DE3316645C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spanholzwerkstoffen, insbesondere Spanplatten, das darin besteht, Leim und ein Hydrophobierungsmittel zu Holz­ teilchen zu fügen und anschließend die Teilchen zu formen und den Leim durch Anwendung von Druck und Wärme zu härten.

Bei der Herstellung von Spanholzwerkstoffen bzw. Span­ platten wird die Menge des zum Binden der Teilchen ver­ wendeten Leims aus ökonomischen Gründen ziemlich niedrig und bei etwa 10%, basierend auf dem Trockengewicht der Teilchen, gehalten. Diese geringe Leimmenge führt dazu, daß die Qualität der erzeugten Werkstoffe bzw. Platten und insbesondere ihre Festigkeit empfindlich gegen Ver­ änderungen des Produktionsverfahrens sind und auch von kleineren Änderungen der Arbeitsbedingungen und der Zu­ sammensetzung des Rohmaterials abhängen. Besondere Festigkeitsprobleme treten auf, wenn in das Herstellungs­ verfahren Stufen einbezogen werden, bei denen die Form­ aldehydemission der Platten verringert wird. Es ist bekannt, daß härtbare Leimsysteme auf der Basis von Formaldehyd und insbesondere die Harnstoff-Formaldehydharze, die zur Herstellung von Spanplatten verwendet werden, bei der Herstellung und bei der Verwendung der Platten bis zu einem gewissen Ausmaß Formaldehyd frei­ setzen. Es wurden verschiedene Lösungen zur Vermeidung der gesundheitlichen Probleme vorgeschlagen, die durch diese Freisetzung von freiem Formaldehyd hervorgerufen werden. Am allgemeinsten anwendbar sind solche, bei denen ein Formaldehyd absorbierendes Mittel zu dem Teil­ chenmaterial bei der Herstellung der Platten zugesetzt wird. Ein Verfahren dieser Art wird in der DE-PS 10 55 806 beschrieben. Da jedoch sowohl die Formaldehyd absorbierende Substanz als auch die Harzbestandteile des Harz­ leims mit Formaldehyd reaktionsfähig sind, treten bei diesen Verfahren Probleme auf und es ergibt sich eine verringerte Festigkeit auf Grund des Einflusses auf den Leim und eine Inaktivierung des Formaldehyd-Absorbens. Es wurden daher verschiedene Verfahren empfohlen, um das absorbierende Mittel von dem Leim getrennt zu halten. Die DE-OS 16 53 167 und DE 25 53 459 A1 empfehlen, daß nur ein Teil der Menge der Teilchen oder von anderem Material mit dem Formaldehyd absorbierenden Mittel behan­ delt wird und anschließend mit dem Hauptteil der Teil­ chen vermischt wird, um eine Trennung zwischen dem Absorbens und dem Leim zu bewirken. Jedoch ist bei diesen Methoden die Trennung gering und darüber hinaus führt die ungleichmäßige Verteilung des Absorbens zu einer unzufriedenstellenden Absorption. Die zusätzliche Phase führt außerdem zu einigen wirtschaftlichen und praktischen Problemen. Eine vereinfachte Verfahrensweise für den Zusatz des Absorbens wird in der DE 27 40 207 B1 empfohlen und dort wird eine vereinte Flüssigkeit für Wachs und Absorbens verwendet, jedoch wird die Trennung des Absorbens und des Leims durch dieses Verfahren nicht verbessert. Nach der SE-C 4 09 090 kann eine Trennung des Formaldehyd absorbierenden Mittels von dem Leim erzielt werden durch Zusatz des absorbierenden Mittels in der Form einer Lösung zu den Teilchen mit einem ausreichend niedrigen Feuchtigkeitsgehalt, so daß die Lösung in die Teilchen eindringt und daß kein wesentliches Vermischen mit dem Leim erfolgt, der anschließend zugesetzt wird. Jedoch ist es aus praktischen Gründen nicht immer mög­ lich, die trockenen Teilchen zu behandeln und falls ein Trocknen nach der Zugabe günstig ist, führt dies dazu, daß das Absorbens erneut zur Oberfläche der Teilchen gebracht wird.

Ein Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der vorstehenden Probleme bei der Herstellung von Spanholzwerkstoffen bzw. Spanplatten. Eines der Hauptziele der Erfindung ist die Verbesserung der Festigkeit der Werkstoffe bzw. Platten ohne die Menge an zugesetztem Leim zu vergrößern. Ein spezielles Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Beeinträchtigung der Festigkeit, die auftritt, wenn Form­ aldehyd absorbierende Substanzen zu den Werkstoffen bzw. Platten gefügt werden.

