WO2005039845A1 - Nachformbare holzwerkstoffplatte und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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WO2005039845A1
WO2005039845A1 PCT/EP2004/008738 EP2004008738W WO2005039845A1 WO 2005039845 A1 WO2005039845 A1 WO 2005039845A1 EP 2004008738 W EP2004008738 W EP 2004008738W WO 2005039845 A1 WO2005039845 A1 WO 2005039845A1
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WO
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adhesive
wood
chips
thermosetting
thermoplastic
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PCT/EP2004/008738
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kerstin Schmidt
Andreas Weber
Dirk Grunwald
Steffen Tobisch
Björn LILIE
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V:
Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH
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Publication date
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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
    • B27N5/00—Manufacture of non-flat articles
    • 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
    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres

Definitions

  • Patent application Postformable wood-based panel and process for its production
  • the invention relates to a process for the production of re-formable wood-based panels with at least one layer of slender, long, preferably aligned chips, which are wetted with an adhesive and bonded to one another under the action of pressure and thermal energy, and to a re-formable wood-based panel with at least one layer longer , slender, preferably aligned chips, which are wetted with an adhesive and were connected to one another under the influence of pressure and thermal energy in a press system.
  • Boards are produced from long, slim, preferably aligned chips, so-called strands, by cutting the wood in drum barkers after debarking the starting material. Knife ring chippers are used almost exclusively, whereby the dimensions of the strands have increased to lengths of 120 to 145 mm in recent years. The production of longer beaches is basically possible. After drying in drum dryers, the strands are fractionated in drum sieves.
  • the adhesive content (solid) must be less than 25% based on dry wood and
  • the wood-adhesive mixture must not be able to climb, so it must not flow under pressure when softened.
  • Adhesive in press and bending dies without further crosslinking or condensation without further crosslinking or condensation.
  • the disadvantage here is the lack of moisture resistance of the bond and the thermoplasticity of the connection when using such adhesive systems.
  • the object of the present invention is to provide post-formable wood-based panels with at least one layer of long, slender, preferably aligned chips which, after being formed, have improved moisture resistance, transverse tensile strength and good heat resistance.
  • thermoplastic and thermosetting curing adhesives as an adhesive means that both properties of a wood-based panel, which initially appear to be contradictory, are achieved, namely, on the one hand, the formability, on the other hand the high heat resistance as well as low thickness swelling and high transverse tensile strength of the formed Wood panel. This is achieved in that the chips are only connected to one another by activating the thermoplastic curing adhesives, so that the thermosetting curing adhesives have not yet been crosslinked, that is to say have not yet been activated.
  • thermosetting is above a setting temperature for thermoplastic adhesives, with the chips below the crosslinking temperature for thermosetting, but above the setting temperature for thermoplastic curing, so that a wood-based panel is joined together arises, which still has the potential for thermoset curing, but due to the thermoplastic curing of the adhesives it already has sufficient stability to be stored, transported and processed without any problems.
  • thermosetting adhesives due to the cooling of the press is avoided.
  • the wood-based panel can be coated before the reshaping and activation of the thermosetting adhesives, in particular with veneers, furniture foils or flexible laminates.
  • thermoplastic and thermosetting adhesives can either be applied together as a mixture to the chips or applied individually, if necessary in layers and one after the other. Due to the high metal stickiness, PMDI adhesives are preferably used in the interior of the wood-based material fleece.
  • the reshapable wood-based panel according to the invention provides that the chips are connected to one another via thermoplastic hardening adhesive portions of the adhesive and are wetted with activatable, thermosetting adhesive portions of the adhesive that have not yet hardened, in order to enable non-destructive reshaping of the wood-based panel.
  • the adhesive advantageously has portions of MUPF adhesive and acrylate.
  • the wood-based panel can be composed of a single-layer layer of long, slender, possibly aligned beaches.
