeitig aufgebrachter Oberflächenbeschichtung aus liolzfurnier, Kunststoffolien, kunstharzimpragnierten Dekorpapieren oder anderen Marerialien, die gegebenenfalls brandgeschützt sind.
Für verschiedene Werkstoffe, die für Bauzwecke verwendet werden, ist es je nach Anwendungszweck Vorschrift, daß sie entsprechend der DIN-Norm 4102 der Brandklasse A2 nicht brennbar zuzuordnen sind. Zur Verklcidung von Fassaden, Wänden oder Decken, insbesondere in Räumlichkeitert, die größeren Publikumsans ammlungen zur Verfügung stehen, werden u. a. aus ästhetischen Gründen mit Dekorbeschichtungen versehene Holzspanplatten oder -profil teile gegenüber unbeschichteten Elolzspanplatten oder -profilteilen bevorzugt.
Es würde die Herstellung solcher oberflächenbeschichteter und der Brandklasse A2 entsprechenden Jiolzspanformkörper wesentlich vereinfachen, wenn gleichzeitig beim Preßvorgang eine Dekorschicht aufgetragen werden könnte.
Bci Holzspanformkörpern mit höherem Flolzanteil, die nur der Rrandklasse B1 nach DIN 4102 zuzuordnen sind, stellt das Aufbringen einer Dekorschicht gleichzeitig beim Verpressen kein technisches Problem dar. Solche Platten oder Formkörper können jedoch iiberall da nicht zur Anwendung gelangen, wo ein wirksamerer Brandschutz gefordert ist,und die Platten oder Formkörper der Brandklasse A2 der DIN 4102 entsprechen müssen.
In der DE-OS 28 31 455 ist ein Verfahren zur Herstellung von nichtbrennbaren Holzspanplatten oder -formkötpern, die der Brandklasse A2 entsprechen, beschrieben, wonach Holzspäne mit einem mit Schwefel- oder Phosphorsaxlre nufgeschlossenen Bormineral und einem organischen Bindemittel zu Platten oder Formteilen verpreßt werden. Um diese Platten oder Formteile als Fertigteile zur Dekoration; von Fassaden, Wänden oder Decken verwendbar zu machen, mtissen diese Platten oder Formteile nach dem Verpressen in seinem zusätzlichen Arbeitsgang mit Kunststoffolien oder den gewunschten Dekormaterialien kaschiert werden. Rei Flächigen Formteilen läßt sich eine solche DekorbeschichtunF ohne Schwierigkeiten aufbringen, während die- Beschichttng von Formkörpern oder Profilteilen mit unebencr Oberflache auf diesem Wege kaum möglich ist.
Es ist versucht worden, die nach dem Verfahren det DE-OS 28 31 455 hergestellten und der Brandklasse A2 ensprechenden ;lolzspanplatten in der gleichen Weise wie es mit Holzspanplatten, die der Brandklasse B1 entsprechen, möglich ist, vor dem anschließenden Verpressen der Holzsptn-Preß» massen auf diese eine Ober- und Unterflächenbeschichtung aufzubringen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich das Preßgut nach dem Öffnen der Presse in seiner horizontalen Ebene spaltet und sich unter der Oberflächenbeschfchtung Blasen bilden.
Der gleiche Effekt tritt auf beim Verpressen von tit Oberflächenbeschichtung belegten llolzspanpreßmassen, (!ie nach einem in der DE-OS 2G 21 739 beschriebenen Verfahren hergestellt werden und an sich der Brandklasse A2 enisprechen.
Es wurde daher nach einem Verfahren gesucht, wonach nichtbrennbarc Holzspanformkörper entsprechend der DIN 4102; Brandklasse A2, hergestellt und gleichzeitig beim erpressen mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden können.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenbeschichteten, nichtbrennbaren l-lolzspanformkörpern (gemäß DIN 4102, Brandklasse A2) aus einem Cemisch von flolzspänen, anorganischen Brandschutzkomponenten und organischen Bindemitteln durch Verpressen bei Temperaturen von 120-220° C gefunden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß den Holzspan-Preßmassen Borsäure und/oder Ammoniumsalze als Brandschutzkomponenten zugemischt und dieses Gemisch mit einem Carbamid-Formaldehydharz und einem Isocyanatharz als organische Bindemittel beleimt und nach Aufbringen von Beschichtungsmaterialien in Formen gegeben und in an sich bekannter Weise verpreßt werden.
Es hat sich als Vorteil erwiesen, als organisches Bindemittel eine Kombination aus Melamin- oder Flarnstoff-Formaldehydharzen und Isocyanatharzen zu verwenden, da durch den teilweisen Einsatz von Isocyanatharzen eincrseits eine Dampfblasenbildung beim Preßvorgang vermieden und andererseits auch die Formaldehydabspaltung während und nach dem Verpressen stark vermindert wird.