Diese Ziele werden durch die charakteristischen Merkmale der beigefügten Patentansprüche erreicht.

Die Erfindung betrifft Methoden zur Herstellung von Teil­ chen bzw. Spanholzwerkstoffen oder Spanplatten, bei denen außer dem Leim ein Hydro­ phobierungsmittel zu den Teilchen zugesetzt wird. Die geringe Menge an Leim, die allgemein bei der Herstellung von Spanplatten verwendet wird, führt nicht zu einem Leim­ überzug an der Oberfläche der Teilchen in der fertig­ gestellten Platte, und dies führt, in Kombination mit der fein verteilten Natur der Teilchen, zu einem feuch­ tigkeitsempfindlichen Produkt, das leicht Wasser absorbiert und quillt. Aus diesen Gründen ist es üblich, ein Hydrophobierungsmittel in der Form eines Paraffinwachses zu dem Teilchengemisch bei der Herstellung zuzusetzen, um die Feuchtigkeitsempfindlichkeit zu verringern.

Das Hydrophobierungsmittel wird gewöhnlich zu dem Leim gegeben oder unmittelbar vor oder nach der Zugabe des Leims zugefügt, so daß diese Komponenten zumindest teil­ weise vor dem Pressen miteinander vermischt werden. Da die üblichen Hydrophobierungsmittel bei normaler Tempe­ ratur fest sind, wird das Mittel normalerweise nicht schmelzen und wird vollständig in dem Teilchengemisch vermischt und verteilt, bis zum Pressen, wenn die Tempe­ ratur angehoben wird. Erfindungsgemäß soll das Hydro­ phobierungsmittel statt dessen zu dem Teilchengemisch gefügt werden, bevor der Leim zugesetzt wird, und in einer derartigen Weise, daß es vor der Leimzugabe über seine Schmelztemperatur erwärmt wird. Beim Erwärmen breitet sich das Hydrophobierungsmittel aus und verteilt sich über die Oberflächen der Teilchen und ist somit verteilt, wenn der Leim zugesetzt wird. Hierdurch werden einige Vorteile erzielt. Da das Hydrophobierungsmittel gut an der Teilchenoberfläche verankert ist, die hydro­ phober ist als der Leim, wird das Risiko, daß das Hydro­ phobierungsmittel und der Leim einander negativ beein­ flussen, verringert. Die Schicht des Hydrophobierungs­ mittels an der Teilchenoberfläche wirkt auch als eine Sperre. Sie verhindert dadurch ein zu tiefes Eindringen des Leims in die Teilchen und konzentriert die Adhäsion des Leims auf die Teilchenoberflächen, wodurch sich eine verbesserte Festigkeit durch eine verbesserte Leimver­ wertung ergibt. Es wurde auch festgestellt, daß es manchmal möglich ist, kürzere Preßzeiten zu verwenden und daß der fertiggestellte Werkstoff bzw. die fertiggestellte Platte eine verringerte Quellneigung aufweist. Eine noch bessere Sperrwirkung durch das hydrophobe Mittel wird erzielt, wenn die Trocknung in Verbindung mit dem Erwärmen erfolgt, und dies beruht wahrscheinlich darauf, daß die verdampfte Feuchtigkeit zu einer Konzentration des Hydrophobierungsmittels an den Teilchenoberflächen bei­ trägt.

Wenn ein Formaldehyd absorbierendes Mittel zu den Teil­ chen derart gefügt wird, daß es auf den Teilchen verteilt wird, bevor das Hydrophobierungsmittel auf den Teilchen­ oberflächen durch Erwärmen ausgebreitet wird, erzielt man weitere Vorteile. Die Schicht des Hydrophobierungs­ mittels dient dann als eine Sperre auch zwischen dem Absorbens und dem später zugesetzten Leim, so daß die gewünschte Trennung dieser Komponenten beträchtlich ver­ bessert wird. Die hydrophobe Sperre zwischen diesen hydrophilen Komponenten ermöglicht eine besonders wirk­ same Trennung. Die Trennung kann entweder als höhere Festigkeit bei unveränderter Formaldehydemission oder als verringerte Formaldehydemission bei unveränderter Festigkeit ausgenutzt werden. Die Sperre bedeutet, daß nassere Teilchen bei der Zugabe des Absorbierungsmittels verwendet werden können, und daß ein von Nachteilen freies Trocknen nach der Zugabe des Absorbens durchgeführt werden kann, wodurch einige der praktischen Nachteile der bisher bekannten Verfahren überwunden werden.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfin­ dung werden aus der folgenden genaueren Beschreibung er­ sichtlich.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Produkten, insbesondere Werkstoffen bzw. Platten, basie­ rend auf geleimten Cellulosekomponenten oder Cellulose enthaltenden Komponenten, worunter Produkte aus Holz und anderen nicht-delignifizierte Cellulose enthaltenden Materialien verstanden werden, die mechanisch gebrochen wurden, z. B. Holzschnitzel, bzw. Holzspäne, Sägespäne, Frässpäne bzw. Hobelspäne, geschnittene bzw. aufgeschnittene Produkte von Flachs, Zuckerrohrrückständen bzw. Bagasse, Zuckerrohr und andere gröbere oder feinere Holz­ fasermaterialien usw. Die Größe der verwendeten Teilchen kann so lange variiert werden, als die Schichtstruktur für das Hydrophobierungsmittel erhalten werden kann, wie vorstehend erwähnt, und so lange der Leim das wesent­ liche Bindungselement in der Struktur ist, was normaler­ weise der Fall ist für Teilchen bis herab zu einzelnen Cellulosefasern, für die andere Bindungsmechanismen zur Wirkung kommen. Beim Cellulosematerial handelt es sich vorzugsweise um Späne.