  • the long, slim beaches can be arranged as cover layers that enclose a middle layer, the chips or the wood-based materials being unoriented in contrast to the cover layers.
  • the top layers enclose the middle layer, whereby the middle layer can be wetted with PMDI adhesive.
  • the inventive production of re-formable wood-based panels with long, slim chips, at least as a top layer, so-called OSB, using an adhesive combination of thermoplastic and thermosetting components takes place under conditions customary in industry, whereby conventional softwood and possibly hardwood beaches or their mixtures with a beach length of up to 145 mm can be mechanically glued with the adhesive mixture in drum mixers.
  • other property-improving additives such as. B. water repellant possible.
  • the material moisture should be between 6 and 12% after gluing and before pressing.
  • the wood-based panels are produced as semi-finished products in discontinuously working single or multi-day hot presses or continuously working hot presses.
  • the pressing time factor, the pressing temperature and the pressure regime depend on the adhesive combinations used in the adhesive.
  • the last segments of a continuous press system should not be heated or actively recooled in order to avoid thermoset curing of the corresponding adhesive components.
  • recooling and pressure reduction may be required.
  • the boards can be treated like conventional boards, in particular trimming, grinding, cutting or storage is possible.
  • thermoplastic-bonded wood-based panels After storage for 3 to 5 days in a ripening stack at room temperature and, if necessary, transport to a processor, the previously thermoplastic-bonded wood-based panels are re-crosslinked as semi-finished products at a temperature of 100 to 240 ° C on single-day or molded presses.
  • the duroplastic component of the adhesive hardens completely.
  • Both the processing of pure OSB and a coating with solid coating materials such as veneers, furniture foils or flexible laminates is possible.
  • the reshaping or the deformations can be carried out both in the two-dimensional and in the three-dimensional range.
  • the molded parts are similar in their possibilities for further processing and the strength properties of conventionally manufactured, flat OSB panels.
  • 100% pine beaches with a thickness of 0.8 mm and a length of 145 mm were used.
  • the raw plate thickness was 1 1, 5 mm with a single-layer plate structure and a target bulk density of 650 kg / m 3 .
  • 70% MUPF adhesive and 30% acrylate were used as the adhesive, the adhesive content being 10% solid resin based on atro strands.
  • the bulk density achieved was 620 kg / m 3
  • the transverse tensile strength (dry) was 0.26 N / mm 2
  • the bending strength was 17.1 N / mm 2 with a flexural modulus of 3000 N / mm 2 and one Thickness swelling after 24 h WL of 70.8%.
  • the post-forming was carried out in the form of a plate and gave a plate thickness of 11 mm, the heating plate temperature being 180 ° C. and the pressing being carried out with a pressing time factor of 20 sec / mm.
  • the bulk density of the postformed plate was 645 kg / m 3 with a transverse tensile strength (dry) of 0.60 N / mm 2 , a bending strength of 25.5 N / mm 2 , a flexural modulus of 3500 N / mm 2 and a thickness swelling of only 17.8% after 24 hours of water storage.
  • 100% beech beaches with a length of 90 mm to 120 mm and a thickness of 0.5 mm were used.
  • the raw board thickness was 11.5 mm with a single-layer board structure with a target bulk density of 680 kg / m 3 .
  • 70% MUPF adhesive and 30% ethylene-modified polyvinyl acetate were used as adhesives, with an adhesive content of 12% solid resin based on atro strands.
  • 1% solid paraffin based on atro strands was used for the hydrophobization.
  • the heating plate temperature was 95 ° C with a moisture content of 0% after gluing and a pressing time factor of 15 s / mm.
  • the post-deformation was three-dimensionally curved to form a chair seat.
  • the material thickness was 1 1 mm and the hot plate temperature during post-forming was 100 ° C.
  • the pressing time for post-forming was 6 minutes. Due to the deformation of the finished workpiece in the form of a three-dimensional chair seat, no standardized product properties could be determined, but the reshaped product was usable.
