Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Druckformkörpers Process for producing a synthetic resin pressure-molded body
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Druckformkörpers, bei dem in einem Imprägnierschritt 5 Fasermaterialien, wie beispielsweise Holzfasern in Form einer Schüttung auf ein Förderband zur kontinuierlichen Herstellung eines Vorpreßlings oder einer Rohplatte aufgebracht und auf diese anschließend gegebenenfalls beidseitig Trennpapiere, die mit einem Bindemittel bestehend aus einem Kondensationsharz 0 oder -harzgemisch auf Basis von Phenolen und/oder Amino- verbindungen und Aldehyd wie Formaldehyd beschichtet worden sind, aufkaschiert werden, und bei dem der so gebildete Schichtaufbau kontinuierlich auf ein durchschnittliches mitt¬ leres Raumgewicht im Bereich zwischen 900 und 1200 kg/m3 The invention relates to a process for the production of a synthetic resin compression molding, in which in an impregnation step 5 fiber materials, such as wood fibers in the form of a bed, are applied to a conveyor belt for the continuous production of a pre-compact or a raw plate and then, if appropriate, separating papers on both sides with a Binders consisting of a condensation resin or resin mixture based on phenols and / or amino compounds and aldehyde such as formaldehyde have been coated, and in which the layer structure thus formed continuously to an average weight per unit area in the range between 900 and 1200 kg / m 3
15 komprimiert und auf eine höhere Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Viskosität des Bindemittels verringert ist, sodaß das Bindemittel vollständig in das Porenvolumen der komprimierten Fasermasse eindringt und gegebenenfalls in der Folge ausge¬ härtet wird. 0 Stand der Technik15 compressed and heated to a higher temperature at which the viscosity of the binder is reduced, so that the binder penetrates completely into the pore volume of the compressed fiber mass and is subsequently cured if necessary. 0 State of the art
Ein derartiges Verfahren wird in der PCT/AT90/00042 beschrieben, welches zu Druckformkörpern führt, die bei¬ spielsweise für die Herstellung von dekorativen Kunstharz- 25 Hochdrucklaminaten für die Außenanwendung eingesetzt werden, wobei insbesondere bei der Außenanwendung die Wasserbestän¬ digkeit und Flammwidrigkeit von großer Bedeutung ist.Such a method is described in PCT / AT90 / 00042, which leads to pressure-molded articles which are used, for example, for the production of decorative synthetic resin high-pressure laminates for outdoor use, the water resistance and flame resistance being particularly great for outdoor use Meaning is.
Ferner hat es sich gezeigt, daß eine durch das bekannteFurthermore, it has been shown that one of the known
30 Herstellungsverfahren bedingte unregelmäßige Beharzung des30 manufacturing process caused irregular resinification of the
Fasermaterials zu einem porösen Schichtpreßstoff führt, dessenFiber material leads to a porous laminate, the
Wasserbeständigkeit reduziert ist. Der dadurch bewirkte wech-Water resistance is reduced. The resulting change
* selnde Feuchtigkeitsgehalt im Schichtpreßstoff führt zu Span-* alternating moisture content in the laminate leads to chip
-jf nungen im Material, welche insbesondere an den Schnittkanten zu-jf openings in the material, which in particular at the cut edges
"35 Rißbildungen verursachen kann.
