DE4306439C1

DE4306439C1 - Formkörper, insbesondere in Form einer Faserplatte, und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4306439C1
Application number: DE19934306439
Authority: DE
Inventors: Alireza Dr Kharazipour; Aloys Prof Dr Huettermann; Kurt Dr Nonninger
Original assignee: PFLEIDERER UNTERNEHMENSVERWALT
Current assignee: PFLEIDERER UNTERNEHMENSVERWALT
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2013-03-03

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Formkörper, insbesondere in Form einer Faserplatte, auf der Basis von Holz- oder Cellulosefasern.

Faserplatten auf der Basis von Holzfasern sind bekannt. Sie werden aus Holzfasern unter Zugabe von Bindemitteln hergestellt. Als Bindemittel dienen Kunstharzbindemittel oder Bindemittel auf Enzymbasis, wie sie beispielsweise in der DE 30 37 992 beschrieben sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Form körper, insbesondere in Form einer Faserplatte, zu schaffen, der keines der vorbekannten Bindemittel benö tigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen gattungsgemäßen Form körper gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs. Die Unter ansprüche gebe bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Kartoffelpülpe ist ein Abfallprodukt der Stärkeindustrie, das in großen Mengen anfällt. Sie besteht aus der zer kleinerten Kartoffelschale und den Resten des Fruchtflei sches, denen die Kartoffelstärke entzogen worden ist. Versuche haben ergeben, daß Kartoffelpülpe in der bei der Stärkeproduktion anfallenden Form keinerlei Bindungswir kung auf pflanzliche oder tierische Fasern ausübt.

Kartoffelpülpe weist eine mittlere Teilchengröße von etwa 1,0 bis 1,2 mm auf. Die obere Grenze der absoluten Teilchengröße liegt bei etwa 1,7 mm, die untere Grenze bei etwa 0,4 mm. Die Tatsache, daß Teilchen mit einer solchen Größe beispielsweise in Vliesgewebe nicht pene trieren können, liefert eine Erklärung dafür, daß naturbelassene Kartoffelpülpe auf pflanzliche oder tierische Fasern keine Bindungswirkung ausübt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß im Gegensatz hierzu vorbehandelte Kartoffelpülpe, die auf eine Teilchengröße von weniger als 350 µm zerkleinert worden ist, eine gute Bindungswirkung auf Holz- und/oder Cellulosefasern ausübt. Dies gilt insbesondere für vliesartige oder papierartige Faser-Flächengebilde, in die nicht zerklei nerte Pülpeteilchen offensichtlich nicht im erforderlichen Maß eindringen können.

Die eingesetzten Pülpeteilchen müssen auf eine Teilchengröße von weniger als 350 µm zerkleinert werden. Bevorzugt werden sie auf eine noch geringere Teilchengröße zerkleinert, beispielsweise auf weniger als 300 µm.

Beim Einsatz von Holzfasern werden solche Holzfasern eingesetzt, die lediglich mechanisch zerfasert wurden, deren native Struktur also weder mechanisch noch chemisch wesentlich verändert wurde. Beim Einsatz von Cellulose fasern werden vorzugsweise Cellulosefasern in der Form eingesetzt, wie sie bei der Zellstoffgewinnung in übli cher Weise anfallen.

Je kleiner die Teilchengröße der Pülpeteilchen ist, um so besser ist ihr Penetrationsvermögen zwischen die Faser lagen und damit ihre Bindungswirkung. Jedoch ist eine Zerkleinerung auf mittlere Teilchengrößen von weniger als 100 µm bereits sehr aufwendig und wird daher nur in speziellen Fällen sinnvoll sein.

Zur Zerkleinerung der Pülpeteilchen eignen sich alle bekannten Verfahren, insbesondere mechanische Verfahren. Solche Verfahren sind beispielsweise Zerkleinerung in einem Mischer, Waring-Blendor, in Kugelmühlen, insbe sondere Rührwerkskugelmühlen, oder in Homogenisatoren, insbesondere Hochdruckhomogenisatoren, oder tiefgefrieren und anschließendes Vermahlen.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von folienartigen oder plattenartigen Flä chengebilden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper wird die Kartoffelpülpe, die bei der Stärkeherstellung entweder in Form der sogenannten Naßpülpe mit einem Wassergehalt von 75 bis 95% anfällt, zunächst nach Bedarf auf einen Feststoffgehalt von weniger als 15 Gew.-% verdünnt. Im allgemeinen wird mit Pülpe gearbeitet, die einen Feststoffgehalt von weniger als 10 Gew.-% aufweist. Die Pülpe kann auch in Form der sogenannten Preßpülpe eingesetzt werden, die einen Feststoffgehalt von 15 bis 25 Gew.-% aufweist. Sie muß wie oben angegeben verdünnt werden.