  • thermoplastic-based binding of the chips of the wood-based panel Due to the initially only thermoplastic-based binding of the chips of the wood-based panel, it is possible to enable two-dimensional or three-dimensional post-forming without mechanical destruction of the wood-adhesive connection already formed. Mechanical destruction would preclude further material use due to the loss of strength.
  • the adhesive mixture according to the invention and the wood-based panels surprisingly achieve this Even at comparatively low press temperatures, sheet properties that allow further processing and in particular forming.
  • Acrylates and polyvinyl acetates are particularly suitable for thermoplastic curing, while urea-formaldehyde (UF), melamine-urea-formaldehyde (MUF) and melamine-urea-phenol-formaldehyde (MUPF) adhesives are mainly used for thermosetting in question.
  • UF urea-formaldehyde
  • MEF melamine-urea-formaldehyde
  • MUPF melamine-urea-phenol-formaldehyde
  • the setting temperature of thermoplastic adhesives is generally below the crosslinking temperature of thermosetting systems.
  • the post-deformation temperature selected in exemplary embodiment 2 was below the setting temperature of the thermoplastic adhesive due to the technological conditions in the production of molded parts.
  • Cross-linking of the thermoset was achieved by a correspondingly longer pressing time.
  • a post-crosslinking of the molded part at 180 ° C to 210 ° C would have been desirable in terms of a faster reaction time.

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  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung nachformbarer Holzwerkstoffplatten mit zumindest einer Schicht schlanker, langer, vorzugsweise ausgerichteter Späne, die mit einem Klebstoff benetzt und unter Einwirkung von Druck und thermischer Energie in einer Pressenanlage miteinander verbunden werden, sowie eine nachformbare Holzwerkstoffplatte. Aufgabe der Erfindung ist es, nachformbare Holzwerkstoffplatten mit zumindest einer Schicht langer, schlanker, vorzugsweise ausgerichteter Späne bereitzustellen, die nach dem Umformen eine verbesserte Feuchtebeständigkeit, Querzugfestigkeit und gute Wärmestandfestigkeit aufweisen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass als Klebstoff thermoplastisch und duroplastisch aushärtende Klebstoffe eingesetzt werden und dass die Späne unter Aktivierung nur der thermoplastisch aushärtenden Klebstoffe miteinander verbunden werden, bzw. die Späne mit aktivierbaren, duroplastisch aushärtenden Klebstoffanteilen des Klebstoffs, die noch nicht duroplastisch ausgehärtet sind, benetzt sind.

Description

Patentanmeldung: Nachformbare Holzwerkstoffplatte und Verfahren zur deren Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung nachformbarer Holzwerkstoffplatten mit zumindest einer Schicht schlanker, langer, vorzugsweise ausgerichteter Späne, die mit einem Klebstoff benetzt und unter Einwirkung von Druck und thermischer Energie in einer Pressenanlage miteinander verbunden werden, sowie eine nachformbare Holzwerkstoffplatte mit zumindest einer Schicht langer, schlanker, vorzugsweise ausgerichteter Späne, die mit einem Klebstoff benetzt sind und unter Einwirkung von Druck und thermischer Energie in einer Pressenanlage miteinander verbunden wurden.
Die Herstellung von Platten aus langen, schlanken, vorzugsweise ausgerichteten Spänen, sogenannte Strands, erfolgt, indem nach der Entrindung des Ausgangsmaterials in Trommelentrindern die Hölzer zerspant werden. Dabei werden fast ausschließlich Messerringzerspaner eingesetzt, wobei sich die Abmessungen der Strands in den letzten Jahren auf Längen von 120 bis 145 mm vergrößert haben. Die Herstellung längerer Strands ist grundsätzlich möglich. Im Anschluss an die Trocknung in Trommeltrocknern werden die Strands in Trommelsieben fraktioniert.