Ferner wird die Wasserbeständigkeit durch die Eigenschaften der in dem bekannten Verfahren eingesetzten Flammschutzmittel reduziert, da dem Bindemittel große Mengen an wasserlöslichen Flammschutzmitteln zugesetzt werden, welche insbesondere bei der Verwendung der duch das bekannte Verfahren hergestellten Schichtpreßstoffplatte im Naßbereich teilweise ausgelaugt werden, wodurch weitere Angriffstellen für Feuchtigkeit entstehen können. " 35 can cause cracks. Furthermore, the water resistance is reduced by the properties of the flame retardants used in the known method, since large amounts of water-soluble flame retardants are added to the binder, which are partially leached out in the wet area, in particular when the laminated sheet made by the known method is used, thereby causing further points of attack for moisture can arise.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das eine Schichtpre߬ stoffplatte mit verbesserten Gebrauchseigenschaften hinsicht- lieh Wasserbeständigkeit und Flammwidrigkeit bewirkt.The invention is based on the object of specifying a method of the type described at the outset which brings about a laminate with improved performance properties with regard to water resistance and flame resistance.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschrie¬ benen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die losen Fasermaterialien in einem Vorimprägnierschritt, beispielsweise in der Blowline 3, mit dem Bindemittel innigst vermischt werden, wobei die Oberfläche der losen Fasermaterialien regel¬ mäßig mit dem Bindemittel beschichtet wird, und daß an¬ schließend diese vorimprägnierten Fasermaterialien in einem heißen Luftstrom 6 auf eine Restfeuchte von maximal 6% getrocknet werden und daß anschließend diese getrockneten, vorimprägnierten Fasermaterialien in den Imprägnierschritt ein¬ gesetzt werden.This object is achieved by a method of the type described at the outset, which is characterized in that the loose fiber materials are intimately mixed with the binder in a pre-impregnation step, for example in the blowline 3, the surface of the loose fiber materials being regularly included the binder is coated, and that these pre-impregnated fiber materials are then dried in a hot air stream 6 to a residual moisture of at most 6% and that these dried, pre-impregnated fiber materials are then used in the impregnation step.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Vor- imprägnierschritt dem Bindemittel ein festes, wasserunlösliches Flammschutzmittel, welches im Bindemittel dispergiert ist, zugesetzt werden kann und dieses Flammschutzmittel im wesent¬ lichen aus einer wasserunlöslichen Stickstoffverbindung oder aus einer wasserunlöslichen Stickstoff-Phosphorverbindung besteht und diesem Flammschutzmittel Borate zugesetzt werden, wobei die aufgebrachte Flammschutzmittelmenge 5 - 20 Gew.% bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters dadurch gelöst, daß für den Imprägnierschritt zusätzlich Fasermaterialien in loser Form und/oder in Form von Geweben, Gelegen, Matten, Vliesen oder dgl beigemengt werden und die zusätzlich beigemengten Fasermaterialien aus Glasfasern, Kunstfasern oder aus Natur¬ fasern bestehen.Another advantage of the invention is that in the pre-impregnation step, a solid, water-insoluble flame retardant which is dispersed in the binder can be added to the binder and this flame retardant consists essentially of a water-insoluble nitrogen compound or of a water-insoluble nitrogen-phosphorus compound and borate are added to this flame retardant, the amount of flame retardant applied being 5-20% by weight, based on the dry fiber material. The object of the invention is further achieved in that additional fiber materials in loose form and / or in the form of fabrics, scrims, mats, nonwovens or the like are added for the impregnation step and the additionally added fiber materials consist of glass fibers, synthetic fibers or natural fibers .
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Bindemittel ein Kondensationsharz oder -harz- gemisch in flüssiger Form verwendet wird, welches einen Fest¬ harzgehalt von mehr als 80 Gew.% und einen Wassergehalt von höchstens 8 Gew-%, vorzugsweise höchstens 6 Gew.%, enthält, wobei der Harzauftrag im Vorimprägnierungsschritt zwischen 10 und 15% Festharz bezogen auf das trockene Fasermaterial beträgt.Another advantage of the process according to the invention is that a condensation resin or resin mixture in liquid form is used as the binder, which has a solid resin content of more than 80% by weight and a water content of at most 8% by weight, preferably at most 6 % By weight, the resin application in the pre-impregnation step being between 10 and 15% solid resin based on the dry fiber material.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren la und lb, wobei in Fig. la der Vorimprägnierschritt und in Fig. lb der Imprägnierschritt angeführt ist, sowie anhand eines Aus¬ führungsbeispiels näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 a and 1 b, the pre-impregnation step being shown in FIG. 1 a and the impregnation step in FIG. 1 b, and an exemplary embodiment.