Ebenfalls hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Carbamid-Formaldehydharz und das Isocyanatharz nacheinander oder gleichzeitig an zwei örtlich voneinander getrennten Stellen dem Flolzspangemsich zuzugeben.
Ebenso hat es sich bew.ihrt, zur Verbesserung der Brandschutzlfirkung zusitzlichc Borsäure und/oder Ammoniumsalze der Holzspanpreßmasse zuzusetzen, so daß der Borsaureanteil etwa 40 bis 50 Gcw-t und der Ammoniumsalzanteil etwa 10 bis >0 Gew-t beträgt.
Zur Beschichtung der Holzspanformkörper entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren eigenen sich Holz furnier, Folien aus Papier, Kunststoff, kunststoffimprägniertes Papier oder andere Materialien sowie Metallfolien. Bei Verwendung von dickeren oder brennbaren Beschichtungsmaterialien sollten auch diese brandgeschützt ausgerüstet sein, um einen absoluten Brandschutz der erfindungsgemäßen Platten oder Profilteile zu erzielen. Sofern die )lattung der Beschichtungsmaterialien auf dem Holzspankern nicht zufriedenstellend ist, können gegebenenfalls vor dem Verpressen geeignete Klebestoffe auf die Beschichtungsmaterialien aufgebracht werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß beschichteten llolzspanformkörper werden zunächst nach dem in der DE-OS 26 21 739 beschriebenen Verfahren llolzspangranulate hergestellt. Diese Granulate werden erhalten durch Vermischen von feinteiligen llolzspänen mit Calciumborat-Mineralien, die durch AuÈ-sprühen von Mineralsäure zu Borsäure und CalciumsulEat aufgeschlossen werden, und nach der Granulierung gegebenenfalls durch Behandlung mit NH3-Gås neutralisiert sind.
Ebenso werden Holzspangranulate, die entsprechend dem in der DE-OS 28 31 455 beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, eingesetzt. Nach diesem Verfahren werden getrocknete Agglomerate aus Flolzspeinen, Colemanit und Schwefelsäure hergestellt und anschließend mit einem Carbamid-Formaldehydharz beleimt.
Einem nach diesen Verfahren hergestellten und noch unbeleimten Holzspangranulat wird entsprechend der vorliegenden Erfindung vor, während oder nach dem Aufschluß des Borminerals mit Alineralsäure noch weitere Borsäure und/ oder Ammoniumsalze entweder in fester Form oder in Wasser suspendiert bzw. gelöst in solcher Menge zugesetzt, daß das getrocknete Produkt etwa 35 bis 55 Cew-t, vorzugsweise 40 bis 50 Cew-t 213B03 und 10 bis>O Gew-t Ammoniumslaze enthält. Die erforderliche Zusatzmenge an Borsäure ist von dem B203-Gehalt des Borminerals abhängig.
Das Holzspangranulat wird unter Mischen zunächst mit 5 bis 10 Gew-t eines handelsüblichen Isocyanatharz und anschließend unter weiterem Mischen mit einem Carbamid-Formaldehydharz in Form einer 60-70 teigen Suspension gleichmäßig bedüst. Es ist ratsam, die einzelnen Harzkomponetnen in der angegebenen Reihenfolge dem Holzspangranulat aufzudüsen.
Wird das Isocyanatharz mit dem Carbamid-Formaldehydharz vor dem Aufdüsen zusammen vermischt, so können die beiden Harze miteinander reagieren und machen durch Bildung von Agglomeraten ein Aufdüsen auf das Holzspangranulat unmöglich. Das mit den Harzen beleimte Granulat wird in einen Formralirnen auf kunstharzimprägniertes Dekorpapier oder eine Kunststoffolie gestreut und mit einer weiteren Dekorbeschichtung abgedeckt. Nach einer gegebenenfalls kalten Vorverdichtung und anschließender Heißverpressung bei einer Temperatur von 130-150°C und einer Preßzeit von 10-30 sec/mm werden die erfindungsgemäß beschichteten llolzspanformkörper erhalten.
Sofern ein dreischichtiger Plattenkern gwünscht wird, hat es sich bewährt, das Deckschicht-Granulat mit 10-15 Gew-% Isocyanatharz und das Mittelschicht-Granulat mit 10-20 Gew-t Carbamid-Formaldehydharz in Form einer 60-70 eigen Suspension sowie 1-2 Cew-t einer 50 %eigen wäßrigen Paraffinemulsion als Hydrophobierungsmittel gleichzeitig zu bedüsen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten oberflächenbeschichteten Holz spanformkörper entsprechen mit ihrem Brandverhalten nach DIN 4021 der Brandklasse A2.
Die technische Fortschrittlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aufgezeigten Stand der Technik soll mit nachfolgenden Beispielen erläutert werden.