Die Benetzung mit Bindemittel oder die Beleimung erfolgt mechanisch in Beleim- trommeln, in die das Bindemittel bzw. der Klebstoff fein zerteilt über Sprühköpfe oder sogenannte Atomiser eingebracht wird. Durch die feine Verteilung des Klebstoffes und die Reibung der Strands aneinander entsteht ein Wischeffekt und ein großer Teil der Strandoberfläche wird dünn beleimt. Nach der Beleimung bzw. Benetzung mit Klebstoff werden die Holzwerkstoffe bzw. Strands nach der Vliesbildung, die entweder einschichtig ohne Orientierung oder dreischichtig mit gesperrter Mittellage erfolgen kann, in diskontinuierlichen Ein- oder Mehretagen-Heißpressen oder kontinuierlich arbeiteten Heißpressen miteinander verbunden. Dabei erhält die Holzwerkstoffplatte, die sogenannte OSB (Oriented Strand Board) in der Regel die endgültige Form, die durch Beschleifen, Besäumen oder Beschichten weiter verarbeitet werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Technologien bekannt, mit denen es möglich ist, Holzwerkstoffe durch Umformen, also das nachträgliche Verformen von Holz bzw. Halbzeugen aus Holzspänen und Fasern, in seine endgültige Form zu bringen. Von dem Umformen ist das Urformen zu unterscheiden, bei dem Formteile aus Span- und Fasermassen in einem Arbeitsgang erhalten werden, wobei das Formteil seine endgültige Form nicht durch eine anschließende Verarbeitung erhält. Um als ein formbarer Holzwerkstoff bezeichnet werden zu können, muss ein Produkt folgende Eigenschaften aufweisen:
- die Holzbestandteile des Materials müssen in dem Werkstoff erkennbar sein,
- der Klebstoffanteil (Feststoff) muss unter 25 % bezogen auf atro Holz liegen und
- das Holz-Klebstoff-Gemisch darf nicht steigfähig sein, also darf im erweichten Zustand unter Druck nicht fließen.
Es sind mehrere Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Holzpartikeln durch Urformung entwickelt worden, beispielsweise das Thermodynverfahren, bei dem ein Formteil aus Holzfaserstoff durch die Aktivierung der Eigenklebekraft bestimmter Holzinhaltsstoffe hergestellt wird. Weiterhin ist das Collipress-Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältnisses aus Holzspanmassen und das Werzalit-Verfahren gemäß DE-OS 2 035 053 bekannt. Dabei wird eine Vielzahl von Formteilen in einem zweistufigen Prozess aus einer Holzspanmasse im Urformprozess hergestellt.
Aus der . DD 20 1 1 20 ist ein Umformverfahren für Holzwerkstoffe bekannt, bei der die Eignung thermoplastgebundener Holzpartikelwerkstoffe zur Herstellung von zwei- und dreifach räumlich verformten Bauteilen, vorrangig für die Möbelindustrie, untersucht wurde. Als Holzpartikel wurden sowohl Holzwerkstoffe aus der MDF- Produktion als auch diverse Spanfraktionen verwendet. Da die verwendeten Klebstoffe rein thermoplastisch waren, erfolgte die Umformung des plattenförmig hergestellten Halbzeuges nach vorheriger Erwärmung zur Erweichung des
Klebstoffes in Press- und Biegesenken ohne weitere Vernetzung oder Kondensation. Nachteilig dabei ist die fehlende Feuchtebeständigkeit der Verklebung und die Thermoplastizität der Verbindung bei Einsatz derartiger Klebstoffsysteme.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, nachformbare Holzwerkstoffplatten mit zumindest einer Schicht langer, schlanker, vorzugsweise ausgerichteter Späne bereitzustellen, die nach dem Umformen eine verbesserte Feuchtebeständigkeit, Querzugfestigkeit und gute Wärmestandfestigkeit aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Holzwerkstoff platte mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch den Einsatz sowohl thermoplastisch als auch duroplastisch aushärtender Klebstoffe als Klebstoff wird erreicht, dass beide zunächst widersprüchlich erscheinende Eigenschaften einer Holzwerkstoffplatte erreicht werden, nämlich einerseits die Umformbarkeit, andererseits die hohe Wärmestandfestigkeit sowie geringe Dickenquellung und hohe Querzugfestigkeit der umgeformten Holzwerkstoffplatte. Dies wird erreicht, indem die Späne lediglich unter Aktivierung der thermoplastisch aushärtenden Klebstoffe miteinander verbunden werden, so dass die duroplastisch aushärtenden Klebstoffe noch nicht endvernetzt sind, also noch nicht aktiviert wurden.