Die zerkleinerte Kartoffelpülpe wird mit bekannten Ver fahren, wie Tränken, Besprühen auf die Fasern aufgebracht.

Die mit Pülpelösung getränkten Fasern werden dann vorzugs weise zuerst auf eine Restfeuchte von weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt auf 20-25 Gew.-%, vorgetrocknet.

Dann erfolgt eine Druck- und Wärmebehandlung, die nachein ander, aber auch gleichzeitig erfolgen kann. Die Wärmebe handlung erfolgt bei Temperaturen von 100 bis 200°C, vorzugsweise bei 140 bis 160°C. Bei diesen Tempera turen erfolgt eine Bindung zwischen den Fasern und den Pülpe teilchen, die in ihrer Wirkung der Bindung mit konventio nellen Kunstharzbindemitteln durchaus gleichwertig ist.

Die kombinierte Druck- und Temperaturbehandlung kann vorzugsweise in den üblicherweise eingesetzten Platten pressen durchgeführt werden, wie sie bei der Herstellung von Span- oder Faserplatten eingesetzt werden. Dabei werden die hierbei üblichen Druck- und Temperaturbe dingungen eingehalten.

Die erfindungsgemäßen Formkörper erfüllen in Form von Faserplatten die allgemein geltenden Vorschriften, bei spielsweise die DIN-Normen, für solche Platten, z. B. für Naßfestigkeit, Querzugfestigkeit, Biegefestigkeit usw.

Faserplatten lassen sich beispielsweise wie folgt her stellen:

Die Fasern werden in einer Beleimungstrommel mit der vor behandelten Pülpe besprüht, auf eine bestimmte Rest feuchte vorgetrocknet, zu einer Matte gestreut, gekämmt und verpreßt. Die Preßtemperaturen liegen dabei zwischen 160 und 200°C, vorzugsweise zwischen 180 und 190°C. Die Preßdrucke liegen zwischen 1,96 und 3,92 MPa.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung einer MDF-Platte

Kartoffelpülpe wurde in einem Homogenisator auf eine mittlere Teilchengröße von etwa 300 µm zerkleinert. Aus der Pülpe wurde folgende Zusammensetzung hergestellt:

200 g vorbehandelte Pülpe (20 Gew.-% Feststoff)
1100 ml Wasser
1% Bienenwachs-Emulsion in 50% Wasser.

Die Komponenten wurden zusammengegeben und in einem Homogenisator 15 min gemischt.

Die Mischung wurde in einer Beleimungstrommel auf 550 g Holzfaser mit einer Restfeuchte von 7 Gew.-% aufge sprüht. Anschließend wurde durch 6 min langes Trocknen bei 190°C auf eine Restfeuchte von 25% vorgetrocknet.

Das Material wurde zu einer Matte gestreut, gekämmt und 7 min bei einer Temperatur von 190°C und einem Druck von 2,94 MPa zu einer MDF-Platte mit einer Dicke von 5 mm verpreßt.

Die so hergestellten Faserplatten hatten folgende Eigen schaften:

in einem entsprechenden Parallelversuch, in dem nach dem gleichen Verfahren mit nicht vorbehandelter Pülpe gear beitet worden war, hatten die so hergestellten Platten folgende Eigenschaften:

Claims

1. Formkörper, insbesondere in Form einer Faserplatte, auf der Basis von Holz- oder Cellulosefasern, dadurch gekennzeichnet, daß er 99 bis 50 Gew.-% Holz- oder Cellulosefasern und
1 bis 50 Gew. -% einer vorbehandelten Kartoffelpülpeenthält, wobei die Teilchen der Kartoffelpülpe durch die Vorbehandlung auf eine mittlere Teilchengröße von weniger als 350 µm zerkleinert worden sind, und die Angaben in Gew.-% sich auf Trockensubstanz beziehen.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Kartoffelpülpe auf eine mittlere Teil chengröße von weniger als 300 µm zerkleinert worden sind.

3. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 97 bis 70 Gew.-% Fasern und
3 bis 30 Gew.-% vorbehandelte Kartoffel pülpeenthält.

4. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 90 bis 80 Gew.-% Fasern und
10 bis 20 Gew. -% vorbehandelte Kartoffel pülpeenthält.

5. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß
die Faser durch bekannte Verfahren, wie Tauchen, Besprühen, mit der zerkleinerten Pülpe in Kontakt ge bracht wird,
auf eine Restfeuchte von weniger als 40 Gew.-% vorge trocknet wird,
zu einer Matte gestreut, gekämmt und nach Bedarf vorver dichtet wird, und
unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einem Formkörper verpreßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen von 160 bis 200°C und einem Druck von 2,95 MPa oder mehr verpreßt wird.