DE102008034749B3

DE102008034749B3 - Holzwerkstoffplatte

Info

Publication number: DE102008034749B3
Application number: DE102008034749A
Authority: DE
Original assignee: Flooring Technologies Ltd
Current assignee: Flooring Technologies Ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: EP2147762B1; EP2147762A1; PL2147762T3; ES2439260T3

Abstract

Eine Holzwerkstoffplatte mit (a) einem umlaufenden Randbereich (14) und (b) einem vom Randbereich (14) umgebenen Innenbereich (16), zeichnet sich dadurch aus, dass (c) die Festigkeit (R) des Randbereiches (14) gegenüber dem Innenbereich (16) erhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzwerkstoffplatte mit einem umlaufenden Randbereich und einem vom Randbereich umgebenen Innenbereich. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Fußbodenpaneels.
Holzwerkstoffplatten, beispielsweise HDF-Platten (high density fibre board), werden beispielsweise bei der Herstellung von Fußbodenpaneelen bzw. Laminatböden verwendet. Bei der Herstellung der Fußbodenpaneele müssen in die Holzwerkstoffplatte Profile eingebracht, beispielsweise eingefräst werden, so dass zwei Fußbodenpaneele miteinander verbunden werden können. Es ist wünschenswert, Fußbodenpaneele besonders leicht herzustellen, da das weniger Rohstoff erfordert und zu leichter zu transportierenden und zu handhabenden Fußbodenpaneelen führt. Der Verringerung der Materialstärke der Holzwerkstoffplatte sind jedoch Grenzen gesetzt, da die Profile die Belastungen sicher aufnehmen müssen, die bei einer Benutzung der Fußbodenpaneele entstehen.
Um geringere Materialstärken oder geringere Rohdichten bei Holzwerkstoffplatten einstellen zu können, werden bei der Herstellung von Fußbodenpaneelen beispiels weise Aluminiumleisten in die Profile der Fußbodenpaneele eingelassen, die bei Benutzung einen Großteil der Fügekräfte aufnehmen. Hieran ist aber nachteilig, dass die Aluminiumleisten nur unter erhöhtem Aufwand bei der Fertigung des Fußbodenpaneels in die Holzwerkstoffplatte eingebracht werden können.
Aus der DE 1 827 179 U1 ist ein Formling zur Erzeugung von Platten aus einem Gemisch von Holzteilchen mit einem wärmehärtenden Bindemittel bekannt. Bei dem Formling ist der Rand durch Aushärten des Bindemittels verfestigt. Nachteilig hieran ist, dass der gesamte Formling mit Bindemittel versehen werden muss, obwohl er nur im Randbereich verstärkt benutzt wird. Das führt zu relativ hohen Rohdichten der Holzwerkstoffplatten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geringere Dichten und/oder geringere Rohdichten zu erreichen, ohne dass die Festigkeit einer Klickverbindung von aus der Holzwerkstoffplatte hergestellten Fußbodenpaneelen darunter leidet.
Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Holzwerkstoffplatte, bei der die Festigkeit des Randbereiches gegenüber dem Innenbereich erhöht ist. Dabei ist der Randbereich jeweils als der Bereich zu verstehen, in dem sich später die Profile zur Verbindung der Einzelelemente befinden. Dies bedeutet, dass auf dem Ausgangsformat, das eine deutlich größere Abmessung besitzen kann, eine Vielzahl von imprägnierten Bereichen vorhanden ist. Wenn im Folgenden vom Randbereich gesprochen wird, so handelt es sich dabei in der Regel um den Randbereich/die Randbereiche, welche durch das Auftrennen einer großformatigen Platte in den daraus resultierenden Zuschnitten entstehen.
Vorzugsweise ist zur Erhöhung der Festigkeit der Randbereich über eine volle Dickenausdehnung der Holzwerkstoffplatte mit einer nachvernetzenden Substanz stabilisiert.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte mit dem Schritt eines Einbringens einer nachvernetzenden Substanz in einen Randbereich der Holzwerkstoffplatte, so dass die nachvernetzende Substanz in der Holzwerkstoffplatte vernetzt und den Randbereich stabilisiert.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass Holzwerkstoffplatten für die Herstellung von Fußbodenpaneelen und Laminatböden verwendet werden können, die eine geringere Dichte besitzen. Damit können die Produktionsanlagen, die die Holzwerkstoffplatten herstellen, deutlich schneller und kostengünstiger produzieren. Des Weiteren werden für einen Konsumenten des Fußbodenpaneels und der Holzwerkstoffplatte der Transport und die Handhabung deutlich angenehmer.