Überraschenderweise hat man bei Holzwerkstoffplatten, bei denen die Späne lediglich unter Aktivierung der thermoplastisch aushärtenden Klebstoffe miteinander verbunden worden, Platteneigenschaften ermittelt, die eine industriell übliche, kontinuierliche Herstellung später nachformbarer Holzwerkstoffplatten oder OSB ohne größere Einschränkungen zulassen. Die Nachverformung der entsprechend hergestellten Holzwerkstoffplatten, die als Halbzeuge dienen, bei Formteileherstellern kann bei unterschiedlichen Presstemperaturen durchgeführt werden und ist, im Gegensatz zu der zerstörenden Umformung herkömmlicher OSB unproblematisch und ohne Eigenschaftsminderung möglich. Die Presstemperaturen sind dabei abhän- gig von den eingesetzten Klebstoffen bzw. der eingesetzten Klebstoffmischung und liegen zwischen 100° und 240° C.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vernetzungstemperatur für eine duroplastische Aushärtung oberhalb einer Abbindetemperatur für thermoplastische Klebstoffe liegt, wobei die Späne unterhalb der Vernetzungstemperatur für duroplastische Aushärtung, jedoch oberhalb der Abbindetemperatur für die thermoplastische Aushärtung miteinander verbunden werden, so dass eine Holzwerkstoff platte entsteht, die das Potential für eine duroplastische Aushärtung noch hat, jedoch aufgrund der thermoplastischen Aushärtung der Klebstoffe bereits eine ausreichende Stabilität aufweist, um problemlos gelagert, transportiert und weiterverarbeitet zu werden.
Um eine präzise Einstellung der Pressentemperatur, insbesondere im Endbereich der Pressenanlage ermöglichen zu können, ist es vorgesehen, dass einzelne Segmente, insbesondere die letzten Pressensegmente einer Pressenanlage, nicht beheizt oder aktiv rückgekühlt werden.
Alternativ wird bei diskontinuierlich arbeitenden Pressenanlagen eine Rückkühlung unter weghaltendem Druck vorgesehen, wodurch eine thermische Aktivierung der duroplastisch aushärtenden Klebstoffe aufgrund der Abkühlung der Presse vermieden wird.
Die Holzwerkstoffplatte kann vor dem Umformen und der Aktivierung der duropla- stisch aushärtenden Klebstoffe beschichtet werden, insbesondere mit Furnieren, Möbelfolien oder flexiblen Schichtstoffen.
Als Klebstoff wird vorzugsweise eine Mischung aus MUPF-Klebstoff und Acrylat verwendet. Die thermoplastisch und duroplastisch aushärtenden Klebstoffe können entweder als eine Mischung gemeinsam auf die Späne aufgetragen oder einzeln, ggf. schichtweise und nacheinander aufgetragen werden. Dabei werden PMDI- Klebstoffe aufgrund der hohen Metallklebrigkeit vorzugsweise im Inneren des Holzwerkstoffvlieses eingesetzt.
