EP1159114B1 - Verfahren zur herstellung von plattenförmigen produkten - Google Patents

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EP1159114B1
EP1159114B1 EP00920452A EP00920452A EP1159114B1 EP 1159114 B1 EP1159114 B1 EP 1159114B1 EP 00920452 A EP00920452 A EP 00920452A EP 00920452 A EP00920452 A EP 00920452A EP 1159114 B1 EP1159114 B1 EP 1159114B1
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EP
European Patent Office
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cover
layer material
isocyanate
layer
coated
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EP00920452A
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Kay-Henrik Von Der Heide
Gernot Von Haas
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Dieffenbacher Schenck Panel GmbH
Original Assignee
Dieffenbacher Schenck Panel GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/10—Moulding of mats
    • B27N3/14—Distributing or orienting the particles or fibres

Definitions

  • a process for the production of multilayer board materials a mass of wood chips mixed with isocyanate, Wood fibers or from woody raw materials is from the AT-PS 270,189 known. It is also known from this publication as a binder a mixture of isocyanate and To use urea, melamine and phenol formaldehyde resin glue or, for example, the chips in the top layer with melamine resin and the chips of the middle layer with pure isocyanate solution to tie or vice versa.
  • a Mixture of the above-mentioned binders is greatly increased Resistance to moisture and a significant reduction swelling achieved when the plate products are exposed to moisture.
  • No. 5,779,955 describes a process for the production of Known plate materials, in which particles as the plate material vegetable products with isocyanate as a binder as well Water can be mixed.
  • the underlay is in front spreading the mixture covered with a liquid release agent. After the spreading process, there is also a release agent applied to the top of the deposited mixture. Subsequently the molded body is hot-pressed.
  • DE 38 20 376 also describes a process for the production of multilayer chipboard by hot pressing wood chips mixed with binders are known.
  • isocyanate in combination as a binder with formaldehyde-binding agents, such as urea or the like used.
  • Isocyanate is used as a binder in the top layers used.
  • cover layers are provided for the cover layers. These separating cover layers are bound with phenolic resin and are after Curing removed.
  • the object of the present invention is to provide a method for Manufacture from multi-layered plate-shaped products to provide lignocellulosic annual plants at especially the problem of sticking when using of isocyanate as a binder is avoided.
  • the cold stickiness present in the outer cover layers causes a surface stability of the outer layers of the scattered molding so that the multi-layer molding itself without damaging the top layer quality previously achieved over the individual transfer area in the molding strand to the press inlet can be transported.
  • the method according to the invention is based on an exemplary embodiment, which is shown in Fig. 1, described in more detail.
  • Fig. 1 is the process for producing a five-layer Chipboard shown schematically.
  • Process for producing a five-layer chipboard the raw material is processed first.
  • Raw materials become annual plants containing lignocellulose used. Belong to lignocellulosic annual plants for example grain straw, rice straw, hemp, flax, Soybean straw.
  • lignocellulosic annual plants for example grain straw, rice straw, hemp, flax, Soybean straw.
  • the grain straw is first of all in a multi-stage shredding process 1 processed.
  • the crushed straw is then in a dryer 2 to a final moisture of approx. 2 to 5% dried.
  • a subsequent sieving station 3 the dried grain straw into the fractions coarse 4, top layer material 5, middle layer material 6 and dust 7 Cut.
  • the coarse material 4 is in the crushing process 1st returned, the dust 7 is a combustion system 8th fed.
  • a subsequent second screening station 9 the cover layer material 5 in two fractions cover layer fine fraction 5a and top layer coarse fraction 5b separated.
  • the Cover layer fine fraction 5a is then in a premixer 10 with additives such as free acids or bases and addition of wetting agent and / or adhesion promoter mixed.
  • the addition of free acids or bases becomes dependent of the binder to be used.
  • the so prepared top layer fine fraction 5a is then fed to a first gluing station 12.
  • Premixer 10 and first gluing station 12 lying Conveyor routes and intermediate silos, which are in the schematic 1 are represented by arrow 11 the required dwell time for the additives to act reached.