Das Spanausgangsmaterial weist ursprünglich einen hohen und variierenden Feuchtigkeitsgehalt auf, und der Feuch­ tigkeitsgehalt, das heißt, das Verhältnis des Wasser­ gewichts zum Trockengewicht der Späne liegt im allgemeinen bei 30 bis 120%. Diese Feuchtigkeitsmenge muß beträchtlich verringert werden, bevor die endgültige Preßverarbeitung durchgeführt werden kann, da ein hoher Feuchtigkeitsgehalt zur Delaminierung der Werk­ stoffe bzw. Platten in der Presse durch Dampf führt. Nach sämtlichen Zugaben sollte somit der Feuchtigkeits­ gehalt etwa 14% beim Preßarbeitsgang nicht überschreiten.

Andererseits kann die Trocknung im Prinzip zu jeglichem Zeitpunkt vor dem Preßarbeitsgang durchgeführt werden. Nach der Zugabe des Hydrophobierungsmittels gemäß der Erfindung ist es möglich, umfangreich zu trocknen und der Zusatz kann so zu den vorstehend erwähnten völlig ungetrockneten Spänen erfolgen. Jedoch ist es bevorzugt, eine gewisse Vortrocknung durchzuführen, unter anderem, um einen gesteuerten und gleichmäßigen Feuchtigkeits­ gehalt zu erzielen und eine hydrophobere Oberfläche der Teilchen bei der Zugabe des Hydrophobierungsmittels zu gewinnen. Es ist möglich, die rohen Späne so weit vor­ zutrocknen, daß keine weitere Trocknung vor dem Pressen erforderlich ist, und daß das Spangemisch einen Feuchtig­ keitsgehalt aufweist, der zum direkten Pressen nach der Zugabe des Hydrophobierungsmittels, gegebenenfalls des Formaldehyd absorbierenden Mittels und des Leims, geeignet ist. Die rohen Späne sollten dann auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 6% und vorzugsweise zwischen 1 und 3% getrocknet werden. Jedoch ist es bevorzugt, zumindest soviel Feuchtigkeit nach dem Trocknen zu belas­ sen, daß eine weitere Trocknungsstufe später durch­ geführt werden kann. Ein einleitendes Trocknen der Späne kann somit vorteilhaft auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 10 und 50% und vorzugsweise zwischen 15 und 30% durchgeführt werden. Ein derartiges Trocknen kann unter Anwendung bekannter Methoden durchgeführt werden, wie einem direkten oder indirekten Erwärmen der Späne mit Heißluft oder heißen Rauchgasen bzw. Abgasen.

Anschließend an die wahlfreie Einstellung des Feuchtig­ keitsgehalts der Teilchen gemäß den vorstehenden Ausfüh­ rungen wird das Hydrophobierungsmittel zugesetzt. Dieses Mittel kann üblicher Art sein, das heißt, ein Mine­ ralwachs oder ein natürliches oder synthetisches Paraf­ finwachs. Jedoch kann jegliche hydrophobierende Substanz, die auf den Teilchen bei erhöhter Temperatur verteilt werden kann, verwendet werden. Das Hydrophobierungsmittel soll bei Raumtemperatur fest oder zumindest nicht sehr fluid bzw. flüssig sein, es soll jedoch gleichzeitig die Fähigkeit haben, bei einer erhöhten Temperatur zu schmelzen oder flüssig zu werden, geeigneterweise im Bereich von 40 bis 90°C und vorzugsweise im Bereich von 50 bis 60°C. Selbst wenn das Hydrophobierungsmittel keinen deutlichen Schmelzpunkt aufweist, so sollte es in diesen Temperaturbereichen ausreichend fluid bzw. flüssig sein, um es einzelnen Teilchen davon möglich zu machen, auf den Teilchen zu schmelzen, oder sich darauf auszubreiten, oder vorzugsweise durch diese absorbiert zu werden. Die Menge des zugesetzten Hydrophobierungs­ mittels beträgt zweckmäßig 0,1 bis 5% des Trocken­ gewichts der Teilchen und vorzugsweise 0,2 bis 1%.