Es ist ein weiterer Vorteil, dass erfindungsgemäße Holzwerkstoffplatten mit bestehenden Produktionsanlagen hergestellt werden können. Insbesondere ist eine Kurztakt-Beschichtung möglich.
Vorteilhaft ist zudem, dass auch bei reduzierter Dicke bzw. reduzierter Rohdichte der Holzwerkstoffplatte mechanisch feste Verbindungen zwischen zwei aus erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatten hergestellten Fußbodenpaneelen möglich sind. Vorteilhaft ist zudem, dass die nachvernetzende Substanz, die die Festigkeit des Randbereichs erhöht, in der Regel auch wasserabweisend wirkt, so dass ein Aufquellen im Randbereich vermieden wird.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer nachvernetzenden Substanz eine Substanz verstanden, die nach dem Einbringen in den Randbereich chemisch reagiert. Beispielsweise polymerisiert die nachvernetzende Substanz oder reagiert mit Bestandteilen der Holzwerkstoffplatte, beispielsweise mit Holzspänen.
Unter dem Merkmal, dass die nachvernetzende Substanz die Festigkeit des Randbereichs erhöht, wird insbesondere verstanden, dass eine Querzugfestigkeit des Randbereichs nach einem Einbringen der nachvernetzenden Substanz signifikant höher ist als vor dem Einbringen der nachvernetzenden Substanz und dem anschließenden Nachvernetzen.
Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass das Nachvernetzen unterstützt wird, beispielsweise durch Einbringen von Mikrowellenstrahlung, Wärme oder Ähnlichem.
Unter einem Randbereich wird insbesondere ein Volumenabschnitt der Holzwerkstoffplatte verstanden, der sich entlang des Rands über eine vollständige Dicke der Holzwerkstoffplatte erstreckt. Beispielsweise hat der Randbereich eine Ausdehnung von mehr als 1 cm von einer umlaufenden Kante der Holzwerkstoffplatte. Je breiter der Randbereich ist, desto günstiger werden die Festigkeitseigenschaften der Holz werkstoffplatte beeinflusst. Gleichzeitig steigen allerdings die Kosten für die nachvernetzende Substanz. Der Randbereich wird damit vorteilhafterweise so breit gewählt, dass eine weitere Verbreiterung des Randbereichs die Festigkeit eines zur Herstellung eines Fußbodenpaneels eingebrachten Profils nicht weiter signifikant gesteigert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Randbereich einen solchen Gehalt an nachvernetzter Substanz auf, dass seine Querzugfestigkeit 2,3 N/mm², insbesondere 2,5 N/mm², überschreitet.
Als besonders geeignet haben sich nachvernetzende Substanzen herausgestellt, die aus mindestens einer Verbindung bestehen, die NCO-Gruppen aufweist, wobei ein relativer Anteil der NCO-Gruppen an einer molaren Masse der Verbindungen mehr als 15% beträgt. Die NCO-Gruppen oder Cyan-Gruppen eines Moleküls tragen stark zu einer hohen Festigkeit der nachvernetzten Substanz bei. Der mittlere relative Anteil der NCO-Gruppen an der molaren Masse der Verbindungen wird berechnet, indem das Molgewicht der NCO-Gruppe durch das Molgewicht des gesamten Moleküls geteilt wird. Diese Prozedur wird für alle in der nachvernetzenden Substanz vorhandenen Verbindungen durchgeführt und aus den jeweiligen Ergebnissen wird ein mit dem molaren Anteil der jeweiligen Verbindung gewichteter Mittelwert berechnet.
Als besonders geeignet als nachvernetzende Substanzen haben sich Isocyanat-Präpolymere, Polyurethan-Polymere und/oder Epoxidharze herausgestellt. Diese Verbindungen liegen in der fertigen Holzwerkstoffplatte als Polymere vor, in der Regel werden sie jedoch als Präpolymere in die Holzwerkstoffplatte eingebracht.
