CH669150A5 - Holzmaterial enthaltende hartplatte sowie verfahren zum herstellen derselben. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Holzmaterial enthaltende Hartplatte, insbesondere für Bodenbeläge sowie ein Verfahren zum Herstellen von Holzmaterial enthaltenden Hartplatten, insbesondere Bodenplatten, bei welchem man pulverförmiges Holzmaterial auf einen gleichmässigen Wassergehalt bringt und die Teilchen mit einem inneren Imprägnierungsmittel mischt und dass man diese Mischung in mindestens einem weiteren Arbeitsgang mit einem Kunstharzbindemittel zum Abbinden des Ganzen versieht und dass man diese Mischung als Kuchen schüttet und heiss verpresst.
Die vorliegende Erfindimg bezweckt die Herstellung einer billigen, schlagfesten und chemisch weitgehend resistenten Hartplatte, wie sie für Bodenbeläge, Werktischplatten u.dgl. verwendet wird, und welche gegenüber ähnlichen Produkten einen spezifischen, reduzierten Formaldehydgehalt aufweist.
Eine derartige Hartplatte zeichnet sich durch den Wortlaut des Anspruchs 1 aus.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Figur erläutert, welche in schematischer Darstellung den Aufbau einer Anlage zur Durchführung des erfindungs-gemässen Verfahrens zeigt.
Die zur Herstellung von Hartplatten verwendeten Teilchen, insbesondere Holzteilchen, beispielsweise Sägemehl, werden in einem Sägemehlsilo 1 gestappelt, das Sägemehl 3
über eine Zellenschleuse oder eine Dosierschnecke 5 entnommen und hierauf einem Trommeltrockner 7 zum Trocknen zugeleitet. In diesem Trockner 7 wird der Wassergehalt des Sägemehls oder der Sägespäne auf Null bis 3, vorzugsweise bis 2% Restfeuchte gebracht. Das auf diesen Restwert heruntergetrocknete Sägemehl wird hierauf dem Trommeltrockner 7, beispielsweise mittels einer Abschälschnauze 9, entnommen und über einen Trichter 11 einem mechanischen Sieb 13 zugeleitet, in welchem die verwendbare Feinware von der Ausschuss-Grobware 15 getrennt wird.
Letztere gelangt in einen Abfallbunker 17. Im mechanischen Sieb 13 ist ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet 16 angeordnet, welcher allfällige Eisenteilchen aus den Spänen entfernt, um eine Beschädigung der Maschinen und die Gefahr einer Endzündung des Materials zu bannen. Das im Sieb 13 mit einer Maschenweite von ca. 5 mm abgesiebte Feinmaterial gelangt anschliessend durch einen Trichter 19 in eine Schlag- oder Schneidmühle 21, in welcher das Mehl bzw. die Späne derart verkleinert werden, dass sie durch ein 2,5—3 mm Maschensieb Durchgang finden.
Die Struktur der Teilchen ist vorteilhafterweise körnig, z.B. Quaderförmig, wobei die Grenzen der Seitenabmes-sungsverhältnisse.ungefahr bei den Werten 1:1:5,1:2:2, 1:1,5:2 liegen. Anschliessend wird das Gut in einem weiteren Sieb 23 nochmals ausgesiebt, Wegnahme des feinen Staubes, worauf die Grobware (z.B. über 0,5 mm) in einen Silo 25 gelangt, aus dem sie nach volumetrischer Messung mittels der Volumenwaage 27 einem ersten Mischer 29 zugeführt wird, welcher zwecks Heizung der Mischware mit einem Doppelmantel versehen ist. Dieser dient der Aufnahme von Heizwasser oder einem andern wärmeabgebenden Medium. Im Mischer 29 befindet sich eine sich drehende Mischschaufel 30, während über eine Zuleitung 31 dem Sägemehl ein inneres Imprägnierungsmittel zugesetzt wird. Als derartige Mittel dienen z. B. Paraffine, Öle, Fette, Glyptale, Paraf-fin-Wasseremulsion, Glycerin oder dgl. Diese erlauben beim Verpressen ein leichtes Gleiten der einzelnen Teilchen und ergeben, ausser einer grossen Homogenität der Platte, eine Imprägnierung der Teilchen. Im Festzustand der Platte wirken sie auch bindend und wasserabstossend.