Die Art der Zugabe des Hydrophobierungsmittels ist von großer Bedeutung für die Möglichkeit, die gewünschte Verteilung zu erzielen. Erfindungsgemäß sollte das Mittel über seine Erweichungstemperatur zumindest während einer gewissen Zeit in Anwesenheit der Teilchen erwärmt gehalten werden, so daß es ausfließen und auf den Ober­ flächen der Teilchen verteilt werden kann. Dies bedeutet, daß die Temperatur über den vorstehend erwähnten Tempe­ raturbereichen für den Schmelzpunkt des Mittels gehalten werden sollte, das heißt, über zumindest 40°C, vor­ zugsweise über 60°C und besonders bevorzugt über 70°C. Die Zeit, während der das Hydrophobierungsmittel im Kontakt mit den Teilchenoberflächen gehalten wird, sollte für eine Verteilung ausreichen, und sollte nicht kürzer als eine Sekunde sein und sollte vorzugsweise 5 Sekunden überschreiten. Vorzugsweise werden die Teilchen und nicht nur das Hydrophobierungsmittel erwärmt gehalten, da sonst eine zu rasche Abkühlung des Mittels erfolgt, bevor es wirksam verteilt wurde. Die Teilchen können erwärmt werden, bevor das Mittel zugesetzt wird, werden jedoch vorzugsweise nach der Zugabe erwärmt. Es ist bevorzugt, das Hydrophobierungsmittel zu ziemlich kalten Teilchen mit einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Mittels zu fügen, und anschließend zu erwärmen, da hierdurch eine bessere Steuerung und Verteilung des Mittels erfolgt. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, die Teilchen bewegt zu halten und vorzugsweise sie während der Erwärmungsstufe zu rühren, und vorzugsweise auch während der tatsächlichen Zugabe, um die Verteilung weiter zu verbessern.

Das Hydrophobierungsmittel kann in bekannter Weise in der Form einer Schmelze zugeführt werden, die direkt auf die Teilchen gesprüht wird. Es ist jedoch bevorzugt, bekannte wäßrige Dispersionen des Hydrophobierungsmittels zu verwenden. Solche Dispersionen enthalten gewöhnlich 25 bis 65 Gew.-% eines Hydrophobierungsmittels in einer durch Emulgatoren oder Schutzkolloide stabilisierten Dispersion. Wenn solche Dispersionen zu den Teilchen bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Mittels wie vorstehend beschrieben gefügt werden, wird der Wasser­ gehalt der Dispersion durch die Teilchen absorbiert, so daß das Hydrophobierungsmittel an den Oberflächen der Teilchen konzentriert wird, bevor das Erwärmen erfolgt, wodurch die Adhäsion und die Schichtbildung verbessert werden. Der Wassergehalt der Teilchen trägt dazu bei, das Eindringen des Hydrophobierungsmittels beim Erwärmen zu begrenzen und konzentriert es an den Oberflächen. Die Menge des zugesetzten Hydrophobierungsmittels ist gering im Vergleich mit der Teilchenmenge und die Ver­ wendung von Dispersionen ergibt eine Vergrößerung der zu handhabenden Zusammensetzungsmengen, wodurch die Anwendung erleichtert wird.

Nach dem Zusatz des Hydrophobierungsmittels erfolgt die Entfernung des Wassers durch Trocknen der Teilchen.

Vorzugsweise wird ein Trocknungsarbeitsgang in Verbin­ dung mit dem Erwärmen des Hydrophobierungsmittels durch­ geführt. Die verdampfte Feuchtigkeit trägt dazu bei, eine bessere Verteilung und Konzentration des Mittels an den Oberflächen der Teilchen zu bewirken. Es ist zweckmäßig, zumindest 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5% und besonders bevorzugt mindestens 10%, des Wassers beim Erwärmen auf diese Weise zu entfernen. Diese Trocknung kann durchgeführt werden unter Anwendung bekannter Methoden, wie mit Heißluft oder heißen Rauch- bzw. Abgasen, in gleicher Weise wie sie zur Vortrocknung der Teilchen verwendet wird. In Herstellungseinheiten, die mit primären und sekundären Trocknern ausgerüstet sind, kann der Zusatz des Hydrophobierungsmittels zweckmäßig zwischen diesen Trocknern erfolgen.