Dabei werden gemäß einer Vorrichtung nach Fig. la Holzhack- Schnitzel mit Wasserdampf bei ca. 170°C erweicht und imAccording to a device according to FIG. La, wood chips are softened with steam at approx. 170 ° C. and in
Refiner 1 bei einem Druck von ca. 4 - 5 bar zu Holzfasern zerkleinert. Diese werden kontinuierlich über das Blasventil 2 aus dem Refiner in die Blowline 3 unter hohem Druckabfall ausgetragen, wodurch eine turbulente Strömung erzeugt wird. Über eine Rohrleitung 4 wird ein Bindemittel, beispielsweise ein Phenolharz mit niedrigem Kondensationsgrad und demzufolge relativ niedriger Viskosität, in welchem ein festes Flamm- schutzmittel dispergiert ist, an der Stelle 5 in die Blowline 3 eingetragen. Als Flammschutzmittel kann beispielsweise ein was- serunlösliches Ammoniumpolyphosphat eingesetzt werden. Durch die turbulenten Strömungsverhältnisse in der Blowline 3 werden
die Holzfasern im Vorimprägnierungsschritt mit dem mit Flamm¬ schutzmittel versehenen Bindemittel bis zu einem Auftrag von 15% bezogen auf Trockensubstanz überzogen. Dabei werden einer¬ seits die frei schwebenden Fasern vom Bindemittel gleichmäßig an ihrere Oberfläche benetzt und andererseits werden die Partikel des Flammschutzmittels mit den Fasern verklebt, sodaß bei der Weiterverarbeitung dieser vorimprägnierten Fasern eine gleichmäßige Verteilung des Flammschutzmittels erhalten bleibt. Anschließend werden diese vorimprägnierten Fasern in das Trocknerrohr 6, welches durch ein Heißluftgebläse 7 mit heißer Luft gespeist wird, eingebracht und auf einen Feuchtigkeits¬ gehalt von beispielsweise 4% getrocknet. Danach werden die so getrockneten Fasern über einen Zyklon 8 in einen Faserbunker 9 eingebracht und können dort bis zum Imprägnierschnitt gelagert werden.Refiner 1 chopped into wood fibers at a pressure of approx. 4 - 5 bar. These are discharged continuously via the blow valve 2 from the refiner into the blowline 3 under a high pressure drop, as a result of which a turbulent flow is generated. A binder, for example a phenolic resin with a low degree of condensation and consequently a relatively low viscosity, in which a solid flame retardant is dispersed, is introduced into the blowline 3 at a point 5 via a pipeline 4. For example, a water-insoluble ammonium polyphosphate can be used as the flame retardant. Due to the turbulent flow conditions in the Blowline 3 the wood fibers in the pre-impregnation step are coated with the binder provided with flame retardant up to an order of 15% based on dry substance. On the one hand, the free-floating fibers are wetted uniformly on their surface by the binder and, on the other hand, the particles of the flame retardant are glued to the fibers, so that a uniform distribution of the flame retardant is retained during further processing of these pre-impregnated fibers. These pre-impregnated fibers are then introduced into the dryer tube 6, which is fed with hot air by a hot air blower 7, and dried to a moisture content of, for example, 4%. The fibers thus dried are then introduced into a fiber bunker 9 via a cyclone 8 and can be stored there until the impregnation cut.
Bei der Imprägnierung gemäß einer Vorrichtung nach Fig. lb werden aus der Streustation 11 die vorimprägnierten Holzfasern in Form einer Faserschüttung 10 auf ein Förderband 12 aufge- bracht. Dabei können den vorimprägnierten Fasern unimprägnierte Fasern anderer Art, wie beispielsweise Glasfasern, beigemengt werden. Das Flächengewicht der Faserschüttung mittels einer Waage 13 laufend kontrolliert. Anschließend wird die Faser¬ schüttung 10 in einer Vorpresse 14, 14' vorverdichtet. Von den Vorratsrollen 16 werden Trennpapiere 15, 15' abgezogen und mit dem hochviskosen, wasserfreien Bindemittel über die Streich¬ anlage 17, 17' einseitig beschichtet. Das Flächengewicht wird mit einer Flächengewichtseinrichtung 18, 18* kontrolliert. Die be-schichteten Trennpapiere 25, 25' werden nun an beiden Seiten am vorverdichteten Faserkuchen 19 mit den beschichteten Seiten zum Faserkuchen hin aufkaschiert. Der so gebildete Aufbau durchläuft dann eine Bandpresse 20, welche mit einer Heizzone 21 und einer Kühlzone 22 ausgestattet ist. In der Heizzone 21 dringt das Bindemittel von den Beschichtungen der Trennpapiere 25, 25' von beiden Seiten in den Faserkuchen 19 ein. Da die Fasern schon von der Vorimprägnierung her gleichmäßig mit dem Bindemittel benetzt sind, verteilt sich das Bindemittel dabei