Besonders hohe Festigkeiten lassen sich erreichen, wenn der Randbereich einen Gehalt an nachvernetzender Substanz von mehr als 500 g/m² aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass ein Gehalt an nachvernetzender Substanz im Randbereich von mehr als 1500 g/m² in der Regel keine weiteren Vorteile mehr bringt.
Bei gegebenen Abmessungen und bei einer vorgegebenen Festigkeit im Randbereich wird eine besonders geringe Masse der Holzwerkstoffplatte erreicht, wenn die Rohdichte im Randbereich eine Randbereich-Rohdichte aufweist, die größer ist als eine Innenbereich-Rohdichte im Innenbereich. Beispielsweise ist die Randbereich-Rohdichte um mehr als 8% größer als die Innenbereich-Rohdichte. Dabei liegt die Randbereich-Rohdichte bevorzugt oberhalb von 800 kg/m³. Vorteilhaft ist zudem, wenn die Innenbereich-Rohdichte unterhalb von 750 kg/m³ liegt.
Der Verbrauch an nachvernetzender Substanz bzw. an Präpolymer ist besonders gering, wenn im Wesentlichen nur der Randbereich nachvernetzende Substanz enthält. Hierunter ist zu verstehen, dass die Konzentration eine nachvernetzende Substanz im Randbereich signifikant höher ist als im Innenbereich, beispielsweise mehr als 5 mal so hoch. Insbesondere ist es möglich, auch den Innenbereich mit nachvernetzter Substanz zu behandeln, das ist aber nicht notwendig.
Aus der Holzwerkstoffplatte wird beispielsweise dadurch ein Fußbodenpaneel gewonnen, in das ein Profil zum Verbinden mit anderen Fußbodenpaneelen in den Randbereich eingebracht wird, insbesondere eingefräst und/oder eingeprägt.
Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die nachvernetzende Substanz, d. h. die Substanz, die in der Holzwerkstoffplatte beispielsweise polymerisiert oder sich mit sonstigen Bestandteilen verbindet, unter Einwirkung von Unterdruck in die Holzwerkstoffplatte eingesaugt. Dazu wird beispielsweise auf einer Seite der Holzwerkstoffplatte die nachvernetzende Substanz aufgetragen. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich eine Saugleiste, die die aufgebrachte nachvernetzende Substanz in die Holzwerkstoffplatte einsaugt.
Die Holzwerkstoffplatte kann eine MDF- oder eine HDF-Platte sein. Das Fußbodenpaneel ist bevorzugt zur leimlosen Verbindung mittels Nut und Feder ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Holzwerkstoffplatte und
2 ein erfindungsgemäßes Fußbodenpaneel.
1 zeigt eine erste Holzwerkstoffplatte 10.1 und eine zweite Werkstoffplatte 10.2, die durch Zersägen einer Gesamt-Holzwerkstoffplatte entlang einer Schnittlinie 12 hergestellt worden sind. Die Holzwerkstoffplatte 10.1 besitzt einen Randbereich 14.1, der sich entlang der Schnittlinie 12 erstreckt und über eine volle Dickenausdehnung entlang einer Dicke D der Holzwerkstoffplatte 10.1 verläuft. Der Randbereich 14.1 hat eine Breite B von beispielsweise 1 bis 3 cm. Desgleichen hat die Holzwerkstoffplatte 10.2 einen Randbereich 14.2, der ebenfalls an die Schnittlinie 12 angrenzt und die gleiche Breite B besitzt. Jenseits der Randbereiche 14.1, 14.2 erstrecken sich jeweilige Innenbereiche 16.1 und 16.2 der Holzwerkstoffplatten 10.1 bzw. 10.2.
Die Randbereiche 14.1, 14.2 enthalten eine nachvernetzende Substanz, die ihnen im Vergleich zu den Innenbereichen 16.1, 16.2 eine höhere Festigkeit verleiht. Die nachvernetzende Substanz ist ein Polyurethan-Präpolymer, das sich in den Randbereichen 14.1., 14.2 mit sonstigen Bestandteilen der Holzwerkstoffplatten 10.1 bzw. 10.2 beim Polymerisieren verbunden hat.