Beispiele Es werden Granulate folgender Zusammensetzung hergestellt:

A B C D E

(DS) (MS) (DS/MS) (DS/MS) DS/MS)

Colemanit

m.ca 35 % 7,05 7,05 7,05 7,05 7,05

Borsäure 3,05 3,05 3,05 2,00 -

Holzspäne, 2,80 - 1,40 1,40 1,40

fein

Holzspäne, - 2,80 1,40 1,40 1,40

grob

Schwefel-

säure 75%ig 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25

Wasser 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50

bromid - - - 0,45 0,90

die Angaben sind jeweils Gewichtsteile DS = Deckschicht-Granulat, MS = blittelschicht-Granulat Die einzelnen Komponenten werden in der aufgeführten eihenfolge in einem Pflugscharmischer mit Zerhacker 5 btinuten vermischt und anschließend bei einer Temperatur von 1050 C getrocknet. Das entsprechend dem Beispiel (D) hergestellte Granulat wird anschließend mit 0,90 Gew.-Teilen und das nach Beispiel (E) hergestellte Granulat mit 1,80 Gew.-Teilen einer 50 tigen Ammoniumbromidlösung bedüst und danach jeweils wieder bei einer Temperatur von 1050 C getrocknet.

Die zu verpressenden Granulate werden entsprechend nachfolgender Zusammensetzung beleimt:

dreischicht. einschichtige Platten

Platte (Deckschicht/btittelsch.)