Die erfindungsgemäße, nachformbare Holzwerkstoffplatte sieht vor, dass die Späne über thermoplastisch aushärtende Klebstoffanteile des Klebstoffs miteinander verbunden sind und mit aktivierbaren, duroplastisch aushärtenden Klebstoffanteilen des Klebstoffs, die noch nicht ausgehärtet sind, benetzt sind, um eine zerstörungsfreie Umformung der Holzwerkstoffplatte zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise weist der Klebstoff Anteile von MUPF-Klebstoff und Acrylat auf.
Die Holzwerkstoffplatte kann aus einer einlagigen Schicht langer, schlanker ggf. ausgerichteter Strands zusammengesetzt sein. Alternativ dazu können die langen, schlanken Strands als Decklagen angeordnet sein, die eine Mittellage einschließen, wobei die Späne oder die Holzwerkstoffe im Gegensatz zu den Decklagen nicht orientiert sind. Die Decklagen schließen die Mittellage ein, wobei die Mittellage mit PMDI-Klebstoff benetzt sein kann.
Nachfolgend werde Ausführungsbeispiele des Verfahrens beschrieben.
Die erfindungsgemäße Herstellung nachformbarer Holzwerkstoffplatten mit langen, schlanken Spänen, zumindest als Deckschicht, sogenannte OSB, unter Verwendung einer Klebstoffkombination aus thermoplastisch und duroplastisch aushärtenden Komponenten erfolgt unter industrieüblichen Bedingungen, wobei herkömmliche Nadelholz- und ggf. Laubholzstrands oder deren Mischungen mit einer Strandlänge von bis zum 145 mm mit der Klebstoffmischung in Trommelmischern mechanisch beleimt werden. Zusätzlich dazu ist der Einsatz weiterer, eigenschaftsverbessernder Additive, wie z. B. Hydrophobierungsmittel, möglich. Die Materialfeuchte sollte nach der Beleimung und vor dem Pressen zwischen 6 und 12 % liegen.
Nach der Vliesbildung, die entweder einschichtig oder dreischichtig mit gesperrter Mittellage erfolgen kann, werden die Holzwerkstoffplatten als Halbzeuge in diskontinuierlich arbeitenden Ein- oder Mehretagen-Heißpressen oder kontinuierlich arbeitenden Heißpressen hergestellt. Bei der Verpressung richten sich der Presszeitfaktor, die Presstemperatur und das Druckregime nach den verwendeten Klebstoffkombinationen in dem Klebstoff. Die letzten Segmente einer kontinuierlichen Pressenanlage sollten nicht beheizt oder aktiv rückgekühlt sein, um eine duroplasti- sehe Aushärtung der entsprechenden Klebstoffkomponenten zu vermeiden. Bei der Herstellung in diskontinuierlich arbeitenden Pressenanlagen kann eine Rückkühlung und weghaltender Druck erforderlich sein. Im Anschluss an die Verpressung können die Platten wie herkömmliche Platten weiterbehandelt werden, insbesondere ist das Besäumen, Schleifen, der Zuschnitt oder eine Lagerung möglich. Nach einer Lagerung von 3 bis 5 Tagen im Reifestapel bei Raumtemperatur und ggf. dem Transport zu einem Weiterverarbeiter werden die bis dahin thermoplastisch gebundenen Holzwerkstoffplatten als Halbzeuge bei einer Temperatur von 100 bis 240° C auf Einetagen- oder Formteilpressen nachvernetzt. Dabei härtet die duropla- stische Komponente des Klebstoffs vollständig aus. Sowohl die Verarbeitung der reinen OSB als auch eine Beschichtung mit festen Beschichtungsmaterialien wie Furnieren, Möbelfolien oder flexiblen Schichtstoffen ist möglich. Die Umformung bzw. die Verformungen können sowohl im zwei- als auch im dreidimensionalen Bereich durchgeführt werden. Die hergestellten Formteile ähneln in den Möglich- keiten ihrer Weiterverarbeitbarkeit sowie den Festigkeitseigenschaften herkömmlich hergestellten, ebenen OSB-Platten.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wurden 100 % Kiefernstrands mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Länge von 145 mm verwendet. Die Rohplattendicke betrug 1 1 ,5 mm bei einem einlagigen Plattenaufbau und einer Zielrohdichte von 650 kg/m3. Als Klebstoff wurden 70% MUPF-Klebstoff und 30 % Acrylat verwendet, wobei der Klebstoffanteil 10 % Festharz bezogen auf atro Strands betrug. Als Hydrophobierungsmittel wurde 1 % Festparaffin bezogen auf atro Strands zugegeben, und bei einem Feuchtegehalt von 10 % nach der Beleimung wurde mit einem Presszeitfaktor von 20 sec/mm das Halbzeug bei einer Heizplattentemperatur von 95°C hergestellt. Die erreichte Rohdichte betrug 620 kg/m3, die Querzugfestigkeit (trocken) lag bei 0,26 N/mm2, die Biegefestigkeit bei 17,1 N/mm2 bei einem Biege-E-Modul von 3000 N/mm2 und einer Dickenquellung nach 24 h WL von 70,8 %.