  • the method provides that the wetting agent and / or adhesion promoter directly in front of the first gluing station 12 are added.
  • the top layer material coarse fraction 5b becomes one second gluing station 13 fed.
  • the top layer material becomes coarse fraction 5b glued with isocyanate as a binder.
  • the second gluing station 13 can in addition to the binder water or other additives can be added.
  • There is also Possibility of emulsified isocyanate in the gluing station admit.
  • Top layer material not to be divided into two fractions, but the entire top layer material depending on the degree of grinding to be prepared in such a way that gluing and pretreatment in Consistent with the procedure for Material 5a is possible.
  • the middle layer material obtained from grain straw processing 6 is fed to a third gluing station 14.
  • the middle layer material is in the third gluing station 14 6 glued with isocyanate as a binder.
  • the third gluing station 14 can in addition to the binder Water or other additives can be added. It exists also the possibility of emulsifying isocyanate in the Add gluing station. It could also be used as a binder a mixture of isocyanate and phenolic and / or aminoplast be used. If necessary, there is also a premix with aggregates required.
  • the glued fractions of a forming station 15 fed.
  • the forming station 15 from five in the transport direction of the forming belt 16 scattering units 17, 18, 19 arranged one behind the other 20, 21.
  • the direction of transport is indicated by arrow 22.
  • the first scattering unit 17 becomes the glued cover layer material Fine fraction 5a supplied as the first layer the ribbon 16 is scattered.
  • the following second Scattering unit 18 becomes the glued top layer material coarse fraction 5b fed that sprinkled on the first layer becomes.
  • the third scattering unit 19 becomes glued middle layer material 6 fed that as the third layer on the second layer is spread.
  • the fourth spreading unit 20 is glued top layer material coarse fraction 5b supplied, the is sprinkled on the third layer as the fourth layer.
  • the fifth scattering unit 21 becomes glued cover layer material Fine fraction 5a fed to the fifth layer on the fourth layer is scattered. This will put on the ribbon 16 continuously spread a five-layer molding, whereby the outer cover layers made of amino and / or phenolic plastics glued cover layer material fine fraction 5a exist.
  • the scattered five-layer molding then becomes one continuous pre-press 23 which is a pre-compression of the molding. After the pre-pressing, the molding is hot pressed 24 in a further press.
  • This one more Press can be used as a continuous press or as a cycle press be trained. Before hot pressing the five-layer Moldings, it is advantageous to use the mold surfaces to spray a liquid. As a result, when hot pressing the mat warming due to the so-called “Steam-shock effect" accelerates.

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Description

Bei der Herstellung von mehrschichtigen Platten aus lignozellulosehaltigen Materialien ist es bekannt, Isocyanat als Bindemittel einzusetzen. Der Einsatz von Isocyanat als Bindemittel für Plattenprodukte sowie die daraus resultierenden Vorund Nachteile sind in dem Sonderdruck "Isocyanat as a binder for particle board", von Dr. G. Loew, Ing. H.I. Sachs, der Bayer AG von 1977 auf Seite 479 beschrieben. Hieraus geht hervor, daß Polyisocyanate unter Druck und Hitze an Metallen anhaften. Als Lösungsmöglichkeit dieser Problematik wird die Verwendung von flüssigen Trennmitteln sowie die Verwendung von Papieren, Furnieren, sowie Staub oder konventionell beleimten Spandeckschichten vorgeschlagen.
Ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Plattenwerkstoffen einer mit Isocyanat versetzten Masse aus Holzspänen, Holzfasern oder aus verholzten Rohstoffen ist aus der AT-PS 270,189 bekannt. Weiterhin ist aus dieser Druckschrift bekannt, als Bindemittel ein Gemisch aus Isocyanat sowie Harnstoff-, Melamin- und Phenolformaldehydharzleim zu verwenden oder beispielsweise die Späne in der Deckschicht mit Melaminharz und die Späne der Mittelschicht mit reiner Isocyanatlösung zu binden oder umgekehrt. Durch die Verwendung eines Gemisches der oben genannten Bindemittel wird eine stark erhöhte Feuchtebeständigkeit und eine erhebliche Verminderung der Quellung bei Feuchteeinwirkung der Plattenprodukte erreicht.