Der Mischer 29 weist einen Trommeldurchmesser von beispielsweise 1200 mm und eine Länge von z.B. 2000 mm auf, während sich die Trommel mit einer Drehzahl von 80— 100/min. dreht. Nach dem Mischen mit inneren Imprägnierungsmitteln und nach Beigabe von Kunststoffharzbindemitteln mit oder ohne Härter in weiteren Arbeitsgängen gelangt die Ware in einen weiteren Silo 33 und von dort in eine Volumenwaage 35, welcher ein zweiter Mischer 37 nachgeschaltet ist. In diesem Mischer wird durch ein Zulaufrohr 39 der Sägemehlmischung Farbstoff sowie ein Bindemittel, d.h. ein Harz, zugesetzt. Als Bindemittel mit oder ohne Härter dienen z.B. Kunstharze, Diphenole, Harnstoff-Polyester- Polyäthylen- Epoxydharze, Aldehydharze, Aminoplaste, Alkylharze, Glyptalharze, Cumaronharze, Poly-propylene, Polystyrole, Polyakrylsäureester, Polyakrylnitril, Polyamide, Polymethacrylsäureester, Polyesterharze, Polyvi-nyle, Mischpolymerisate, Buna, Chlorkautschuk, Saran-Teflone, Silikone usw. Hierauf wird das Ganze gut durchmischt; diesem Zwecke dient eine Mischschaufel 41 im Mischer 37. Es ist auch möglich, Bindemittel mit oder ohne Härter in mehreren Arbeitsgängen zuzusetzen.
Als Bindemittel wird beispielsweise ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat besonderer Zusammensetzung verwendet, welches insbesondere den hohen Anforderungen betreffend Umweltverschmutzung und Schutz des Menschen vor unzuträglich auf ihn wirkenden Einflüssen Rechnung tragen. Dieses Bindemittel kann einen Feststoffgehalt von beispielsweise 65% in der wässerigen Lösung aufweisen bei einem leicht sauren pH-Wert von z.B. 6,8. Der freie Formal5
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dehydgehalt, bezogen auf die Trockenmasse der Lösung, dieser Bindemittellösung soll höchstens 2,2 Gew.% betragen. Er kann aber auch geringer sein, z.B. bis zu 0,6 Gew.%, vorzugsweise bis zu 0,63 Gew.% betragen.
Härter sind katalytisch wirkende Zusätze wie Säuren, Peroxyde, Amine u.dergl. die man bestimmten härtbaren Kunstharzen, Phenolharnstoff, Polyesteräthoxylinharzen usw. beimischt, um deren Härtung auszulösen oder zu beschleunigen.
Anschliessend gelangt das homogene Gemisch auf ein Sieb 43, mit z.B. 3 —4 mm Maschenweite, in welchem Knollen 47 und eventuell andere Grobteile noch ausgeschieden werden. Auch hier ist wiederum ein Magnet 45 eingebaut, um eventuelle Eisenteile, wie Nägel und ähnliches festzuhalten. Knollen und Grobteile 47 gelangen in einen Abfallbunker 49, während die gute Ware über eine Waage 51 in eine Schüttstation 53 fliesst, aus welcher sie um möglichst homogener Verteilung über eine Schüttschnauze 55 auf ein Schüttblech 57 geschüttet wird. Die Schüttstation 53 wird nicht nur vibriert, um eine Gleichmässigkeit des Sägemehlvorganges, welcher aus der Schüttschnauze 55 ausströmt, zu erreichen, sondern auch in Längsrichtung des Schüttbleches 57 hin-und hergeschoben. Das homogene Mischgut kann auch mechanisch oder pneumatisch eingeschüttet werden. Sobald die Schütthöhe des Sägemehl- oder Spänekuchens 59 erreicht ist, gelangt er in eine hydraulisch betätigte Presse 61, deren Pressplatten beispielsweise elektrisch oder mittels eines flüssigen oder dampfförmigen Mediums geheizt sind. Es ist auch möglich, den Sägemehlkuchen in einer speziellen Presse (nicht dargestellt) vorzupressen, was normalerweise kalt, z.B. bei 10 — 20 bar erfolgt. Die Presse 61 kann eine einfache oder Mehrfachpresse sein, in welcher eine oder mehrere Platten, beispielsweise drei bis sechs Platten bei Temperaturen von 90 — 150 °C auf einmal mit Drucken von mindestens 35 bar, vorzugsweise 55 bar gepresst werden.