Die Nachformung erfolgte plattenförmig und ergab eine Plattendicke von 1 1 mm, wobei die Heizplattentemperatur 180°C betrug und die Pressung mit einem Presszeitfaktor von 20 sec/mm durchgeführt wurde. Die Rohdichte der nachgeformten Platte betrug 645 kg/m3 bei einer Querzugfestigkeit (trocken) von 0,60 N/mm2, einer Biegefestigkeit von 25,5 N/mm2, einem Biege-E-Modul von 3500 N/mm2 und einer Dickenquellung von lediglich von 17,8 % nach 24 h Wasserlagerung. Das Ergebnis zeigt, dass eine Verdreifachung der Querzugfestigkeit, eine Steigerung der Biegefestigkeit um mehr als 50% sowie eine Verringerung der Dickenquellung auf ein Viertel des Halbzeuges erreicht wurde, wodurch gezeigt ist, dass durch die duroplastische Endvernetzung der Werkstoffe die mechanischen Eigenschaften der nachgeformten Platte wesentlich verbessert werden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wurden 100 % Buchenstrands mit einer Länge von 90 mm bis 120 mm bei einer Dicke von 0,5 mm verwendet. Die Rohplatten- dicke betrug 1 1 ,5 mm bei einem einlagigen Plattenaufbau mit einer Zielrohdichte von 680 kg/m3. Als Klebstoffe wurden 70 % MUPF-Klebstoff sowie 30 % ethylen- modifiziertes Polyvinylacetat eingesetzt, mit einem Klebstoffanteil von 12 % Festharz bezogen auf atro Strands. Zur Hydrophobierung wurde 1 % Festparaffin bezogen auf atro Strands eingesetzt. Die Heizplattentemperatur betrug 95°C bei einem Feuchtegehalt von 0 % nach der Beleimung und einem Presszeitfaktor von 15 s/mm. Die Nachverformung erfolgte dreidimensional gekrümmt, um einen Stuhlsitz auszuformen. Die Werkstoffdicke betrug 1 1 mm und die Heizplattentemperatur bei der Nachverformung 100°C. Die Presszeit für die Nachverformung betrug 6 Minuten. Aufgrund der Verformungen des fertigen Werkstückes in Gestalt eines dreidimensionalen Stuhlsitzes konnten keine standardisierten Produkteigenschaften bestimmt werden, das nachverformte Produkt war jedoch gebrauchsfähig.
Durch die zunächst lediglich thermoplastisch basierte Bindung der Späne der Holzwerkstoffplatte ist es möglich, eine zwei- bzw. dreidimensionale Nachformung ohne mechanische Zerstörung der bereits gebildete Holz-Klebstoff-Verbindung zu ermöglichen. Eine mechanische Zerstörung würde einen weiteren Werkstoffeinsatz aufgrund des Festigkeitsverlustes ausschließen. Mit der erfindungsgemäßen Klebstoffmischung und den Holzwerkstoffplatten erreicht man überraschenderweise schon bei vergleichsweise geringen Presstemperaturen Platteneigenschaften, die eine Weiterverarbeitung und insbesondere ein Umformen zulassen.