Zum Einbringen der nachvernetzenden Substanz in die Randbereiche 14.1, 14.2 wird die nachvernetzende Substanz auf beispielsweise eine Oberseite 18 aufgetragen, beispielsweise aufgestrichen, aufgesprüht, aufgeschwemmt oder aufgerollt. Im Bereich des Randbereichs 14.1, 14.2 liegt an einer Unterseite 19 eine Saugleiste mit ihren Dichtungen an und erzeugt in 1 unterhalb des Randbereichs 14.1, 14.2 einen Unterdruck. Durch diesen Unterdruck wird die auf die Oberseite 18 aufgebrachte nachvernetzende Substanz schnell in den Randbereich 14.1, 14.2 eingesogen.
Die nachvernetzende Substanz ist so gewählt, dass sie nach dem Einbringen in den Randbereich 14.1, 14.2 vernetzt und die Festigkeit steigert. Zum Herstellen einer HDF-Holzwerkstoffplatte 10.1, 10.2, die beispielsweise eine Dicke D von weniger als 10 mm, beispielsweise 8 mm, haben kann, wird das Polyurethan-Präpolymer mit einer Roh-Flächendichte von 750 kg/m³ eingebracht. In diesem Polyurethan-Präpolymer beträgt der Gehalt an NCO-Gruppen mehr als 20%, woraus eine besonders große Festigkeitssteigerung resultiert. Um möglichst wenig des Polyurethan-Präpolymers verwenden zu müssen, wird es nur in den Randbereichen 14.1, 14.2, nicht jedoch in den Innenbereich 16. Der Randbereich 14.1, 14.2 eingebracht hat, damit möglichst wenig Polyurethan-Präpolymer verwendet werden muss, eine Breite von beispielsweise weniger als 10 cm, insbesondere weniger als 5 cm.
Durch das Einbringen der nachvernetzenden Substanz, im vorliegenden Beispiel in Form des Polyurethan-Präpolymers, steigt eine Querzugfestigkeit R_quer auf über 2,5 N/mm². Die Querzugfestigkeit ist die Festigkeit in Querrichtung, die durch den Pfeil Q angedeutet ist. Die Querzugfestigkeit R_quer ist ein wichtiges Maß für eine erreichbare Festigkeit eines in den Rarndbereich 14.1, 14.2 eingefrästen Profils eines aus der Holzwerkstoffplatte hergestellten Fußbodenpaneels. Übliche Querzugfestigkeiten liegen für die HDF-Platten bei R_quer = 1,2 N/mm² bis 2,0 N/mm².
Durch die Steigerung der Querzugfestigkeit R_quer aufgrund der nachvernetzenden Substanz ist es möglich, eine Rohdichte im Innenbereich ρ_roh,innen von unter 830 kg/m³ zu wählen, ohne dass hieraus Nachteile bei der nachfolgenden Bearbeitung entstehen. Die Rohdichte im Randbereich ρ_roh,Rand kann weiterhin 850 bis 900 pro m³ betragen, um die Querzugsfestigkeit R_quer zu steigern.
2 zeigt Fußbodenpaneele 20.1, 20.2, die aus den entsprechenden Holzwerkstoffplatten 10.1 bzw. 10.2 durch Einbringen von jeweiligen Profilen 22.1, 22.2 hergestellt sind. Die Profile 22.1, 22.2 sind beispielsweise eingefräst oder eingeprägt.
Dadurch, dass die Holzwerkstoffplatte 10, aus der die Fußbodenpaneele 20.1, 20.2 hergestellt sind, in ihrer mittleren Dichte P_mittel abgesenkt sein kann, werden die Handhabung und der Transport der Fußbodenpaneel 20 erleichtert, was konsumentenfreundlich ist. Weiterhin führt eine Absenkung der Rohdichte zu einem verbesserten Verhalten im Hinblick auf Tritt- und Raumschall beim Begehen.
Die Holzwerkstoffplatten 10.1, 10.2 bzw. die Gesamt-Werkstoffplatte können problemlos mittels Kurztakt-Beschichtung, dem ersten Produktionsschritt bei der Fußbodenpaneel-Herstellung, hergestellt werden. Auch bei den oben angegebenen Rohdichten ρ_roh sind weiter KT-Beschichtungen möglich. Gegebenenfalls müssen bei der Herstellung Produktionsparameter, wie beispielsweise Druck oder Temperatur, angepasst werden.
