DE1812825B - Verfahren zur Herstellung von Span-' platten mit großer Flammfestigkeit - Google Patents

Description

Hci der Herstellung von Spanplatten ist es häufig notwendig U/v., erwünscht. Mittel zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften bzw. Mittel zur Abwehr gegen äußere Angriffe den Spänen beizumengen. Sullen diese Beimengstofl'e optimal wirksam werden, so müssen sie möglichst gleichmäßig \erteilt sein. Als solche Mittel kommen insbesondere H-drophobierungsmittel, Fungizide, Insektizide und feuerhemmende Mittel in Betracht. Im allgemeinen werden hierbei Chemikalien eingesetzt, die in flüssiger oder pulvriger Form vorliegen.

Liegen die Chemikalien in flüssiger Form vor, so werden sie auf die Späne aufgesprüht bzw. der Leimflotte beigemengt. Liegen sie hingegen in pulvriger Form vor. so konnten sie zwar ehenfalls der Leimflotte beigemengt und dann auf die Späne aufgesprüht ♦ erden, jedoch wird dadurch in vielen Fällen der Bindemechanismus gestört bzw. verhindert. Eine einfache Beimischung ist jedoch deshalb nicht möglich, weil sich ein solches Gemenge, wird es einer Vibration ausgesetzt, regelmäßig entmischt. Vibrationen sind jedoch in einem Spanplattenwerk keinesfalls auszuschließen.

Um eine derartige Entmischung zu verhindern, werden bei dem bekannten Verfahren die Späne zuvor angefeuchtet. Dadurch ergeben sich aber, erfolgt die Befeuchtung durch die Leimflotle. wiederum starke Beeinträchtigungen des Bindemechanismus mit einer entsprechend starken Festigkeitseinbuße der fertigen Spanplatv:. Dies gilt insbesondere, wenn flammhemmcndc Mittel beigemengt werden sollen, da diese Mittel in wesentlich größeren Gewichtsteilen anzuwenden sind als sonstige Schutz-Chemikalien. Wird beispielsweise Borsäure als flammhemmendes Mittel zur schwer entflammbaren Ausrüstung von Spanplatten eingesetzt, so müssen 10 bis 15 Gewichtsteile Borsäure gegenüber 8 bis 10 Gewichtsteilen Bindemittel in die Spanplatte eingebracht werden. Hierdurch und durch die erforderlich werdende zusätzliche Verdünnung wird die Bindekraft der Leimflolte stark abgeschwächt, was sich auf die physikalischen Festigkeitseigenschaften des Endproduktes sehr nachträglich auswirkt. Gleiches trifft im betrachteten Falle auch dann /y\, wenn das pulverisierte Zusatzmaterial trocken dem bclcimten Spanholz-Ausgangsmatcrial zugefügt wird, da dann das Zusatzmaterial das Bindemittel abdeckt, sich also auch dann nur geschwächte Verbindungen zwischen den einzelnen Spanholzpartikcln ergehen. Außerdem sind viele dci verwendbaren Zusatz-Chemikalien wasserlöslich, so daß sie den gerade bei der Spanholzhcrstclhing sehr genau einzuhaltenden lcuchtcgchalt des aufgeschütteten, /u verpressenden Materials unter Umständen sehr empfindlich stören würden.

Einmal ist also die trockene Beimengung von Chemikalien zu ebenfalls trockenen Spänen erschwert bzsv, unmöglich gemacht durch die Gefahr der Entmischung, zum anderen dadurch, daß die den beleimten Spänen zugefügten Chemikalien eine ausreichende Verbindung verhindern bzw. zumindest die Bindung zwischen den einzelnen Spänen beeinträchtigen.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, auch diese trockenen, pulverförmigen. flammhcmmenden Chemikalien in der benötigten Menge den Spänen <o beizumischen, daß weder eine Entmischung zu befürchten noch eine Festigkeitseinbuße beim fertigen Produkt festzu-Die Erfindung wird in erlindungsgeinäUer Weise gelöst durch ein Verfahren, bei dem eine Mischung aus einem fasrigen Material und an sich bekannten pulverförmigen flammhemmenden Chemikalien den Holzspänen zugesetzt wird, die dann anschließend in bekannter Weise in Spanplatten verpreßl werden.