Für die thermoplastische Aushärtung eignen sich insbesondere Acrylate und Poly- vinylacetate, für die duroplastische Aushärtung kommen hauptsächlich Harnstoff- Formaldehyd- (UF), Melamin-Harnstoff-Formaldehyd- (MUF) und Melamin-Hamstoff- Phenol-Formaldehyd- (MUPF)- Klebstoffe in Frage.
Die Abbindetemperatur thermoplastischer Klebstoffe liegt im allgemeinen unterhalb der Vernetzungstemperatur duroplastischer Systeme. Die im Ausführungsbeispiel 2 gewählte Nachverformungstemperatur lag aufgrund der technologischen Gegebenheiten bei der Formteileherstellung unterhalb der Abbindetemperatur des thermoplastischen Klebstoffes. Eine Vernetzung des Duroplasts wurde jedoch durch eine entsprechend längere Presszeit erreicht. Eine Nachvernetzung des Formteils bei 180°C bis 210°C wäre im Sinne einer schnelleren Reaktionszeit anstrebenswert gewesen.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung nachformbarer Holzwerkstoffplatten mit zumindest einer Schicht schlanker, langer, vorzugsweise ausgerichteter Späne, die mit einem Klebstoff benetzt und unter Einwirkung von Druck und thermischer Energie in einer Pressenanlage miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff thermoplastisch und duroplastisch aushärtende Klebstoffe eingesetzt werden und dass die Späne unter Aktivierung nur der thermoplastisch aushärtenden Klebstoffe miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vemet- zungstemperatur für eine duroplastische Aushärtung oberhalb einer Abbindetemperatur für eine thermoplastische Aushärtung liegt, und dass die Späne unterhalb der Vernetzungstemperatur für die duroplastische Aushärtung und oberhalb der Abbindetemperatur für die thermoplastische Aushärtung miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Segmente der Pressenanlage nicht beheizt oder aktiv rückgekühlt werden.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei diskontinuierlich arbeitenden Pressenanlagen eine Rückkühlung unter weghaltendem Druck erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzwerkstoffplatte beschichtet wird, insbesondere mit Furnieren, Möbelfolien oder flexiblen Schichtstoffen.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoff eine Mischung aus MUPF-Klebstoff und Acrylat verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die thermoplastisch und duroplatisch aushärtenden Klebstoffe als eine Mischung gemeinsam auf die Späne aufgetragen, insbesonder versprüht und anschließend durchmischt werden.
8. Nachverformbare Holzwerkstoffplatte mit zumindest einer Schicht langer, schlanker, vorzugsweise ausgerichteter Späne, die mit einem Klebstoff benetzt sind und unter Einwirkung von Druck und thermischer Energie in einer Pressenanlage miteinander verbunden wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne über thermoplastisch aushärtende Klebstoffan teile des Klebstoffes miteinander verbunden und mit aktivierbaren, duroplastisch aushärtenden Klebstoffanteilen des Klebstoffes, die noch nicht duroplastisch ausgehärtet sind, benetzt sind.
9. Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff Anteile von MUPF-Klebstoff und Acrylat aufweist.
0. Holzwerkstoffplatte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die langen, schlanken Späne als Decklagen angeordnet sind, die eine Mittellage einschließen, wobei die Mittellage mit PMDI-Klebstoff benetzt ist.
PCT/EP2004/008738 2003-09-25 2004-08-04 Nachformbare holzwerkstoffplatte und verfahren zu deren herstellung WO2005039845A1 (de)

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DE2003144598 DE10344598B3 (de) 2003-09-25 2003-09-25 Nachformbare Holzwerkstoffplatte und Verfahren zu deren Herstellung

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