Aus der US 5,779,955 ist ein Verfahren zur Herstellung von Plattenwerkstoffen bekannt, bei dem als Plattenwerkstoff Partikel pflanzlicher Produkte mit Isocyanat als Bindemittel sowie Wasser gemischt werden. Um die bei Verwendung von Isocyanat als Bindemittel auftretenden Probleme des Anhaftens der Matten beim Verpressen zu vermeiden, wird die Unterlage vor dem Streuen des Gemisches mit einem flüssigen Trennmittel bedeckt. Nach dem Streuvorgang wird ebenfalls ein Trennmittel auf die Oberseite des abgelegten Gemisches aufgebracht. Anschließend erfolgt das Heißverpressen des geformten Körpers.
Aus der DE 38 20 376 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Spanplatten durch Heißverpressen von mit Bindemitteln versetzten Holzspänen bekannt. Hierbei wird in der Kernschicht Isocyanat als Bindemittel in Kombination mit formaldehydbindenden Mitteln, wie Harnstoff oder dergleichen eingesetzt. In den Deckschichten wird Isocyanat als Bindemittel eingesetzt. Um das bereits geschilderte Problem des Anhaftens der Matten beim Verpressen zu vermeiden, werden auf den Deckschichten Trenndeckschichten vorgesehen. Diese Trenndeckschichten sind mit Phenolharz gebunden und werden nach dem Aushärten wieder entfernt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen plattenförmigen Produkten aus lignozellulosehaltigen Einjahrespflanzen bereitzustellen, bei dem insbesondere die Problematik des Anhaftens bei der Verwendung von Isocyanat als Bindemittel vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die im erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene Aufteilung des Deckschichtmaterials in eine Feinfraktion und Grobfraktion ist es möglich, durch eine Vorbehandlung der Feinfraktion mit Zuschlagstoffen diese mit Amino- und/oder Phenolplasten zu beleimen. Aufgrund des höheren Mahlgrades der Feinfraktion wird die Benetzungsfähigkeit der Partikel aus lingozellulosehaltigen Einjahrespflanzen mit Amino- und/oder Phenolplasten als Bindemittel begünstigt. Die Zugabe von Benetzungsmittel verbessert zusätzlich die Benetzungseigenschaften. Eine weitere Zugabe eines Haftungsvermittlers beim Vormischen bewirkt eine deutliche Verbesserung der Verklebungseigenschaften der Partikel. Da die äußeren Deckschichten mit Aminound/oder Phenolplasten beleimt sind, wird die Problematik des Anhaftens isocyanatbeleimter Späne an der Plattenoberfläche beim Verpressen vermieden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden keine zusätzlichen Trennmittel oder Trennschichten benötigt, so daß zusätzliche Kosten vermieden werden.
Die in den äußeren Deckschichten vorhandene Kaltklebrigkeit bewirkt eine Oberflächenstabilität der äußeren Schichten des gestreuten Formlings, so daß der mehrschichtige Formling sich ohne Beschädigung der zuvor erreichten Deckschichtqualität über den einzelnen Übergabebereich im Formstrang zum Presseneinlauf transportieren läßt.
Eine Verwendung eines Bindemittelgemisches aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten führt gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Isocyanat als Bindemittel für das Mittelschichtmaterial sowie das Deckschichtmaterial Grobfraktion aufgrund des abnehmenden Anteils an Isocyanat zu einer Kostenreduktion.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 dargestellt ist, näher beschrieben.
In Fig. 1 ist das Verfahren zur Herstellung einer fünfschichtigen Spanplatte schematisch dargestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer fünfschichtigen Spanplatte erfolgt zunächst die Aufbereitung des Rohmaterials. Als Rohmaterial werden lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen eingesetzt. Zu lignozellulosehaltigen Einjahrespflanzen gehören beispielsweise Getreidestroh, Reisstroh, Hanf, Flachs, Sojabohnenstroh. Bei der anschließenden Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer fünfschichtigen Spanplatte wird als Rohmaterial Getreidestroh verwendet.