Durch die Verbindung der an sich bekannten flammhemmenden Chemikalien mit dem fasrigen Material wird mit Sicherheit ein Entmischen verhindert, da da-,

ίο Fascrmateri:il nicht rieselfähig ist. sondern sich an der Oberfläche der grobstückigen Späne hält. Dies trifft sowohl für die trockenen wie auch für die bereu-, befeuchteten Späne zu. Überraschenderweise hat sich jedoch auch noch gezeigt, daß die an das fasrigc Material gebundenen Chemikalien die Bindung zwischen den Spänen nicht mehr stören, so daß . ich trotz des untei Umständen reichlichen Zusatzes der flammhemmenden Chemikalien immer noch nahezu gleiche Bindungseigenschaften zwischen den Spänen ergeben.

Damit ist ein Weg aufgezeigt, wie derartige Chemikalien trocken den trockenen oder befeuchteten Spänen zugemengt werden können, ohne den normalen Fertigungsablauf zu verändern oder zu behindern und ohne die Festigkeitseigenschaften des Endmaterials nachteilig zu beeinflussen.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende fasrige Material kann organisch oder anorganisch sein. Als organische Materialien empfehlen sich Textil- oder Holzstäube. Fangstoffe, die sich bei der Abwasserreinigung von Papierfabriken ergeben, sonstige Fasern und Stäube von Pflanzenfasern, als anorganisches Material, beispielsweise Asbest- oder Glasfasern. Gerade bei der letzteren Gruppe wirkt sich günstig aus, daß diese Fasern bereits unbrennbar sind.

also die Brennbarkeit des Endproduktes von sich aus vermindern.

Vorzugsweise folgt die Anlagerung der Chemikalien an die Fasern auf trockenem Wege, so daß sich eine »punktförmige* Anlagerung der kleinen Staubpartikeln an die im Verhältnis hierzu langen Fasern ergibt. Versuche haben ergeben, daß durch eine derartige Anlagerung keine meßbare Beeinträchtigung der Bindung zwischen den Spänen stattfindet.

Diese »punktförmige« Anlagerung wird dadurch unterstützt, daß die einzelnen Fasern des fasrigen Materials verästelt oder fibrilliert sind bzw. daß deren Oberfläche aufgerauht ist. Dem gleichen Zwecke dienlich ist eine gcgcnpoligc elektrische Aufladung der beiden Materialien bzw. eine solche Auswahl de:

Materialien, die eine lonenrcaktion gewährleisten. Beispielsweise hat Borsäure ein sehr hohes lonenpotential. während sich die meisten in der Papierindustrie al-. füllstoffe und Strcichmittel verwandten alkalischen Erden und das Celluloseniaterial gegenpolig oder neutral verhalten. Bei der Mischung dieser beiden Komponenten, beispielsweise bei der Mischung der Fangstoffe. die sich bei der Abwasserreinigung von Papierfabriken ergeben, mit Borsäure ist eine besonders gute Haftung der Borsäurepartikeln an diesen fasrigen Fangstoffen zu erwarten.

Wird außerdem das Schüttgewicht des mit den Chemikalien verbundenen Fascrmatcrials so eingestellt, daß es dem Schüttgewicht der Späne entspricht, so ist auch bei schlechten Verbindungseigenschaften weitestgehcnd Sicherheit gegen eine Entmischung der beiden Materialien gegeben. So hat beispielsweise borsäure ein Schüttgewicht von 850 kg/m³. Die aufgefaserten gefüllten Fangstoffe aus Feinpapierfabriken

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haben ein Schüttgewielu von etwa 200 kg/ην'. Demnach hui eine Mischung, hesiehend aus 44"/,, Borsäure und 5(>"/„ des bezeichneten Faserstoffs, ein Sehütlgewicht Min etwa 500 kg/ην'. Das entspricht ungefähr dem Schiittgewiclu der bei der Spanplattenherstellung verwendeten Spanniischung aus Nutzrollen, Faserhol/ und Hol/abfüllen.