Damit entsteht eine gepresste, ungeschliffene, für gewisse Zweige verkaufsfertige Rohplatte.
Danach werden die Platten in einer Streifenfräsmaschine 69 in Streifen geschnitten und die Streifenplatten zum Aushärten und Trocknen gestappelt. Nach dem Trocknen der Streifenplatten gelangen diese in eine Hobelmaschine 67 und von dort in eine doppelseitige Vertikal-Schleifmaschine 63 in welcher sie beidseitig feingeschliffen werden. Unmittelbar anschliessend rollen die Streifenplatten zum äusseren Imprägnieren in eine Imprägnierstation 65, in welcher sie mit einer wasser- und schmutzabstossenden Lösung versiegelt werden.
Es ist aber auch möglich, die Rohplatte, nach entsprechendem Lagern als Platte zu schleifen und maschinell mit acryl-Epoxylacken zu beschichten. Diese Lacke können dann durch UV-Strahlen gehärtet, sofort in Streifen geschnitten und als Plättchen der Kehlmaschine zugeführt werden.
Dieser Vorgang des Versiegeins wird vorteilhafterweise einige Male, z.B. ein- bis viermal wiederholt. Nun werden die Streifen in einer Fräsmaschine 71 in Plättchen geschnitten. Beim Herstellen von Bodenplatten führt man diese Plättchen in eine Maschine 73 zum Fräsen von Nut und Kamm, worauf die zum Verlegen fertigen Bodenplatten Verpackungsstation 75 verpackt werden.
Materialbeispiel: Als Ausgangsmaterial dient im Spansilo 1 gebunkertes Sägemehl 3. Dieses wird im Trommeltrock-ner 7 auf eine Feuchtigkeit von 1,5% Wasser, berechnet auf die Trockenmasse, getrocknet und nach Durchlauf der verschiedenen Anlageteile in der Schlagmühle 21 derart zerkleinert, dass die grösste Teilchenabmessung unter 3,0 mm liegt. Im ersten Mischer 29 wird dem Sägemehl Paraffin in geschmolzener Form oder als Emulsion als inneres Imprägnie-rungs- und Gleitmittel beigegeben und zwar auf 120 kg getrocknetes Sägemehl 2,5—7 kg Paraffin.
Gleichzeitig wird ein Harnstoff-Formaldehyd-Konden-sat mit ca. 64 Gew.% Feststoff, 0,4 Gew.% freiem Formaldehyd und einen Wassergehalt von ca. 36 Gew.% mit einem Verzögerer, z.B. Natriumhydroxid, um ein Aushärten zu verzögern bzw. zu verhindern, mit einem Härter in einer Menge von 8—20 kg Kondensat einer Temperatur von 60 °C bis 100 °C gemischt.
Nach einer Bunkerung im Bunker 33 und einem erneuten Abwägen gelangt die Mischung in einen zweiten Mischer 37, in welchem der Mischung ein Farbstoff sowie ein Bindemittel, z.B. eines mit einem Härter versehenen Harnstoffharzes zum Abbinden des Ganzen zugesetzt wird. Als Härter dient Ammoniumchlorid, eine Säure, z.B. HCl, H2SO4, Carbonsäure, Anhydrid, Oxalsäure o.dgl. Im zweiten Mischer werden auf die Gesamtmenge von 133,5 kg Mischung aus dem ersten Mischer 12 bis 36 kg Kondensat und Härter zugeführt, sowie eine geringe Menge Farbstofflösung (0—2 Gew.%).
Mittels der Schüttstation 53 wird diese Mischung durch die Schüttschnauze 55 als feiner Vorhang auf das Schüttblech 57 geschüttet, wo sie sich als Spankuchen 59 anhäuft. Je nach der Dicke der zu erstellenden Platten, welche normalerweise zwischen 2 und 15 mm schwankt, beträgt die Spankuchenhöhe 15—80 mm.
Der Spankuchen wird anschliessend in der Presse 61 unter einem Druck von ca. 55 bar und einer Temperatur von 100—130 °C gepresst, wobei die dünnen Platten bei den tieferen Temperaturen und die dicken bei höheren Temperaturen gepresst werden. Nun ist die Rohplatte gepresst.