Das Getreidestroh wird zunächst in einem mehrstufigen Zerkleinerungsprozeß 1 aufbereitet. Das zerkleinerte Getreidestroh wird anschließend in einem Trockner 2 auf eine Endfeuchte von ca. 2 bis 5 % getrocknet. In einer darauffolgenden Siebstation 3 wird das getrocknete Getreidestroh in die Fraktionen Grobgut 4, Deckschichtmaterial 5, Mittelschichtmaterial 6 und Staub 7 getrennt. Das Grobgut 4 wird in den Zerkleinerungsprozeß 1 zurückgeführt, der Staub 7 wird einem Verbrennungssystem 8 zugeführt. In einer anschließenden zweiten Siebstation 9 wird das Deckschichtmaterial 5 in zwei Fraktionen Deckschicht-Feinfraktion 5a und Deckschicht-Grobfraktion 5b getrennt. Die Deckschicht-Feinfraktion 5a wird anschließend in einem Vormischer 10 mit Zuschlagstoffen wie freie Säuren oder Basen sowie Zugabe von Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler vermischt. Die Zugabe von freien Säuren oder Basen wird in Abhängigkeit des zu verwendenden Bindemittels eingestellt. Die so aufbereitete Deckschicht-Feinfraktion 5a wird anschließend einer ersten Beleimungsstation 12 zugeführt. Durch die zwischen Vormischer 10 und erster Beleimungsstation 12 liegenden Förderstrecken sowie Zwischensilos, die in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 durch Pfeil 11 dargestellt sind, wird die erforderliche Verweilzeit zur Einwirkung der Zuschlagstoffe erreicht. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler direkt vor der ersten Beleimungsstation 12 zugegeben werden. In der ersten Beleimungsstation 12 wird die vorbehandelte Deckschicht-Feinfraktion 5a mit Aminoplasten als Bindemittel beleimt. Anstelle von Aminoplasten könnten auch Phenolplaste oder Mischungen davon eingesetzt werden. Das Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b wird einer zweiten Beleimungsstation 13 zugeführt. In der zweiten Beleimungsstation 13 wird das Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b mit Isocyanat als Bindemittel beleimt. In der zweiten Beleimungsstation 13 können zusätzlich zu dem Bindemittel Wasser oder andere Additive zugegeben werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Isocyanat in emulgierter Form der Beleimungsstation zuzugeben. In einer weiteren Ausführungsform könnte das Deckschichtmaterial-Grobfraktion 5b auch mit einer Mischung aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten beleimt werden. Hierbei ist es zweckmäßig, das Deckschichtmaterial-Grobfraktion 5b ebenfalls zuvor einem Vormischer zuzuführen und das Deckschichtmaterial-Grobfraktion 5b mit Zuschlagstoffen wie freie Säuren oder Basen sowie Zugabe von Benetzungsmittel und/oder Haftvermittler zu vermischen.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, das Deckschichtmaterial nicht in zwei Fraktionen aufzuteilen, sondern das gesamte Deckschichtmaterial in Abhängigkeit vom Mahlgrad so aufzubereiten, daß eine Beleimung und Vorbehandlung in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Verfahrensweise für Material 5a möglich ist.
Das bei der Getreidestroh-Aufbereitung gewonnene Mittelschichtmaterial 6 wird einer dritten Beleimungsstation 14 zugeführt. In der dritten Beleimungsstation 14 wird das Mittelschichtmaterial 6 mit Isocyanat als Bindemittel beleimt. In der dritten Beleimungsstation 14 können zusätzlich zu dem Bindemittel Wasser oder andere Additive zugegeben werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Isocyanat in emulgierter Form der Beleimungsstation zuzugeben. Weiterhin könnte als Bindemittel eine Mischung aus Isocyanat und Phenol- und/oder Aminoplasten eingesetzt werden. Gegebenenfalls ist dann ebenfalls eine Vormischung mit Zuschlagstoffen erforderlich.