Wie erwähnt ist die erfindungsgemäße Verfahrensweise besonders günstig in Verbindung mit der Zugabe des Form­ aldehyd absorbierenden Mittels zu den Teilchen, da das Hydrophobierungsmittel dann zu einer Trennung dieser Zu­ sätze von dem Leim beitragen kann. Das Formaldehyd absorbierende Mittel ist Harnstoff.

Das Absorptionsmittel kann in fester Form oder in Form einer Aufschlämmung zugesetzt werden. Das Formaldehyd-Absorptionsmittel wird besonders günstig von dem Leim getrennt, wenn es etwas in die Teilchen eindringen kann und es ist somit am zweckmäßigsten, eine Lösung des Absorbens in einem Lösungsmittel geeigneter Flüchtigkeit, z. B. Alkoholen, zu verwenden.

Um zu bewirken, daß das Hydrophobierungsmittel eine ausreichende Schranke zwischen dem Harnstoff und dem Leim bildet, sollte der Harnstoff zu den Teilchen spätestens gleichzeitig wie, und vorzugsweise vor dem Erwärmen des Hydrophobierungsmittels gefügt werden. Es ist günstig, auch für die Lösung des Harnstoffs vor dem Er­ wärmen eine Penetrationsperiode zu haben. Das tiefste Eindringen einer wäßrigen Lösung erzielt man, wenn die Zugabe zu trockenen Teilchen erfolgt, das heißt, bei einem Feuchtigkeitsgehalt unter etwa 6% und vorzugsweise zwischen 1 und 3%. Um eine spätere Trocknung, wie vorstehend erwähnt, möglich zu machen, kann in diesen Fällen Wasser zugesetzt werden, nachdem der Harnstoff zu­ gesetzt wurde. Der Harnstoff kann jedoch auch zu ziemlich nassen Teilchen gefügt werden, die später getrocknet werden. Dies ergibt sicherlich eine weniger tiefe Penetration, die jedoch bei dem vorliegenden Verfahren hingenommen werden kann, da das Hydrophobierungsmittel trotzdem eine zufriedenstellende Trennung ergibt.

Es kann günstig sein, insbesondere wenn trockene Teilchen behan­ delt werden, ziemlich konzentrierte Harnstofflösungen zu verwenden; die Konzentration kann zwischen 20 und 60 Gew.-% variieren und es ist besonders vorteilhaft, 30 bis 50 Gew.-% zu verwenden. Es kann in bekannter Weise erwärmt werden, um die Konzentration der Lösung zu steigern. Da sowohl das Hydrophobierungsmittel als auch der Harnstoff vorteilhaft zu den Teilchen gefügt werden, bevor erwärmt wird, können diese Zugaben gleichzeitig erfolgen und aus praktischen Gründen oder um die Menge des zugesetzten Wassers auf ein Minimum, z. B. bei der Behandlung von trockenen Teilchen, herabzusetzen, können kombinierte Flüssigkeiten vorteilhaft verwendet werden, zum Beispiel der bekannte Flüs­ sigkeitstyp, der ein Hydrophobierungsmittel dispergiert in Wasser und Harnstoff gelöst in dem Wasser enthält. Der Harnstoffgehalt und der Gehalt des Hydrophobierungsmittels liegen dann beide zweckmäßig zwischen 5 und 50%, insbesondere bei 20 bis 50% Harnstoff, und 10 bis 30% Hydrophobierungsmittel. Der gesamte Trockengehalt liegt bei etwa 45 bis 65 Gew.-%, insbesondere bei 50 bis 60%. Die Menge des zugesetzten Harnstoffs kann bei 0,1 bis 5 Gew.-%, basierend auf dem Trockengewicht der Teilchen, vorzugsweise bei 0,2 bis 2 Gew.-%, und besonders bevorzugt bei 0,5 bis 1,5 Gew.-% liegen.

Jeglicher andere Zusatz, den man zu den Teilchen in einer derartigen Weise zufügen will, daß er von dem Leim getrennt gehalten wird, kann selbstverständlich in einer Weise entsprechend der vorstehend für den Harnstoff beschriebenen, zugefügt werden.