Das erlindungsgemiilk Verfahren soll durch ein Beispiel näher erläutert werden:

Es ist bekannt und bereits in der Literatur beschrieben, daß man unter anderem Natriummetaborat, Zinkchlorid. Ammoniumphosphat und auch Borsäure zur Hammseluttzbehandlung von Spanplatten verwendet. Nach den bekannten Verfahren verfährt man wie folgt: Man behandelt die Späne zunächst mit einer Tränklösung, die unter Verwendung von Flammtchulzsalzen hergestellt wird; dann sind allerdings die Späne anschließend wieder zu trocknen. Dieses Verfahren läßt sich also nicht in den üblichen Herstellungsprozeß der Spanplatten einordnen. Es müssen vielmehr Zusätzliche teuere Einrichtungen geschaffen werden. Die zusätzlichen Arbeitsgänge der Tränkung und Trocknung erhöhen die Herstellungskosten erheblich. Bei einem anderen bekanntgewordenen Tränkungsverfahren, welches sogar noch unter Einhaltung bestimmter Temperaturen durchgeführt werden muß, ist zudem noch genau auf die Einhaltung eines bestimmten pH-Wertes zu achten, was eine zusätzliche Erschwerung des Produktionsablaufes bedeutet.

Es ist auch bekannt, Flamn .,chutzsalze der Leimflotte beizumischen. Da jedoch die für einen ausreichenden Flammschutz erford.rlichen Mengen an Flammschutzsalzen zwischen 10 und 15 Gewichtsanteilen, bezogen auf Holz, betragen, während im allgemeinen nur 8 bis 12 Gewichtsteile Kunstharz, bezogen auf Holz, zur Vcrlcimung benötigt werden, wird die Leimtlotte durch die Zugabe der Flammschutzsalze und die notwendig werdende zusätzliche Verdünnung so belastet, daß eine einwandfreie Bclcimung und damit eine ausreichende Festigkeit des Endproduktes nicht gewährleistet ist.

Es wurde ferner vorgeschlagen, Flammschiitzsalzc und hier vor allen Dingen Borsäure in Granulat oder Pulverform den Spänen vor oder nach der Bclcimung beizumischen. Infolge der sehr verschiedenen Schüttgewichte. Größen und Form der Mischgüter wird bereits die Herstellung von homogenen Mischungen unter Verwendung der bei der Spanplattenindustric vorhandenen Mischeinrichtungen Schwierigkeiten bereiten. Noch größer erscheint jedoch die Gefahr der Entmischung derartiger Gemische in den Streustationcn. Auf alle Fälle kann die Homogenität der Mischupg und damit die gleichmäßige Verteilung der Flammscliut/sal/c im Spanplattenkörpcr nicht gewährleistet werden.

Mischt man I lammscluitzsalz.e, die wasserlöslich sind, den bcharzten Spänen zu, so werden sie der Leimflotte einen Teil des Wassers entziehen, welches jedoch zum Kondensationsprozeß und damit zu einer einwandfreien Verleimung der Späne erforderlich ist. Auch hier gefährdet der notwendige hohe Anteil an flammschutzsalzen eine einwandfreie Verleimung. Diese Verfahren konnten also nicht zu befriedigenden Ergebnissen führen und werden, soweit bekannt, industriell auch nicht angewandt.

Das erfindungsgemäßc Verfahren beruht darauf, daß dem Spänespektrum, das in den verschiedenen Snannlattenwerken unterschiedlich ist. bei der Ver-825

mischung der Späne oder der einzelnen Spanfiaktionen das zuvor aulkrhalh der Spanplattenrcrtigung bereits vorbehandeln, trockene Fasermaierial beigemischt wird, das infolge der an seinen Fasern aiihaftenden Chemikalien bewirkt, daß die so gefertigten Spanplatten schwer entflammbar werden. Die Beimengui.g dieses fasrigen Materials läßt sich bei allen Spanplatten-Herstellungsverfahren ohne .-.nderung der Maschinenanordnung und des Produktionsablaufes

ίο auf einfache, sichere und wirtschaftliche Weise erreichen.

Verwendet man "Is Fasermaterial Fangstoffe, wie sie bei der Abwasserreinigung von Feinpapierfabriken anfallen, so haften den sehr verästelten Feinfaseni bi> zu 50 Gewichtsteile mineralischer Stoffe an. die nicht nur unbrennbar sind, sondern darüber hinaus selbst eine flammhemmende Wirkung besitzen und die flammhenimende Wirkung von Feuerschutzsalzen unterstützen. Setzt man Spanplatten-Prüfkörper der direkten Beflammung aus, so kann man aus der Einwaage vor dem Versuch und dem Gewicht nach der Beflammung den Abbrand in Gewichtsprozenten errechnen. Es wurde gefunden, daß sich der Gewichtsverlust um bis zu 50°/₀ vermindert, wenn man dem Spanplatten-Prii/körper 25 Gewichtsteile eines derartigen Fangstoffes vor der 3eleimung zumischt. Bei der Verwendung von Phenolharz als Bindemittel brennt die Probe ohne diesen Zusatz praktisch zu 100°₀ ab; mit dem Zusatz liegt der Abbrand bei etwa 50 Gewichtsprozent.