Nachdem das Mittelschichtmaterial 6 sowie die Deckschichtmaterialien Feinfraktion 5a und Grobfräktion 5b in den Beleimungsstationen 12, 13, 14 mit den oben aufgeführten Bindemitteln beleimt sind, werden die beleimten Fraktionen einer Formstation 15 zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren gemäß der schematischen Darstellung nach Fig. 1 besteht die Formstation 15 aus fünf in Transportrichtung des Formbandes 16 hintereinander angeordneten Streueinheiten 17, 18, 19, 20, 21. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil 22 angedeutet. Der ersten Streueinheit 17 wird das beleimte Deckschichtmaterial Feinfraktion 5a zugeführt, das als erste Schicht auf das Formband 16 gestreut wird. Der darauffolgenden zweiten Streueinheit 18 wird das beleimte Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b zugeführt, das auf die erste Schicht gestreut wird. Der dritten Streueinheit 19 wird beleimtes Mittelschichtmaterial 6 zugeführt, das als dritte Schicht auf die zweite Schicht gestreut wird. Der vierten Streueinheit 20 wird beleimtes Deckschichtmaterial Grobfraktion 5b zugeführt, das als vierte Schicht auf die dritte Schicht gestreut wird. Der fünften Streueinheit 21 wird beleimtes Deckschichtmaterial Feinfraktion 5a zugeführt, das als fünfte Schicht auf die vierte Schicht gestreut wird. Hierdurch wird auf dem Formband 16 kontinuierlich ein fünfschichtiger Formling gestreut, wobei die äußeren Deckschichten aus mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimtem Deckschichtmaterial Feinfraktion 5a bestehen. Der gestreute fünfschichtige Formling wird anschließend einer kontinuierlichen Vorpresse 23 zugeführt, die eine Vorverdichtung des Formlings bewirkt. Nach dem Vorpressen wird der Formling in einer weiteren Presse 24 heißverpreßt. Diese weitere Presse kann als kontinuierliche Presse oder als Taktpresse ausgebildet sein. Vor dem Heißverpressen des fünfschichtigen Formlings ist es vorteilhaft, die Formlingsoberflächen mit einer Flüssigkeit zu besprühen. Hierdurch wird beim Heißverpressen die Mattendurchwärmung aufgrund des sogenannten "Dampf-Stoß-Effektes" beschleunigt.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten durch Heißverpressen eines mit Bindemittel versetzten geformten mehrschichtigen Formlings aus Spänen lignozellulosehaltiger Einjahrespflanzen, wobei in der Mittelschicht Isocyanat als Bindemittel verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckschichtmaterial in Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) und Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) aufgeteilt wird, wobei das Deckschichtmaterial-Feinfraktion (5a) mit Haftungsvermittler und/oder Benetzungsmittel und/oder Säuren und/oder Basen vorgemischt wird, und anschließend mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimt wird, und das Deckschichtmaterial-Grobfraktion (5b) mit Isocyanat oder Mischungen aus Isocyanat und Amino- und/oder Phenolplasten beleimt wird und anschließend ein fünfschichtiger Formling gestreut wird, wobei die äußersten Deckschichten aus mit Amino- und/oder Phenolplasten beleimtem Deckschichtmaterial-Feinfraktion besteht.
  2. Verfahren zur Herstellung von plattenförmigen Produkten nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen Getreidestroh verwendet wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lignozellulosehaltige Einjahrespflanzen Mischungen aus Weizen- und Gerstenstroh verwendet wird.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtegehalt des beleimten Deckschicht- sowie Mittelschichtmaterials zwischen 0 und 25 % liegt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtgehalt des beleimten Deckschicht- sowie Mittelschichtmaterials zwischen 0 und 12 % liegt.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Isocyanat in Form von Diphenylmethandiisocyanat verwendet wird.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 10 % Diphenylmethandiisocyanat bezogen auf atro Rohmaterial eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftungsvermittler und/oder das Benetzungsmittel direkt vor der ersten Beleimungsstation zugegeben werden.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Deckschichtmaterials Grobfraktion (5b) in Abhängigkeit vom Mahlgrad zwischen 0 und 80 % liegt.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Deckschichtmaterials Grobfraktion (5b) in Abhängigkeit vom Mahlgrad zwischen 0 und 50 % liegt.
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