auch gleichmäßig in den Zwischenräumen zwischen den Fasern. Um eine ungewünschte Aushärtung des Bindemittels zu verhindern, wird dieser Verbund in der Kühlzone 22 auf eine Temperatur von zumindest 40°C gekühlt. Anschließend werden über die Rollen 23, 23' die Trennpapiere abgezogen, der bandförmige Verbund wird in der Ablängeinrichtung 24 in Einzelstücke abgelängt und abgesta¬ pelt. Reicht die Länge der Kühlzone 22 für die gewünschte Ab¬ kühlung nicht aus, kann zwischen der Ablängeinrichtung 24 und der Abstapelung noch ein Kühlstern eingeschaltet werden.In the impregnation according to a device according to FIG. 1b, the pre-impregnated wood fibers in the form of a fiber bed 10 are applied to a conveyor belt 12 from the scattering station 11. Unimpregnated fibers of other types, such as glass fibers, can be added to the pre-impregnated fibers. The basis weight of the fiber fill is continuously checked by means of a balance 13. The fiber bed 10 is then pre-compressed in a pre-press 14, 14 '. Release papers 15, 15 'are drawn off from the supply rolls 16 and coated on one side with the highly viscous, water-free binder via the coating system 17, 17'. The basis weight is checked with a basis weight device 18, 18 *. The coated release papers 25, 25 'are now laminated on both sides to the pre-compressed fiber cake 19 with the coated sides towards the fiber cake. The structure thus formed then passes through a belt press 20 which is equipped with a heating zone 21 and a cooling zone 22. In the heating zone 21, the binder from the coatings of the release papers 25, 25 'penetrates into the fiber cake 19 from both sides. Since the fibers are evenly wetted with the binder from the pre-impregnation, the binder is distributed evenly in the spaces between the fibers. In order to prevent undesired curing of the binder, this composite is cooled in the cooling zone 22 to a temperature of at least 40 ° C. Subsequently, the release papers are pulled off via the rollers 23, 23 ', the band-shaped composite is cut to length in the cutting device 24 and stacked. If the length of the cooling zone 22 is not sufficient for the desired cooling, a cooling star can be connected between the cutting device 24 and the stacking.
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Zur Herstellung eines plattenförmigen, dekorativen Hochdruck¬ formkörpers mit einer Dicke von 6 mm werden - zwischen zwei mit Melaminharz imprägnierten Dekorpapieren ein nach dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren hergestellter Vorpreßling als Kernma- 15 terial in einer Hochdruckpresse bei 140°C und 70 bar während 20 min verpreßt, wobei die im Vorpreßling enthaltenen Harze gut verfließen und in der Folge aushärten.In order to produce a plate-shaped, decorative high-pressure molded body with a thickness of 6 mm, a pre-pressed product made according to the process of the invention as the core material in a high-pressure press at 140 ° C. and 70 bar for 20 minutes between two decorative papers impregnated with melamine resin pressed, whereby the resins contained in the pre-compact flow well and subsequently harden.
Das anhand der Figuren beschriebene Verfahren zur Herstellung 20 eines Vorpreßlings, welcher bei der Erzeugung eines platten¬ förmigen Hochdruckformkörpers eingesetzt wird, kann mit ent¬ sprechenden Abänderungen auch direkt zur Herstellung von Hoch¬ druckformkörpern . verwendet werden. Dies wird z.B dadurch realisiert, daß man in der Bandpresse 20 den Preßdruck z.B. auf 25 50 bar und die Preßtemperatur auf 150°C erhöht sowie die Verweildauer des Schichtaufbaus z.B. auf 10 min verlängert, sodaß das im Schichtaufbau enhaltene Bindemittel zunächst gut verfließt und in der Folge aushärtet. Aus der Bandpresse 20 wird dann eine Rohplatte abgeführt, die z. B. in einer 30 nachgeschalteten, gekühlten Bandpresse auf 30°C abgekühlt wird. Die Rohplatte wird dann abgelängt und für den weiteren Gebrauch in bekannter Weise dekorativ lackiert.The method described in the figures for producing a preform which is used in the production of a plate-shaped high-pressure molded body can, with corresponding modifications, also be used directly for producing high-pressure molded bodies. be used. This is achieved, for example, by pressing pressure in the belt press 20 e.g. to 25 50 bar and the pressing temperature increased to 150 ° C and the dwell time of the layer structure e.g. extended to 10 minutes, so that the binder contained in the layer initially flows well and then hardens. A raw plate is then removed from the belt press 20, the z. B. is cooled in a 30 downstream, cooled belt press to 30 ° C. The raw plate is then cut to length and decoratively painted for further use in a known manner.
Gewerbliche Verwertbarkeit Derartige dekorative Hochdruckformkörper größerer Stärke (z.B.Commercial usability Such decorative high-pressure molded articles of greater strength (e.g.
35 6 und 15 mm dick) eignen sich beispielsweise für die Her¬ stellung selbsttragender Bauteile bzw. als witterungsfeste Platten in der Außenanwendung.
35 6 and 15 mm thick) are suitable, for example, for the manufacture of self-supporting components or as weatherproof panels for outdoor use.