Nach dem Erwärmen und dem Trocknen, die gegebenenfalls gleichzeitig durchgeführt werden, können die Teilchen, falls erforderlich, in üblicher Weise gesiebt oder in jeglicher anderen Weise behandelt werden. Sie können auch ohne Nachteil zwischenzeitlich während eines langen Zeitraums gelagert werden, da die Zusätze stabil an den Teilchen fixiert sind.

Um die verringerte Leimpenetration der erfindungsgemäß behandelten Teilchen bis zum höchsten Ausmaß auszunutzen, sollte das Leimen unmittelbar vor der Bildung der Span­ matte und dem Pressen durchgeführt werden. Das Leimen kann in einer üblichen Leimvorrichtung durchgeführt werden.

Die Erfindung ist auf alle Leimsysteme anwendbar, für die es erwünscht ist, die Leimpenetration in die Teilchen mittels einer hydrophoben Schicht zu verringern, jedoch läßt sie sich besonders vorteilhaft auf hydrophile Leim­ systeme und insbesondere auf Leime anwenden, die löslich sind oder in Wasser aufgeschlämmt werden können. Aus den vorstehend diskutierten Gründen ist die Erfindung beson­ ders geeignet für härtbare Leimsysteme aus Harzen auf Formaldehydbasis, wie Kondensationsprodukte von Formaldehyd und Harnstoff, Melamin, Phenol, Resorcin oder Co­ kondensate davon. Durch die Erfindung werden die Probleme gelöst, die bei der Anwendung von Harnstoff-Formaldehyd- Harzen oder von derartigen mit Melamin modifizierten Harzen, auftreten, was in besonders guter Weise erfolgt. Für diese Harze werden zweckmäßig geringe Molverhältnisse verwendet, z. B. Molverhältnisse zwischen Form­ aldehyd und Harnstoff im Bereich von 1,0 bis 1,8, vor­ zugsweise von 1,1 bis 1,4 und besonders bevorzugt von 1,2 bis 1,35. Das Verhältnis von Formaldehyd zu Melamin sollte bei 1,6 bis 3,0 und insbesondere bei 1,6 bis 2,2 gehalten werden.

Die Menge des zugesetzten Leims liegt gewöhnlich bei 7 bis 14% trockenes Harz auf trockenen Teilchen. Diese Mengen können verwendet werden und ergeben eine gute Bin­ dungsfestigkeit. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Eindringen des Leims verringert und dies bedeutet, daß die Menge des Leims ebenfalls etwas bei erhaltener Werkstoff- bzw. Plattenqualität verringert werden kann, wobei die Leimzugabe beispielsweise um 0,5 bis 2%-Einheiten (Trocken/Trocken) verringert werden kann. Es können übliche Trockengehalte für das zugesetzte Leimgemisch verwendet werden und diese liegen bei 50 bis 70 Gew.-%. Der Feuchtigkeitsgehalt der Teilchen nach dem Leimen kann bei 4 bis 10% und insbesondere bei 5 bis 10% liegen.

Die Mattenbildung kann in üblicher Weise erfolgen und erfolgt zweckmäßig mit einer poröseren Mittelschicht, die gröbere Teilchen enthält. Das gesamte Teilchenmaterial für den Werkstoff bzw. die Platte wird vorzugsweise in gleichmäßiger Weise behandelt, jedoch ist es auch möglich, insbesondere für mehrschichtige Platten, über Teilchen zu verfügen, die in verschiedener Weise in verschiedenen Schichten der Platte behandelt wurden. Jedoch sollten die Teilchen in jeder Schicht gleichmäßig behandelt sein. Beispielsweise kann - falls gewünscht - das Formaldehyd absorbierende Mittel nur zu der Mittel­ schicht gefügt werden, da die Menge an freiem Formaldehyd dort am größten ist.

Es können übliche Preßzeiten verwendet werden, z. B. zwischen 7 und 12 Sekunden pro Millimeter Werkstoff- bzw. Plattendicke in einem einstufigen Verfahren bei einer Preßtemperatur von etwa 185 bis 220°C, wodurch eine hohe Bindefestigkeit erzielt wird. Die Preßzeiten beim erfindungsgemäßen Verfahren können häufig im Ver­ gleich mit üblichen Herstellungsverfahren etwas ver­ ringert werden, da die Bindungsfestigkeit vergleichs­ weise größer ist, die Härtung rascher erfolgt und die Neigung zur Delaminierung durch Dampfblasen verringert wird.