Durch das Einbringen der nachvernetzenden Substanz wird zudem die Wasseraufnahmefähigkeit des Randbereichs 14.1, 14.2 und damit des Profils 22.1, 22.2 vermindert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Einbringen der nachvernetzenden Substanz nicht um ein Oberflächenimprägnieren des Profils handelt, da Imprägniermittel keine festigkeitssteigernde Wirkung haben und nur dem Abweisen von Wasser dienen. Weitere geeignete nachvernetzende Substanzen sind Isocyanat-Polymere, Polyurethan-Polymere und/oder Epoxidharze, wobei auch Mischungen verwendet werden können.

10: Holzwerkstoffplatte
12: Schnittlinse
14: Randbereich
16: Innenbereich
18: Oberseite
19: Unterseite
20: Fußbodenpaneel
22: Profil
ρ_Rand: Rohdichte im Innenbereich
ρ_roh,innen: Rohdichte im Innenbereich
Q: Querrichtung
R: Festigkeit
R_quer: Querzugfestigkeit

Claims

Holzwerkstoffplatte mit (a) einem umlaufenden Randbereich (14) und (b) einem vom Randbereich (14) umgebenen Innenbereich (16), (c) wobei die Festigkeit (R) des Randbereiches (14) gegenüber dem Innenbereich (16) erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, dass (d) zur Erhöhung der Festigkeit (R) der Randbereich (14) über eine volle Dickenausdehnung (D) der Holzwerkstoffplatte (10) mit einer nachvernetzenden Substanz stabilisiert ist.
Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (14) einen solchen Gehalt an nachvernetzender Substanz aufweist, dass seine Querzugfestigkeit (R_quer) 2,3 N/mm², insbesondere 2,5 N/mm², überschreitet.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die nachvernetzenden Substanz aus mindestens einer Verbindung besteht, die NCO-Gruppen aufweist, – wobei ein relativer Anteil der NCO-Gruppen an einer molaren Masse der Verbindungen im Mittel mehr als 15% beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nachvernetzende Substanz ein Isocyanat-Polymer und/oder ein Polyurethan-Polymer und/oder Epoxidharz umfasst.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im die Querzugfestigkeit (R_quer) im Innenbereich höchstens 1,2 N/mm² beträgt.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (14) einen Gehalt an nachvernetzender Substanz von mehr als 500 g/m² aufweist.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (14) einen Gehalt an nachvernetzender Substanz von weniger als 1500 g/m² aufweist.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohdichte im Randbereich (14) eine Randbereich-Rohdichte (ρ_Rand) aufweist, die größer ist als eine Innenbereich-Rohdichte (ρ_innen) im Innenbereich (16).
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereich-Rohdichte (ρ_Rand) um mehr als 8% größer ist als die Innenbereich-Rohdichte (ρ_innen).
Holzwerkstoffplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereich-Rohdichte (ρ_Rand) oberhalb von 800 kg/m³ liegt.
Holzwerkstoffplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbereich-Rohdichte (ρ_innen) unterhalb von 750 kg/m³ liegt.
Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur der Randbereich (14) nachvernetzende Substanz enthält.
Fußbodenpaneel aus einer Holzwerkstoffplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, die im Randbereich (14) ein Profil (22) zum Verbinden mit anderen Fußbodenpaneelen (20) aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Holzwerkstoffplatte (10), mit dem Schritt: Einbringen einer nachvernetzenden Substanz in einen Randbereich (14) der Holzwerkstoffplatte (10) über eine volle Dickenausdehnung (D) der Holzwerkstoffplatte (10), so dass die nachvernetzende Substanz in der Holzwerkstoffplatte (10) vernetzt und den Randbereich (14) stabilisiert.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der nachvernetzenden Substanz in den Randbereich ein – Aufbringen der nachvernetzenden Substanz in flüssiger Form auf eine erste Seite (18) der Holzwerkstoffplatte (10) und ein – Ansaugen der nachvernetzenden Substanz mittels Unterdruck von einer der ersten Seite (18) gegenüberliegenden zweiten Seite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die nachvernetzende Substanz ausschließlich im Randbereich (14) aufgebracht wird.
Verfahren zum Herstellen eines Fußbodenpaneels mit den Schritten: – Herstellen einer Holzwerkstoffplatte (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 und – Einbringen eines Profils (22) in den Randbereich, wobei jeder Punkt des Profils (22) an eine Materialschicht angrenzt, die eine vorgegebene Mindeststärke hat.