Zur Versiegelung oder äusseren Imprägnierung der Platten dienen die bekannten, für die Bodenversiegelung benützten Materialien. Bis zu 30% des Ausgangsmaterials kann durch einen Füllstoff, z.B. Sand, Gips oder Feinkies ersetzt werden.
Wird anstelle von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat ein Phenoplast (Phenolharz) verwendet, so ist in der Presse 61 bei Temperaturen bis 140 °C zu verpressen. Die Endmischung besteht ungefähr zu 75 Gew.% aus Sägemehl, 22 Gew.% aus Harz als Bindemittel und zu 3 Gew.% aus inneren Imprägnier- und Gleitmitteln. Als Gleitmittel kann auch Kolophonium, Holzöl o.dgl. verwendet werden.
■Die fertigen Plättchen weisen Dimensionen von Parkett-plättchen auf, z.B. 12 x 24 cm, wobei die seitlich angebrachten Nuten und Kämme ein einwandfreies und lückenloses Verlegen der Plättchen erlauben.
Im Gegensatz zu Steinböden sind mit derartigen Plättchen bedeckte Böden fusswarm. Die Härte beträgt (60-80) • 106 N/m2 und ist mithin sehr gross. Die Plättchen sind weitgehendst feuchtigkeitsbeständig. Im Gegensatz zu Kunststoffen, laden sie sich statisch elektrisch nicht auf. Gegenüber Holz ist die Abriebfestigkeit sehr gross, da die Platte in ihrem Aufbau äusserst homogen ist. Sie ist nicht porös, im Gegensatz zu Spanplatten. Sie ist durchgehend gleich hart (grosse Homogenität). Sie erlaubt ein fugenloses Verlegen, da die Platte auf übliche Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen sehr unempfindlich ist. Sie ist ferner bis ca. 200 °C Hitze beständig und kälteunempfindlich. Sie zeigt keine Rissbildung. Sie ist schlagsicher. Sie ist alterungsbeständig. Sie kann durch entsprechende Beigaben zur Mischung insektensicher gemacht werden. Sie ist nicht entflammbar, sondern zundert erst bei Temperaturen von ca. 500 °C. Sie ist gegenüber schwachen Säuren beständig.
Als inneres Imprägnierungs- und Gleitmittel kann auch ein Gemisch aus Kolophonium und Glycerin (Vernetzung), Benzylalkohol, Alkydharze, Talk oder Silikonöl verwendet werden.
Der Formaldehydgehalt kann z.B. photometrisch bestimmt werden.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Holzmaterial enthaltende Hartplatte, insbesondere für Bodenbeläge, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Formaldehydgehalt von höchstens 30 mg pro kg Trockenplattengewicht enthält.
2. Hartplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formaldehydgehalt höchstens 10 mg pro kg Trok-kenplattengewicht beträgt.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Hartplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formaldehydgehalt 5—8 mg pro kg Trok-kenplattengewicht beträgt.
4. Verfahren zum Herstellen von Holzmaterial enthaltenden Hartplatten gemäss Anspruch 1, insbesondere Bodenplatten, bei welchem man pulverförmiges Holzmaterial auf einen gleichmässigen Wassergehalt bringt und die Teilchen mit einem inneren Imprägnierungsmittel mischt, und dass man diese Mischung in mindestens einem weiteren Arbeitsgang mit einem Kunstharzbindemittel zum Abbinden des Ganzen versieht und dass man diese Mischung als Kuchen schüttet und heiss verpresst, dadurch gekennzeichnet, dass man als Anteil oder ausschliesslich Kunstharzbindemittel in Form von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat mit einem Gehalt von bis zu 2,8 Gew.% freiem Formaldehyd, bezogen auf die Trockenmasse, zusetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Anteil oder ausschliesslich Kunstharzbindemittel in Form von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat mit einem Gehalt von bis zu 2,2 Gew.% freiem Formaldehyd, bezogen auf die Trockenmasse, zusetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als Anteil oder ausschliesslich Kunstharzbindemittel in Form von Harnstoff-Formaldehyd-Konden-sat mit einem Gehalt von bis zu 0,76 Gew.% freiem Formaldehyd, bezogen auf die Trockenmasse, zusetzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Anteil oder ausschliesslich Kunstharzbindemittel in Form von Harnstoff-Formalde-hyd-Kondensat mit einem Gehalt von bis zu 0,63 Gew.% freiem Formaldehyd, bezogen auf die Trockenmasse, zusetzt.
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