Beispiel 1

Spanholzwerkstoffe bzw. Spanplatten wurden im Laboratoriums­ maßstab aus Teilchen mit verschiedenem Feuchtigkeits­ gehalt auf folgende Weise hergestellt: Eine Behandlungsflüssigkeit, die 17,6 Gew.-% dispergiertes Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 52°C, 39,0 Gew.-% gelösten Harnstoff und 43,4 Gew.-% Wasser enthielt, wurde bereitet.

In einem ersten Test (1) wurde ein Bezugsbeispiel aus Teilchen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3% gebildet, die direkt mit 0,5% Wachs und Leim vermischt, zu einer Matte geformt und gepreßt wurden.

In einer zweiten Versuchsreihe (2 bis 5) wurden Teilchen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 3, 6, 10 bzw. 14% mit 2,7 kg der Behandlungsflüssigkeit pro 100 kg Teilchen, Trockengewicht, behandelt und die Teilchen für die Tests 3 bis 5 wurden mit Heißluft von 120°C auf einen Feuchtig­ keitsgehalt von 3% und eine Endtemperatur von etwa 65°C getrocknet.

Bei allen Test wurden die Teilchen nach der Behandlung mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 9 Gew.-% (berechnet als Trockenharz auf Trockenteilchen) behandelt, zu einer Matte geformt und gepreßt.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben. Aus der Tabelle ist ersichtlich, vergleiche insbesondere die Tests 1 und 2, daß die Festigkeit verringert wird, wenn Wachs und Harnstoff ohne Erwärmen und Trocknen zugesetzt werden, während die Festigkeit bei Harnstoff-Wachs-Zugabe unter gleichzeitigem Erwärmen und Trocknen beträchtlich verbessert wird.

Tabelle I

Beispiel 2

Es wurden Platten aus einer Schicht mit den Abmessungen 550 × 350 × 16 mm im Laboratoriumsmaßstab aus grünen Holzspänen mit einem ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50% hergestellt. Das Spanholzmaterial wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30, 20, 10 bzw. 2% vorgetrocknet. Nach einer Zwischenlagerung während einiger Tage wurde ein Teil der Teilchen mit 0,88 kg pro 100 kg Teilchen, Trockengewicht, mit einer handels­ üblichen Wachsdispersion, die 50% Wachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 50°C enthielt, und 1 Teil der Teilchen mit 2 bis 5 kg der Flüssigkeit des Beispiels 1, behandelt. Nach der Behandlung wurden alle Fraktionen, mit der Ausnahme der einen, die bereits einen Feuchtigkeits­ gehalt von 2% aufwies, auf einen Feuchtigkeits­ gehalt von etwa 2% getrocknet. Die Trocknung erfolgte mit Heißluft und die Temperatur der Teilchen betrug in der Endstufe der Trocknung 65 bis 70°C. Die Teilchen wurden gesiebt, um die Fraktionen mit weniger als 0,25 mm und größer als 8 mm zu entfernen und wurden anschließend mit 60% Harnstoff-Formaldehyd-Harz, enthaltend 100 Gew.-Teile Harz des Typs 1143 S, 1,2 Gew.-Teile Wasser, 6,5 Gew.-Teile Ammoniumchlorid (20%) und 0,65 Gew.-Teile Ammoniak (25%) geleimt. Die Leimmenge betrug 9 Gew.-%, berechnet als trockenes Harz auf trockenen Teilchen. Die Teilchen wurden anschließend zu einer Mattenschicht geformt und bei 185°C während 9, 10 bzw. 11 Sekunden pro Millimeter Plattendicke gepreßt. Es wurden vier Panele bzw. Tafeln für jede Fraktion und Preß­ zeit erzeugt.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle II aufgeführt, in der der Durchschnitt aller Platten für jeden Feuchtig­ keitsgehalt angegeben wird, das heißt, der Durchschnitt von 12 Platten. Die Tests A bis D stehen für Platten, die mit den Wachsdispersionen behandelt wurden, und die Tests E bis H für Platten, die mit der Harnstoff enthaltenden Flüssigkeit behandelt wurden.

Tabelle II

Beispiel 3

Im Industriemaßstab wurden 16 mm dicke dreischichtige Spanplatten voller Größe folgendermaßen hergestellt:

Die Behandlungsflüssigkeit des Beispiels 1 wurde in einer Menge von (pro 100 kg Trockengewicht der Teilchen) 1,35 kg für die Oberflächenteilchen und 2,5 kg für die Mittelteilchen auf trockene, jedoch kalte Teilchen un­ mittelbar vor dem Leimen mit 12,5 Gew.-% Harnstoff- Formaldehyd-Leim (trockener Leim, trockene Teilchen) für die Oberflächenteilchen und 10,5 Gew.-% für die Mittel­ teilchen, gesprüht, worauf die Mattenbildung und die Druckanwendung erfolgten.