Zu den bei der Feinpapierherstellung am häufigsten verwendeten Füllstoffen gehören Kaoline, Talkum und Kreidemehl. Kaoline bestehen im Durchschnitt aus 46 Gewichtsteilen Kieselsäure, 40 Gevvichtsteilen Tonerde und 14 Gewichtsteilen Kristallwasser. Talkum besteht aus 94 Gewichtsteileii kieselsaurer Magnesia und fi Gewichtsteilen Kristaliwasser. Gutes Kreidemehl besteht aus etwa 52 Gewichtsteilen Kalk. 42 Gewichtsteilen Kohlensäure und 6 Gevvichtsteilen Kristallwasser. Fast alle diese Komponenten wirken im Brandfalle flammhemmend oder unterstützen die flammhemmende Wirkung von Flammschutzsalzen.

Mischt man diesem Fasergut einen entsprechend großen Anteil an nicht oder schwer löslichen Flammschiuzsalzen, beispielsweise Borsäure, bei, so ergibt sich ein Fasermaterial, das sich ohne technische Schwierigkeiten mit dem in der Spanplattenindustrie üblichen Spaltmaterial mischen und verarbeiten läßt und das äußerst flammhemmend wirkt.

Es wurden versuchsweise Drcischichl-Spanplatten hergestellt, bei denen die beiden Deckschichten zusammen 40 Gewichtsteile und die Mittelschicht 60 Gcvvichtsieile des Gesamtgewichts ausmachten. Die Deckschichten hatten im verpreßten Zustand folgende Zusammcnset/img:

Holz atro 75,00 Gewichtsteile

Fasermischung atro ... 25.00 Gewichtsteile
Harnstoffharz atro .... 12,00 Gewichtsteile
Wasser 8,00 Gevvichtsteile

Die Mittelschicht hatte folgende Zusammensetzung:

Hob. atro 75.00 Gewichtsteile

Fasermischung atro ... 25,00 Gewichtsteile
Harnstoffharz atro .... 8.60 Gewichtsteile

g Wasser 8.00 Gewichtsteile

Die Fasermischung bestand aus 60 Gewichtsteilen atro eines getrockneten und gemahlenen Fangstoffes, wie er bei der Schlatnmbescitigung einer Papierfabrik

anfällt, dem 4U (iewichtsteile Borsäure in Pulverform beigemischt waren.

Die Spanplatten wurden wie folgt hergestellt: Die aufbereiteten Hol/späne, wie si' bei der Spanplattenfertigung anfallen, wurden mit dem fertigen lasergemisch vermengt. Anschließend wurde das Harnsloffhar/ in 4N"/„iger Lösung aufgesprüht. Aus dieser Mischung »urden Spanplattenkuchen in üblicher Weise geformt und unter den bei der Spanplattenindusirie üblichen Bedingungen verpreßi. An dem Fndproduki, das hei 22 mm Plattendicke eine Rohdichte von etwa 630 kg/m^:t hatte, wurde eine Biegefestigkeit von 215 kg/cm- gemessen. Die Dickenquellung nach 2 Stunden Unterwasserlagerimg betrug 3,1 "I_n. die Quer/.ugfestigkcit 3,4 kp/cm'-. Die Platten hatten eine ausgezeichnete Flammfestigkeit.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren /ur Herstellung um Spanplatten mit großer Hammfestigkeil und guten mechanischen Figensehaflen, dadurch ge kenn-/eic h net, daß eine Mischung aus einem fa .rigen Material und an sich bekannten pulverförmigen flammhemmenden Chemikalien den llol/spänen /iigeset/t wird und anschließend die Herstellung von Spanplatten in bekannter Weise durchgefühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. daduich gekennzeichnet, daß als Fasermaterial Textil- oder HoIzstäube, Fasern und Stäube von Pflanzenfasern, Fangstoffe aus den Abwässern von Papierfabriken, Asbest- oder Glasfasern verwendet werden.