(DS) (MS)

A B C D E

Granulat 40 60 100 100 100

Isocyanat-

harz 4 - 5 5 5

Ilarnstoff-

Formaldehyd-

harz/Härter - 12 10 10 10

(atro)

Paraffin - 0,6 - - -

(atro)

die Angabensind jeweils Gewichtsteile Auf die Granulate werden zunächst das Isocyanatharz u./o.

das Harnstoff-Formaldehydharz als 65 teige wäßrige Suspension und gegebenenfalls das Paraffin in Form einer 50 %-igen wäßrigen Emulsion unter Mischen aitfgesprüht.
Das beleimte Material der Beispiele (A), (B) und (C) wird in Formen auf melaminharzgetränktes Dekorpapier und durchsichtiges Overlaypapier ein- oder dreilagig gestreut und mit einem entsprechenden Dekrpapier abgedeckt. Der kaschierte Streukuchen wird kalt vorgepreßt und anschließend in einer Etagenpresse mit einer Preßzeit von 15 sec/mm Plattenstärke bei einer Temperatur von 140-1500 C zu 14 mm starken Platten verpreßt. Die Materialien, die entsprechend den Beispielen (E) und (D) außer Borsäure noch Ammoniumsalze bzw. nach Beispiel (D) nur Ammoniumsalz als Brandschutzkomponetnen enthalten, werden in Formen wf flammhemmend ausgerüstete, hauchdünn mit Isocyanatharz bedüste Polycarbonatfolicn gestreut und mit einer ebensolchen Folie abgedeckt.
Der kaschierte Streukuchen wird kalt vorgeprcßt und anschließend in einer Etagenpresse mit einer Preßzeit von 15-30 sec/mm Plattenstärke bei einer Temperatur von 140 C zu 14 mm starken Platten verpreßt.

Es ergeben sich folgende Prüfwerte:

dreischicht.

Platten einschicht. Platten

A / B C D E

Biegefestigkeit 13,2 11,8 9,5 8,9

N/mm²

Dickenquellung bei

Unterwasseriagerung

a) 2 Stunden 2,3 2,5 3,4 4,1

b) 24 Stunden 6,9 7,4 10,7 11,2

Dic Oberflächenbeschaffenheit sowie die Haftung des Dekorpapiers auf dem Kern der Platte ist einwandfrei.

Die Brandfestigkcit der erfindungsgemäßen Platten, gemessen im Nichtbrennbarkeitsofen, entspricht mit 10-15 sec Entwicklung brennbarer Rauchgase ohne Erhöhung der Ofentemperatur der DIN-Norm 4102, Brandklasse A2

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von oberflächenbeschichteten, nichtbrennbaren Holzspanformkörpern (gemäß DIN 4102, Brandklasse A2) aus einem Gemisch von Ilolzspänen, anorganischen Brandschutzkomponenten und organischen Bindemitteln durch Verpressen bei Temperaturen von 120-220° C, dadurch gekennzeichnet, daß den Holzspan-Preßmassen Borsäure und/oder Ammoniumsalze als Brandschutzkomponenten zugemischt und dieses Gemisch mit einem Carbamid-Formaldehydharz und einem Isocyanatharz als organische Bindemittel beleimt und nach Aufbringen von Beschichtungsmaterialien in Formen gegeben und in an sich bekannter Weise verpreßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Bindemittel eine Kombination aus Melamin- oder Harnstoff-Formaldehydharzen und Isocyanatharzen verwendet wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Carbamid-Formaldehydharz und das Isocyanatharz nacheinander oder gleichzeitig an zwei örtlich voneinander getrennten Stellen zugegeben wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem PrcE,material zusätzliche Borsäure zugefügt wird, so daß der Borsäureanteil etwa 40 bis 50 Gew-t beträgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch (Jekennzeichnet, daß als Ammoniumsalze Ammoniumbromid oder -chlorid, -phosphate oder -polyphosphate oder -sulfat verwendet werden.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrschichtigen Jlolzspanformkörpern das Mittelschicht-Granulat mit einem Carbamid-Formaldehydharz und das Deckschicht-Granulat mit einem Isocyanatharz beleimt wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschichtung der flolzspanformkörper Holz furnier, Folien aus Papier, Kunststoff, kunststoffimprägnierte Papiere oder andere geeignete Materialien sowie Metallfolien verwendet werden.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmaterialien gegebenenfalls brandgeschützt ausgerüstet sind.