Bei einer Unterbrechung des vorstehenden Verfahrens wurden 2 kg der Behandlungsflüssigkeit pro 100 kg der Teilchen (Trockengewicht) sowohl auf die Teilchen für die Mittelschicht als auch für die Oberflächenschicht gefügt, bevor die rohen Teilchen getrocknet wurden, wenn sie einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50% aufwiesen. Nach dem Trocknen mit heißen Rauchgasen bzw. Abgasen auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5% und eine Endteilchentemperatur von etwa 70%, wurden die Platten geleimt, geformt und gepreßt, wie vorstehend beschrieben.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgeführt, worin sich der Test I auf die Zugabe zu trockenen Teilchen unmittelbar vor dem Leimen bezieht, und der Test II auf die Zugabe zu nassen Teilchen vor deren Trocknung.

Tabelle III

Beispiel 4

In einer Spanplattenfertigungsanlage, die sich von der des Beispiels 3 unterschied, wurden Platten von 22 mm Dicke in voller Größe aus Spänen mit einem ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt von über 50% hergestellt, wobei der Feuchtigkeitsgehalt in einem Trockner auf etwa 3% verringert wurde, wodurch auch die Temperatur der Späne auf etwa 85°C angehoben wurde. Aus den getrockneten Spänen wurden dreischichtige Matten hergestellt, mit einem Leimgehalt von 9% in der Mittelschicht und 11% in den Oberflächenschichten (trockener Leim/trockene Späne) und bei 190°C gepreßt.

Bei einem ersten Ansatz (I) war der Leim ein Harnstoff- Formaldehyd-Harz mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von 1,22 und es wurde eine übliche (50%) Wachsdispersion auf die trockenen und kalten Späne gefügt, um eine Menge von 0,5% Wachs (trockenes Wachs/trockene Späne) einzuschließen.

Bei einem zweiten Ansatz (II) wurde der gleiche Leim verwendet, jedoch wurde die Wachsdispersion durch die Harnstoff-Wachs-Dispersion des Beispiels 1 ersetzt, die in einer Menge von 2,8 Gew.-% (trockene Späne) auf die nassen Späne vor dem Trockner gefügt wurde.

In einem dritten Ansatz (III) wurden die Bedingungen des ersten Ansatzes mit dem einzigen Unterschied wiederholt, daß ein Leim mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Harnstoff von nur 1,05 verwendet wurde.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV als Durchschnitt der verschiedenen Testproben angegeben.

Tabelle IV

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Spanholzwerkstoffen, insbesondere Spanplatten, durch Zusatz von Harnstoff und eines Hydrophobierungsmittels, das bei Umgebungstemperatur fest oder nicht fluid ist, zu Teilchen auf Holzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff, das Hydrophobierungsmittel und die Teilchen auf Holzbasis über der Schmelztemperatur des hydrophobierenden Mittels gehalten werden, um das hydrophobierende Mittel über die Oberfläche der Teilchen auszubreiten und zu verteilen und die Teilchen nach dem Zusatz des Hydrophobierungsmittels oder gleichzeitig mit dem Erwärmen getrocknet werden, und daß anschließend ein Leim auf Formaldehydbasis zu den so überzogenen Teilchen gegeben wird, daß die Teilchen zu einer Matte geformt werden und der Leim durch Anwendung von Hitze und Druck auf die Matte gehärtet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobierende Mittel ein Wachs ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobierende Mittel in Form einer wäßrigen Dispersion zu den Teilchen gegeben wird, wenn diese eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Hydrophobierungsmittels auf­ weisen, und daß die Temperatur dann über den Schmelzpunkt des Hydrophobierungsmittels angehoben wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff zu den Teilchen als wäßrige Lösung zugesetzt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff in der Dispersion des Hydrophobierungsmittels zugesetzt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 5 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Trockengewicht der Teilchen, aus den Teilchen entfernt wird, wenn das hydropho­ bierende Mittel und die Teilchen einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des hydrophobierenden Mittels unterworfen werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Dispersion zu den feuchten Holzspänen zugesetzt wird, welche zwischen 5 und 50 Gew.-% Harnstoff und 5 bis 50 Gew.-% Wachs in einer Menge enthält, die ausreichend ist, um 0,1 bis 5% Harnstoff, bezogen auf das Trockengewicht der Späne, zu hinter­ lassen, und die Späne einem Trocknungsschritt bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Wachses unterworfen werden und anschließend ein Harnstoff-Formaldehyd-Leim zu den Teilchen zugesetzt wird.